JP4799482B2 - 画像形成装置とその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置とその制御方法に関する。

一般に、レーザビームプリンタ、デジタル複写機等で用いられる電子写真方式のプリンタでは、画像信号に基づいて変調されたレーザビームで感光ドラム上をラスタスキャンして静電潜像を形成し、その潜像を現像して記録紙（シート）に転写している。

記録紙の両面に印刷が可能なプリンタでは、シートの表面に画像を形成して加熱定着すると、そのシートに含まれる水分量の変化により、そのシートのサイズが収縮または伸張する。この状態で、再度そのシートの裏面に画像を形成して定着させ、そのシートの水分量が元の状態に戻った時、裏面に形成された画像のサイズが表面に形成された画像のサイズと異なってしまい、表裏の画像の倍率が一致しないという問題を有している。

これに対して、感光ドラムの長手方向であり、レーザビームによりスキャンする方向である主走査方向の倍率を適正に補正する方法が提案されている。これは入力される画像信号を画素単位で画素分割して変調し、１ライン上の１つ以上の補正点を定める。そして、その補正点の前に位置する画素の画素分割変調された画素データの最終ビットを、その補正点に位置する画素の画素分割変調された画素データの先頭ビットとして付加する。そして、その補正点以降に位置する各画素に対して順次画素の画素分割変調された画素データをビット単位で次画素へ移行する方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−３５１９０８号公報

しかしながら、上述した従来例では、主走査方向の倍率補正には適しているが、副走査方向に対しては不向きであった。つまり画素分割変調を行うためには、画素分割変調される前の解像度に対し高分解能の画像を形成する能力が必要である。例えば、画素分割変調される前の解像度に対して、画素分割変調を１／１６画素単位とすると、１６倍の解像度が必要となる。これを実現するためには半導体レーザのビーム数や、ポリゴンミラーモータの回転数、ポリゴンミラーのミラー面数等を大幅に増やす必要がある。これにより画像形成装置の生産性が低下し、機器の性能を維持したまま実現するには、コストアップを招くことになる。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決することにある。

本願発明の特徴は、副走査方向の画像の倍率を適正に補正できる画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
倍率データに従って画像の副走査方向の倍率を補正するために画像データを補正する倍率補正手段と、
前記画像データに基づく画像を形成するスクリーン角を構成するスクリーン領域に含まれる画像データに対してスクリーン処理を行うスクリーン処理手段と、
前記スクリーン処理手段により処理された画像データに基づいて画像を形成する像形成手段とを有し、
前記倍率補正手段は、前記倍率データに従って主走査方向の画像データのラインを削除或は挿入し、
前記スクリーン処理手段は、前記倍率補正手段により倍率が補正された画像データのスクリーン領域の画素配列が、前記倍率補正手段により補正される前の元の画像データの画素配列としてスクリーン角を維持するように、前記主走査方向の削除或は挿入するラインを変更することを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記画像形成装置の倍率補正手段が、倍率データに従って前記画像の副走査方向の倍率を補正するために画像データを補正する倍率補正工程と、
前記画像形成装置のスクリーン処理手段が、前記画像データに基づく画像を形成するスクリーン角を構成するスクリーン領域に含まれる画像データに対してスクリーン処理を行うスクリーン処理工程と、
前記画像形成装置の像形成手段が、前記スクリーン処理工程で処理された画像データに基づいて画像を形成する像形成工程とを有し、
前記倍率補正工程は、前記倍率データに従って主走査方向の画像データのラインを削除或は挿入し、
前記スクリーン処理工程は、前記倍率補正手工程で倍率が補正された画像データのスクリーン領域の画素配列が、前記倍率補正工程で補正される前の元の画像データの画素配列としてスクリーン角を維持するように、前記主走査方向の削除或は挿入するラインを変更することを特徴とする。

本発明によれば、副走査方向の倍率データに基づき主走査ラインのデータを削除または追加することにより画像の縮小或は拡大を行うと共に、スクリーン領域に対して主走査ラインのデータを削除又は挿入するラインを変更する。これにより、画像データの不連続性により発生する、形成された画像におけるスジ等の発生を抑えることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本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本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る副走査方向の倍率補正処理により処理される画像信号の構成例を示す概念図である。

図において、各升目が１画素を示しており、横方向が感光ドラムの長手方向であり、レーザビームによりスキャンする方向である主走査方向を示し、縦方向が感光ドラムの回転方向である副走査方向を示している。そして太い縁で囲われた「１」から「１１」までの画素がスクリーンを構成する1つの単位となる１つのスクリーン画素を示している。この１つのスクリーン画素では、画像の濃度情報に応じて「１」が付された画素から順番に画素を形成することにより、一定の角度を有する安定した濃度階調を再現することが可能となる。

