JP3784498B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変倍機能を有する画像形成装置に係り、特に、変倍率の補正に特徴のある画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の多機能の画像形成装置、例えば複写機では、一般に変倍機能が設けられている。この変倍機能は、例えばＢ５からＡ４に拡大したり、Ｂ４からＡ５に縮小するような機能に加え、１％毎に拡大、縮小を行なうように設定されているものも多い。変倍は、主走査方向は書き込みクロックを制御し、副走査方向は走査速度を変更して行なうことが一般的である。そこで、このような複写機においては、変倍に精度が要求されるものでは、補正機能が必要であると考えられる。この補正機能を備えたものとしては、例えば ’９６年１１月発行のＭｉｔａ Ｃｒｅａｇｅ６３０に記載されたものや、特開平７−７４９３８号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
前者は等倍（変倍率１００％）のときを基準として補正を行い、後者は、入力データの書き込みクロックの周波数条件を満足するように調整することによって任意な倍率の、かつ、微細な変倍を行なうことができるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の技術では、補正の基準となるのが等倍のときの１点しかないので、補正後の変倍率誤差を変倍率によっては減少させることができない場合が生じる。また、後者の技術では、倍率調整の技術は備えているが、複数の倍率誤差から自動的に補正値を求めるようには構成されておらず、結局、変倍率誤差を減少させようとすると、スキャナや紙搬送部などの各機能部の精度を向上させたり調整機構を設けたりする必要があり、コストアップにつながったり、調整時間を多く必要としたりするという不具合がある。
【０００５】
この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、各変倍率に対する変倍誤差を最小限に抑えることができる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、入力される画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、形成される画像の変倍率を設定する変倍率設定手段と、設定された変倍率に基づいて変倍を実行する変倍手段とを備えた画像形成装置において、前記変倍率設定手段により設定された変倍率と該変倍率に基づいて前記変倍手段により実際に変倍を実行して出力した画像の出力変倍率との誤差である変倍誤差を複数の変倍率毎に予め記憶する情報記憶手段と、該情報記憶手段に予め記憶された複数の変倍率毎の変倍誤差に基づいて前記変倍率設定手段により設定された変倍率を補正する変倍率補正手段とを備え、前記変倍率補正手段は、前記情報記憶手段に予め記憶された複数の変倍率毎の変倍誤差のうち２つの変倍率の変倍誤差に基づく近似式を用いて前記変倍率設定手段により設定された変倍率の変倍誤差を推定し、この推定された変倍誤差に基づいて該変倍誤差を補正することを特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記情報記憶手段は、前記変倍率設定手段により設定可能な最大変倍率と最小変倍率と等倍率とを含む変倍率毎に変倍誤差を予め記憶することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、この実施形態に係る画像形成装置としてのデジタル複写機の概略構成を示すブロック図である。このデジタル複写機は、原稿Ｇを光学的に読み取るスキャナ１、スキャナ１で読み取り電気的信号に変換した画像信号を処理する読取処理部２、読取処理部２で処理された画像信号に対して所定の補正等を行なう画像処理部３、画像処理部３によって処理された信号をレーザによって書き込むことができる信号に変換する書込処理部４、書込処理部４から出力される書込信号に基づいてレーザビームによる書き込みを実行し、書き込まれた画像を顕像化する書込機構部５、これら各部の制御を司る制御部６、およびオペレータが所望の画像形成を指示するための指示入力を実行する操作部７から基本的に構成されている。
【００１２】
