JP2017202595A - Image formation device, image formation method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置、画像形成方法、並びにプログラムに関し、特に、ＬＢＰやデジタル複写機、デジタルＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置、画像形成方法、並びにプログラムに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, an image forming method, and a program, and more particularly, to an electrophotographic image forming apparatus such as an LBP, a digital copying machine, and a digital FAX, an image forming method, and a program.
従来より、電子写真方式の画像形成装置には、感光体を露光するための光学走査ユニットが搭載されている。光学走査ユニットは、画像データに基づいてレーザ光を出射し、そのレーザ光を回転多面鏡で反射して走査レンズに透過させることで感光体へ照射する。これにより、感光体の表面にレーザ光のスポット状の像が形成される。また、この状態で回転多面鏡を回転させることにより、感光体の表面に形成したレーザ光のスポットを移動させる走査を行うことで、感光体に潜像を形成する。 Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus is equipped with an optical scanning unit for exposing a photosensitive member. The optical scanning unit emits a laser beam based on the image data, reflects the laser beam with a rotary polygon mirror, and transmits the laser beam to the scanning lens to irradiate the photosensitive member. As a result, a spot-like image of the laser beam is formed on the surface of the photoconductor. In addition, by rotating the rotary polygon mirror in this state, scanning that moves the spot of the laser beam formed on the surface of the photosensitive member is performed, thereby forming a latent image on the photosensitive member.
走査レンズは所謂ｆθ特性を有するレンズである。ｆθ特性とは、回転多面鏡が等角速度で回転している時に感光体の表面のレーザ光のスポットが感光体の表面上を等速で移動するようにレーザ光を感光体の表面に結像させる光学的特性である。このようにｆθ特性を有する走査レンズを用いることにより、適切な露光を行うことができる。 The scanning lens is a lens having a so-called fθ characteristic. The fθ characteristic means that the laser beam is imaged on the surface of the photoconductor so that the spot of the laser beam on the surface of the photoconductor moves on the surface of the photoconductor at a constant speed when the rotary polygon mirror rotates at a constant angular velocity. It is an optical characteristic to be caused. By using the scanning lens having the fθ characteristic as described above, appropriate exposure can be performed.
このようなｆθ特性を有する走査レンズは、比較的大きくコストも高い。そのため、近年、走査レンズ自体を使用しない、もしくはｆθ特性を有さない走査レンズを使用して、画像形成装置の小型化やコストダウンが図られている。 A scanning lens having such an fθ characteristic is relatively large and expensive. Therefore, in recent years, downsizing and cost reduction of an image forming apparatus have been attempted by using a scanning lens that does not use the scanning lens itself or has no fθ characteristic.
例えば、特許文献１では、ｆθ特性を有していない走査レンズを用いた電子写真方式の画像形成装置において、感光体の表面上に形成するドットが一定の幅となるよう、一走査する間に画素片の挿入又は抜去をする技術が開示されている。ここでいう画素片とは、１画素を所定の整数値で分割した１画素未満の単位を意味している。これにより、画像の端部と中央の１ドット幅を揃えることが可能となる。 For example, in Patent Document 1, in an electrophotographic image forming apparatus using a scanning lens that does not have an fθ characteristic, during a single scan so that dots formed on the surface of a photoconductor have a constant width. A technique for inserting or removing a pixel piece is disclosed. The pixel piece here means a unit of less than one pixel obtained by dividing one pixel by a predetermined integer value. This makes it possible to align the width of one dot at the end of the image with the center.
しかし上記特許文献１に記載された方法では、画像の端部において多くの画素片を抜去する必要がある。つまり、主走査方向に関して、画素片の抜去量が多い端部と画素片を抜去しない中央部とでは、画像形成に際して１画素当たりに含まれる画素片単位で露光するか否かによって表現される階調数に大きな差が生じてしまうという課題がある。 However, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to extract many pixel pieces at the edge of the image. That is, with respect to the main scanning direction, the end portion where the amount of extraction of the pixel piece is large and the center portion where the pixel piece is not extracted are expressed by whether or not the exposure is performed in units of pixel pieces included in one pixel at the time of image formation. There is a problem that a large difference occurs in the logarithm.
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決することにある。つまり、ｆθ特性を有する走査レンズを用いることなく、階調数の差に起因する画像不良を抑制した画像形成装置、画像形成方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus, an image forming method, and a program in which an image defect due to a difference in the number of gradations is suppressed without using a scanning lens having fθ characteristics.
本願発明の画像形成装置は、感光体と、画像データに基づいて前記感光体に照射するレーザ光を発する光源と、前記レーザ光を偏向して前記感光体の表面で前記レーザ光を主走査方向に移動させる偏向器と、前記偏向器と前記感光体の間にあって、前記感光体の表面で前記レーザ光を前記主走査方向に移動する走査速度を画角に応じた一定の変化率で変化させる、ｆθ特性を有していない走査レンズとを有し、前記感光体の表面に前記レーザ光を照射することにより前記感光体の表面に潜像を形成し、前記潜像に対応する画像を形成する画像形成装置において、軸上像高に対する部分倍率を示す部分倍率特性情報を取得する取得手段と、前記部分倍率特性情報にもとづき前記主走査方向の区間毎に１画素未満の画素片を抜去することにより、画像データの主走査方向に対する長さを補正する画素幅補正手段と、前記部分倍率特性情報にもとづき階調補正情報を生成する生成手段と、前記階調補正情報にもとづき前記画像データの階調数を補正する階調補正手段と、を有することを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes a photoconductor, a light source that emits laser light to irradiate the photoconductor based on image data, and deflects the laser light to cause the laser light to travel on the surface of the photoconductor in the main scanning direction. And a scanning speed between the deflector and the photoconductor for moving the laser light in the main scanning direction on the surface of the photoconductor is changed at a constant change rate according to an angle of view. And a scanning lens having no fθ characteristics, and irradiating the surface of the photoconductor with the laser beam to form a latent image on the surface of the photoconductor, and forming an image corresponding to the latent image In the image forming apparatus, an acquisition unit that acquires partial magnification characteristic information indicating a partial magnification with respect to the on-axis image height, and a pixel piece of less than one pixel is extracted for each section in the main scanning direction based on the partial magnification characteristic information. By Pixel width correction means for correcting the length of image data in the main scanning direction, generation means for generating gradation correction information based on the partial magnification characteristic information, and the number of gradations of the image data based on the gradation correction information And a tone correction means for correcting.
本願発明によれば、ｆθ特性を有する走査レンズを用いることなく、階調数の差に起因する画像不良を抑制した画像形成装置、画像形成方法、並びにプログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus, an image forming method, and a program in which image defects due to a difference in the number of gradations are suppressed without using a scanning lens having fθ characteristics.
以下、本願発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention.
（第１の実施形態）
＜画像形成装置＞
図１は、本願発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の構成概略図である。
(First embodiment)
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図１において、画像形成装置９は、画像信号生成部１００、制御部１、光走査手段である光走査装置４００、感光ドラム（感光体）４、ローラ５、定着器６、排紙ローラ７、及び給紙ユニット８を備える。 In FIG. 1, an image forming apparatus 9 includes an image signal generation unit 100, a control unit 1, an optical scanning device 400 that is an optical scanning unit, a photosensitive drum (photosensitive member) 4, a roller 5, a fixing device 6, a paper discharge roller 7, And a paper feed unit 8.
光走査装置４００内のレーザ駆動部３００は、画像信号生成部１００から出力された画像信号、および制御部１から出力される制御信号に基づき、レーザ光２０８を発する。不図示の帯電手段により帯電された感光ドラム４はレーザ光２０８で走査され、感光ドラム４の表面に潜像が形成される。そして不図示の現像手段により潜像にトナーを付着させ、潜像に対応したトナー像が形成される。トナー像は、給紙ユニット８から給送されローラ５で感光ドラム４と接触する位置に搬送された紙等の記録媒体に転写される。記録媒体に転写されたトナー像は、定着器６で記録媒体に熱定着され、排紙ローラ７を経て、画像形成装置９の機外に排出される。 The laser driving unit 300 in the optical scanning device 400 emits laser light 208 based on the image signal output from the image signal generation unit 100 and the control signal output from the control unit 1. The photosensitive drum 4 charged by a charging unit (not shown) is scanned with a laser beam 208 to form a latent image on the surface of the photosensitive drum 4. Then, toner is attached to the latent image by a developing unit (not shown), and a toner image corresponding to the latent image is formed. The toner image is transferred to a recording medium such as paper fed from the paper feeding unit 8 and conveyed to a position where the roller 5 contacts the photosensitive drum 4. The toner image transferred to the recording medium is thermally fixed to the recording medium by the fixing device 6, and is discharged out of the image forming apparatus 9 through the paper discharge roller 7.
＜光学走査装置＞
図２は、図１に示す光走査装置４００の断面図である。図２（ａ）は主走査断面を、図２（ｂ）は副走査断面を示す。
<Optical scanning device>
FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical scanning device 400 shown in FIG. 2A shows a main scanning section, and FIG. 2B shows a sub-scanning section.
図２（ａ）において、光源４０１から出射した光束からなるレーザ光２０８は、開口絞り４０２によって楕円形状に整形されてカップリングレンズ４０３に入射する。カップリングレンズ４０３を通過した光束は、略平行光に変換されて、アナモフィックレンズ４０４に入射する。なお、略平行光とは、弱収束光及び弱発散光を含むものである。アナモフィックレンズ４０４は、主走査断面内において正の屈折力を有しており、入射する光束を主走査断面内においては収束光に変換している。また、アナモフィックレンズ４０４は、副走査断面内において偏向器（ポリゴンミラー）４０５の偏向面４０５ａの近傍に光束を集光しており、主走査方向に長い線像を形成している。 In FIG. 2A, a laser beam 208 composed of a light beam emitted from a light source 401 is shaped into an elliptical shape by an aperture stop 402 and enters a coupling lens 403. The light beam that has passed through the coupling lens 403 is converted into substantially parallel light and enters the anamorphic lens 404. The substantially parallel light includes weakly convergent light and weakly divergent light. The anamorphic lens 404 has a positive refractive power in the main scanning section, and converts an incident light beam into convergent light in the main scanning section. The anamorphic lens 404 condenses the light beam in the vicinity of the deflection surface 405a of the deflector (polygon mirror) 405 in the sub-scan section, and forms a long line image in the main scanning direction.
