JP2017201374A - 画像形成装置及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度ムラ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、感光体と、前記感光体を光で走査して静電潜像を形成する走査手段と、前記走査手段により形成される画素の副走査方向の位置ずれ量を示す位置ずれ量情報を記憶する記憶手段と、前記位置ずれ量情報に基づき第１画素の副走査方向の第１ずれ量と、前記第１画素と前記副走査方向において隣接する第２画素の前記副走査方向の第２ずれ量と、を判定する判定手段と、前記第１ずれ量と前記第２ずれ量とに基づき、画像データが示す前記第１画素の画素値を前記第１画素と前記第２画素に配分する様に前記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８

Description

本発明は、プリンタ・複写機・記録機・ファクシミリなどの画像形成装置における画質制御技術に関する。

近年、電子写真方式を採用した画像形成装置による印刷が広く行われている。このような画像形成装置では光源から放射された光ビームを光偏向器により偏向し、これにより感光体を走査することで、感光体に静電潜像を形成する。以下、感光体における光ビームの走査方向を主走査方向と呼ぶ。ここで、光偏向器の製造時の切削加工精度や取り付け精度により面倒れ等が発生すると、感光体の走査位置が感光体の回転方向（以下、副走査方向と呼ぶ。）に変動し、これにより走査線の副走査方向の間隔が変動して濃度ムラが発生する。

このため、特許文献１は、電歪素子により光源が射出する光ビームの方向を変化させる構成を開示している。また、特許文献２は、走査線間の間隔の変動に応じて光ビームの強度を調整する構成を開示している。さらに、特許文献３は、走査線の副走査方向への傾きや湾曲を補正するようにビットマップデータを変更する構成を開示している。

特開昭６３−３１３１１３号公報 特開平４−２０００６５号公報 特開２００４−１７０７５５号公報

しかしながら、特許文献１の構成は、機械的に面倒れを補正するものであり、画像形成装置のサイズ及びコストが増大する。また、特許文献２の構成は、走査線の間隔に応じて光ビームの強度を調整するものであるが、画像のパターンによっては濃度ムラを十分に補正できない。例えば、第１反射面から第４反射面の４つの反射面を有する光偏向器を使用し、第ｉ反射面（ｉは１から４の整数）で反射された光ビームによる走査線を第ｉ走査線とする。なお、光偏向器は、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第４反射面、第１反射面との順に光源からの光ビームを反射するものとする。ここで、第１走査線を基準とし、第２走査線が第３走査線側にずれ、第３走査線が第２走査線側にずれ、第４走査線が第３走査線側にずれたものとする。そして、上記ずれにより、第１走査線と第２走査線の間隔が理想的な間隔より長くなり、第２走査線と第３走査線の間隔が理想的な間隔より短くなり、第３走査線と第４走査線の間隔が理想的な間隔より長くなったものとする。なお、第４走査線は、第３走査線側にずれているため、第１走査線と第４走査線の間隔は理想的な間隔より短くなっている。この場合、特許文献２の構成では、第２走査線と第３走査線に対する光ビームの強度を弱くし、第１走査線と第４走査線に対する光ビームの強度を強くする。ここで、形成される画像パターンでは、第１走査線と第４走査線による露光を行うが、第２走査線と第３走査線による露光を行わない場合、第１走査線と第４走査線の間隔は理想より短いにも拘らず強い強度で露光され濃度が高くなってしまう。

また、特許文献３の構成は、走査線の傾きや湾曲の様に、各走査線の副走査方向のずれ量が同じである場合には効果があるが、面倒れによる走査線のずれの様に、走査線毎に副走査方向のずれ量が異なると、十分に濃度ムラを補正できない。例えば、副走査方向において、上流側から下流側に向けて順に第１走査線から第３走査線があり、これら３つの走査線の主走査方向が同じ位置である第１画素から第３画素を考える。そして、第１画素から第３画素は、それぞれ、走査線の間隔の０．４画素だけ上流側にずれているものとする。つまり、第２画素は、理想的な位置より第１画素側に０．４画素だけずれているものとする。この場合、第２画素をその画素値の６０％の強度で露光し、第３画素を、第２画素の画素値の４０％の強度で露光することで濃度ムラを抑えることができる。しかしながら、第２画素が第１画素側に０．４画素だけすれているが、第３画素が、第２画素とは逆の方向にずれていると特許文献３の構成では濃度ムラを抑えることはできない。

本発明は、濃度ムラを抑える画像形成装置及び画像処理装置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、感光体と、前記感光体を光で走査して静電潜像を形成する走査手段と、前記走査手段により形成される画素の副走査方向の位置ずれ量を示す位置ずれ量情報を記憶する記憶手段と、前記位置ずれ量情報に基づき第１画素の副走査方向の第１ずれ量と、前記第１画素と前記副走査方向において隣接する第２画素の前記副走査方向の第２ずれ量と、を判定する判定手段と、前記第１ずれ量と前記第２ずれ量とに基づき、画像データが示す前記第１画素の画素値を前記第１画素と前記第２画素に配分する様に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。

本発明によると、濃度ムラを抑えることができる。

一実施形態による画像形成装置の構成図。 一実施形態によるビデオコントローラの構成図。 一実施形態によるデータ処理部の構成図。 一実施形態による画像形成装置の断面図。 一実施形態による走査部の構成図。 一実施形態による画像形成処理のフローチャート。 一実施形態によるＢＤ周期を示す図。 一実施形態による面倒補正処理のフローチャート。 一実施形態による効果の説明図。 一実施形態によるデータ処理部の構成図。 一実施形態による形状補正処理のフローチャート。 一実施形態による形状補正処理のフローチャート。 一実施形態による効果の説明図。

