JP2015110310A - レンズアレイ光学系を備えた画像形成装置、画像処理装置、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズアレイ光学系による生じるゴースト光の影響を抑える画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、複数の画素のそれぞれに対応する複数の発光部と、レンズアレイ光学系と、を備えた露光手段と、露光手段により露光される感光体と、画像データを使用して露光手段により感光体を露光した場合における感光体の各画素の位置でのゴースト光の強度を画像データから推定し、推定したゴースト光の強度により画像データを補正する補正手段と、を備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、レンズアレイ光学系を備えた画像形成装置における画像処理技術に関する。

レンズアレイを含むレンズアレイ光学系を用いた露光部により感光体を露光する画像形成装置が開発されている。レンズアレイ光学系を用いた露光部は、サイズが小さく、かつ、部品数も少なくなるので、画像形成装置の小型化や低コスト化に有利である。しかしながら、レンズアレイ光学系では、像面（画像形成装置では感光体の表面）上に所望の結像を行う光束以外に、不要なゴースト光が発生する。このため、レンズアレイ光学系を構成するレンズ板の間に遮光部材を配置し、ゴースト光を低減する構成が知られている。しかし、該構成においても、遮光部材で散乱、反射したゴースト光が発生する。特許文献１は、遮光部材の表面に凸凹を設けることで、遮光部材で散乱、反射して像面に向かうゴースト光を抑える構成を開示している。

特開平９−１１８０４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成は、遮光部材の形状が複雑になったり、大きくなったりするので、製造や小型化の観点において対策が望まれている。

本発明は、レンズアレイ光学系による生じるゴースト光の影響を抑える画像形成装置、画像処理装置、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体を提供するものである。

本発明の一側面によると、画像形成装置は、複数の画素のそれぞれに対応する複数の発光部と、レンズアレイ光学系と、を備えた露光手段と、前記露光手段により露光される感光体と、画像データを使用して前記露光手段により前記感光体を露光した場合における前記感光体の各画素の位置でのゴースト光の強度を前記画像データから推定し、前記推定したゴースト光の強度により前記画像データを補正する補正手段と、を備えていることを特徴とする。

レンズアレイ光学系による生じるゴースト光の影響を抑えることができる。

レンズアレイ光学系におけるゴースト光の発生原理の説明図。 一実施形態による画像形成装置の断面図。 一実施形態による画像形成装置のシステム構成図。 一実施形態による制御部の構成図。 一実施形態による露光部の構成図。 一実施形態によるゴースト光処理部の構成図。 一実施形態によるゴースト光強度推定部での処理を示すフローチャート。 一実施形態による描画データ、露光強度、ゴースト光強度を示す図。 一実施形態によるゴースト光処理部が出力する描画データと、露光強度を示す図。 一実施形態によるゴースト光処理部の構成図。 一実施形態によるゴースト光処理部が出力する描画データと、露光強度を示す図。 一実施形態による画像形成のバイアスの説明図。 一実施形態によるゴースト光処理部の構成図。 一実施形態によるゴースト光処理部が出力する描画データと、露光強度を示す図。 一実施形態によるゴースト光処理部の構成図。 一実施形態によるゴースト光処理部が出力する描画データと、露光強度を示す図。 一実施形態によるゴースト光処理部の構成図。 一実施形態によるゴースト光処理部が出力する描画データと、露光強度を示す図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の各実施形態は、例示であり、本発明の範囲を実施形態の内容に限定するものではない。

＜第一実施形態＞
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、レンズアレイ光学系の遮光部材での散乱や反射により発生するゴースト光の説明図である。図１（Ａ）及び（Ｂ）において、発光部は、例えば、複数の発光面を有するＬＥＤアレイである。また、レンズアレイＧ１及びＧ２は、それぞれ、列状に配置された複数のレンズを有している。ここで、ＬＥＤアレイの発光面の間隔は数十μｍと、少なくとも数百μmはあるレンズアレイのレンズの間隔に比べて十分狭いため、発光部の発光面はほぼ連続的に存在すると考えることができる。なお、図１（Ａ）及び（Ｂ）においては、説明を簡略化するため、発光部の連続的に存在する発光面のある１つの点からの光路のみを示している。図１（Ａ）において、発光部の１つの発光点からの光束Ｋは、感光体（像面）に所望の画像を形成するための光束である。これに対して、光速Ｇは、この発光点からのゴースト光を示している。図１（Ａ）に示す様に、レンズアレイＧ１のあるレンズを通過した後、当該レンズとは光軸の異なるレンズアレイＧ２のレンズに向かう光束がゴースト光になる。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すゴースト光を低減させるために、レンズアレイＧ１とレンズアレイＧ２との間に遮光壁を設けている。遮光壁は、ゴースト光の一部を吸収するが、残りを反射するため、図１（Ｂ）の点線で示すゴースト光が残存し、感光体に形成する画像を劣化させる。本実施形態では、この様なゴースト光の影響を抑えることができる画像形成装置を提供する。