そして、アナモフィックレンズ４０４を通過したレーザ光２０８は、偏向器４０５の偏向面４０５ａにて反射される。偏向面４０５ａで反射したレーザ光２０８は、感光ドラム４の表面を走査すべく（図１参照）、走査レンズ４０６を透過し、感光ドラム４の表面に入射する。走査レンズ４０６は結像光学素子である。本実施形態においては、単一の結像光学素子（走査レンズ４０６）のみで結像光学系が構成されている。走査レンズ４０６を通過（透過）したレーザ光２０８が入射する感光ドラム４の表面は、レーザ光２０８によって走査される被走査面４０７である。走査レンズ４０６によって被走査面４０７上でレーザ光２０８の光束が結像し、所定のスポット状の像（スポット）を形成する。偏向器４０５を不図示の駆動部により矢印Ａ０方向に一定の角速度で回転させることにより、被走査面４０７上でスポットが主走査方向に移動し、被走査面４０７上に静電潜像を形成する。なお、主走査方向とは、感光ドラム４の表面に平行で且つ感光ドラム４の表面の移動方向に直交する方向である。副走査方向とは、主走査方向及び光束の光軸に直交する方向である。 Then, the laser beam 208 that has passed through the anamorphic lens 404 is reflected by the deflection surface 405 a of the deflector 405. The laser beam 208 reflected by the deflecting surface 405a passes through the scanning lens 406 and enters the surface of the photosensitive drum 4 in order to scan the surface of the photosensitive drum 4 (see FIG. 1). The scanning lens 406 is an imaging optical element. In the present embodiment, the imaging optical system is configured by only a single imaging optical element (scanning lens 406). The surface of the photosensitive drum 4 on which the laser beam 208 that has passed (transmitted) through the scanning lens 406 is incident is a surface to be scanned 407 that is scanned by the laser beam 208. The scanning lens 406 forms an image of the laser beam 208 on the surface to be scanned 407 to form a predetermined spot-like image (spot). By rotating at a constant angular velocity in the arrow A 0 direction by the driving unit (not shown) the deflector 405, the spot on the scan surface 407 is moving in the main scanning direction, an electrostatic latent image on the scanned surface 407 Form. The main scanning direction is a direction parallel to the surface of the photosensitive drum 4 and orthogonal to the moving direction of the surface of the photosensitive drum 4. The sub-scanning direction is a direction orthogonal to the main scanning direction and the optical axis of the light beam.
同期用光学系である不図示のビームディテクト（以下ＢＤと称す）センサとＢＤレンズは、被走査面４０７上に静電潜像を書き込むタイミングを決定する。具体的には、ＢＤレンズを通過したレーザ光２０８は、フォトダイオードを含むＢＤセンサに入射し検知される。ＢＤセンサによりレーザ光２０８を検知したタイミングに基づいて、書き込みタイミングの制御を行う。 A beam detect (hereinafter referred to as BD) sensor (not shown) and a BD lens, which are synchronization optical systems, determine the timing for writing an electrostatic latent image on the scanned surface 407. Specifically, the laser beam 208 that has passed through the BD lens is incident on and detected by a BD sensor including a photodiode. The write timing is controlled based on the timing at which the laser beam 208 is detected by the BD sensor.
光源４０１は、半導体レーザチップである。本実施形態の光源４０１は１つの発光部１１（図４参照）を備えている構成である。しかしながら、光源４０１として、独立して発光制御可能な複数の発光部を備えていてもよい。光源４０１が複数の発光部を備える場合も、それらから出射する複数の光束からなるレーザ光２０８は、それぞれカップリングレンズ４０３、アナモフィックレンズ４０４、偏向器４０５、走査レンズ４０６を経由して被走査面４０７へ到達する。被走査面４０７上では副走査方向にずれた位置にレーザ光２０８を構成する各光束に対応するスポットがそれぞれ形成される。 The light source 401 is a semiconductor laser chip. The light source 401 of the present embodiment is configured to include one light emitting unit 11 (see FIG. 4). However, the light source 401 may include a plurality of light emitting units that can independently control light emission. Even in the case where the light source 401 includes a plurality of light emitting units, the laser light 208 composed of a plurality of light beams emitted from the light emitting units is scanned through the coupling lens 403, the anamorphic lens 404, the deflector 405, and the scanning lens 406, respectively. 407 is reached. On the surface to be scanned 407, spots corresponding to the respective light beams constituting the laser beam 208 are formed at positions shifted in the sub-scanning direction.
なお、光走査装置４００は上述した、光源４０１、カップリングレンズ４０３、アナモフィックレンズ４０４、走査レンズ４０６、偏向器４０５等の各種光学部材は、筐体（光学箱）４００ａ（図１参照）に収納される。 In the optical scanning device 400, various optical members such as the light source 401, the coupling lens 403, the anamorphic lens 404, the scanning lens 406, and the deflector 405 described above are accommodated in a housing (optical box) 400a (see FIG. 1). Is done.
＜走査レンズ＞
図２（ｂ）に示すように、走査レンズ４０６は、入射面（第１面）４０６ａ及び出射面（第２面）４０６ｂの２つの光学面（レンズ面）を有する。走査レンズ４０６は、主走査断面内において、偏向面４０５ａにて偏向されたレーザ光２０８を被走査面４０７上において所望の走査特性で走査させる構成となっている。また、走査レンズ４０６は、被走査面４０７上でのレーザ光２０８のスポットを所望の形状にする構成となっている。また、走査レンズ４０６により、副走査断面内においては、偏向面４０５ａの近傍と被走査面４０７の近傍とが共役の関係となっている。これにより、光走査装置４００における面倒れを補償する、すなわち偏向面４０５ａが倒れた際の被走査面４０７上での副走査方向の走査位置ずれが低減される。
<Scanning lens>
As shown in FIG. 2B, the scanning lens 406 has two optical surfaces (lens surfaces), an incident surface (first surface) 406a and an exit surface (second surface) 406b. The scanning lens 406 is configured to scan the laser beam 208 deflected by the deflection surface 405a on the surface to be scanned 407 with desired scanning characteristics in the main scanning section. The scanning lens 406 has a configuration in which the spot of the laser beam 208 on the scanned surface 407 has a desired shape. Further, due to the scanning lens 406, the vicinity of the deflection surface 405a and the vicinity of the surface to be scanned 407 have a conjugate relationship in the sub-scan section. Thereby, the surface tilt in the optical scanning device 400 is compensated, that is, the scanning position deviation in the sub-scanning direction on the surface to be scanned 407 when the deflection surface 405a is tilted is reduced.
なお、本実施形態に係る走査レンズ４０６は、射出成形によって形成されたプラスチックモールドレンズであるが、走査レンズ４０６としてガラスモールドレンズを採用してもよい。モールドレンズは、非球面形状の成形が容易であり、かつ大量生産に適しているため、走査レンズ４０６としてモールドレンズを採用することで、その生産性及び光学性能の向上を図ることができる。 Note that the scanning lens 406 according to the present embodiment is a plastic mold lens formed by injection molding, but a glass mold lens may be adopted as the scanning lens 406. Since the molded lens can be easily molded into an aspherical shape and is suitable for mass production, the productivity and optical performance can be improved by adopting the molded lens as the scanning lens 406.
走査レンズ４０６は、所謂ｆθ特性を有していない。つまり、偏向器４０５が等角速度で回転している時に、走査レンズ４０６を通過するレーザ光２０８のスポットを被走査面４０７上で等速に移動させるような走査特性を有していない。このように、ｆθ特性を有していない走査レンズ４０６を用いることにより、走査レンズ４０６を偏向器４０５に近接して（距離Ｄ１が小さい位置に）配置することが可能となる。また、ｆθ特性を有していない走査レンズ４０６はｆθ特性を有する走査レンズよりも、主走査方向（幅ＬＷ）及び光軸方向（厚みＬＴ）に関して小さくできる。このようなことから、光走査装置４００の筐体４００ａ（図１参照）の小型化を実現している。また、ｆθ特性を有するレンズの場合、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化がある場合があり、そのような形状の制約がある場合、良好な結像性能を得られない可能性がある。これに対して、走査レンズ４０６はｆθ特性を有していないため、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化が少ない為、良好な結像性能を得ることができる。 The scanning lens 406 does not have a so-called fθ characteristic. In other words, when the deflector 405 is rotating at an equal angular velocity, it does not have a scanning characteristic that moves the spot of the laser beam 208 that passes through the scanning lens 406 at a constant velocity on the scanned surface 407. Thus, by using the scanning lens 406 that does not have the fθ characteristic, the scanning lens 406 can be disposed close to the deflector 405 (at a position where the distance D1 is small). Further, the scanning lens 406 not having the fθ characteristic can be made smaller in the main scanning direction (width LW) and the optical axis direction (thickness LT) than the scanning lens having the fθ characteristic. For this reason, the housing 400a (see FIG. 1) of the optical scanning device 400 is downsized. In addition, in the case of a lens having fθ characteristics, the shape of the entrance surface and exit surface of the lens when viewed in the main scanning section may have abrupt changes. Image performance may not be obtained. On the other hand, since the scanning lens 406 does not have the fθ characteristic, there is little abrupt change in the shape of the entrance surface and the exit surface of the lens when viewed in the main scanning section, so that good imaging performance is obtained. be able to.
このような本実施形態に係る走査レンズ４０６の走査特性は、以下の式（１）で表される。 The scanning characteristic of the scanning lens 406 according to this embodiment is expressed by the following formula (1).