図２は、画素データの構造を説明する図である。

ここで各画素データごとに２ビットのデータ２００が付与されており、この２ビットデータは、１ビットのＯＮ／ＯＦＦデータと、１ビットの属性データを含んでいる。ここでＯＮ／ＯＦＦデータは、その画素が形成される（オン）か、形成されないか（オフ）を示している。また１ビットの属性データは、その画素がスクリーン領域にある（＝１）か、そうでない（＝０）かを示している。

図２の例では、（ｎ−１）番目から（ｎ＋１）番目の画素が示されており、これら画素はいずれもスクリーン領域に含まれ、そのうち、ｎ番目の画素だけが形成される。

図３は、属性データが「１」でスクリーン領域である場合の主走査１４×副走査１０の画素の領域を示し、ここでは４５％の濃度をスクリーンで表現した場合を示している。

図に示すように、各スクリーン画素の濃度が４５％であるため、「１」乃至「１１」の番号が付された画素の内、番号「１」が付された画素から番号「５」が付された画素までが形成されている（図では、形成された画素をハッチングで示している）。

いま、この画像領域において、予め決められた倍率データにより領域が主走査１４×副走査９の画素の領域に縮小されると場合、副走査方向の１ラインが削除されることになる。図３の例では、３１０で示すラインが削除される。

図４は、図３から副走査方向の１ライン（３１０）が削除された画像の一例を示す図である。

図４では、楕円４００で示すように、図３のスクリーン画素３００の番号「１０」と「１１」の画素を含むライン（例えば、図３のスクリーン画素３００の最下位のライン、スクリーン画素３０１の最上位のラインを含むライン）が消去されている。これによりスクリーン画素３００の番号「２」の画素と、その下のスクリーン画素３０２の番号「５」の画素が結合されてしまう（４００で示す）。このため本来の白の画素（「１１」）が挟まれていた場合に比べて、その部分の濃度が濃くなる。また削除したライン３１０の位置でスクリーンの不連続が生じる。これらにより、削除されたライン３１０の位置が画像上では筋となって表れてしまい、その結果、画質の劣化を引き起こすことになる。

図５は、図４に示すようなスクリーン領域における画像の劣化を防止した例を示す図である。

図５で示すように、縮小する領域が、例えば１４×９となる場合に、予め決められた倍率データに応じて、画像の補正領域を決定した後にスクリーン処理を施す。つまりスクリーン領域の副走査方向の最後のライン（図４の４０１）を削除して、前述の削除ライン３１０をそのまま残す。これにより、この削除されたライン３１０を含むスクリーン領域の画素が保存される。このためスクリーン角が乱れることがなく、画像不良の発生を防止することが可能となる。

また図６は、図３の１４×１０のスクリーン領域を１４×１１に拡大した画素領域を示す図である。

図６の例では、画素領域の最後に、６００で示す１ラインが追加されている。しかも、このライン６００は、このラインを含むスクリーン領域（例えば６０１）において、各画素の配列が、スクリーン領域の画素の配列と同じに維持されている。

図７は、本実施の形態に係る複写機の構成を示す図である。

この複写機は、複数枚の原稿を積載可能な原稿給紙装置１と、副走査方向に移動可能に構成されているスキャナユニット４とを備える。原稿給紙装置１は、積載されている複数枚の原稿を、その先頭から１枚ずつ原稿台ガラス２上へ搬送する。スキャナユニット４は、原稿台ガラス２上に搬送された原稿を照明するためのランプ３と、原稿台ガラス２上の原稿からの反射光を反射ミラー６に導くための反射ミラー５とを搭載する。反射ミラー６は、反射ミラー７と協働して反射ミラー５からの反射光をレンズ８に導き、レンズ８は、この反射光をイメージセンサ９に結像する。このイメージセンサ９は、結像された光像を電気信号に変換し、この電気信号は所定の処理が施された後に、画像信号として露光制御部１０に入力される。

露光制御部１０は、入力された画像信号に基づきレーザ光を発光し、このレーザ光で感光ドラム１１上を露光走査する。このレーザ光の露光走査により、感光ドラム１１上には、レーザ光に応じた潜像が形成される。この感光ドラム１１上に形成された潜像は、現像器１３から供給されたトナーによりトナー像として可視像化される。

また、このレーザ光の照射開始と同期したタイミングで、カセット１４又はカセット１５から転写紙（シート）が給紙され、この転写紙は搬送路３３１を介して転写部１６へ向けて搬送される。この搬送された転写紙上に転写部１６により、感光ドラム１１上のトナー像が転写される。こうしてトナー像が転写された転写紙は、定着部１７に搬送される。定着部１７では、転写紙上のトナー像が熱圧されて転写紙上に定着される。