図２は、本実施形態による画像形成装置１０の概略的な構成図である。以下の図において、参照符号の末尾のアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ処理対象の色が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）であることを示している。なお、以下の説明において色を区別する必要がない場合には末尾のアルファベットを除いた参照符号を使用する。帯電部２３は、回転駆動される感光体２２を帯電させ、露光部２４は、帯電された感光体２２の表面を光で走査して静電潜像を形成する。なお、露光部２４は、上述したレンズアレイ光学系を備えている。現像部２６は、感光体２２の静電潜像を現像剤で現像して可視化する。なお、容器２５は、現像部２６に現像剤を供給する。各感光体２２に形成された現像剤像は、回転駆動される中間転写体２７に転写される。なお、このとき、各感光体２２に形成された各色の現像剤像を重ね合わせて中間転写体２７に転写することで、中間転写体２７には多色の現像剤像が形成される。中間転写体２７に転写された現像剤像は、転写ローラ２８により、搬送路１１を搬送される記録材に転写される。なお、記録材に転写されず中間転写体２７に残留した現像剤は、クリーニング部２９により除去される。定着部３０は、記録材に現像剤像を定着させる。定着部３０による現像剤像の定着後、記録材は、装置外へと排出される。なお、中間転写体２７を使用せず、感光体２２の現像剤像を記録材に直接転写する画像形成装置であっても良い。

図３は、画像形成装置１０の制御系の構成図である。ホストＰＣ２１０は、画像形成装置１０へＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）データを送信する。ＰＤＬデータには、形成すべき画像の画像データである描画データと、当該描画データを用いた画像形成動作を制御するための制御データとが含まれる。画像形成装置１０は、大きく分けて、制御部２２０と機構部２３０とを備える。機構部２３０は、図１を用いて説明した様に、感光体２２への現像剤像の形成から、記録材への定着処理や、記録材の搬送等を行う。制御部２２０は、機構部２３０を制御する。制御部２２０において、ＣＰＵ２２５は、ＲＡＭ２２２をメインメモリ及びワークエリアとして使用する。ＣＰＵ２２５は、ＲＯＭ２２１に格納された各種制御プログラムをＲＡＭ２２２へ読み出して実行することによって機構部２３０を制御する。システムバス２２８は、アドレスバス及びデータバスを有する。制御部２２０内の各構成要素は、システムバス２２８に接続されているため、システムバス２２８を介して他の構成要素にアクセス可能である。ホストインタフェース（ＩＦ）部２２４は、ホストＰＣ２１０との間で描画データ及び制御データの入出力を行うためのインタフェースである。ホストＩＦ部２２４において圧縮データとして受信された描画データは、ＲＡＭ２２２に格納される。ＣＰＵ２２５は、ＲＡＭ２２２内の圧縮データを描画データに伸張し、当該描画データをＲＡＭ２２２に格納する。ＤＭＡ制御部２２３は、ＣＰＵ２２５からの指示に応じて、ＲＡＭ２２２内の描画データをＡＳＩＣ２２６に転送する。パネルＩＦ部２２７は、画像形成装置１０に設けられた表示パネル部を用いてユーザによって入力された設定及び指示を、当該表示パネル部から受信するインタフェースである。

ＣＰＵ２２５及びＡＳＩＣ２２６は、ホストＩＦ部２２４を介して入力された制御データ及び描画データに基づいて、機構部２３０を制御する。なお、ＣＰＵ２２５の機能の一部又は全てはＡＳＩＣ２２６において実行されてもよいし、逆にＡＳＩＣ２２６の機能の一部又は全てがＣＰＵ２２５において実行されてもよい。また、画像形成装置１０に別の専用ハードウェアを設け、当該専用ハードウェアにＣＰＵ２２５及びＡＳＩＣ２２６の機能の一部を実行させてもよい。

続いて、図４（Ａ）を参照して、ＣＰＵ２２５、ＡＳＩＣ２２６で実行される処理について説明する。ＣＰＵ２２５により実現されるレンダラ３０３は、ホストＰＣ２１０から受信するＰＤＬデータに含まれる圧縮データを描画データへと伸張してＲＡＭ２２２に格納する。なお、本実施形態において、当該描画データ内の濃度は、ＲＧＢ色空間で表現、つまり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれの階調値で示されている。

ＲＡＭ２２２に格納された描画データは、ＤＭＡ制御部２２３による制御に応じてＡＳＩＣ２２６へラスタ順に１画素ずつ送信される。また、ＣＰＵ２２５により実現される制御情報生成部３０４は、ＰＤＬデータ内の制御情報をＡＳＩＣ２２６へ送信するとともに、ＡＳＩＣ２２６で実行される処理で必要となる制御情報をＲＯＭ２２１から取り出してＡＳＩＣ２２６へ送信する。なお、ＲＯＭ２２１に格納された制御情報には、例えば、色変換テーブル、ガンマ補正テーブル、ハーフトーンテーブル、ゴースト光プロファイル等が含まれる。