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、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、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。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１０２を含むシステム構成図である。図１に示す様に、ホストコンピュータ１０１は、本実施形態による画像形成装置１０２に画像データを送信して画像の形成を指示する。ビデオコントローラ１０３は、ホストコンピュータ１０１から画像形成が指示されると、受信した画像データをラスタライズし、色変換やハーフトーン処理などの各種処理を行い、処理後の画像データをプリンタエンジン１０４に送信する。プリンタエンジン１０４は、受信する画像データに基づき、後述する図４の各部材を制御して画像を形成する。

図２は、ビデオコントローラ１０３の構成図である。ＣＰＵ２０１は、ビデオコントローラ１０３の制御部である。不揮発性記憶部２０２は、例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクであり、ＣＰＵ２０１が実行する各種制御コードや制御に使用するデータを格納する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。ホストＩ／Ｆ２０４は、ホストコンピュータ１０１との画像データや、制御データの入出力部である。例えば、ホストＩ／Ｆ２０４により受信した画像データは、ＲＡＭ２０３に格納される。ここで画像データは、ＰＤＬと呼ばれるプリンタ記述言語によって記述されたデータであり、通常、文字、グラフィックス、イメージ等の描画命令が含まれている。データ処理部２０５は、ＣＰＵ２０１からの指示によりＲＡＭ２０３の画像データに対して各種の処理を行う。データ処理部２０５の詳細な動作については後述する。操作／表示部２０７は、画像形成装置本体に設けられた操作／表示部である。ユーザは、操作／表示部２０７を介して画像形成装置を操作し、かつ、画像形成装置の各種情報を取得する。エンジンＩ／Ｆ２０８は、プリンタエンジン１０４との信号の入出力部である。ＤＭＡ制御部２０６は、ＣＰＵ２０１からの指示によりＲＡＭ２０３の画像データを、エンジンＩ／Ｆ２０８、データ処理部２０５に転送する。上記各構成要素は、システムバス２０９に接続され、互いにアクセス可能となっている。なお、データ処理部２０５の機能はＡＳＩＣや専用ハードウェアとして実現しても良いし、機能の一部或いは全てをＣＰＵ２０１に行わせても良い。さらに、ビデオコントローラ１０３の機能の一部或いは全てをホストコンピュータ１０１等の外部機器に行わせても良い。

図３は、データ処理部２０５の構成図である。ＲＩＰ部３０１は、ＲＡＭ２０３に格納されている画像データのページ記述言語の内容を解析して中間言語を生成し、さらにラスタ画像データにラスタライズを行う。ラスタライズされたラスタ画像データはＲＧＢの画像データとしてＲＡＭ２０３内の画像メモリ領域に書き込まれる。色変換処理部３０２は、ＲＧＢの画像信号を画像形成装置の色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号に変換するカラーマッチング処理、及び、デバイスＲＧＢ信号をＣＭＹＫ信号に変換する色分解処理を行う。濃度補正部３０３は、プリンタエンジン１０４によって記録媒体上に形成される画像の濃度を理想的な濃度に近づけるべく、ＣＭＹＫ画像データの各階調値をＬＵＴ（ルックアップテーブル）によって変換する。

ハーフトーン処理部３０４は、濃度補正部３０３によって補正されたＣＭＹＫの各画像データに対して組織的ディザなどのハーフトーン処理を施すことによって画像形成装置で再現可能な画像データへの量子化を行う。面倒補正処理部３０５は、ハーフトーン処理が為されたＣＭＹＫの各画像データに対して面倒補正処理を行う。面倒補正処理部３０５の詳細な動作については後述する。駆動信号生成部３０６は、面倒補正処理されたＣＭＹＫの各画像データに基づき感光体を走査する光源の駆動信号を生成する。

図４は、本実施形態による画像形成装置の画像形成に関わる部材を示す断面図である。図４において、参照符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、当該参照符号が示す部材が形成に関わるトナーの色が、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。なお、トナーの色を区別する必要が無い場合、参照符号の末尾のアルファベットを除いた参照符号を使用する。感光体４２は、画像形成時、反時計周りに回転駆動される。帯電部４３は、感光体４２の表面を一様な電位に帯電させる。走査部４４は、帯電された感光体４２を光源が射出する光ビームで走査し、感光体４２に静電潜像を形成する。現像部４６は、感光体４２の静電潜像をトナーで現像し、トナー像として可視化する。転写ベルト４７は、画像形成時、駆動ローラ４５により、時計周り方向に回転駆動され、各感光体４２に形成されたトナー像が転写される。一方、給紙カセット４１ａ又は給紙トレイ４１ｂの記録材１１は、転写ベルト４７に形成されたトナー像が転写ローラ４８の対向位置に到達するタイミングに合わせて、転写ローラ４８の対向位置へと搬送される。そして、転写ローラ４８は、記録材１１に転写ベルト４７のトナー像を転写する。定着部５０は、トナー像が転写された記録材１１を加熱・加圧し、トナー像を記録材１１に定着させる。トナー像の定着後、記録材１１は、画像形成装置外へと排出される。クリーニング部４９は、転写ベルト４７上に残ったトナーをクリーニングする。なお、図１のプリンタエンジン１０４は、図４に示す各部材を制御して画像を形成する。