式（１）では、偏向器４０５による走査角度（走査画角）をθ、光束の被走査面４０７上での主走査方向の集光位置（像高）をＹ［ｍｍ］、軸上像高における結像係数をＫ［ｍｍ］、走査レンズ４０６の走査特性を決定する係数（走査特性係数）をＢとしている。なお、本実施形態において、軸上像高は、光軸上の像高（Ｙ＝０＝Ｙｍｉｎ）を指し、走査角度θ＝０に対応する。また、軸外像高は、中心光軸（走査角度θ＝０の時）よりも外側の像高（Ｙ≠０）を指し、走査角度θ≠０に対応している。さらに、最軸外像高とは、走査角度θが最大（最大走査画角）となる時の像高（Ｙ＝＋Ｙｍａｘ、−Ｙｍａｘ）を指す。なお、被走査面４０７上の潜像を形成可能な所定の領域（走査領域）の主走査方向の幅である走査幅ＷはＷ＝｜＋Ｙｍａｘ｜＋｜−Ｙｍａｘ｜で表される。所定の領域の中央が軸上像高で端部が最軸外像高となる。 In Expression (1), the scanning angle (scanning field angle) by the deflector 405 is θ, the light beam condensing position (image height) on the scanned surface 407 is Y [mm], and the axial image height. The image formation coefficient at K is [mm], and the coefficient (scanning characteristic coefficient) for determining the scanning characteristic of the scanning lens 406 is B. In this embodiment, the on-axis image height indicates the image height on the optical axis (Y = 0 = Ymin), and corresponds to the scanning angle θ = 0. The off-axis image height indicates the image height (Y ≠ 0) outside the central optical axis (when the scanning angle θ = 0), and corresponds to the scanning angle θ ≠ 0. Further, the most off-axis image height refers to the image height (Y = + Ymax, −Ymax) when the scanning angle θ is maximum (maximum scanning field angle). The scanning width W, which is the width in the main scanning direction of a predetermined region (scanning region) where a latent image can be formed on the scanned surface 407, is expressed as W = | + Ymax | + | −Ymax |. The center of the predetermined area is the on-axis image height and the end is the most off-axis image height.
ここで、結像係数Ｋは、走査レンズ４０６に平行光が入射する場合の走査特性（ｆθ特性）Ｙ＝ｆθにおけるｆに相当する係数である。すなわち、結像係数Ｋは、走査レンズ４０６に平行光以外の光束が入射する場合に、ｆθ特性と同様に集光位置Ｙと走査角度θとを比例関係にするための係数である。 Here, the imaging coefficient K is a coefficient corresponding to f at the scanning characteristic (fθ characteristic) Y = fθ when parallel light is incident on the scanning lens 406. In other words, the imaging coefficient K is a coefficient for making the condensing position Y and the scanning angle θ proportional to each other in the same manner as the fθ characteristic when a light beam other than parallel light enters the scanning lens 406.
走査特性係数について補足すると、Ｂ＝０の時の式（１）は、Ｙ＝Ｋθとなるため、従来の光走査装置に用いられる走査レンズの走査特性Ｙ＝ｆθに相当する。また、Ｂ＝１の時の式（１）は、Ｙ＝Ｋｔａｎθとなるため、撮像装置（カメラ）などに用いられるレンズの射影特性Ｙ＝ｆｔａｎθに相当する。すなわち、式（１）において、走査特性係数Ｂを０≦Ｂ≦１の範囲で設定することで、射影特性Ｙ＝ｆｔａｎθとｆθ特性Ｙ＝ｆθとの間の走査特性を得ることができる。 To supplement the scanning characteristic coefficient, since Equation (1) when B = 0 is Y = Kθ, it corresponds to the scanning characteristic Y = fθ of the scanning lens used in the conventional optical scanning device. In addition, since the equation (1) when B = 1 is Y = K tan θ, it corresponds to the projection characteristic Y = f tan θ of a lens used in an imaging device (camera) or the like. That is, by setting the scanning characteristic coefficient B in the range of 0 ≦ B ≦ 1 in the expression (1), a scanning characteristic between the projection characteristic Y = ftan θ and the fθ characteristic Y = fθ can be obtained.
ここで、式（１）を走査角度θで微分すると、次式（２）に示すように走査角度θに対する被走査面４０７上での光束の走査速度が得られる。 Here, when the equation (1) is differentiated by the scanning angle θ, the scanning speed of the light beam on the scanned surface 407 with respect to the scanning angle θ is obtained as shown in the following equation (2).
さらに、式（２）を軸上像高における速度ｄＹ／ｄθ＝Ｋで除すると、次式（３）に示すようになる。 Further, when the equation (2) is divided by the velocity dY / dθ = K at the on-axis image height, the following equation (3) is obtained.
式（３）は、軸上像高の走査速度に対する各軸外像高の走査速度のずれ量（部分倍率）を表現したものである。本実施形態に係る光走査装置４００は、Ｂ＝０の場合以外においては、軸上像高と軸外像高とで光束の走査速度が異なっていることになる。 Expression (3) expresses a deviation amount (partial magnification) of the scanning speed of each off-axis image height with respect to the scanning speed of the on-axis image height. In the optical scanning device 400 according to the present embodiment, the scanning speed of the light beam is different between the on-axis image height and the off-axis image height except when B = 0.
図３は、図２の光走査装置４００の像高に対する部分倍率特性を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing partial magnification characteristics with respect to the image height of the optical scanning device 400 of FIG.
具体的には、図３は、図２に示す被走査面４０７上での走査位置をＹ＝Ｋθの特性でフィッティングした際の、像高と部分倍率との関係を示している。本実施形態においては、式（１）に示した走査特性を走査レンズ４０６に与えたことで、図３に示したように、軸上像高から軸外像高に向かうにつれて徐々に走査速度が速くなるため部分倍率が大きくなっている。部分倍率３０％は、単位時間だけ光照射した場合、被走査面４０７での主走査方向の照射長が、１．３倍となることを意味している。従って、画像クロックの周期によって決めた一定の時間間隔で主走査方向の画素幅を決めてしまうと、軸上像高と軸外像高とで画素密度が異なってしまう。 Specifically, FIG. 3 shows the relationship between the image height and the partial magnification when the scanning position on the scanning surface 407 shown in FIG. 2 is fitted with the characteristic of Y = Kθ. In the present embodiment, by giving the scanning characteristic shown in Expression (1) to the scanning lens 406, as shown in FIG. 3, the scanning speed gradually increases from the on-axis image height toward the off-axis image height. The partial magnification is larger because it is faster. The partial magnification of 30% means that the irradiation length in the main scanning direction on the surface to be scanned 407 is 1.3 times when light is irradiated for a unit time. Therefore, if the pixel width in the main scanning direction is determined at a fixed time interval determined by the cycle of the image clock, the pixel density differs between the on-axis image height and the off-axis image height.
また、像高Ｙが、軸上像高から離れて最軸外像高に近づくに連れて（像高Ｙの絶対値が大きくなる程）、徐々に走査速度が速くなる。これにより、被走査面４０７上の像高が軸上像高付近の時に単位長さ走査するのにかかる時間よりも、像高が最軸外像高付近の時に単位長さ走査するのにかかる時間の方が短くなる。これは、光源４０１の発光輝度が一定の場合、像高が軸上像高付近の時の単位長さ辺りの総露光量よりも、像高が最軸外像高付近の時の単位長さ辺りの総露光量の方が少なくなることを意味する。つまり、１ｄｏｔあたり同じ濃度の画像を印字しようとした場合、軸上像高付近の画像に対し、最軸外像高付近の画像の濃度は落ちる事になる。 Further, as the image height Y moves away from the on-axis image height and approaches the most off-axis image height (as the absolute value of the image height Y increases), the scanning speed gradually increases. Thus, it takes more time to scan the unit length when the image height is near the most off-axis image height than the time taken to scan the unit length when the image height on the scanned surface 407 is near the axial image height. The time is shorter. This is because, when the light emission luminance of the light source 401 is constant, the unit length when the image height is near the off-axis image height is larger than the total exposure amount around the unit length when the image height is near the on-axis image height. This means that the total exposure amount around is smaller. That is, when an image having the same density per dot is to be printed, the density of the image near the most off-axis image height is lower than the image near the on-axis image height.
このように、上述したような光学構成を有する場合、主走査方向に関する部分倍率、及び単位長さ辺りの総露光量のばらつきが、良好な画質を維持する為に適切でない可能性がある。そこで本実施形態では、良好な画質を得る為に、上述した部分倍率の補正と、単位長さ当たりの画像濃度を補正するための濃度補正を行う。 Thus, in the case of having the optical configuration as described above, there is a possibility that variations in the partial magnification in the main scanning direction and the total exposure amount per unit length are not appropriate for maintaining good image quality. Therefore, in the present embodiment, in order to obtain good image quality, the above-described partial magnification correction and density correction for correcting the image density per unit length are performed.
特に、偏向器４０５から感光ドラム４までの光路長が短くなる程、画角が大きくなるため、上述した軸上像高と最軸外像高とで走査速度の差が大きくなる。一般的に、最軸外像高における走査速度が軸上像高におけるそれの１２０％以上であるような走査速度の変化率が２０％以上の光学構成となる。本実施形態は、かかる光学構成をとるため、主走査方向に関する部分倍率、及び単位長さ辺りの総露光量のばらつきの影響を受け良好な画質の維持が難しくなる。 In particular, as the optical path length from the deflector 405 to the photosensitive drum 4 becomes shorter, the angle of view becomes larger, so that the difference in scanning speed between the above-described on-axis image height and the most off-axis image height increases. In general, the optical configuration is such that the change rate of the scanning speed is 20% or more so that the scanning speed at the most off-axis image height is 120% or more of that at the on-axis image height. Since this embodiment employs such an optical configuration, it is difficult to maintain good image quality due to the influence of partial magnification in the main scanning direction and variations in the total exposure amount per unit length.
なお、走査速度の変化率Ｃ（％）は、最も遅い走査速度をＶｍｉｎ、最も速い走査速度をＶｍａｘとすると、Ｃ＝（（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／Ｖｍｉｎ）＊１００で表される値である。すなわち、本実施形態の光学構成では、軸上像高（走査領域の中央部）で最も遅い走査速度となり、最軸外像高（走査領域の端部）で最も速い走査速度となるように、画角に応じた一定の変化率Ｃ（％）で走査速度を変化させる。 The change rate C (%) of the scanning speed is a value represented by C = ((Vmax−Vmin) / Vmin) * 100, where Vmin is the slowest scanning speed and Vmax is the fastest scanning speed. That is, in the optical configuration of the present embodiment, the slowest scanning speed is obtained at the on-axis image height (center portion of the scanning region), and the fastest scanning speed is obtained at the most off-axis image height (end portion of the scanning region). The scanning speed is changed at a constant change rate C (%) corresponding to the angle of view.