ＡＳＩＣ２２６が受信する制御情報は、色変換処理部３０５、ガンマ補正部３０６、ハーフトーン処理部３０７、ゴースト光処理部３０８に供給される。また、ＡＳＩＣ２２６が受信する描画データは色変換処理部３０５へ供給される。色変換処理部３０５は、入力信号である階調値Ｒ、Ｇ、Ｂを、ＣＭＹＫ色空間で表現された階調値（画素値）Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋに変換してガンマ補正部３０６に出力する。ガンマ補正部３０６は、制御情報に含まれるガンマ補正テーブルを用いて、階調値Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを補正した階調値Ｃ'、Ｍ'、Ｙ'、Ｋ'を生成してハーフトーン処理部３０７に出力する。

ハーフトーン処理部３０７は、制御情報に含まれるハーフトーンテーブルを用いてハーフトーン処理を行い、階調値Ｃ'、Ｍ'、Ｙ'、Ｋ'を階調値Ｃ''、Ｍ''、Ｙ''、Ｋ''へ変換してゴースト光処理部３０８に出力する。ゴースト光処理部３０８は、制御情報のゴースト光プロファイルを用いてゴースト光の補正処理を行ない、階調値Ｃ''、Ｍ''、Ｙ''、Ｋ''から、ゴースト光の補正処理後の階調値Ｃ'''、Ｍ'''、Ｙ'''、Ｋ'''を生成して露光部２４に出力する。ここで、ゴースト光プロファイルとは、発生するゴースト光を算出するためのデータである。なお、ゴースト光処理部３０８におけるゴースト光の補正処理の詳細については後述する。

なお、図４（Ａ）のＡＳＩＣ２２６における処理は、図４（Ｂ）に示すようにホストＰＣ２１０側で実現することもできる。図４（Ｂ）において、アプリケーション３０１は、描画データをレンダラ３０３に出力し、制御データを制御情報生成部３０４に出力する。また、ＰＤＬ変換部３０２１は、ハーフトーン処理部３０７によるハーフトーン処理後の階調値Ｃ''、Ｍ''、Ｙ''、Ｋ''と制御情報を、描画データ及び制御データとしてＰＤＬデータに変換する。当該ＰＤＬデータは、画像形成装置１０内のＡＳＩＣ２２６へ送信される。ＡＳＩＣ２２６において、レンダラ３０３１は、ホストＰＣ２１０から受信されたＰＤＬデータを階調値Ｃ''、Ｍ''、Ｙ''、Ｋ''と制御情報に変換して、それをゴースト光処理部３０８へ出力する。また、図４（Ａ）及び（Ｂ）の構成において、ＲＡＭ２２２に格納された描画データは、１画素ずつＡＳＩＣ２２６へ送信されるが、送信速度や処理速度を上げるために、複数画素の描画データを同時に送信することもできる。

図５は、露光部２４Ｋの構成図である。なお、露光部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃについても同様である。シフトレジスタ７０１は、感光体２２Ｋに形成する潜像の主走査方向の１ラインに相当する画素分の階調値Ｋ'''を保持する。シフトレジスタ７０１は各画素の階調値Ｋ'''を対応するドライバ７０２へと出力する。ドライバ７０２は、光源部１０１の各画素に対応する発光部７０４を駆動し、シフトレジスタ７０１から入力された階調値Ｋ'''に応じた電流量の電流を出力する。各発光部７０４から発せられた光束はレンズアレイ光学系１０２を経由して感光体２２Ｋ上の、発光部７０４に対応した結像点に結像する。光源部１０１の発光部７０４を１画素間隔で配置し、各画素に対応する階調値Ｋ'''に応じた電流量で駆動することで、感光体２２Ｋの表面に１ライン分の描画データに応じた静電潜像を形成することができる。

図６（Ａ）は、本実施形態によるゴースト光処理部３０８の構成図である。ここでは、ブラックに対するゴースト光の補正処理について説明するが、他の色についても同様である。ゴースト光プロファイルメモリ８０２は、制御情報に含まれるゴースト光プロファイルを保持する。なお、ゴースト光プロファイルについては後述する。ゴースト光強度推定部８０１は、ゴースト光プロファイルと入力データから、感光体２２Ｋ上の注目画素が、その周囲の画素に対応する発光部７０４から受けるゴースト光の強度を推定する。そして、ゴースト光強度推定部８０１は、注目画素に照射される推定したゴースト光の強度に対応する推定データと、注目画素の階調値である参照データを出力する。

加算器８０３は、注目画素の参照データからゴースト光強度の推定データを減算し、ゴースト光補正処理後の階調値Ｋ'''として出力する。このように、本実施形態では、注目画素の階調値Ｋ''から、注目画素の周囲の画素に対応する発光部７０４からの光により注目画素に生じるゴースト光の強度を階調値に換算した値を減じることでゴースト光の影響を抑制する。したがって、ゴースト光強度推定部８０１と加算器８０３は、ゴースト光の強度を推定して、階調値を補正する補正部を構成する。ゴースト光処理部３０８は、形成する画像の全画素の階調値Ｋ''について同様の処理を行なうことで、全画素が受けるゴースト光の影響を抑制することができる。以下、各部の詳細について説明する。