図５は、走査部４４の構成図である。レーザ駆動部６１９は、駆動信号生成部３０６からの駆動信号に基づき光源６１２を駆動する。光源６１２が出射した光ビームＬは、複合アナモフィックコリメータレンズ６１３によって主走査断面内では略収束光とされ、副走査断面内では収束光とされる。その後、光ビームＬは開口絞り６１４を通って光束幅が制限されて、回転多面鏡６１５の反射面Ｍａ〜Ｍｄにおいてほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして、この光ビームＬは、回転多面鏡６１５を回転させることによって偏向走査される。反射面Ｍａ〜Ｍｄのいずれかで反射された光ビームＬは、ｆθレンズ６１８を介して感光体４２を走査・露光する。ｆθレンズ６１８は、光ビームＬが感光体４２において、スポットを形成し、かつ、スポットの走査速度が等速となる様に設計されている。また、反射面Ｍａ〜Ｍｄのいずれかで反射された光ビームＬは、その反射方向によって、ＢＤセンサ６１７に入射する。ＢＤセンサ６１７は、反射面Ｍａ〜Ｍｄにより所定方向に反射された光ビームＬを検出したタイミングを、感光体４２における主走査方向の書き出し基準タイミングとする。内部カウンタ６２１は、ＢＤセンサ６１７が光ビームＬを検出した間隔（以下、ＢＤ周期）を測定し、このＢＤ周期は、ＢＤ周期記憶部６２２に記憶される。

回転多面鏡６１５の回転によって光ビームＬによる感光体４２への主走査方向の像形成が行われる。また感光体４２が、回転駆動することによって副走査方向の像形成が行われる。このようにして感光体４２の表面には静電潜像が形成される。また、走査部４４には、予め補正データを、例えば、プリンタエンジン１０４に設けられた不揮発性記憶部５０６内の補正データ記憶領域６２０に保持させておく。補正データの詳細は後述する。

図６は、画像形成処理のフローチャートである。ホストコンピュータ１０１から画像形成が指示されると、ＣＰＵ２０１は、Ｓ１００で、プリンタエンジン１０４に対して走査面特定処理の実行を指示する。図７は、走査面特定処理の説明図である。一般に、回転多面鏡６１５は、製造誤差によって面分割誤差を有する。例えば４面の回転多面鏡であれば各反射面間の角度が９０度になるように製造されるが、加工誤差により±数分程度の角度誤差が残ってしまう。そのため、ＢＤ周期は等間隔にはならず、数ｎｓｅｃから数十ｎｓｅｃのばらつきを生じる。図７は、反射面Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ、Ｍｄで反射された光束がＢＤセンサ６１７に入射したときのＢＤセンサ６１７から出力されるＢＤ信号の波形を示した図である。図７において、点線は、理想的なタイミングを示している。図７の例では、反射面Ｍａで反射した光ビームＬは、理想より遅いタイミングでＢＤセンサ６１７に入射している。一方、反射面Ｍｂで反射した光束は理想より早いタイミングでＢＤセンサ６１７に入射している。同様に、反射面Ｍｃで反射した光ビームＬは、理想より早いタイミングでＢＤセンサ６１７に入射し、反射面Ｍｄで反射した光ビームＬは、理想より遅いタイミングでＢＤセンサ６１７に入射している。そのため、それぞれのＢＤ周期はＴａｂ＜Ｔｂｃ＜Ｔｄａ＜Ｔｃｄという関係になる。なお、ＢＤ周期Ｔａｂとは、反射面Ｍａで反射した光ビームＬをＢＤセンサ６１７が検出してから、反射面Ｍｂで反射した光ビームＬをＢＤセンサ６１７が検出するまでの期間である。ＢＤ周期Ｔｂｃ、Ｔｃｄ及びＴｄａについても同様である。プリンタエンジン１０４は、このＢＤ周期のばらつきを利用して、工場出荷時に定義された基準反射面を特定する。例えば、ＢＤ周期の最も短い周期又は最も長い周期を検出し、それを基準に基準反射面を特定し、これにより、各走査線の走査の際に光ビームＬを反射する回転多面鏡６１５の反射面を特定する。

また、工場出荷検査時に反射面ごとの副走査方向の照射位置を測定し、理想的な照射位置からのずれ量を測定し、その逆符号を補正データとして求める。そして、基準反射面を基準に回転方向の順に、各反射面の補正データを補正データ記憶領域６２０に記憶させておく。つまり、補正データとは、反射面に関連付けられており、関連付けられた反射面を使用して行う走査において形成される各画素の副走査方向のずれ量を示すデータである。

走査面特定処理では、まずレーザ駆動部６１９を駆動し、ＢＤ周期を測定し、ＢＤ周期記憶部６２２に記憶する。そして、ＢＤ周期記憶部６２２に記憶されたＢＤ周期の中で、例えば、最も長い周期となる２つの面の前側の反射面を基準反射面として特定する。これにより、補正データ記憶領域６２０に格納された補正データと、各走査線の走査のために光ビームＬを反射する反射面との対応関係が判定される。なお、以下の説明において、反射面Ｍａ〜Ｍｄそれぞれの補正データを、補正データＣａ〜Ｃｄとする。

図６に戻り、ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０１で、面倒補正処理部３０５に面倒補正処理の実行を指示する。図８は、面倒補正処理のフローチャートである。なお、図８の処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫそれぞれの画像データに対して実施する。以下では、主走査方向においてｘ番目であり、かつ、副走査方向においてｙ番目の画素を、ｐ（ｘ，ｙ）とし、画素ｐ（ｘ，ｙ）の面倒補正処理前の画素値をＩ（ｘ，ｙ）とし、画素ｐ（ｘ，ｙ）の面倒補正処理後の画素値をＩ´（ｘ，ｙ）とする。また、主走査方向の画素数がＮｘであり、１つの記録材１１に形成する走査線数がＮｙであるものとする。さらに、補正値データが正の値であることは、画素が理想的な位置より上流側にずれていることを意味し、補正値データが負の値であることは、画素が理想的な位置より下流側にずれていることを意味するものとする。なお、上流側とは、ｙの値が小さくなる側であり、下流側とはｙの値が大きくなる側である。