なお、画角が５２°以上の光学構成の場合、走査速度の変化率が３５％以上となることがわかっている。画角が５２°以上となる条件としては以下に示す通りである。例えば、主走査方向に関してＡ４シートの短辺の幅の潜像を形成する光学構成の場合、走査幅Ｗ＝２１４ｍｍ、走査画角が０°の時の偏向面４０５ａから被走査面４０７までの光路長Ｄ２（図２参照）＝１２５ｍｍ以下である。また、主走査方向に関してＡ３シートの短辺の幅の潜像を形成する光学構成の場合、走査幅Ｗ＝３００ｍｍ、走査画角が０°の時の偏向面４０５ａから被走査面４０７までの光路長Ｄ２（図２参照）＝２４７ｍｍ以下である。このような光学構成を有する画像形成装置では、以下に説明する本実施形態の構成を用いることで、ｆθ特性を有していない走査レンズを使用しても、良好が画質を得ることが可能となる。 It is known that the change rate of the scanning speed is 35% or more in the case of an optical configuration with an angle of view of 52 ° or more. The conditions for the angle of view to be 52 ° or more are as follows. For example, in the case of an optical configuration that forms a latent image having a short side width of an A4 sheet in the main scanning direction, the optical path from the deflection surface 405a to the scanned surface 407 when the scanning width W = 214 mm and the scanning field angle is 0 °. The length D2 (see FIG. 2) = 125 mm or less. In the case of an optical configuration that forms a latent image having a short side width of the A3 sheet with respect to the main scanning direction, the optical path from the deflection surface 405a to the scanned surface 407 when the scanning width W = 300 mm and the scanning field angle is 0 °. The length D2 (see FIG. 2) = 247 mm or less. In an image forming apparatus having such an optical configuration, by using the configuration of the present embodiment described below, it is possible to obtain good image quality even when a scanning lens that does not have an fθ characteristic is used. Become.
＜露光制御構成＞
図４は、図１に示す画像信号生成部１００、制御部１、及びレーザ駆動部３００による露光制御構成を示す電気ブロック図である。
<Exposure control configuration>
FIG. 4 is an electric block diagram showing an exposure control configuration by the image signal generation unit 100, the control unit 1, and the laser driving unit 300 shown in FIG.
図４において、画像信号生成部１００は、不図示のホストコンピュータより印字情報を受け取り、画像データ（画像信号）に対応するＶＤＯ信号１１０を生成する。また、画像信号生成部１００は画素幅補正手段としての機能も有する。制御部１は、画像信号生成部１００の制御と、光源４０１の光量の調整を行う。レーザ駆動部３００は、ＶＤＯ信号１１０に基づいて電流を図２に示す光源４０１の発光部１１に供給することにより、レーザ光２０８を光源４０１から出射させる。 In FIG. 4, an image signal generation unit 100 receives print information from a host computer (not shown) and generates a VDO signal 110 corresponding to image data (image signal). The image signal generation unit 100 also has a function as a pixel width correction unit. The control unit 1 controls the image signal generation unit 100 and adjusts the light amount of the light source 401. The laser driving unit 300 emits laser light 208 from the light source 401 by supplying current to the light emitting unit 11 of the light source 401 shown in FIG. 2 based on the VDO signal 110.
画像信号生成部１００は画像形成のための画像信号の出力の準備が整ったら、シリアル通信１１３を通じて、制御部１に印字開始の指示をする。制御部１は、印字の準備が整ったら、副走査同期信号であるＴＯＰ信号１１２と主走査同期信号であるＢＤ信号１１１を画像信号生成部１００に送信する。画像信号生成部１００は、これらの同期信号（ＴＯＰ信号１１２，ＢＤ信号１１１）を受信したら所定タイミングで画像信号であるＶＤＯ信号１１０をレーザ駆動部３００に出力する。 When the image signal generation unit 100 is ready to output an image signal for image formation, the image signal generation unit 100 instructs the control unit 1 to start printing through the serial communication 113. When the preparation for printing is completed, the control unit 1 transmits a TOP signal 112 that is a sub-scanning synchronization signal and a BD signal 111 that is a main scanning synchronization signal to the image signal generation unit 100. When the image signal generation unit 100 receives these synchronization signals (TOP signal 112, BD signal 111), it outputs a VDO signal 110, which is an image signal, to the laser driving unit 300 at a predetermined timing.
メモリ３０４は制御部１のＣＰＵ２から読み出し可能であり、図３に示した像高に対する部分倍率を示す部分倍率特性情報１２００を格納している。 The memory 304 can be read from the CPU 2 of the control unit 1 and stores partial magnification characteristic information 1200 indicating the partial magnification with respect to the image height shown in FIG.
尚、画像信号生成部１００の主な構成ブロック、特に画像変調部１０１については図６を用いて後述する。 The main constituent blocks of the image signal generation unit 100, particularly the image modulation unit 101, will be described later with reference to FIG.
図５は、部分倍率が生じる要因及び本願発明におけるその補正方法を説明する図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining the cause of the partial magnification and the correction method in the present invention.
図５（ａ）は、記録媒体１ページ分に相当する画像形成動作を行った際の各種同期信号と画像信号のタイミングチャートである。図中左から右に向かって時間が経過する。ＴＯＰ信号１１２の「ＨＩＧＨ」は、記録媒体の先端が所定の位置に到達したことを表す。画像信号生成部１００はＴＯＰ信号１１２の「ＨＩＧＨ」を受信したら、ＢＤ信号１１１に同期して、ＶＤＯ信号１１０を送信する。このＶＤＯ信号１１０に基づいて光源４０１が発光し、感光ドラム４に潜像が形成される。 FIG. 5A is a timing chart of various synchronization signals and image signals when an image forming operation corresponding to one page of the recording medium is performed. Time elapses from left to right in the figure. “HIGH” in the TOP signal 112 indicates that the leading edge of the recording medium has reached a predetermined position. When the image signal generation unit 100 receives “HIGH” of the TOP signal 112, the image signal generation unit 100 transmits the VDO signal 110 in synchronization with the BD signal 111. The light source 401 emits light based on the VDO signal 110 and a latent image is formed on the photosensitive drum 4.
なお、図５（ａ）では図の簡略化の為、ＶＤＯ信号１１０が複数のＢＤ信号１１１を跨いで連続的に出力されているように記載している。しかしながら、実際には、ＶＤＯ信号１１０はＢＤ信号１１１が出力されてから次のＢＤ信号１１１が出力されるまでの間のうちの所定の期間に出力されるものである。 In FIG. 5A, for simplicity of illustration, the VDO signal 110 is described as being continuously output across a plurality of BD signals 111. However, actually, the VDO signal 110 is output in a predetermined period of time from when the BD signal 111 is output until the next BD signal 111 is output.
＜部分倍率補正方法＞
次に部分倍率補正方法について説明する。その説明に先立って部分倍率が生じる要因及び補正原理について図５（ｂ）を用いて説明する。図５（ｂ）は、ＢＤ信号１１１、ＶＤＯ信号１１０のタイミングチャートと、被走査面４０７上の潜像により形成したトナー像を示した図である。図中左から右に向かって時間が経過する。
<Partial magnification correction method>
Next, the partial magnification correction method will be described. Prior to the description, the factors causing the partial magnification and the correction principle will be described with reference to FIG. FIG. 5B is a diagram showing a timing chart of the BD signal 111 and the VDO signal 110 and a toner image formed by a latent image on the surface to be scanned 407. Time elapses from left to right in the figure.
画像信号生成部１００はＢＤ信号１１１の立ち上がりエッジを受信したら、感光ドラム４の左端から所望の距離だけ離れた位置に潜像を形成できるよう、所定タイミング後にＶＤＯ信号１１０を送信する。そしてＶＤＯ信号１１０に基づき光源４０１が発光し、被走査面４０７上にＶＤＯ信号１１０に応じた潜像を形成する。 When the image signal generator 100 receives the rising edge of the BD signal 111, it transmits a VDO signal 110 after a predetermined timing so that a latent image can be formed at a desired distance from the left end of the photosensitive drum 4. The light source 401 emits light based on the VDO signal 110, and a latent image corresponding to the VDO signal 110 is formed on the scanned surface 407.
従来は、ＶＤＯ信号１１０に基づき軸上像高及び最軸外像高において同じ期間だけ光源４０１を発光させてドット形状の潜像を形成し、トナー像Ａとしてドットイメージを形成した。このドットのサイズは６００ｄｐｉの１ドット（主走査方向４２．３ｕｍの幅）に相当する。光走査装置４００は、上述したように、被走査面４０７上の中央部（軸上像高）に比べて、端部（最軸外像高）の走査速度は速い光学構成である。トナー像Ａに示すように、軸上像高のドットｄｏｔ２に比べて、最軸外像高のドットｄｏｔ１が主走査方向に肥大する。 Conventionally, a dot-shaped latent image is formed by causing the light source 401 to emit light for the same period at the on-axis image height and the most off-axis image height based on the VDO signal 110, and a dot image is formed as the toner image A. The size of this dot corresponds to one dot of 600 dpi (width of 42.3 μm in the main scanning direction). As described above, the optical scanning device 400 has an optical configuration in which the scanning speed of the end portion (most off-axis image height) is higher than the central portion (axial image height) on the scanned surface 407. As shown in the toner image A, the dot dot1 having the most off-axis image height is enlarged in the main scanning direction as compared with the dot dot2 having the on-axis image height.
これに対し、本実施形態では部分倍率補正として、主走査方向の位置に応じてＶＤＯ信号１１０の周期や時間幅を補正する。即ち、部分倍率補正により、最軸外像高の発光時間間隔を軸上像高の発光時間間隔と比べて短くし、トナー像Ｂに示すように最軸外像高のドットｄｏｔ３と軸上像高のドットｄｏｔ４とを同等のサイズにする。このような補正によって、主走査方向に関して、実質的に等間隔に各画素に対応するドット形状のトナー像を形成できるようにする。 On the other hand, in the present embodiment, as the partial magnification correction, the period and time width of the VDO signal 110 are corrected according to the position in the main scanning direction. That is, the partial magnification correction shortens the light emission time interval of the most off-axis image height as compared with the light emission time interval of the on-axis image height, and the dot dot3 having the most off-axis image height and the on-axis image as shown in the toner image B. The high dot dot4 is made the same size. By such correction, dot-shaped toner images corresponding to the respective pixels can be formed at substantially equal intervals in the main scanning direction.
次に、図６から図１１を用いて、本実施形態における画像信号生成部１００で行う処理について説明する。 Next, processing performed by the image signal generation unit 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
＜スクリーン処理＞
図６は、図４に示す画像変調部１０１の概略ブロック図である。
<Screen processing>
FIG. 6 is a schematic block diagram of the image modulation unit 101 shown in FIG.