図６（Ｂ）は、ゴースト光強度推定部８０１の構成図である。図６（Ｂ）において、ゴースト光強度推定部８０１は、シフトレジスタ８１１、シフトレジスタ８１２、乗算器アレイ８１４、加算器８１５、レジスタ８１６を備えている。以下、ゴースト光強度推定部８０１の動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。

ゴースト光強度推定部８０１は、まず、Ｓ１００でゴースト光プロファイルメモリ８０２からレジスタ８１６にゴースト光プロファイルを読み込む。なお、ゴースト光プロファイルメモリ８０２を使用せずＲＯＭ２２１等から直接読み込んでも良い。図８（Ｃ）にゴースト光プロファイルの一例を示す。ゴースト光プロファイルは、注目画素と所定の位置関係にある画素に対応する発光部７０４により、感光体２２Ｋ上の注目画素の位置に照射されるゴースト光の割合を表したデータである。図８（Ｃ）の参照符号１００１が注目画素の位置であり、本例では、注目画素の左右１０画素を含む２１画素分のデータとなっている。例えば図８（Ｃ）の、参照符号１００２のデータ"０．０４"は、注目画素の２画素左にある発光部７０４から発せられた光束の４％が、感光体２２Ｋ上の注目画素にゴースト光として照射されることを示している。なお、左右が反転しているのは、後述するシフトレジスタ８１２内のデータの並びと合わせているためである。

この様に、ゴースト光プロファイルとは、注目画素とは異なる画素に対応する発光部７０４を使用して感光体を露光した場合に、注目画素の位置に生じるゴースト光の強度と、当該発光部７０４が照射する光強度との関係を示す情報である。なお、発光部７０４が照射する光強度は、当該発光部７０４の階調値に比例する。したがって、ゴースト光プロファイルとは、注目画素とは異なる画素の階調値と、当該画素に対応する発光部７０４を当該階調値で発光させた際に注目画素の位置に生じるゴースト光の強度を階調値で換算した値との比でもある。

注目画素１００１のデータはレジスタ８１６のＰ０の位置に読み込まれる。なお、本実施形態では、２１画素分のゴースト光プロファイルとするが、任意の画素数のゴースト光プロファイル使用できる。また、本実施形態では、ゴースト光のプロファイルがほぼ均一との前提で、総ての画素について同一のゴースト光プロファイルを適用するが、例えば画素毎に異なるゴースト光プロファイルを使用する構成とすることもできる。ゴースト光プロファイルは、レンズアレイ光学系１０２の設計時に決定することができる。また、ゴースト光プロファイルは、レンズアレイ光学系１０２の製造後、個々に測定して決定することもできる。

続いて、Ｓ１０１において、ＡＳＩＣ２２６からのｃｌｅａｒを示す制御信号８１３により、シフトレジスタ８１１及びシフトレジスタ８１２の各レジスタの値が０にクリアされる。シフトレジスタ８１２は入力データを保持し、サイズはゴースト光プロファイルのデータ数と同じである。また、シフトレジスタ８１１は、参照データを保持し、サイズはゴースト光プロファイルの左端から注目画素１００１の位置までのデータ数と同じ、つまり、本実施形態では１１画素分のサイズである。また、ゴースト光プロファイルの注目画素の位置Ｐ０に対応するシフトレジスタ８１１及びシフトレジスタ８１２の位置は、図中の参照符号８１７で示すＩ０の位置である。

続いて、Ｓ１０２において、ＡＳＩＣ２２６からのｓｈｉｆｔを示す制御信号８１３により、シフトレジスタ８１１及びシフトレジスタ８１２は右シフトし、シフトレジスタ８１１に参照データを、シフトレジスタ８１２に入力データを設定する。なお、ラスタ順に１画素毎に入力されたデータが、順に右シフトされていくため、シフトレジスタ８１１及びシフトレジスタ８１２内には元データに対して左右反転したデータが保持される。

続いて、Ｓ１０３で、乗算器アレイ８１４が、レジスタ８１６のゴースト光プロファイルとシフトレジスタ８１２のデータを画素毎に乗算する。上述したように、ゴースト光プロファイルは、注目画素とは異なる発光部７０４からの光に対する、感光体２２Ｋの注目画素に生じるゴースト光の割合を表したデータである。そのため、乗算結果は注目画素とは異なる各画素の発光部７０４により、感光体２２Ｋ上の注目画素の位置に照射されるゴースト光の強度を階調値に換算したものとなる。その後、Ｓ１０４で、加算器８１５は、乗算器アレイ８１４の乗算結果の和を演算する。乗算結果の和は、注目画素とは異なる各画素の発光部７０４により、感光体２２Ｋ上の注目画素の位置に照射されるゴースト光の強度の合計値を階調値に換算したものとなる。