Ｓ１０で、面倒補正処理部３０５は初期化を行う。具体的には、Ｉ´（ｘ，ｙ）の総てを０に設定し、処理対象の走査線を示すｙに１を設定する。次に、面倒補正処理部３０５は、Ｓ１１で、補正対象の走査線の番号ｙに基づき補正値データｄ_０、ｄ_１及びｄ_２をそれぞれ以下の値に設定する。
ｄ_０：（ｙ−１）番目の走査線に対応する反射面の補正値データ
ｄ_１：ｙ番目の走査線に対応する反射面の補正値データ
ｄ_２：（ｙ＋１）番目の走査線に対応する反射面の補正値データ
例えば、ｙ番目の走査線が反射面Ｍｂで反射されるのであれば、ｄ_０は補正データＣａであり、ｄ_１は補正データＣｂであり、ｄ_２は補正データＣｃとなる。なお、以下では、補正データｄ_ｉ（ｉは０、１、２）が示す、ｘ番目の画素の補正データをｄ_ｉｘと表記する。

Ｓ１２で、面倒れ補正処理部３０５は、ｘ＝１とし、Ｓ１３で、補正データｄ_１ｘがｄ_１ｘ≧０であるか否かを判定する。つまり、処理対象の走査線のｘ番目の画素ｐ（ｘ，ｙ）が副走査方向において上流側にずれているか否かを判定する。ｄ_１ｘが０以上であると、処理対象の画素ｐ（ｘ，ｙ）は、上流側にずれているため、Ｓ１４において、下流側の走査線の補正データｄ_２ｘを使用して注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値の配分比率Ｖを以下の式（１）により計算する。
Ｖ＝（１−ｄ_２ｘ）／（１−ｄ_２ｘ＋ｄ_１ｘ） （１）
そして、面倒補正処理部３０５は、Ｓ１５で注目画素ｐ（ｘ，ｙ）と、注目画素の下流側の画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）の画素値を、それぞれ、以下の式（２）及び（３）に基づき更新する。
Ｉ´（ｘ，ｙ）＝Ｉ´（ｘ，ｙ）＋Ｖ×Ｉ（ｘ，ｙ） （２）
Ｉ´（ｘ，ｙ＋１）＝Ｉ´（ｘ，ｙ＋１）＋（１−Ｖ）×Ｉ（ｘ，ｙ） （３）

一方、ｄ_１ｘが０以上でないと、画素ｐ（ｘ，ｙ）は、下流側にずれているため、Ｓ１６において、上流側の走査線の補正データｄ_０ｘを使用して注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値の配分比率Ｖを以下の式（４）により計算する。
Ｖ＝（１＋ｄ_０ｘ）／（１−ｄ_１ｘ＋ｄ_０ｘ） （４）
そして、面倒補正処理部３０５は、Ｓ１７で注目画素ｐ（ｘ，ｙ）と、注目画素の上流側の画素ｐ（ｘ，ｙ−１）の画素値を、それぞれ、以下式（５）及び（６）に基づき更新する。
Ｉ´（ｘ，ｙ）＝Ｉ´（ｘ，ｙ）＋Ｖ×Ｉ（ｘ，ｙ） （５）
Ｉ´（ｘ，ｙ−１）＝Ｉ´（ｘ，ｙ−１）＋（１−Ｖ）×Ｉ（ｘ，ｙ） （６）

面倒補正処理部３０５は、Ｓ１８で、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が走査線の最後の画素であるかを判定し、最後の画素でなければＳ１９でｘを１だけ増加させてＳ１３から処理を繰り返す。一方、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が走査線の最後の画素であると、面倒補正処理部３０５は、Ｓ２０で注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が最後の走査線の画素であるか否かを判定し、最後の走査線の画素ではないと、Ｓ２１でｙを１だけ増加させてＳ１１から処理を繰り返す。一方、Ｓ２０で、最後の走査線の画素であると、面倒補正処理部３０５は、処理を終了する。

図６に戻り、面倒補正処理が完了すると、ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０２で、面倒補正処理後の画像データにより画像形成処理を行う。

例えば、図９に示す様に、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が上流側に０．４画素だけずれ、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の１つ下流側の画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）が下流側に０．４画素だけずれているものとする。この場合、ｄ_１ｘは＋０．４画素であるため、図８のＳ１３は"Ｙｅｓ"となる。また、ｄ_２ｘは−０．４画素であるため、配分比率Ｖは（１＋０．４）／（１＋０．４＋０．４）＝１．４／１．８≒０．７７７となる。したがって、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値を、注目画素（ｘ，ｙ）と、１つ下流側の画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）に、それぞれ、約７８％と２２％に配分することになる。ここで、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の理想位置から、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）は−０．４画素ずれている。また、１つ下流側の画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）と注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の理想位置との距離は＋１．４画素である。したがって、２つの画素の露光分布の重心の理想位置からのずれ量は、−０．４×（１．４／１．８）＋１．４（０．４／１．８）＝０となる。つまり、重心位置は注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の理想位置と同じとなる。