スキャナ１は原稿Ｇを照明するための光源１−１、原稿Ｇ面で反射した反射光をＣＣＤ１−６に導く第１ないし第３のミラー１−２〜４およびレンズ１−５、ならびにスキャナ１を副走査方向に走査するためのスキャナ駆動モータ１−７から主に構成され、原稿Ｇをコンタクトガラス１−８上に載置した状態で読取走査を実行する。
【００１３】
読取処理部２は、読取走査時に必要なスキャナ駆動モータ制御クロック信号、ＣＣＤ動作用タイミング信号、読取処理部２内や他の処理部で使用するタイミング信号を生成するタイミング生成部、ＣＣＤ１−６信号のレベル調整、サンプルホールドを行なうアナログ回路部、Ａ／Ｄ変換部、シェーディング補正部、制御部６や他部との交信のためのＣＰＵＩ／Ｆ部から構成されている。
【００１４】
画像処理部３は、変倍処理、フィルタ処理、およびγ補正処理等を行なう。
【００１５】
書込処理部４は、書込主走査制御部、書込副走査制御部、ＬＤパワー制御部、同期検知制御部、ポリゴンモータ制御部、主走査変倍補正部の各部から構成されている。
【００１６】
書込機構部５は、書込光学系５−１、感光体５−２、帯電装置５−３、現像器５−４、転写部５−５、クリーニング部５−６、紙搬送部５−７、定着部５−８などの各部からなる。
【００１７】
制御部６は、中央制御装置としてのＣＰＵ、ＣＰＵの動作プログラムおよび固定データを記憶したＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして機能するとともに動的なデータを記憶するＲＡＭ、およびＩ／Ｏなどからなり、各部および全体の制御を司る。また、操作部７からの入力信号によって各部の制御状態の変更や演算を実行する。
【００１８】
操作部７は、従来の複写機の操作部と同様の機能を有するとともに、変倍率入力、変倍補正値入力を行なうことが可能になっている。
【００１９】
変倍するときには、操作部７から変倍率の値が入力され、その値によってスキャナ１の原稿走査速度、変倍処理部３での間引き、補間、複数回補間の処理内容が決まる。、間引き、補間、複数補間、すなわち主走査方向の変倍は下記のようにして行なわれる。
【００２０】
（１）主走査変倍動作
主走査方向の変倍処理は３次関数コンボリューション法を用いて行なわれる。ここでは、例えば補間機能を用いて４０％ないし４００％の間で０．５％きざみで変倍が行なわれる。拡大縮小の選択は、コマンド（ｋａｋｕｄａｉ）で切り換える。変倍時の画像データのリサンプリングタイミングは内蔵ＲＡＭ（１Ｋ×４ビット）に予め与えた変倍制御データを読み出し、そのデータにしたがってコントロールする。図２は、このときの変倍処理部の機能ブロック図である。図においてＨＩ［９：０］は画像入力データ（実際にはマスク処理される）であり、第１または第２のセレクタｓｅｌ１，ｓｅｌ２に入力される。ＨＯ［９：０］は出力データ（実際には処理される）である。Ｂout［９：０］は内蔵ＦＩＦＯへの出力データ、ｂin１［９：０］およびｂin2［９：０］は内蔵ＦＩＦＯからの入力データであり、混合器（ＭＩＸ）に入力され、混合器（ＭＩＸ）から第２または第３のセレクタｓｅｌ２，ｓｅｌ３に入力される。なお、扱う画像データ１０ｂｉｔの内訳は、上位８ビットが多値データで、下位２ビットが２値データである。
【００２１】
ram dtrd［２：０］は内部ＲＡＭからのリサンプリング位置データを示している。Ｂout、ｂin（ｂin1もしはｂin2の選択された合成信号）には５Ｋ×１０ビットのＦＩＦＯが２本並列に接続されており、ｒｅｎ１、ｒｅｎ２およびｗｅｎ１、ｗｅｎ２を変倍制御データによって制御し、２本のＦＩＦＯをトグル動作させることによって変倍処理を実現している。また、補間処理部（ｈｏｋａｎブロック）には第２のセレクタｓｅｌ２およびram dirdからの信号が入力される。
【００２２】
（１−１）等倍時の処理方法
図３は等倍時の処理タイミングを示すタイミングチャート、図４はそのときの画像データの流れを示す説明図である。
【００２３】
拡大縮小の選択コマンドｋａｋｕｄａｉ＝“Ｌｏｗ”として、各セレクタでＡ入力側のデータを選択する。入力データＨＩはｓｅｌ２を経てｈｏｋａｎブロックを通り、ｓｅｌ１からＢoutによりＦＩＦＯに書き込まれる。次いで、ＦＩＦＯに書き込まれた画像データを１ライン分のディレイタイミング後にｂin１もしくはｂin２として読み出し、リードイネーブルｒｅｎ１、ｒｅｎ２のアクティブ状態の基でｂinに合成し、ｓｅｌ３を通してＨＯとして出力する。このとき、図３のタイミングチャートに示すように、ｒｅｎ、ｗｅｎはＬであるので、速度変換は実施せず、等倍動作を行なう。