ゴースト光強度推定部８０１は、Ｓ１０５で、シフトレジスタ８１１の注目画素Ｉ０の階調値を注目画素参照データとして出力し、Ｓ１０６で、加算器８１５の演算結果を推定データとして出力する。次に、ゴースト光強度推定部８０１は、１ライン分の処理が終了したかをＳ１０７で判定し、処理が終了していなければステップＳ１０２からの処理を繰り返す。一方、１ライン分の処理が終了していた場合には、１ページ分の処理が終了したかをＳ１０８で判定し、処理が終了していなければＳ１０１から処理を繰り返す。なお、１ページ分の処理が終了している場合には、ゴースト光強度推定部８０１の動作を終了する。

図８（Ａ）は、１ライン内において連続する１０画素の値が２５５であり、同じラインの他の画素の値が０である描画データをシフトレジスタ８１２に読み込んだ状態を示している。なお、シフトレジスタ８１２内のデータの下には、その描画データの階調値を縦軸とするグラフも示している。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の描画データにより感光体２２Ｋを露光部２４Ｋで露光した場合における感光体２２Ｋ表面での露光強度の分布を階調値に換算した数値データ及びグラフにて示したものである。なお、ゴースト光のプロファイルは図８（Ｃ）の通りとする。図８（Ｂ）においては、ゴースト光の影響により図８（Ａ）の描画データとは異なる露光強度で露光されている様子が分かる。図９（Ａ）は、図８（Ａ）の描画データを階調値Ｋ''として、ゴースト光処理部３０８で処理した結果得られた階調値Ｋ'''の値と、階調値Ｋ'''をグラフで示したものである。また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の描画データにより感光体２２Ｋを露光部２４Ｋで露光した場合における感光体２２Ｋ表面での露光強度の分布を数値データ及びグラフにて示したものである。図８（Ｂ）と比較して、ゴースト光の影響が抑制されており、図８（Ａ）の描画データとほぼ同等の露光強度で感光体２２Ｋが露光されているのが分かる。

以上説明したように、本実施形態では、入力された描画データからゴースト光強度の推定データを減算して補正し、補正後の描画データを用いて露光を行なうことで、ゴースト光による影響を抑制する。これにより、使用する遮光部材１０８の形状の複雑化や大型化を回避しつつ、ゴースト光の影響を抑制できる。

＜第二実施形態＞
第一実施形態においては、ゴースト光処理部３０８に入力される描画データの階調値Ｋ''が、ゴースト光強度の推定データより小さい値であると、ゴースト光強度の推定データを減算することができない。この場合、図９（Ｂ）の参照符号１１０４に示すようにゴースト光の影響が残留する画素が生じる。本実施形態は、これら残留する影響をさらに抑えるものである。図１０（Ａ）は、本実施形態によるゴースト光処理部１２０６の構成図である。なお、ブラックに対するゴースト光の補正処理で説明を行うが、他の色についても同様である。図１０（Ａ）のゴースト光処理部１２０６は、図６（Ａ）のゴースト光処理部３０８と比較して、背景加算部１２０１を有する点で相違する。本実施形態のゴースト光処理部１２０６において、ゴースト光強度推定部８０１へ入力される参照データ及び入力データは、それぞれ、背景加算部１２０１が出力する階調値Ｋｏｆｆとなる。また、制御情報には、背景加算部１２０１の動作パラメータが含まれることになる。

背景加算部１２０１は、階調値Ｋ''に対して加算処理を行ない階調値Ｋｏｆｆとして出力する変換部である。図１０（Ｂ）は、背景加算部１２０１の構成図である。また、背景加算部１２０１に入力される制御情報には、ＭＡＸｉｎ、ＭＡＸｏｕｔ、ｏｆｆｓｅｔの３つのパラメータ値が含まれている。背景加算部１２０１は、除算器１２０２、乗算器１２０４、加算器１２０３及び１２０５を有し、階調値Ｋ''が入力されると以下の演算を行ない、演算結果を階調値Ｋｏｆｆとして出力する。
Ｋｏｆｆ＝（Ｋ''／Ｍａｘｉｎ）×（Ｍａｘｏｕｔ−ｏｆｆｓｅｔ）＋ｏｆｆｓｅｔ

図１０（Ｃ）は、階調値Ｋ''と階調値Ｋｏｆｆの関係を示している。この演算を行なうことで、０〜Ｍａｘｉｎの値を取る階調値Ｋ''は、階調値Ｋ''に応じた値だけ増加され、ｏｆｆｓｅｔ〜Ｍａｘｏｕｔの値を取る階調値Ｋｏｆｆに変換される。例えば、階調値Ｋ''と階調値Ｋｏｆｆが８ビットで表現されておりｏｆｆｓｅｔ＝５７とした場合、ＭＡＸｉｎとＭＡＸｏｕｔを２５５とすることで、０〜２５５の値を取る階調値Ｋ''から５７〜２５５の値を取る階調値Ｋｏｆｆに変換することができる。