より一般的に説明すると、式（１）〜（３）より、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が上流側にずれている場合、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値は、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）に（１−ｄ_２ｘ）／（１−ｄ_２ｘ＋ｄ_１ｘ）の比率で配分される。また、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値は、１つ下流側の画素にｄ_１ｘ／（１−ｄ_２ｘ＋ｄ_１ｘ）の比率で配分される。注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の理想位置に対する、その形成位置のずれ量は−ｄ_１ｘである。また、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の理想位置と画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）の形成位置との距離は１−ｄ_２ｘである。したがって、重心の理想位置からのずれ量は、（１−ｄ_２ｘ）（−ｄ_１ｘ）／（１−ｄ_２ｘ＋ｄ_１ｘ）＋（１-ｄ_２ｘ）ｄ_１ｘ／（１−ｄ_２ｘ＋ｄ_１ｘ）＝０となる。

同様に、式（４）〜（６）より、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が下流側にずれている場合、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値は、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）に（１＋ｄ_０ｘ）／（１−ｄ_１ｘ＋ｄ_０ｘ）の比率で配分される。また、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値は、１つ上流側の画素に−ｄ_１ｘ／（１−ｄ_２ｘ＋ｄ_１ｘ）の比率で配分される。注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の理想位置からのずれ量は−ｄ_１ｘであり、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の理想位置と１つ上流側の画素の形成位置との距離は−（１＋ｄ_０ｘ）である。したがって、重心の理想位置からのずれ量は、（１＋ｄ_０ｘ）（−ｄ_１ｘ）／（１−ｄ_１ｘ＋ｄ_０ｘ）＋（１＋ｄ_０ｘ）ｄ_１ｘ／（１−ｄ_１ｘ＋ｄ_０ｘ）＝０となる。

以上の様に、本実施形態では、位置ずれ量情報である補正データを予め測定して記憶しておく。補正データは、回転多面鏡６１５の反射面それぞれと関連付けられており、関連付けられた反射面で反射された光により感光体４２を走査したときの、当該走査で形成される各画素の副走査方向のずれ量を示している。なお、上記実施形態において、補正データは、走査線の画素毎に副走査方向のずれ量を示していたが、走査線の総ての画素において副走査方向のずれ量が同じ、或いは、略同じである場合には、走査線に対して単一のずれ量を示すものとすることができる。また、走査線を主走査方向の複数の区間に分割し、区間内の画素に対して単一のずれ量を示す構成とすることもできる。

面倒補正処理部３０５は、補正データに基づき第１画素の副走査方向の第１ずれ量と、第１画素と副走査方向において隣接する第２画素の副走査方向の第２ずれ量と、を判定する。ここで、第１画素が副走査方向の上流側にずれていると、第２画素は、副走査方向において第１画素の下流側の画素である。一方、第１画素が副走査方向の下流側にずれていると、第２画素は、副走査方向において第１画素の上流側の画素である。

面倒補正処理部３０５は、この第１ずれ量と第２ずれ量とに基づき、画像データが示す第１画素の画素値を第１画素と第２画素に配分する様に画像データを補正する。具体的に述べると、面倒補正処理部３０５は、補正後の画像データに基づき形成した第１画素及び第２画素の露光分布の副走査方向の重心が第１画素の理想的な位置に近づく様に、第１画素の画素値を第１画素と第２画素に配分する。このため、面倒補正処理部３０５は、第１画素の理想的な形成位置と第２画素の実際の形成位置との距離を第３ずれ量とし、この第３ずれ量を、第２ずれ量と副走査方向における走査線間の理想的な間隔に基づき求める。そして、面倒補正処理部３０５は、第１ずれ量と第３ずれ量との和に対する第３ずれ量の比と、画像データが示す第１画素の画素値との積を第１画素に配分する。そして、画像データが示す第１画素の画素値の残りを第２画素に配分する。

なお、画素の副走査方向のずれ量を特定するためには、走査線の走査に使用される回転多面鏡６１５の反射面を特定する必要がある。このため、プリンタエンジン１０４は、ＢＤ周期を測定し、感光体の走査に使用されている反射面を特定する。

以上、本実施形態によると、走査線の副走査方向の変動に拘らず、画素の副走査方向の露光分布の重心を理想的な位置に近づけることができる。よって、画像形成装置が形成する画像の濃度ムラを抑えることができる。

なお、データ処理部２０５を含むビデオコントローラ１０３をホストコンピュータ１０１に設ける場合、ホストコンピュータ１０１は画像形成装置に画像データを供給する画像処理装置として動作する。画像処理装置の面倒補正処理部３０５は、画像データに基づき上述した面倒補正処理を行い補正処理後の画像データを画像形成装置に出力する。なお、このとき、画像処理装置は、画像形成装置から、感光体の走査に使用する反射面と、画像データの各画素の関係を特定する特定情報を受信する。そして、面倒補正処理部３０５は、この特定情報と補正データに基づき各画素の副走査方向のずれ量を判定する。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１０は、本実施形態によるデータ処理部２０５の構成図である。図３に示す第一実施形態のデータ処理部２０５に対して、本実施形態によるデータ処理部２０５は、形状補正部１２０６を有する点で相違する。