【００２４】
（１−２）縮小時の処理方法
図５は縮小時の処理タイミングを示すタイミングチャート、図６はそのときの画像データの流れを示す説明図である。
【００２５】
拡大縮小の選択コマンドｋａｋｕｄａｉ＝“Ｌｏｗ”として、各セレクタでＡ入力側のデータを選択する。入力データＨＩはｓｅｌ２を経てｈｏｋａｎブロックに送り、そこで補間演算を行う。補間のためのサンプリング位置はあらかじめ内蔵ＲＡＭに書き込まれている変倍制御データを逐次読み出すことによって決定する。補間後の画像データはｓｅｌ１からＢoutによりＦＩＦＯに書き込む。このときＢoutはｗｅｎの制御により間引かれたデータを出力する。ＦＩＦＯに書き込まれた画像データは１ライン遅延後にｂin１もしくはｂin２として読み出され、リードイネーブルｒｅｎ１、ｒｅｎ２のアクティブ状態のもとｂinに合成され、ｓｅｌ３を通ってＨＯとして出力する。読み出し時には、ｒｅｎ＝Ｌの等速条件でＦＩＦＯからの画像データをそのまま取り込む。図５にそのときのｃｌｋとｗｅｎとｒｅｎとのタイミング関係を示す。
【００２６】
（１−３）拡大時の処理方法
図７は拡大時の処理タイミングを示すタイミングチャート、図８はそのときの画像データの流れを示す説明図である。
【００２７】
拡大縮小の選択コマンドｋａｋｕｄａｉ＝“Ｈｉｇｈ”として各セレクタでＢ入力側のデータを選択する。入力データＨＩをｓｅｌ１を通してＢｏｕｔによりＦＩＦＯに書き込む。書込時ｗｅｎ＝Ｌの等速条件でＦＩＦＯへ入力データをそのまま書き込む。ＦＩＦＯに書き込んだ画像データは、１ライン分のディレイタイミング後にｂin１もしくはｂin２として読み出し、リードイネーブルｒｅｎ１、ｒｅｎ２のアクティブ状態のもとにｂinに合成される。このときｒｅｎにより画像データの読み出しタイミングを制御し、速度変換を行う。読み込まれたデータはｓｅｌ２を通してｈｏｋａｎブロックに送られ、補間演算を行う。補間のためのサンプリング位置は、あらかじめ内蔵ＲＡＭに書き込まれている変倍制御データを逐次読み出すことによって決定する。そして、読み出しを停止されたデータに対してサンプリング位置を変化させて複数回補間処理を行うことによって拡大処理を行う。補間後の画像データはｓｅｌ３を通してＨＯとして出力する。図７にそのときのｃｌｋとｗｅｎとｒｅｎとのタイミング関係を示す。
【００２８】
（２）変倍制御データ
前記内蔵ＲＡＭに書き込まれている変倍制御データは下記のようなものである。
【００２９】
すなわち、内蔵ＲＡＭは１０２４×４ビットの構成で、速度変換を行うための間引き／重複制御データａｎ（１ビット）と、補間演算の係数を選択するためのリサンプリング位置データｂｎ（３ビット）を格納し、変倍処理動作の制御に使用する。内蔵ＲＡＭへのデータのリードライトはＣＰＵを介して行う。内蔵ＲＡＭに書き込まれる変倍制御データは拡大モードの場合と縮小モードの場合とで異なった意味を持つ。
【００３０】
（２−１）拡大モード：ａｎは重複制御に使用
・ａｎ＝“Ｈ”：ＦＩＦＯから次の画像データを読み出す。
【００３１】
・ａｎ＝“Ｌ”：ＦＩＦＯからのデータの読み出しを停止する。
【００３２】
（２−２）縮小モード：ａｎは間引き制御に使用
・ａｎ＝“Ｈ”：画像データをＦＩＦＯに書き込む。
【００３３】
・ａｎ＝“Ｌ”：ＦＩＦＯへの書き込みを禁止する。
【００３４】
（２−３）ｂｎはいずれのモードにおいても、リサンプリング位置データとして使用
縮小モードでのデータ個数は１００であり、拡大時のデータ個数は変倍率（％）となる。
【００３５】
一方、原稿を変倍コピーした場合、コピー上の画像長さはその画像に対応した原稿上の画像の長さ×変倍率になるはずである。しかし、原稿走査速度の誤差、読み取り光学系の誤差、書き込み光学系の誤差、転写紙の搬送速度の誤差、転写紙の伸び縮みなどによって、入力した変倍率と実際のコピーとの間には変倍率に誤差が生じる。その誤差は変倍率の値、例えば４０〜４００％などの値によって変化する。誤差の補正、すなわち、変倍率補正は、原稿走査速度と書き込み周波数を微小変更することによって行う。主走査方向の補正は書き込み周波数を変更することによって行い、副走査方向の補正は原稿走査速度を変更することによって行う。
【００３６】