図６において、スクリーン処理部１２２は、不図示のホストコンピュータから受信した多値パラレル８ビットの画像信号をスクリーン（ディザ）処理して画像形成装置９で濃度表現するための４ビットの画像信号への変換するハーフトーン処理を行う。 In FIG. 6, the screen processing unit 122 performs a screen (dither) process on a multi-value parallel 8-bit image signal received from a host computer (not shown) and converts it to a 4-bit image signal for expressing the density in the image forming apparatus 9. Perform halftone processing for conversion.
図７は、図６に示すスクリーン処理部１２２により実行されるスクリーン処理を説明するための図である。本実施形態では、スクリーン処理として、スクリーン処理部１２２により多値ディザ法が実行される。多値ディザ法はディザマトリクスの升ごとに複数の閾値を有し、その処理結果の画素が取り得る値は複数ある。よって、多値ディザ法には、一画素当り所定階調以上の階調数が記録可能な、所謂多階調記録を必要とする。電子写真方式の画像形成装置においては、ＰＷＭ（パルス幅変調）によって多階調記録を実現する。 FIG. 7 is a diagram for explaining the screen processing executed by the screen processing unit 122 shown in FIG. In the present embodiment, the multi-value dither method is executed by the screen processing unit 122 as the screen processing. The multi-value dither method has a plurality of threshold values for each cell of the dither matrix, and there are a plurality of values that can be taken by the pixel of the processing result. Therefore, the multi-value dither method requires so-called multi-gradation recording in which the number of gradations of a predetermined gradation or more per pixel can be recorded. In an electrophotographic image forming apparatus, multi-gradation recording is realized by PWM (pulse width modulation).
スクリーン処理部１２２は、処理結果がそれぞれ任意の角度、線数になるように設計された図７（ａ）に示すディザマトリクス１５３ａを用いる。ディザマトリクス１５３ａは、スクリーン処理部１２２の出力信号の階調数それぞれに対応する複数段階（Ｌ個のレベル）の閾値マトリクスを有する。例えば、スクリーン処理部１２２は、４ビットの信号を出力する場合、ディザマトリクス１５３ａには、図７（ｄ）に示すディザマトリクス１５３ｄに示すように出力信号の階調数分に対応する１５個の閾値マトリクスが存在する。具体的には、本願発明では主走査３画素（ｍ＝３）、副走査３画素（ｎ＝３）、２００線、階調数（Ｌ）の濃度表現をディザマトリクス１５３ａを用いて行う。 The screen processing unit 122 uses a dither matrix 153a shown in FIG. 7A designed so that the processing result has an arbitrary angle and number of lines. The dither matrix 153 a has a threshold matrix of a plurality of stages (L levels) corresponding to the number of gradations of the output signal of the screen processing unit 122. For example, when the screen processing unit 122 outputs a 4-bit signal, the dither matrix 153 a includes 15 dither matrices 153 d corresponding to the number of gradations of the output signal as illustrated in the dither matrix 153 d illustrated in FIG. There is a threshold matrix. Specifically, in the present invention, density expression of 3 main scanning pixels (m = 3), 3 sub scanning pixels (n = 3), 200 lines, and the number of gradations (L) is performed using the dither matrix 153a.
図７（ａ）では、スクリーン処理部１２２に入力されるパラレル８ビットの信号が１５０である画素が連続している場合の、スクリーン処理部１２２の出力するパラレル４ビットの画像信号の一例を示している。 FIG. 7A illustrates an example of a parallel 4-bit image signal output from the screen processing unit 122 when pixels whose parallel 8-bit signal input to the screen processing unit 122 is 150 are continuous. ing.
この場合、スクリーン処理部１２２は、画像信号の入力画素の座標に応じてＬ＝１５のディザマトリクス１５３ａ（すなわち、ディザマトリクス１５３ｄ）の参照すべき升を選択し、それら１５個の升に設定された閾値と画像信号の値を比較する。具体的には、画像信号の値と１５個の升の閾値を比較して、画像信号の値が閾値以上である升のうち、最も大きいレベルの閾値マトリクスのレベル数を出力信号値にする。また、画像信号の値がどの升の閾値よりも小さい場合は、出力信号値を０にする。あるいは、スクリーン処理部１２２は、画像信号の値と１５個の升の閾値を比較して、画像信号の値が閾値以上である升の数を出力信号値とする構成であっても良い。 In this case, the screen processing unit 122 selects 升 to be referred to in the dither matrix 153a of L = 15 (that is, the dither matrix 153d) according to the coordinates of the input pixels of the image signal, and is set to these 15 升. The obtained threshold value is compared with the value of the image signal. Specifically, the value of the image signal is compared with 15 threshold values, and the number of levels in the threshold matrix having the highest level among the threshold values where the image signal value is equal to or greater than the threshold value is set as the output signal value. If the value of the image signal is smaller than any threshold value, the output signal value is set to zero. Alternatively, the screen processing unit 122 may compare the value of the image signal with the threshold value of 15 wrinkles, and use the number of wrinkles whose image signal value is equal to or greater than the threshold value as the output signal value.
このように、ディザ法では、図７（ａ）に示す出力画素値が示すように、所定の面積当たりの複数の画素の値の集合により、入力値の濃度表現を行う。 As described above, in the dither method, as shown by the output pixel value shown in FIG. 7A, the density expression of the input value is performed by a set of values of a plurality of pixels per predetermined area.
本実施形態のスクリーン処理部１２２には、各像高に応じた複数のスクリーン（Ｌレベルが異なるディザマトリクス１５３ｂ〜ｄ）が格納されている。スクリーン処理部１２２は、スクリーン切替処理部１４１（階調補正手段）から出力される情報に基づき、１走査内の画像出力位置（像高）に応じ、上記複数のスクリーンの中から使用するスクリーンを選択し、ハーフトーン処理を行う。具体的には、図７（ｂ）は、スクリーン処理部１２２が１０階調（Ｌ＝１０）の信号を出力するディザマトリクス１５３ｂを示す。図７（ｃ）は、スクリーン処理部１２２が１３階調（Ｌ＝１３）の信号を出力するディザマトリクス１５３ｃを示す。図７（ｄ）は、スクリーン処理部１２２が１６階調（Ｌ＝１６）の信号を出力するディザマトリクス１５３ｄを示す。 The screen processing unit 122 of the present embodiment stores a plurality of screens (dither matrices 153b to 153d having different L levels) corresponding to each image height. The screen processing unit 122 selects a screen to be used from the plurality of screens according to the image output position (image height) in one scan based on the information output from the screen switching processing unit 141 (gradation correction unit). Select and perform halftone processing. Specifically, FIG. 7B shows a dither matrix 153b in which the screen processing unit 122 outputs a signal of 10 gradations (L = 10). FIG. 7C shows a dither matrix 153c in which the screen processing unit 122 outputs a signal of 13 gradations (L = 13). FIG. 7D shows a dither matrix 153d in which the screen processing unit 122 outputs a signal of 16 gradations (L = 16).
スクリーン処理部１２２は、入力される多値パラレル８ビットの画像信号に対し、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように複数の階調数に変換可能なディザマトリクス１５３ａを用いスクリーン処理を行い、多値パラレル４ビットの画像データを出力する事ができる。また、このとき、階調数が１０や１３などのとき（すなわち、スクリーン処理後の出力階調数がＰＷＭ変換処理後の出力階調数より相対的に少ないとき）がある。この場合は、スクリーン処理１２２の出力信号を、４ビットの最小値０から最大値１５まで使用できるように、正規化処理（不図示）をして出力する。これにより、後述するＰＷＭ変換処理が階調数を考慮することなく処理することができる。より具体的には、図７（ｂ）の１０階調のディザマトリクス１５３ｂが選択されたとき、スクリーン処理部１２２の行うディザ法による取りうる値ＤＯ０は０から９である。よって、スクリーン処理部１２２の出力する信号値ＤＯ１は、ＤＯ１＝ＤＯ０÷９×１５としてスクリーン処理部１２２において正規化処理が行われる。正規化処理は、演算処理ではなくＤＯ０を入力、ＤＯ１を出力としたテーブルを用いて行っても構わない。 The screen processing unit 122 performs screen processing on the input multi-level parallel 8-bit image signal using a dither matrix 153a that can be converted into a plurality of gradation numbers as shown in FIGS. It is possible to output multi-value parallel 4-bit image data. At this time, the number of gradations is 10 or 13 (that is, the number of output gradations after the screen processing is relatively smaller than the number of output gradations after the PWM conversion processing). In this case, the output signal of the screen processing 122 is subjected to normalization processing (not shown) so that it can be used from the 4-bit minimum value 0 to the maximum value 15. Thereby, the PWM conversion process mentioned later can be processed without considering the number of gradations. More specifically, when the 10-gradation dither matrix 153b shown in FIG. 7B is selected, the value DO0 that can be taken by the dither method performed by the screen processing unit 122 is 0 to 9. Therefore, the signal value DO1 output from the screen processing unit 122 is normalized by the screen processing unit 122 as DO1 = DO0 ÷ 9 × 15. The normalization process may be performed using a table in which DO0 is input and DO1 is output instead of the arithmetic process.
また、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すディザマトリクス１５３ｂ〜ｄは、スクリーン切替処理部１４１の制御により１走査内で切り替えられる。なお、本実施形態においては、ディザマトリクス１５３ａは３つの階調数に変更可能であるが、３つに限るものではない。 In addition, the dither matrices 153b to 153d shown in FIGS. 7B to 7D are switched within one scan under the control of the screen switching processing unit 141. In the present embodiment, the dither matrix 153a can be changed to three gradations, but is not limited to three.
図６に示すＰＷＭ変換処理部１４０は、スクリーン処理部１２２から入力されるハーフトーン処理をした後の多値パラレル４ビットの画像信号をＰＷＭ変換するためのテーブルを格納している。ＰＷＭ変換処理部１４０においてＰＷＭ変換処理を行うことにより、画像信号を画像形成装置９で印字するためのレーザ光２０８のＯＮ／ＯＦＦに相当する情報に変換する。本実施形態ではＰＷＭ変換処理として、１画素を１６分割する構成、すなわち１画素を１６ビットに変換する処理を行うことを想定して話を進める。もちろん１画素を３２分割やその他の分割数にする構成としても良い。 The PWM conversion processing unit 140 shown in FIG. 6 stores a table for PWM conversion of the multi-value parallel 4-bit image signal after the halftone process input from the screen processing unit 122. By performing PWM conversion processing in the PWM conversion processing unit 140, the image signal is converted into information corresponding to ON / OFF of the laser beam 208 for printing by the image forming apparatus 9. In the present embodiment, the description will be made assuming that the PWM conversion process is performed by dividing a pixel into 16 parts, that is, performing a process of converting each pixel into 16 bits. Of course, one pixel may be divided into 32 or other division numbers.