トナー像が転写された後における感光ドラム１１の表面は、クリーナ２５で清掃された後に、補助帯電器２６で除電される。そして感光ドラム１１の表面の残留電荷が前露光ランプ２７で消去されて一次帯電器２８において良好な帯電が得られる状態にされた後に、一次帯電器２８で感光ドラム１１の表面が帯電される。

本実施の形態に係る画像形成装置では、両面印刷を可能にするための両面パス２９が設けられている。定着部１７を通過した転写紙は、排紙ローラ対１８に導かれて外部に排出されるが、両面印刷時には、転写紙の排出が完了しないうちに排紙ローラ１８が反転されて転写紙は両面パス２９に導かれる。これにより転写紙は両面パス２９を介して感光ドラム１１による転写部１６に再度搬送される。このとき転写紙が感光ドラム１１に対向する面は裏面となり、上述した場合と同様にして、感光ドラム１１に形成された裏面の画像が転写紙上に転写される。そして再度定着部１７により定着され、排紙ローラ１８の回転により装置外に排出される。

一般に転写紙は水分を含んでおり、定着部１７で定着されるときに定着部１７で加えられる熱により転写紙に含まれる水分が蒸発する。これにより含有する水分量が減るため転写紙は一般的には１％以下の割合で縮小される。尚、転写紙の種類によっては１％以下の拡大を伴うものもある。

この現象により転写紙の表面に形成された画像の定着後に、その転写紙の拡大が生じる。尚、転写紙が伸縮した状態で、その転写紙の裏面に画像を形成する場合には、この伸縮に合わせた予め決められている倍率補正値により画像の倍率を補正して画像を形成する。これにより、表面に形成された画像のサイズに合わせた倍率で裏面に画像を形成できる。こうして転写紙の裏面に画像を定着した後、その転写紙の温度が常温に復帰すると、その転写紙の水分量も復帰し、そのサイズも元のサイズに復帰する。こうして表面に形成された画像のサイズも元のサイズに戻る。このとき裏面に形成された画像も、この表面の画像のサイズに合わせて形成されているため、この裏面の画像も最終的に本来のサイズで形成されることとなる。

図８は、本発明の実施の形態に係る複写機の露光制御部１０の構成を模式的に示す図である。

入力された画像データに対応する潜像を感光ドラム１１上に形成するように、感光ドラム１１に対してレーザ光を照射する露光ユニットを備える。この露光ユニットは、拡散レーザ光を発光するレーザ光源８０を備える。このレーザ光源８０から発光されたレーザ光は、コリメータレンズ８１を介して平行レーザ光Ｌ１へ変換される。このレーザ光Ｌ１は、スキャナモータ８２によって回転駆動されるポリゴンミラー８３に照射される。そして、このポリゴンミラー８３に照射されたレーザ光Ｌ１は、ポリゴンミラー８３により反射されてｆ−θレンズ８４へ至る。このｆ−θレンズ８４を通過したレーザ光は、感光ドラム１１上に主走査方向に等速で結合走査され、このレーザ光の走査、即ち、スキャン動作により、感光ドラム１１に潜像８５が形成される。レーザ光のスキャン動作の開始は、ビームデテクトセンサ（以下、ＢＤセンサという）８６により検出される。感光ドラム１１に対するレーザ光のスキャン開始に当たる時間にレーザ光源８０が強制点灯される。ＢＤセンサ８６は、レーザ光源８０の強制点灯期間にポリゴンミラー８３により反射されて入力されたレーザ光を検出し、主走査毎の画像形成書き出しタイミングの基準信号となるビームデテクト信号（以下、ＢＤ信号という）を出力する。以上の構成は、像形成手段に該当している。

このとき入力される画像データは、倍率補正及びスクリーン処理が施されている。

この動作を表面の処理から説明する。

コントローラ（不図示）からの画像信号は、倍率補正回路１０２に入力される。この倍率補正回路１０２には、ＣＰＵ１０３から倍率データが入力される。ＣＰＵ１０３は、転写紙の表面に画像を形成する場合は、倍率を等倍とする倍率データを倍率補正回路１０２に入力する。この倍率補正回路１０２は、前述の図３〜図６を参照して説明したようにして、画像の拡大或は縮小を行う。こうして倍率補正回路１０２から出力される画像信号は、スクリーン処理回路１０１に入力される。スクリーン処理回路１０１は属性データを判別し、スクリーン領域に対しスクリーン処理を行う。スクリーン処理回路１０１から出力される画像信号はレーザ駆動回路１００に入力される。レーザ駆動回路１００は、入力される画像信号に従ってレーザ光源８０を駆動する。