以下、形状補正部１２０６における処理について図１１のフローチャートにより説明する。なお、ある画素を光強度Ａで、時間Ｓだけ露光すると、当該画素の副走査方向（変数ｈで表す）の露光分布は、以下の式（７）で表される。
Ｚ（ｈ）＝Ａ×ｅｘｐ（−（ｈ−ｈ_０）^２／Ｓ^２） （７）
ここで、ｈ_０は、当該画素の副走査方向の位置である。形状補正部１２０６は、Ｓ３０で各パラメータの初期化を行う。具体的には、走査線の番号ｙに１を設定し、全ての画素についてのＡ（ｘ，ｙ）、Ｓ（ｘ，ｙ）を０に初期化する。続いて、Ｓ３１で、補正データｄ_１、ｄ_０、ｄ_２を、図８のＳ１１と同様に設定する。続いて、形状補正部１２０６は、Ｓ３２で、ｘに１を設定し、Ｓ３３で、画素ｐ（ｘ、ｙ）が孤立画素であるか否かを判定する。本実施形態において、画素ｐ（ｘ、ｙ）が露光する画素であり、画素ｐ（ｘ，ｙ−１）及び画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）が露光しない画素、つまり、トナーを付着させない画素であると、画素ｐ（ｘ、ｙ）を孤立画素と判定する。より詳しくは、Ｉ（ｘ，ｙ）が０％ではなく、かつ、Ｉ（ｘ，ｙ−１）及びＩ（ｘ，ｙ＋１）＝０％であれば画素ｐ（ｘ、ｙ）を孤立画素と判定する。画素（ｘ、ｙ）が孤立画素であると、形状補正部１２０６は、Ｓ３４で補正値データｄ_１ｘがｄ_１ｘ≧０かどうかを判断する。ｄ_１ｘ≧０であれば、形状補正部１２０６は、Ｓ３５で、Ａ（ｘ，ｙ）、Ｓ（ｘ，ｙ）、Ａ（ｘ，ｙ＋１）、Ｓ（ｘ，ｙ＋１）の値を、以下に説明する様に決定する。

まず、画素ｐ（ｘ，ｙ）を光強度Ａ１で、時間Ｓ１だけ露光し、画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）を光強度Ａ２で、時間Ｓ２だけ露光するものとして以下の式（８）及び（９）を作成する。
Ｚ（ｘ、ｙ）（ｈ）＝Ａ１×ｅｘｐ（−（ｈ−ｈｙ）^２／Ｓ１^２） （８）
Ｚ（ｘ、ｙ＋１）（ｈ）＝Ａ２×ｅｘｐ（−（ｈ−ｈｙ＋１）^２／Ｓ２^２） （９）
ここで、露光分布Ｚ（ｘ、ｙ）（ｈ）及び露光分布Ｚ（ｘ、ｙ＋１）（ｈ）は、それぞれ、画素ｐ（ｘ，ｙ）及び画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）の露光分布である。また、ｈｙは、画素ｐ（ｘ、ｙ）の副走査方向の形成位置である。露光分布Ｚ（ｘ、ｙ）（ｈ）及びＺ（ｘ、ｙ＋１）（ｈ）が重畳した重畳露光分布Ｚ´（ｈ）は、以下の式（１０）で表される。
Ｚ´（ｈ）＝Ｚ（ｘ、ｙ）（ｈ）＋Ｚ（ｘ、ｙ＋１）（ｈ） （１０）

また、理想的な位置に形成された画素ｐ（ｘ，ｙ）が画素値１００％である場合の露光分布Ｚｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）は以下の式（１１）で表される。
Ｚｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）＝Ａ０×ｅｘｐ（−ｈ^２／Ｓ０^２） （１１）
なお、Ａ０及びＳ０は、画素値が１００％の画素に対して画像形成装置の特性から予め定められた既知数である。式（１１）から、画素ｐ（ｘ，ｙ）の面倒補正処理前の画素値Ｉ（ｘ，ｙ）に基づく、画素ｐ（ｘ，ｙ）に対する理想的な露光分布は、Ｚｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）×Ｉ（ｘ，ｙ）となる。したがって、重畳露光分布Ｚ´（ｈ）と、画素ｐ（ｘ，ｙ）に対する理想的な露光分布との差分の２乗和ｋは、以下の式（１２）で表される。
ｋ＝Σ（Ｚ´（ｈ）−Ｚｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）×Ｉ（ｘ、ｙ））^２ （１２）
なお、式（１２）及び以下の各式において、Σは変数ｈに対する積算を示す。

形状補正部１２０６は、以下の式（１３）及び（１４）を満たしつつ、かつ、式（１２）のｋを最小とするＡ１、Ａ２、Ｓ１、Ｓ２を求める。
ΣＺ（ｘ、ｙ）（ｈ）＝ΣＺｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）×Ｉ´（ｘ，ｙ） （１３）
ΣＺ（ｘ、ｙ＋１）＝ΣＺｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）×Ｉ´（ｘ，ｙ＋１） （１４）
式（１３）は、画素ｐ（ｘ，ｙ）を光強度Ａ１で、時間Ｓ１だけ露光したときの総露光量が、面倒補正処理後の画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値Ｉ´（ｘ，ｙ）に対応するものとする条件式である。同様に、式（１４）は、画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）を光強度Ａ２で、時間Ｓ２だけ露光したときの総露光量が、面倒補正処理後の画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）の画素値Ｉ´（ｘ，ｙ＋１）に対応するものとする条件式である。

第一実施形態にて述べた様に、Ｓ１３でｄ_１ｘが０以上であると、画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値を、画素ｐ（ｘ，ｙ）と画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）に配分する。したがって、図１１のＳ３５の処理は、配分後の画素値Ｉ´（ｘ，ｙ）とＩ´（ｘ，ｙ＋１）の重畳露光分布Ｚ´（ｈ）を、画素ｐ（ｘ，ｙ）が理想的な位置に形成されるときの露光分布Ｚｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）×Ｉ（ｘ，ｙ）に近づけるための処理である。