加算処理をすることで、この例では、階調数が２５６階調から１９９階調へ減少してしまう。この場合、階調値Ｋｏｆｆのビット数を例えば９ビットに増やし、Ｍａｘｏｕｔを５１１とすることで、５７〜５１１の値を取る階調値Ｋｏｆｆに変換することができ階調数の減少を防ぐことができる。以下の説明においては、階調値Ｋｏｆｆのビット数を８とし、動作パラメータＭＡＸｉｎ及びＭＡＸｏｕｔを２５５とし、加算量ｏｆｆｓｅｔ＝５７であるものとする。

図１１（Ａ）は、図８（Ａ）の描画データを階調値Ｋ''として背景加算部１２０１で加算処理を行なった階調値Ｋｏｆｆの一例である。０〜２５５の値を取る階調値Ｋ''から５７〜２５５の値を取る階調値Ｋｏｆｆに変換されていることが分かる。図１１（Ｂ）は、ゴースト光強度推定部８０１へ入力する参照データ及び入力データを階調値Ｋｏｆｆとして、ゴースト光処理部１２０６で演算を行なった結果得られた階調値Ｋ'''の一例である。入力される描画データを変換して得た階調値Ｋｏｆｆを用いたため、総ての画素においてゴースト光強度の推定データを減算できていることが分かる。図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）の描画データにより感光体２２Ｋを露光部２４Ｋで露光した場合における感光体２２Ｋ上の露光強度の分布を数値データ及びグラフにて示したものである。本実施形態の構成では、図９（Ｂ）の参照符号１１０４で示すゴースト光の残留成分も抑制できていることが分かる。

図１２は、本実施形態において画像形成に使用する各バイアスの説明図である。本実施形態では、背景加算部１２０１において描画データに加算処理を行なったので、図１２（Ａ）に示す様な、通常用いるバイアス値のままでは、画像形成後の画像濃度が変化してしまうことになる。なお、図１２（Ａ）において、ＶＤは、帯電部２３Ｋにより帯電された感光体２２Ｋの電位であり、例えば、−５００Ｖである。また、ＶＬは、１００％の露光強度で感光体２２Ｋを露光したときの感光体２２Ｋ表面の電位であり、例えば、−２００Ｖである。さらに、Ｖｄｅｖは現像部２６Ｋが出力する現像バイアスであり、例えば、−３５０Ｖである。

露光によって感光体２２Ｋ表面の電位が現像バイアスＶｄｅｖ以上となる領域で図１２（Ａ）の参照符号１４０１に示される様に現像剤が付着する。現像コントラストＶｃｏｎｔはＶｄｅｖとＶＬの差電圧であり、一例として１５０Ｖが設定されている。現像コントラストＶｃｏｎｔが変化すると画像濃度が変化し、現像コントラストＶｃｏｎｔが大きくなる程、現像剤の載り量が多くなって画像濃度が高くなる。また、現像バックコントラストＶｂａｃｋはＶＤとＶｄｅｖの差電圧であり、一例として１５０Ｖが設定されている。現像バックコントラストＶｂａｃｋはトナーを非露光部に現像させないための抑止電圧であり、現像バックコントラストＶｂａｃｋが変化すると、非露光部にトナーが現像されるカブリ現象が発生する。

図１２（Ｂ）は、本実施形態によるオフセット処理を行なう場合のバイアス値の一例を示している。この例では露光強度１００％で感光体２２表面を露光すると、感光体２２Ｋ表面の電圧が３８５Ｖ変化して−１１５Ｖとなるように設定されている。これは、露光強度１００％のときに発光部７０４に流れる電流量を約１．２８倍とすることで実現できる。

ｏｆｆｓｅｔ＝５７とした場合の階調値Ｋｏｆｆは、５７〜２５５の値を取るため、相当する露光強度は２２％〜１００％となる。すなわち、加算処理を行なう場合、少なくとも２２％の露光強度で感光体２２Ｋの表面を露光することになる。露光強度２２％の光で感光体２２Ｋの表面を露光すると、図１２（Ｂ）のＶｏｆｆで示す様に、感光体２２表面の電位が８５Ｖ変化して−４１５Ｖとなる。現像部２６Ｋの現像バイアス値Ｖｄｅｖを−２６５Ｖに設定すると、図１２（Ｂ）に示すように、現像コントラストＶｃｏｎｔと現像バックコントラストＶｂａｃｋを図１２（Ａ）と同様の１５０Ｖとすることができる。したがって、加算処理を行なう場合でも画像濃度の変化やカブリ現象が発生することがない。

以上説明したように、本実施形態では、入力された描画データを加算処理してからゴースト光強度の推定データを減算し、補正後の描画データを算出する。この構成により、ゴースト光の影響を抑制することができる。また、現像バイアスを、階調値の最大値又は最小値の増加量に応じて変更して、現像コントラストを所定値に維持することで画像濃度の変化を抑えることができる。

＜第三実施形態＞
第一実施形態及び第二実施形態では、描画データからゴースト光強度の推定データを減算して新たな描画データとしていた。しかしながら、ゴースト光強度の推定データを減算した新たな描画データを用いて露光を行なうと、入力された描画データに対して、露光強度が低くなってしまう。例えば図１１（Ａ）と図１１（Ｃ）を比較すると、参照符号１３０４に示すように、入力された描画データでは１００％（階調値で２５５）の階調値である画素が、９７％（階調値で２４８）の露光強度で露光されている。