図８は、図６に示すＰＷＭ変換処理部１４０におけるＰＷＭ変換処理に用いられるＰＷＭ＿ＬＵＴ（ルックアップテーブル：ＰＷＭ変換テーブル）を示す図である。本実施形態において１つの画素は、被走査面４０７で６００ｄｐｉの１ドットを形成するために画像データを区切る単位である。 FIG. 8 is a diagram showing a PWM_LUT (lookup table: PWM conversion table) used for the PWM conversion processing in the PWM conversion processing unit 140 shown in FIG. In this embodiment, one pixel is a unit for dividing image data in order to form one 600 dpi dot on the scanned surface 407.
部分倍率補正する前の状態において、１画素は１画素の１／１６の幅の画素片１６個で構成され、画素片毎に光源４０１を発光のオン・オフが切り替えられる。つまり、１画素で１６ステップの階調を表現可能である。図８の縦軸の値はスクリーン処理部１２２から入力された４ビットで表される画素の階調数として、０から１５のいずれかの値が入力され、ＰＷＭ変換処理部１４０はこれを図８の横軸に示すように１６ビットに変換し出力する。例えばスクリーン処理部１２２から入力される画素の階調数が“１”の場合には、”００００００００１０００００００”がＰＷＭ変換処理部１４０から出力される。また、スクリーン処理部１２２から入力される画素の階調数が“１３”の場合には、“０１１１１１１１１１１１１１００”がＰＷＭ変換処理部１４０から出力される。 In a state before partial magnification correction, one pixel is composed of 16 pixel pieces each having a width 1/16 of one pixel, and the light source 401 is turned on / off for each pixel piece. That is, a gradation of 16 steps can be expressed by one pixel. The value on the vertical axis in FIG. 8 is one of the values from 0 to 15 as the gradation number of the pixel represented by 4 bits input from the screen processing unit 122, and the PWM conversion processing unit 140 displays this value. As shown on the horizontal axis of 8, it is converted to 16 bits and output. For example, when the number of gradations of the pixel input from the screen processing unit 122 is “1”, “0000000010000000” is output from the PWM conversion processing unit 140. Further, when the number of gradations of the pixels input from the screen processing unit 122 is “13”, “0111111111111100” is output from the PWM conversion processing unit 140.
すなわち、ＰＷＭ＿ＬＵＴを用いることにより、ＰＷＭ変換処理部１４０による変換をした後の画像データを用いてレーザ光２０８が照射される。 That is, by using the PWM_LUT, the laser beam 208 is irradiated using the image data after the conversion by the PWM conversion processing unit 140.
図６に示すＰＳ変換部１２３は、パラレル−シリアル変換部であり、ＰＷＭ変換処理部１４０から入力したパラレル１６ビットの信号１２９をシリアル信号１３０に変換する。 The PS conversion unit 123 illustrated in FIG. 6 is a parallel-serial conversion unit, and converts the parallel 16-bit signal 129 input from the PWM conversion processing unit 140 into a serial signal 130.
＜画素片挿抜処理＞
図６に示す画素片挿抜処理部１２４は、ＰＳ変換部１２３から入力されるシリアル信号１３０に対し、１／１６画素単位で画素の挿入及び抜去処理を行う。
<Pixel piece insertion / extraction processing>
The pixel piece insertion / extraction processing unit 124 illustrated in FIG. 6 performs pixel insertion / extraction processing on the serial signal 130 input from the PS conversion unit 123 in units of 1/16 pixel.
図９は、図６に示す画素片挿抜処理部１２４により実行される画素片の挿入処理を説明するための図である。具体的には、シリアル信号１３０に対して画素片を挿入して画像を伸ばす。図９は、部分倍率を８％増やす例である。１００個の連続する画素片群に対し、均等又は略均等な間隔で、計８個の画素片が画素片挿抜処理部１２４により挿入されることで、部分倍率が８％増えるように画素幅が変更される。これにより、潜像を主走査方向に伸ばすことができる。 FIG. 9 is a diagram for explaining pixel piece insertion processing executed by the pixel piece insertion / extraction processing unit 124 shown in FIG. 6. Specifically, a pixel piece is inserted into the serial signal 130 to stretch the image. FIG. 9 shows an example in which the partial magnification is increased by 8%. A total of eight pixel pieces are inserted by the pixel piece insertion / extraction processing unit 124 at an equal or substantially equal interval with respect to a group of 100 consecutive pixel pieces, so that the pixel width is increased so that the partial magnification is increased by 8%. Be changed. Thereby, the latent image can be extended in the main scanning direction.
また、図１０は、図６に示す画素片挿抜処理部１２４により実行される画素片の抜去処理を説明するための図である。具体的には、シリアル信号１３０に対して画像片を抜去して画像を短くする。図１０（ａ）は、部分倍率を７％減らす例である。１００個の連続する画素片群に対し、均等又は略均等な間隔で、計７個の画素片を抜去することで、部分倍率を７％減らすように画素幅が変更される。これにより、潜像を主走査方向に短くすることができる。 FIG. 10 is a diagram for explaining pixel piece extraction processing executed by the pixel piece insertion / extraction processing unit 124 shown in FIG. 6. Specifically, the image piece is extracted from the serial signal 130 to shorten the image. FIG. 10A shows an example in which the partial magnification is reduced by 7%. By removing a total of seven pixel pieces at equal or substantially equal intervals from a group of 100 consecutive pixel pieces, the pixel width is changed so as to reduce the partial magnification by 7%. Thereby, the latent image can be shortened in the main scanning direction.
図１０（ｂ）では、部分倍率を３１％減らす例である。１００個の連続する画素片群に対し、均等又は略均等な間隔で、計３１個の画素片が画素片挿抜処理部１２４によりを抜去することで、部分倍率を３１％減らすように画素幅が変更される。これにより、潜像を主走査方向に短くすることができる。 FIG. 10B shows an example in which the partial magnification is reduced by 31%. A total of 31 pixel pieces are removed by the pixel piece insertion / extraction processing unit 124 at a uniform or substantially equal interval from a group of 100 continuous pixel pieces, so that the pixel width is reduced by 31%. Be changed. Thereby, the latent image can be shortened in the main scanning direction.
このように部分倍率補正では、主走査方向に対して、１画素未満の画素片の単位で画素幅を変更することにより、画像データの各画素に対応するドット形状の潜像を主走査方向に関して実質的に等間隔に形成できるようにする。なお、主走査方向に関して実質的に等間隔とは、完全に各画素が等間隔に配置されていないものも含む。つまり、部分倍率補正を行った結果、画素間隔に多少のバラつきがあってもよく、所定の像高範囲の中で平均的に画素間隔が等間隔となっていればよい。上述したように、均等又は略均等な間隔で画素片を挿入又は抜去する場合、隣り合う２つの画素同士で画素を構成する画素片の数を比較すると、画素を構成する画素片数の差は０又は１となる。また、画素片を抜去する位置は、主走査方向に関して、各走査線（ライン）毎に同じ位置としてもよいし、位置をずらしてもよい。 As described above, in the partial magnification correction, the dot-shaped latent image corresponding to each pixel of the image data is changed with respect to the main scanning direction by changing the pixel width in units of pixel pieces less than one pixel with respect to the main scanning direction. It can be formed at substantially equal intervals. Note that the substantially equal intervals in the main scanning direction include those in which the pixels are not completely arranged at equal intervals. That is, as a result of performing partial magnification correction, there may be some variation in the pixel interval, and it is only necessary that the pixel interval is an equal interval on average within a predetermined image height range. As described above, when pixel pieces are inserted or removed at equal or substantially equal intervals, when the number of pixel pieces constituting a pixel is compared between two adjacent pixels, the difference in the number of pixel pieces constituting the pixel is 0 or 1. Further, the position where the pixel piece is removed may be the same position for each scanning line (line) in the main scanning direction, or the position may be shifted.
上述したように、像高Ｙの絶対値が大きくなる程、走査速度が速くなる。このため部分倍率補正では、像高Ｙの絶対値が大きくなる程画像が短くなるよう（１画素の長さが短くなるよう）、上述した画素片の抜去を行う。このようにして、主走査方向に関して実質的に等間隔に各画素に対応する潜像を形成し、適切に部分倍率を補正することができる。一方で、図１０（ａ），（ｂ）が示す通り、部分倍率により画素幅を減らすほど、１画素あたりの画素片が減少するため、１画素で表現できる階調数が減る。つまり像高Ｙの絶対値が大きくなるほど、１画素で表現できる階調数が減少する。 As described above, the scanning speed increases as the absolute value of the image height Y increases. Therefore, in the partial magnification correction, the above-described pixel pieces are extracted so that the image becomes shorter (the length of one pixel is shorter) as the absolute value of the image height Y increases. In this manner, latent images corresponding to the respective pixels can be formed at substantially equal intervals in the main scanning direction, and the partial magnification can be appropriately corrected. On the other hand, as shown in FIGS. 10A and 10B, as the pixel width is reduced by the partial magnification, the number of gradations that can be expressed by one pixel decreases because the number of pixel pieces per pixel decreases. That is, as the absolute value of the image height Y increases, the number of gradations that can be expressed by one pixel decreases.
図１１は、本願発明の第１の実施形態にかかる部分倍率特性情報、部分倍率補正情報、及びスクリーン切替情報（階調補正情報）の関係を説明するための画像変調部１０１の動作のタイミングチャートである。 FIG. 11 is an operation timing chart of the image modulation unit 101 for explaining the relationship between the partial magnification characteristic information, the partial magnification correction information, and the screen switching information (gradation correction information) according to the first embodiment of the present invention. It is.