形状補正部１２０６は、この様にして求めたＡ１、Ａ２、Ｓ１、Ｓ２を、それぞれ、Ａ（ｘ，ｙ）＝Ａ１，Ａ（ｘ，ｙ＋１）＝Ａ２，Ｓ（ｘ，ｙ）＝Ｓ１，Ｓ（ｘ，ｙ＋１）＝Ｓ２として設定する。

一方、Ｓ３４で補正値データｄ_１ｘがｄ_１ｘ≧０でなければ、形状補正部１２０６は、Ｓ３６で、Ａ（ｘ，ｙ）、Ｓ（ｘ，ｙ）、Ａ（ｘ，ｙ−１）、Ｓ（ｘ，ｙ−１）の値をＳ３５の処理と同様に設定する。なお、処理の考え方は、Ｓ３５と同様であるため、以下では簡略化して説明する。

まず、画素ｐ（ｘ，ｙ）を光強度Ａ１で、時間Ｓ１だけ露光し、画素ｐ（ｘ，ｙ−１）を光強度Ａ２で、時間Ｓ２だけ露光するものとして以下の式（１５）及び（１６）を作成する。
Ｚ（ｘ、ｙ）（ｈ）＝Ａ１×ｅｘｐ（−（ｈ−ｈｙ）^２／Ｓ１^２） （１５）
Ｚ（ｘ、ｙ＋１）（ｈ）＝Ａ２×ｅｘｐ（−（ｈ−ｈｙ−１）^２／Ｓ２^２） （１６）

形状補正部１２０６は、以下の式（１７）及び（１８）を満たしつつ、かつ、式（１２）のｋを最小とするＡ１、Ａ２、Ｓ１、Ｓ２を求める。
ΣＺ（ｘ、ｙ）（ｈ）＝ΣＺｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）×Ｉ´（ｘ，ｙ） （１７）
ΣＺ（ｘ、ｙ−１）（ｈ）＝ΣＺｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）×Ｉ´（ｘ，ｙ−１） （１８）
形状補正部１２０６は、この様にして算出したＡ１、Ａ２、Ｓ１、Ｓ２をＡ（ｘ，ｙ）＝Ａ１，Ａ（ｘ，ｙ−１）＝Ａ２，Ｓ（ｘ，ｙ）＝Ｓ１，Ｓ（ｘ，ｙ−１）＝Ｓ２として設定する。

一方、Ｓ３３で孤立画素ではないと判定されると処理は図１２のＳ４１に進む。まず、形状補正部１２０６は、Ｓ４１で、Ｓ３５又はＳ３６の処理により、Ａ（ｘ，ｙ），Ｓ（ｘ，ｙ）に既に値が設定されているかを判定する。設定されていると、処理は、図１１のＳ３７に進む。一方、設定されていないと、形状補正部１２０６は、Ｓ４２において、Ａ（ｘ，ｙ）及びＳ（ｘ，ｙ）を以下に説明する様に設定する。まず、画素ｐ（ｘ，ｙ）のＡ（ｘ，ｙ）を、式（１１）と同じＡ０とする。そして、画素ｐ（ｘ，ｙ）を光強度Ａ０で、時間Ｓ１だけ露光するものとして、以下の式（１９）を作成する。
Ｚ（ｘ、ｙ）（ｈ）＝Ａ０×ｅｘｐ（−ｈ^２／Ｓ１^２） （１９）
そして、以下の式（２０）を満たすＳ１を求める。
ΣＺ（ｘ、ｙ）（ｈ）＝ΣＺｉ（ｘ、ｙ）（ｈ）×Ｉ´（ｘ，ｙ） （２０）

形状補正部１２０６は、Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ４２で値を設定すると、Ｓ３７で、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が走査線の最後の画素であるかを判定し、最後の画素でなければＳ３９でｘを１だけ増加させてＳ３３から処理を繰り返す。一方、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が走査線の最後の画素であると、形状補正部１２０６は、Ｓ３８で注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が最後の走査線の画素であるか否かを判定し、最後の走査線の画素ではないと、Ｓ４０でｙを１だけ増加させてＳ３１から処理を繰り返す。一方、Ｓ３８で、最後の走査線の画素であると、形状補正部１２０６は、処理を終了する。

なお、本実施形態では、Ｓ４２において計算により露光時間を計算したが、露光時間と総光量を対応付けるテーブルを保持しておき、そのテーブルを参照することによって露光時間を求めても良い。

形状補正部１２０６が各画素について露光時間Ａ（ｘ，ｙ）及び露光強度Ｓ（ｘ，ｙ）を決定すると、駆動信号生成部３０６は形状補正部１２０６が設定した露光時間及び露光強度に従い駆動信号を生成しプリンタエンジン１０４に送信する。そして、プリンタエンジン１０４は、この駆動信号に従って画像を形成する。

本実施形態の効果について図１３を用いて説明する。例えば、第一実施形態の図９で説明した様に、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）が上流側に０．４画素だけずれ、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の１つ下流側の画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）が下流側に０．４画素だけずれているものとする。そして、これにより、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値を、注目画素（ｘ，ｙ）と、１つ下流側の画素ｐ（ｘ，ｙ＋１）に、それぞれ、約７８％と２２％に配分したものとする。図１３（Ａ）は副走査方向の露光分布を示す図である。図１３（Ａ）において、参照符号１４０１は、理想的な位置に形成した注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の露光分布を表す。一方、参照符号１４０２は、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）の画素値を、注目画素ｐ（ｘ，ｙ）と、画素（ｘ，ｙ＋１）にそれぞれ、７８％と２２％で配分し、かつ、所定の露光強度及び露光時間で露光した場合の露光分布を示している。図１３（Ａ）において、参照符号１４０１及び１４０２の重心位置は同じ位置であるが、露光分布の形状は大きく異なる。画素ｐ（ｘ，ｙ）が孤立画素であると、この露光分布の違いが画素の不均一性として目立つ場合がある。