本実施形態は、ゴースト光の影響をより精度良く抑制するものであり、本実施形態のゴースト光処理部１５０５の構成を図１３に示す。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、ブラックに対するゴースト光の補正処理を説明するが、他の色についても同様である。

図１３のゴースト光処理部１５０５は、図１０（Ａ）に示す第二実施形態のゴースト光処理部１２０６に対して、ゴースト光強度推定部１５０３と、加算器１５０４を追加したものである。つまり、ゴースト光強度推定部８０１及び加算器８０３を含む補正部と、ゴースト光強度推定部１５０３及び加算器１５０４を含む補正部を直列に接続したものである。なお、図１３のゴースト光処理部１５０５は、第二実施形態と同様に背景加算部１２０１を用いているが、第一実施形態と同様に背景加算部１２０１を用いない構成であっても良い。

ゴースト光強度推定部１５０３には、加算器８０３からの入力データと、ゴースト光強度推定部８０１からの参照データが入力される。なお、加算器８０３からの入力データとは、加算器８０３において参照データから、推定データを減じたものである。ゴースト光強度推定部１５０３は、ゴースト光強度推定部８０１と同様に、入力データから、ゴースト光強度の推定データを出力する。加算器１５０４は、注目画素の参照データからゴースト光強度の推定データを減算し、ゴースト光補正処理後の階調値Ｋ'''として出力する。

ゴースト光強度推定部１５０３は、一度ゴースト光の補正処理を行なった階調値から、ゴースト光強度の推定データを演算するため、ゴースト光強度推定部８０１よりも、精度良くゴースト光強度の推定データを求めることができる。例えば、図８（Ａ）の描画データが階調値Ｋ''として入力されると、加算器８０３は、第二実施形態にて説明した様に、図１１（Ｂ）に示す階調値を出力し、これが、ゴースト光強度推定部１５０３への入力データになる。図１４（Ａ）は、この場合に、加算器１５０４が出力する階調値Ｋ'''を示している。また、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の描画データにより感光体２２Ｋを露光部２４Ｋで露光した場合における感光体２２Ｋ上での露光強度の分布を示している。図１１（Ｃ）に示す第二実施形態での結果と比較して、図１４（Ｂ）の露光強度分布は、図１１（Ａ）の描画データにより近い状態となっており、ゴースト光の影響をより精度良く抑制できていることが分かる。例えば、第二実施形態の図１１（Ｃ）の参照符号１３０４では、入力された１００％（階調値で２５５）の描画データが９７％（階調値で２４８）で露光されている。しかし、本実施形態では、図１４（Ｂ）の参照符号１７０１に示す様に、ほぼ１００％の露光強度で露光されている。

なお、図１３に示すゴースト光処理部１５０５は、ゴースト光強度推定部と加算器で構成される２つの補正部を用いているが、ゴースト光の影響をより精度良く抑制するために、三つ以上の補正部を直列に接続した構成とすることもできる。図１５は、図１３の構成に、さらに、ゴースト光強度推定部１５１１及び加算器１５１２で構成される補正部を追加した構成である。図１６（Ａ）は、図８（Ａ）の描画データを階調値Ｋ''としてゴースト光処理部１５１０に入力した場合に、ゴースト光処理部１５１０が出力する階調値Ｋ'''を示している。また、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の描画データにより感光体２２Ｋを露光部２４Ｋで露光した場合における、感光体２２Ｋ上での露光強度の分布を示している。図１６（Ｂ）に示す通り、ゴースト光強度推定部の数を増やすことで、露光強度が、元の階調値Ｋ''により近づくことが分かる。

以上、参照データから、ゴースト光の推定データを減じ、減算後の値に基づき再度ゴースト光の推定データを求めて減ずることを繰り返すことで、ゴースト光の影響をより精度良く抑制することができる。なお、直列に接続する補正部の数は４以上であっても良い。いずれにしても、１段目の補正部は補正前の描画データ、或いは、背景加算部１２０１で変換された描画データを入力データとし、２段目以降の補正部は、１つ上流の補正部が出力するデータをその入力とする。そして、最後段の補正部において、元の描画データの階調値から、推定したゴースト光の強度に対応する値を減じて補正後の描画データとする。

＜第四実施形態＞
第三実施形態では、複数のゴースト光強度推定部を用いることで、ゴースト光の影響を精度良く抑制していた。しかしながら、例えば、複数のゴースト光強度推定部をＡＳＩＣ２２６に設けようとすると、ＡＳＩＣ２２６の回路規模が大きくなり、ＣＰＵ２２５で実現しようとすると、ＣＰＵ２２５での演算時間が長くなってしまう。