図４のメモリ３０４には、光走査装置４００の部分倍率特性情報１２００が記憶されている。この部分倍率特性情報１２００は光走査装置４００を組み立て後に個々の装置において測定して記憶しても良いし、個々の装置間のバラツキが少ない場合は個別に測定せずに代表的な特性を記憶しても良い。ＣＰＵ２はシリアル通信３０７を介して部分倍率特性情報１２００をメモリ３０４から読み出し、画像信号生成部１００にあるＣＰＵ１０２に送出する。 In the memory 304 of FIG. 4, partial magnification characteristic information 1200 of the optical scanning device 400 is stored. The partial magnification characteristic information 1200 may be measured and stored in individual apparatuses after the optical scanning apparatus 400 is assembled. If there is little variation between the individual apparatuses, representative characteristics are stored without being measured individually. You may do it. The CPU 2 reads the partial magnification characteristic information 1200 from the memory 304 via the serial communication 307 and sends it to the CPU 102 in the image signal generation unit 100.
ＣＰＵ１０２は、取得した部分倍率特性情報１２００を元に、主走査方向の区間毎の部分倍率補正情報１００１を算出して画素片挿抜処理部１２４に設定する。図１１では、軸上像高を基準としたとき、最軸外像高で３５％の部分倍率が発生する場合を例にとって説明する。さらに本実施形態では、部分倍率補正情報１００１は、０％のポイント（軸上像高）を０／１００とし、最軸外像高を−３５／１００として、ＣＰＵ１０２は、算出する。つまり主走査方向に関して、像高の絶対値が大きい端部付近では、多くの画素片を抜去し画像長を短くし、像高の絶対値が小さい中央付近では、画素片の抜去がほぼ行われないようにしている。したがって図９を用いて説明した通り、最軸外像高で−３５／１００の補正を行うには、画素片１００区画に対し画素片３５区画を抜去する。これにより、３５％分の部分倍率を補正することができる。 Based on the acquired partial magnification characteristic information 1200, the CPU 102 calculates partial magnification correction information 1001 for each section in the main scanning direction and sets it in the pixel piece insertion / extraction processing unit 124. In FIG. 11, a case where a partial magnification of 35% occurs at the most off-axis image height when the on-axis image height is used as a reference will be described as an example. Furthermore, in the present embodiment, the partial magnification correction information 1001 is calculated by the CPU 102 with 0% point (on-axis image height) being 0/100 and the most off-axis image height being −35/100. That is, in the main scanning direction, near the edge where the absolute value of the image height is large, many pixel pieces are extracted and the image length is shortened, and near the center where the absolute value of the image height is small, the pixel pieces are almost extracted. I am trying not to. Therefore, as described with reference to FIG. 9, in order to perform correction of −35/100 at the most off-axis image height, the pixel piece 35 section is extracted from the pixel piece 100 section. Thereby, the partial magnification for 35% can be corrected.
ＣＰＵ１０２は、さらに算出した部分倍率補正情報１００１を用いてスクリーン切替情報１００２を生成してスクリーン切替処理部１４１に設定する。 The CPU 102 further generates screen switching information 1002 using the calculated partial magnification correction information 1001 and sets it in the screen switching processing unit 141.
ＣＰＵ１０２は、スクリーン切替処理部１４１に設定するディザマトリクスが以下のように選択されるようスクリーン切替情報１００２を生成する。部分倍率補正情報１００１の値が０に近い中央付近は、スクリーン切替処理部１４１に設定するディザマトリクスとして階調数の少ないディザマトリクス（例えば、ディザマトリクス１５３ｂ）が選択される。一方、部分倍率補正情報１００１の値が−（マイナス）方向に大きい値になるほど、スクリーン切替処理部１４１に設定するディザマトリクスとして階調数の多いディザマトリクス（例えば、ディザマトリクス１５３ｄ）が選択される。スクリーン切替情報１００２は、部分倍率補正情報１００１から一意に決定できるテーブルを用いて生成できるようにしておいても良いし、所定の演算によって生成してももちろん構わない。以下に演算による生成方法の一例として、スクリーン処理部１２２が、ＳＣＲ０〜２の階調数の異なる３種類のスクリーンを備える場合について説明する。ここで、ＳＣＲ２は、階調数１６のディザマトリクス１５３ｄからなるスクリーンであり、ＳＣＲ１は、階調数１３のディザマトリクス１５３ｃからなるスクリーンであり、ＳＣＲ０は階調数１０のディザマトリクス１５３ｂからなるスクリーンである。 The CPU 102 generates the screen switching information 1002 so that the dither matrix set in the screen switching processing unit 141 is selected as follows. In the vicinity of the center where the value of the partial magnification correction information 1001 is close to 0, a dither matrix (eg, dither matrix 153b) having a small number of gradations is selected as the dither matrix set in the screen switching processing unit 141. On the other hand, the larger the value of the partial magnification correction information 1001 is in the − (minus) direction, the more dither matrix (for example, dither matrix 153d) is selected as the dither matrix to be set in the screen switching processing unit 141. . The screen switching information 1002 may be generated using a table that can be uniquely determined from the partial magnification correction information 1001, or may be generated by a predetermined calculation. Hereinafter, as an example of a generation method by calculation, a case where the screen processing unit 122 includes three types of screens having different numbers of gradations of SCR0 to SCR2 will be described. Here, SCR2 is a screen consisting of a dither matrix 153d with 16 gradations, SCR1 is a screen consisting of a dither matrix 153c with 13 gradations, and SCR0 is a screen consisting of a dither matrix 153b with 10 gradations. It is.
ＣＰＵ１０２は、主走査方向の区間毎の部分倍率補正情報１００１を用いて、画素挿抜処理によって抜去された後の１画素あたりの平均画素片数を算出する。例えば、部分倍率補正情報１００１の値が−２２／１００、ＰＷＭ変換ビット数が１６の場合、１画素当たりの平均画素片数は約１２と算出できる。この平均画素片数と階調数が近い（略等しい）ディザマトリクス、すなわち階調数１３のディザマトリクス１５３ｃからなるスクリーンＳＣＲ１が選択されるように、スクリーン切替情報１００２を生成する。スクリーン処理部１２２は、このように生成されたスクリーン切替情報１００２に基づき、出力階調数の異なるディザマトリクス１５３ｂ〜ｄを用いてスクリーン処理を行い、画像データの階調数を補正する。 The CPU 102 uses the partial magnification correction information 1001 for each section in the main scanning direction to calculate the average number of pixel pieces per pixel after being extracted by the pixel insertion / extraction process. For example, when the value of the partial magnification correction information 1001 is −22/100 and the number of PWM conversion bits is 16, the average number of pixel pieces per pixel can be calculated as about 12. The screen switching information 1002 is generated so that the dither matrix having the average number of pixel pieces and the number of gradations close (substantially equal), that is, the screen SCR1 including the dither matrix 153c with the number of gradations of 13 is selected. Based on the screen switching information 1002 generated in this way, the screen processing unit 122 performs screen processing using dither matrices 153b to 153d having different output gradation numbers, and corrects the gradation number of the image data.
以上説明したように、ｆθ特性を有する走査レンズを用いない構成においては、像高Ｙの絶対値が大きくなる程、走査速度が速くなる。このため部分倍率補正では、像高Ｙの絶対値が大きくなる程画像が短くなるよう、上述した部分倍率補正情報１００１に基づいた画素片挿抜処理による部分倍率変倍処理を実行する。このように部分倍率補正を行う一方で、１画素あたりの画素片が減少するため、１画素で表現できる階調数が減少する。このとき、像高Ｙの絶対値が小さくなる区間ほど、階調数の少ないディザマトリクス１５３ａを用いたスクリーン処理を行うことで、部分変倍率によらず、１画素あたりの階調数が主走査方向でほぼ一定に保たれることができる。 As described above, in a configuration that does not use a scanning lens having fθ characteristics, the scanning speed increases as the absolute value of the image height Y increases. For this reason, in partial magnification correction, partial magnification scaling processing by pixel piece insertion / extraction processing based on the partial magnification correction information 1001 described above is executed so that the image becomes shorter as the absolute value of the image height Y increases. While performing partial magnification correction in this way, the number of pixel pieces per pixel decreases, so the number of gradations that can be represented by one pixel decreases. At this time, by performing screen processing using the dither matrix 153a having a smaller number of gradations in a section where the absolute value of the image height Y is smaller, the number of gradations per pixel is the main scan regardless of the partial magnification. It can be kept almost constant in direction.
このように、ｆθ特性を有していない走査レンズを用いる画像形成装置においても、階調数の差に起因する画像不良を抑制することが可能となる。 Thus, even in an image forming apparatus using a scanning lens that does not have fθ characteristics, it is possible to suppress image defects due to the difference in the number of gradations.
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、スクリーン処理部１２２に複数のディザマトリクスを持ち、像高に応じて使用するディザマトリクスを切り替えて、階調数の制御を行った。第２の実施形態では、画像端の区間における１画素当たりの階調数に近い（略等しい）階調数を持つディザマトリクスを用いてスクリーン処理を実行する。さらに像高に応じてスクリーン処理部１２２からのＰＷＭ＿ＬＵＴへの入力値を変化させることで、画像形成時の階調数を制御する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the screen processing unit 122 has a plurality of dither matrices, and the number of gradations is controlled by switching the dither matrix to be used according to the image height. In the second embodiment, the screen processing is executed using a dither matrix having a number of gradations close to (substantially equal to) the number of gradations per pixel in the image end section. Furthermore, the number of gradations at the time of image formation is controlled by changing the input value to the PWM_LUT from the screen processing unit 122 according to the image height.
特に、スクリーン処理は、スクリーンの参照画素が大きくなれば大きくなるほど回路規模が大きくなり、持てるスクリーンの数に制約が出る可能性がある。第２の実施形態の構成であれば、参照画素が大きなスクリーンと比較し小さな回路で実現する事が可能となる。 In particular, in the screen processing, the larger the reference pixel of the screen, the larger the circuit scale, which may limit the number of screens that can be held. With the configuration of the second embodiment, it is possible to realize with a small circuit compared to a screen with a large reference pixel.
図１２は、本願発明の第２の実施形態に係る画像変調部の概略ブロック図である。図６とほぼ同様の構成であるため、同一の構成には同一の符号を付し、差分のみ説明する。 FIG. 12 is a schematic block diagram of an image modulating unit according to the second embodiment of the present invention. Since the configuration is almost the same as in FIG. 6, the same reference numerals are given to the same configuration, and only the difference will be described.
図１２において、画像変調部１０１ａには、図６に示すスクリーン切替処理部１４１はなく、階調値変換部１４２（階調補正手段）が追加されている。 In FIG. 12, the image modulation unit 101a is not provided with the screen switching processing unit 141 shown in FIG. 6, but a gradation value conversion unit 142 (gradation correction means) is added.