これに対して、本実施形態において、形状補正部１２０６は、露光強度と露光時間を最適化する様に決定する。図１３（Ｂ）の参照符号１４０３は、本実施形態で述べた様に露光強度と露光時間を最適化したときの露光分布を示している。参照符号１４０３の重心位置は参照符号１４０１と同じ位置であり、かつ、露光分布も参照符号１４０１で示す理想的な形状に近くなっている。これにより孤立画素の不均一性が低減される。

なお、本実施形態では副走査方向において、隣接する２つの画素がトナー付着を付着させる画素ではないと、当該画素を孤立画素していた。しかしながら、連続する２画素や３画素の周囲にトナー付着させる画素がないと、これら２画素又は３画素を孤立画素と判定しても良い。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

４２：感光体、４４：走査部、５０６：不揮発性記憶部、３０５：面倒補正処理部

Claims (13)

1. 感光体と、
   前記感光体を光で走査して静電潜像を形成する走査手段と、
   前記走査手段により形成される画素の副走査方向の位置ずれ量を示す位置ずれ量情報を記憶する記憶手段と、
   前記位置ずれ量情報に基づき第１画素の副走査方向の第１ずれ量と、前記第１画素と前記副走査方向において隣接する第２画素の前記副走査方向の第２ずれ量と、を判定する判定手段と、
   前記第１ずれ量と前記第２ずれ量とに基づき、画像データが示す前記第１画素の画素値を前記第１画素と前記第２画素に配分する様に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、前記補正手段による補正後の画像データに基づき前記走査手段により形成した前記第１画素及び前記第２画素の露光分布の前記副走査方向の重心が前記第１画素の理想的な位置に近づく様に、前記画像データが示す前記第１画素の画素値を前記第１画素と前記第２画素に配分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、前記第１画素の理想的な形成位置と前記第２画素の前記走査手段による形成位置との前記副走査方向の距離を、前記第２ずれ量と前記副走査方向における走査線間の理想的な間隔に基づき求め、前記第１ずれ量と前記距離との和に対する前記距離の比に基づき、前記画像データが示す前記第１画素の画素値を前記第１画素と前記第２画素に配分することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記補正手段は、前記比と前記画像データが示す前記第１画素の画素値との積を前記第１画素に配分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. 前記第１画素が前記副走査方向の上流側にずれていると、前記第２画素は、前記副走査方向において前記第１画素の下流側の画素であり、
   前記第１画素が前記副走査方向の下流側にずれていると、前記第２画素は、前記副走査方向において前記第１画素の上流側の画素であ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. 前記走査手段は、
   光源と、
   回転駆動され、前記光源が射出する光を反射する複数の反射面を有する多面鏡と、
   を備えており、
   前記位置ずれ量情報は、前記複数の反射面それぞれの反射面に関連付けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. １つの反射面に関連付けられている前記位置ずれ量情報は、当該１つの反射面で反射された光により前記感光体を走査したときの、当該走査で形成される各画素の前記副走査方向のずれ量を示していることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記複数の反射面で所定方向に反射された光を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出する光の間隔に基づき、前記感光体の走査に使用されている反射面を特定する特定手段と、
   をさらに備えており
   前記判定手段は、前記特定手段が特定した反射面と前記位置ずれ量情報に基づき前記第１ずれ量及び前記第２ずれ量を判定することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記第１画素と前記副走査方向の上流側及び下流側それぞれにおいて隣接する２つの画素が共に露光しない画素であることを前記画像データが示していると、前記第１画素が理想的な位置に形成された場合の露光分布に基づき、前記補正手段による補正後の画像データに基づき前記走査手段が前記第１画素及び前記第２画素を露光する際の露光強度及び露光時間を決定する決定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８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記決定手段は、前記走査手段により形成する前記第１画素の露光分布と前記第２画素の露光分布とを重畳した重畳露光分布と、前記第１画素が理想的な位置に形成された場合の露光分布との差が小さくなる様に、前記走査手段により前記第１画素及び前記第２画素を露光する際の露光強度及び露光時間を決定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 感光体と、
    前記感光体を光で走査して静電潜像を形成する走査手段と、
    を備えている画像形成装置に画像データを送信する画像処理装置であって、
    前記走査手段により形成される画素の副走査方向の位置ずれ量を示す位置ずれ量情報を記憶する記憶手段と、
    前記位置ずれ量情報に基づき第１画素の副走査方向の第１ずれ量と、前記第１画素と前記副走査方向において隣接する第２画素の前記副走査方向の第２ずれ量と、を判定する判定手段と、
    前記第１ずれ量と前記第２ずれ量とに基づき、画像データが示す前記第１画素の画素値を前記第１画素と前記第２画素に配分する様に前記画像データを補正する補正手段と、
    前記補正手段による補正後の画像データを前記画像形成装置に出力する出力手段と、
    を備えていることを特徴とする画像処理装置。
12. 前記走査手段は、
    光源と、
    回転駆動され、前記光源が射出する光を反射する複数の反射面を有する多面鏡と、
    を備えており、
    前記位置ずれ量情報は、前記複数の反射面それぞれの反射面に関連付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
13. 前記判定手段は、前記画像形成装置から、前記感光体の走査に使用する反射面を特定する特定情報を受信し、前記特定情報と前記位置ずれ量情報に基づき前記第１ずれ量及び前記第２ずれ量を判定することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。

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