本実施形態は、単一のゴースト光強度推定部を用いて、簡易な構成でゴースト光の影響をより精度良く抑制するものである。図１７は、本実施形態によるゴースト光処理部１８０５の構成図である。なお、ブラックに対するゴースト光の補正処理で説明をするが、他の色についても同様である。本実施形態のゴースト光処理部１８０５は、図１０（Ａ）に示す第二実施形態のゴースト光処理部１２０６に対して、補正係数保持部１８０１と、乗算器１８０２を追加したものである。また、制御情報には、補正係数保持部１８０１に保持させる係数が含まれることになる。乗算器１８０２は、ゴースト光強度推定部８０１が出力した推定データに補正係数保持部１８０１が保持する補正係数を乗じて、補正後の推定データＫｃｏを出力する。加算器８０３は、注目画素の参照データから補正後の推定データＫｃｏを減算し、ゴースト光補正処理後の階調値Ｋ'''として出力する。

ゴースト光強度の推定データをそのまま加算器８０３で減算すると、実際に発生するゴースト光の強度よりも大きく減算する場合が生じる。補正係数に０以上１以下の適切な値を設定し、減算量を抑制することで、実際に発生するゴースト光の強度に近い値を減算することができる。図１８（Ａ）は、図８（Ａ）の描画データを階調値Ｋ''として、ゴースト光処理部１８０５で演算を行なった結果得られた階調値Ｋ'''を示している。なお、ここでは、補正係数を０．８５とした。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）の描画データにより感光体２２Ｋを露光部２４Ｋで露光した場合における、感光体２２Ｋ上での露光強度の分布を数値データ及びグラフにて示したものである。図１８（Ｂ）においては、第二実施形態の結果である図１１（Ｃ）と比較して、図１１（Ａ）の描画データにより近づいており、ゴースト光の影響をより精度良く抑制できていることが分かる。

［その他の実施形態］
なお、本発明は、図４のゴースト光処理部３０８を有し、感光体２２と図５に示す露光部２４を有する画像形成装置に描画データを出力する画像処理装置として実現することもできる。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又はプログラムを保存する各種コンピュータ可読記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (13)

1. 複数の画素のそれぞれに対応する複数の発光部と、レンズアレイ光学系と、を備えた露光手段と、
   前記露光手段により露光される感光体と、
   画像データを使用して前記露光手段により前記感光体を露光した場合における前記感光体の各画素の位置でのゴースト光の強度を前記画像データから推定し、前記推定したゴースト光の強度により前記画像データを補正する補正手段と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段は、注目画素とは異なる所定の画素に対応する前記発光部からの光と、当該光により前記感光体の前記注目画素の位置に生じるゴースト光との関係を示す情報を保持しており、前記情報に従い前記感光体の各画素の位置でのゴースト光の強度を推定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. 前記補正手段は、注目画素と所定の位置関係にある１つ以上の画素それぞれの階調値と前記情報を使用して、前記１つ以上の画素それぞれに対応する発光部からの光により前記感光体の前記注目画素の位置に生じるゴースト光の強度をそれぞれ求め、前記求めたゴースト光の強度の和を、前記注目画素の位置でのゴースト光の強度と推定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. 前記補正手段は、注目画素とは異なる所定の画素に対応する前記発光部からの光と、当該光により前記感光体の前記注目画素の位置に生じるゴースト光との関係を示す情報を保持しており、前記情報に従い前記感光体の各画素の位置でのゴースト光の強度を求め、前記求めた各画素の位置でのゴースト光の強度に０以上１以下の係数を乗ずることで、前記感光体の各画素の位置でのゴースト光の強度を推定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記補正手段は、前記画像データの各画素の階調値から、対応する画素の位置での推定したゴースト光の強度に対応する値を減ずることで、前記画像データを補正することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 直列に接続された複数の前記補正手段を備え、
   ２段目以降の補正手段は、１つ上流の補正手段が出力するデータを入力とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記複数の補正手段の最後段の補正手段は、前記画像データの各画素の階調値から、対応する画素の位置での推定したゴースト光の強度に対応する値を減ずることで、前記画像データを補正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. 前記画像データの各画素の階調値を、階調値から求めた値だけ増加させて前記補正手段の入力データとする手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記階調値の最大値又は最小値の増加量に応じて現像バイアスを変更する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 複数の画素のそれぞれに対応する複数の発光部と、レンズアレイ光学系と、を備えた露光手段と、
    前記露光手段により露光される感光体と、
    を備えた画像形成装置の前記露光手段に露光のためのデータを供給する画像処理装置であって、
    画像データを使用して前記露光手段により前記感光体を露光した場合における前記感光体の各画素の位置でのゴースト光の強度を前記画像データから推定する手段と、
    前記推定したゴースト光の強度により前記画像データを補正する手段と、
    を含む補正手段を備えていることを特徴とする画像処理装置。
11. 前記補正手段は、注目画素とは異なる所定の画素に対応する前記発光部からの光と、当該光により前記感光体の前記注目画素の位置に生じるゴースト光との関係を示す情報を保持しており、前記情報に従い前記感光体の各画素の位置でのゴースト光の強度を推定することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の画像処理装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
13. 請求項１２に記載のプログラムを保存していることを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。

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