すなわち、図１４（ａ）に示すように主走査方向の倍率が狂っているときには、主走査方向について正規の倍率に修正する必要があるが、このときには、図１４（ｂ）に示すように書込系において画素クロック（周波数クロック）を変えることによってポリゴンミラーの偏向角を変えることが可能であり、これによって倍率の補正もしくは修正が可能になる。この書き込み周波数の変更は書込処理回路４内の可変クロック発生回路で行う。クロック発生回路は図９に示すように第１の水晶発振器４−１と、位相比較器４−２と、ローパスフィルタ４−３と、ＶＣＯ４−４と、分周器４−５と、第２の水晶発振器４−６と、混合器４−７と、同調器４−８と、コンパレータ４−９とから構成されている。
【００３７】
第１の水晶発振器４−１は基準となる周波数信号ｆ0を発生し、位相比較器４−２に入力する。この位相比較器４−２には分周器４−５によってＶＣＯ４−４から出力される周波数信号ｆ2をｎ分周した周波数ｆ1（ｆ1＝ｆ2／ｎ）も入力され、位相比較器４−２はｆ0およびｆ1の位相を比較し、図１０に示すような出力をローパスフィルタ４−３側に送る。ローパスフルタ４−３では、高周波のノイズ成分をカットした電圧信号をＶＣＯ４−４に出力し、ＶＣＯ４−４では図１１に示すような入力電圧と出力周波数との関係から周波数ｆ2の信号を生成する。
【００３８】
このｆ2信号はまた、混合器４−７に入力され、この混合器４−７で第２の水晶発信器４−６からの基準周波数信号ｆ3と混合され周波数信号ｆ4（ｆ4＝ｆ3±ｆ2）を出力する。この周波数信号ｆ4はさらに同調器４−８に入力され、前記ｆ3とｆ2の和信号がｆ5（＝ｆ3＋ｆ2）がコンパレータ４−９の＋端子に入力され、接地側と比較されてクロック周波数ｆ5（ｆ5＝ｆ3＋ｎ・ｆ0）として出力される。
【００３９】
このときの第１の水晶発信器４−１の出力ｆ0、位相比較器４−２の出力、ローパスフィルタ４−３の出力、ＶＣＯ４−４の出力ｆ2、分周器４−５の出力ｆ1、第２の水晶発振器４−６の出力ｆ3、およびコンパレータ４−９の出力ｆ5のそれぞれの出力タイミングは図１２に示すようになる。
【００４０】
このように可変クロック回路を構成すると、制御部６からの信号に基づいて可変クロック発生回路の分周比を変更することによって出力周波数ｆ5を変更することができる。また、原稿走査速度の変更はスキャナモータ１−７の回転速度を制御部からの信号によって変更する。
【００４１】
変倍補正は、
変倍率誤差＝コピー上の変倍率−設定した変倍率
で表される変倍率誤差を零に近づけることである。図１３は変倍率に対する変倍誤差の関係を示すグラフである。
【００４２】
変倍補正を行なう場合には、例えば、予め設定された長さ、通常、１００ｍｍの長さの線が主走査方向および副走査方向にそれぞれ１本ずつ２本描かれた原稿を３つの変倍率（４０、１００、４００％）についてコピーを行い、各変倍率での変倍率誤差Ｅ．４０、Ｅ．１００、Ｅ．４００を求め、操作部７から入力する。また、４０、１００、４００％の変倍率以外の変倍率Ｍに対する変倍補正値Δｅ（ΔＥ）は、

という直線近似式によって制御部６で算出される。
ここで上記Δｅは小数２桁目で四捨五入されてΔＥとなる。ΔＥの最小間隔は０．１となる。原稿走査速度の最小変更幅、書込周波数の最小変更幅によってΔＥの最小間隔は制限を受ける。例えばΔＥの最小間隔を０．１％とすることは各変倍率に対応した原稿走査速度の１／１０００の速度間隔で変更できることが前提となる。書込周波数は補正なしの場合、変倍率によって変更はしないが、その周波数の１／１０００の間隔で変更できることが前提となる。ΔＥ＞０のときは、原稿走査速度をΔＥ％速くし、書込周波数はΔＥ％小さくする。ΔＥ＜０のときは、原稿走査速度をΔＥ％遅くし、書込周波数はΔＥ％大きくする。
【００４３】
ここで図１３に戻ると、図１３における実線は変倍率に対する補正前の変倍率誤差を示し、破線は変倍率３点での変倍率誤差をもとに変倍範囲４０〜４００％で変倍誤差を直線近似したものである。１点鎖線は変倍率１００％の変倍率誤差に基づいて補正値を求めた場合のものである。直線近似を使用した補正後の変倍率誤差は破線と実線の差となる。１点（変倍率１００％）での補正値に基づいて補正したあとの変倍率誤差は破線と実線の差となる。図から前者の差の方が後者の差よりも小さくなっていることが分かる。
【００４４】
なお、この実施形態において、変倍率４０％、４００％とそれらの倍率誤差を使用した理由は、それらの各値が変倍可能範囲の最小値と最大値であり、補正後の変倍率誤差を少なくするために有利であるからである。変倍率１００％を使用したのは、通常、使用頻度の高い値であるからである。