＜スクリーン処理＞
スクリーン処理部１２２は、図７（ｂ）に示す比較的階調数の少ないディザマトリクス１５３ｂを用いてディザ法によるスクリーン処理を行う。また、第１の実施形態では、ディザ法による出力値の正規化処理を行っていたが、第２の実施形態では行わない。
<Screen processing>
The screen processing unit 122 performs screen processing by the dither method using the dither matrix 153b shown in FIG. Further, in the first embodiment, output value normalization processing by the dither method is performed, but in the second embodiment, it is not performed.
＜階調値変換処理＞
階調値変換処理部１４２に動作について、図１３、図１４を用いて説明する。
<Tone value conversion processing>
The operation of the gradation value conversion processing unit 142 will be described with reference to FIGS.
図１３は、本願発明の第２の実施形態にかかるＰＷＭ変換処理をした後のパラレル１６ビットの信号と、部分倍率補正処理をした後のシリアル信号と、露光イメージの関係について説明する図である。図１３は部分倍率補正情報１００１が−３５／１００の場合を示している。抜去する画素片の数が多い区間では、スクリーン処理部１２２の出力する階調値が示す意図どおりに露光されないことや、主走査方向中央付近と、画像端では露光結果に大きな差が生まれることがある。例えば図１３を参照すると、階調値が１を示していても、画素片挿抜処理部１２４による部分倍率補正処理により、露光されない場合や、階調値が２を示していても、露光される時間が２倍近く変わってしまうことがある。つまりスクリーン処理部１２２の出力する信号の示す階調数を少なくするだけでは、主走査位置毎に画像形成後の濃度が異なってしまうことがわかる。 FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between a parallel 16-bit signal after PWM conversion processing according to the second embodiment of the present invention, a serial signal after partial magnification correction processing, and an exposure image. . FIG. 13 shows a case where the partial magnification correction information 1001 is −35/100. In the section where the number of pixel pieces to be extracted is large, exposure is not performed as intended by the gradation value output by the screen processing unit 122, and there is a large difference in the exposure result between the vicinity of the center in the main scanning direction and the image end. is there. For example, referring to FIG. 13, even if the gradation value indicates 1, even if the exposure is not performed due to the partial magnification correction processing by the pixel piece insertion / extraction processing unit 124 or the gradation value indicates 2, the exposure is performed. Time may change nearly twice. That is, it can be seen that the density after image formation differs for each main scanning position only by reducing the number of gradations indicated by the signal output from the screen processing unit 122.
図１４は、本願発明の第２の実施形態にかかる部分倍率特性情報１２００、部分倍率補正情報１００１、及び階調値変換情報（階調補正情報）の関係を説明するための画像信号変調部１０１ａの動作のタイミングチャートである。部分倍率特性情報１２００と部分倍率補正情報１００１の関係については、図１１に示す関係と同様であるため同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 14 is an image signal modulation unit 101a for explaining the relationship among partial magnification characteristic information 1200, partial magnification correction information 1001, and gradation value conversion information (gradation correction information) according to the second embodiment of the present invention. It is a timing chart of the operation of. The relationship between the partial magnification characteristic information 1200 and the partial magnification correction information 1001 is the same as the relationship shown in FIG.
ＣＰＵ１０２は、上で説明したＰＷＭ変換処理と、部分倍率補正処理の特性を考慮し、スクリーン処理部１２２から入力される信号を設定する。すなわち、階調値が主走査位置毎に同様の露光パターンとなるように、階調値変換情報１００３を生成し階調値変換処理部１４２に設定する。階調値変換情報１００３は、階調値変換処理部１４２が複数もつ階調値変換テーブルのいずれを用いるかを示すものである。本実施形態では、階調値変換テーブルは４ビット入力４ビット出力のテーブルである。また、以下のような複数のテーブルが、予めＣＰＵ１０２によって階調値変換処理部１４２に設定されている。具体的には、入力階調値が｛０，１，２，…，７，８｝であった場合、出力階調値が｛０，２，４，…，１４，１５｝になるテーブルＴ０、出力階調値が｛０，３，５，…，１３，１５｝になるテーブルＴ２、などのテーブルである。すなわち、走査位置によらず同様の露光パターンとなるテーブルとして選択されるように、ＣＰＵ１０２は階調値変換情報１００３を生成する。 The CPU 102 sets a signal input from the screen processing unit 122 in consideration of the characteristics of the PWM conversion process and the partial magnification correction process described above. That is, gradation value conversion information 1003 is generated and set in the gradation value conversion processing unit 142 so that the gradation value has the same exposure pattern for each main scanning position. The gradation value conversion information 1003 indicates which of a plurality of gradation value conversion tables the gradation value conversion processing unit 142 has. In the present embodiment, the gradation value conversion table is a 4-bit input 4-bit output table. Further, a plurality of tables as described below are set in the gradation value conversion processing unit 142 by the CPU 102 in advance. Specifically, when the input gradation value is {0, 1, 2,..., 7, 8}, the table T0 in which the output gradation value is {0, 2, 4,. , And the table T2 in which the output gradation values are {0, 3, 5,..., 13, 15}. That is, the CPU 102 generates the gradation value conversion information 1003 so that it is selected as a table having a similar exposure pattern regardless of the scanning position.
階調値変換処理部１４２は、設定された階調値変換情報１００３と、ＢＤ信号の基準となる主走査位置とに基づき、スクリーン処理部１２２から入力される階調値を、複数ある階調値転換テーブルからいずれかを選択して用いる。これにより、階調値変換処理部１４２は階調値の変換処理を行い、ＰＷＭ変換処理部１４０に出力する。 The gradation value conversion processing unit 142 converts the gradation value input from the screen processing unit 122 into a plurality of gradations based on the set gradation value conversion information 1003 and the main scanning position serving as a reference for the BD signal. Select one from the value conversion table and use it. As a result, the gradation value conversion processing unit 142 performs a gradation value conversion process and outputs the converted value to the PWM conversion processing unit 140.
以上のように、第２の実施形態では、ＣＰＵ１０２は、スクリーン処理１２２が出力する信号が、主走査位置毎に適切なＰＷＭパターンになるように設定することにより濃度表現の制御を行った。このような構成をとることにより、ｆθ特性を有していない走査レンズを用いる画像形成装置においても、より少ない回路で、階調数の差に起因する画像不良を抑制することが可能となる。 As described above, in the second embodiment, the CPU 102 controls the density expression by setting the signal output from the screen processing 122 so as to be an appropriate PWM pattern for each main scanning position. By adopting such a configuration, even in an image forming apparatus using a scanning lens that does not have fθ characteristics, it is possible to suppress image defects caused by the difference in the number of gradations with fewer circuits.
（その他の実施形態）
本願発明は、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。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
１ 制御部
９ 画像形成装置
１００ 画像信号生成部
１０１ 画像変調部
１２２ スクリーン処理部
１４１ スクリーン切替処理部
３００ レーザ駆動部
４００ 光走査装置
４０１ 光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 9 Image forming apparatus 100 Image signal generation part 101 Image modulation part 122 Screen processing part 141 Screen switching process part 300 Laser drive part 400 Optical scanning device 401 Light source
Claims (12)
軸上像高に対する部分倍率を示す部分倍率特性情報を取得する取得手段と、
前記部分倍率特性情報にもとづき前記主走査方向の区間毎に１画素未満の画素片を抜去することにより、画像データの主走査方向に対する長さを補正する画素幅補正手段と、
前記部分倍率特性情報にもとづき階調補正情報を生成する生成手段と、
前記階調補正情報にもとづき前記画像データの階調数を補正する階調補正手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 A photoconductor, a light source that emits laser light to irradiate the photoconductor based on image data, a deflector that deflects the laser light to move the laser light in the main scanning direction on the surface of the photoconductor, and There is no fθ characteristic between the deflector and the photoconductor that changes the scanning speed of moving the laser beam in the main scanning direction on the surface of the photoconductor at a constant rate of change according to the angle of view. An image forming apparatus including a scanning lens, forming a latent image on the surface of the photoconductor by irradiating the surface of the photoconductor with the laser beam, and forming an image corresponding to the latent image;
Acquisition means for acquiring partial magnification characteristic information indicating the partial magnification with respect to the on-axis image height;
A pixel width correcting unit that corrects the length of the image data in the main scanning direction by extracting a pixel piece of less than one pixel for each section in the main scanning direction based on the partial magnification characteristic information;
Generating means for generating gradation correction information based on the partial magnification characteristic information;
Gradation correction means for correcting the number of gradations of the image data based on the gradation correction information;
An image forming apparatus comprising:
前記正規化処理をした後の画像データを用いてＰＷＭ変換処理を行う第２の処理手段とをさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。 First processing means for normalizing the number of gradations of the image data after correction by the gradation correcting means;
The image forming apparatus according to claim 2, further comprising: a second processing unit that performs PWM conversion processing using the image data after the normalization processing.
軸上像高に対する部分倍率を示す部分倍率特性情報を取得する取得ステップと、
前記部分倍率特性情報にもとづき前記主走査方向の区間毎に１画素未満の画素片を抜去することにより、画像データの主走査方向に対する長さを補正する画素幅補正ステップと、
前記部分倍率特性情報にもとづき階調補正情報を生成する生成ステップと、
前記階調補正情報にもとづき前記画像データの階調数を補正する階調補正ステップと、
を有することを特徴とする画像形成方法。 A photoconductor, a light source that emits laser light to irradiate the photoconductor based on image data, a deflector that deflects the laser light to move the laser light in the main scanning direction on the surface of the photoconductor, and There is no fθ characteristic between the deflector and the photoconductor that changes the scanning speed of moving the laser beam in the main scanning direction on the surface of the photoconductor at a constant rate of change according to the angle of view. And an image forming method for forming an image corresponding to the latent image by forming a latent image on the surface of the photosensitive member by irradiating the surface of the photosensitive member with the laser beam. In
An acquisition step of acquiring partial magnification characteristic information indicating the partial magnification with respect to the on-axis image height;
A pixel width correction step of correcting the length of the image data in the main scanning direction by extracting a pixel piece of less than one pixel for each section in the main scanning direction based on the partial magnification characteristic information;
A step of generating gradation correction information based on the partial magnification characteristic information;
A gradation correction step for correcting the number of gradations of the image data based on the gradation correction information;
An image forming method comprising:
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