【００４５】
なお、この実施形態においては、変倍率の３点について説明したが、２点でもよい。ただし、２点の場合は変倍補正の近似式は１つでよい。また、４点以上としたり、近似式を２次元とすることもできる。これらは、複写機の各変倍率に対する変倍率誤差に応じて選択することになる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、変倍時に精度の高い変倍画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタル複写機の概略構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る変倍処理回路の回路構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る変倍処理回路の等倍時の信号の出力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本実施形態に係る変倍処理回路の等倍時の信号の流れを示す説明図である。
【図５】本実施形態に係る変倍処理回路の縮小時の信号の出力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】本実施形態に係る変倍処理回路の縮小時の信号の流れを示す説明図である。
【図７】本実施形態に係る変倍処理回路の拡大時の信号の出力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】本実施形態に係る変倍処理回路の拡大時の信号の流れを示す説明図である。
【図９】本実施形態に係る可変クロック発生回路の回路構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の可変クロック発生回路の位相比較器の入出力の関係を示すブロック図である。
【図１１】図９の可変クロック発生回路のＶＣＯの入力電圧と出力周波数との関係を示す図である。
【図１２】図９の可変クロック発生回路のクロック発生タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】変倍率と変倍率誤差の関係を示す図である。
【図１４】主走査方向の倍率の狂いと書込系における画素クロックの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ スキャナ
２ 読取処理部
３ 画像処理部
４ 書込処理部
４−１ 第１の水晶発振器
４−２ 位相比較器
４−３ ローパスフィルタ
４−４ ＶＣＯ
４−５ 分周器
４−６ 第２の水晶発振器
４−７ 混合器
４−８ 同調器
４−９ コンパレータ
５ 書込機構部
６ 制御部
７ 操作部

Claims (2)

1. 入力される画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、形成される画像の変倍率を設定する変倍率設定手段と、設定された変倍率に基づいて変倍を実行する変倍手段とを備えた画像形成装置において、
   前記変倍率設定手段により設定された変倍率と該変倍率に基づいて前記変倍手段により実際に変倍を実行して出力した画像の出力変倍率との誤差である変倍誤差を複数の変倍率毎に予め記憶する情報記憶手段と、
   該情報記憶手段に予め記憶された複数の変倍率毎の変倍誤差に基づいて前記変倍率設定手段により設定された変倍率を補正する変倍率補正手段と、
   を備え、
   前記変倍率補正手段は、前記情報記憶手段に予め記憶された複数の変倍率毎の変倍誤差のうち２つの変倍率の変倍誤差に基づく近似式を用いて前記変倍率設定手段により設定された変倍率の変倍誤差を推定し、この推定された変倍誤差に基づいて該変倍率を補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記情報記憶手段は、前記変倍率設定手段により設定可能な最大変倍率と最小変倍率と等倍率とを含む変倍率毎に変倍誤差を予め記憶することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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