次に転写紙の裏面に画像を形成する場合の処理を説明する。

コントローラ（不図示）からの画像信号は、倍率補正回路１０２に入力される。この倍率補正回路１０２にはＣＰＵ１０３から倍率データが入力される。ここで、転写紙の裏面に画像を形成する場合の補正倍率は、操作部１０４よりオペレータが入力する。その入力されたデータをＣＰＵ１０３が判別し、倍率データとして倍率補正回路１０２に入力する。これにより倍率補正回路１０２は、入力される画像信号に対して倍率補正処理を実施し、その倍率が補正された画像信号はスクリーン処理回路１０１に入力される。スクリーン処理回路１０１は属性データを判別し、スクリーン領域に対してスクリーン処理を行う。スクリーン処理回路１０１から出力される画像信号は、レーザ駆動回路１００に入力される。レーザ駆動回路１００は、こうして入力される画像信号に従ってレーザ光源８０を駆動して画像を形成する。

図９は、本実施の形態に係るスクリーン処理回路１０１による処理の流れを説明するフローチャートである。

ここでは先ずステップＳ１で、倍率補正回路１０２で倍率が変更された１ページ分の画像データを入力する。そしてステップＳ２で、スクリーン領域に含まれる画素データを求める。これは前述の属性データが「１」である画素データを抽出することにより得られる。そしてスクリーン領域に含まれない画素データ（属性データが「０」）の場合は、特に何もせずに処理を終了する。ステップＳ２で、スクリーン領域に含まれる画素データであると判定した場合はステップＳ３に進み、倍率補正回路１０２で倍率が変更された１ページ分の画像データにおけるラインデータを挿入或は削除したラインを求める。これは倍率補正回路１０２からの情報に基づいて判別する。次にステップＳ４に進み、その削除或は挿入されたラインを元の画像データの状態に戻す。次にステップＳ５に進み、ラインを削除する場合は、そのスクリーン領域の縁部に位置しているラインデータを削除する。一方、ラインを挿入する場合は、そのスクリーン領域の縁部に、新たなラインデータを挿入する。これにより、そのスクリーン領域における画素配列が維持され、スクリーン角の乱れなどが発生しなくなる。

これにより変換された倍率を維持しながら、且つスクリーン領域におけるスクリーン角の乱れや、画像の不連続を防止できる。

以上説明したように本実施の形態によれば、副走査方向の倍率データに基づいて主走査方向のラインデータを削除或は追加することにより、画像の伸縮を行う。また画像データに属性データを付与することによりスクリーン処理領域を明示させ、スクリーン処理領域に対しては、主走査ラインのデータを削除又は追加による画像の伸縮処理を行った後にスクリーン処理を行う。これにより主走査ラインの削除或は追加により画像に不連続性が生じるのを防止でき、スジ等が発生するといった弊害を抑えることができる。

尚、上述の実施の形態では、画像の露光を行う半導体レーザが単数のレーザ光を発光する場合で説明したが、複数のレーザ光を発光できる半導体レーザを用いた場合にも適用できる。複数のレーザ光を発光できる半導体レーザは特に、回転多面鏡による一度の走査で複数のラインを並行して同時に露光する。この場合には副走査方向の画像の解像度は一定となるため、上述した実施の形態に係る副走査方向の画像の拡大或は縮小を行うための構成が重要になる。

本発明の実施の形態に係る副走査方向の倍率補正処理により処理される画像信号の構成例を示す概念図である。 本実施の形態に係る属性データを含む画素データの構成例を示す図である。 本実施の形態において、属性データが「１」でスクリーン領域である場合の１４×１０の画素の領域を示している。 図３から副走査方向の１ライン（３１０）が削除された画像の一例を示す図である。 図４に示すようなスクリーン領域における画像の劣化を防止した、本実施の形態の処理例を示す図である。 図３の１４×１０のスクリーン領域を１４×１１に拡大した画素領域を示す図である。 本実施の形態に係る複写機の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る複写機の露光制御部の構成を模式的に示す図である。 本実施の形態に係るスクリーン処理回路による処理の流れを説明するフローチャートである。

Claims (4)

1. 倍率データに従って画像の副走査方向の倍率を補正するために画像データを補正する倍率補正手段と、
   前記画像データに基づく画像を形成するスクリーン角を構成するスクリーン領域に含まれる画像データに対してスクリーン処理を行うスクリーン処理手段と、
   前記スクリーン処理手段により処理された画像データに基づいて画像を形成する像形成手段とを有し、
   前記倍率補正手段は、前記倍率データに従って主走査方向の画像データのラインを削除或は挿入し、
   前記スクリーン処理手段は、前記倍率補正手段により倍率が補正された画像データのスクリーン領域の画素配列が、前記倍率補正手段により補正される前の元の画像データの画素配列としてスクリーン角を維持するように、前記主走査方向の削除或は挿入するラインを変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スクリーン処理手段は、前記主走査方向の画像データのラインの削除或は挿入位置を、前記スクリーン領域の縁に該当する前記主走査方向のラインと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. 前記倍率データを入力する入力手段を更に有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. 画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
   前記画像形成装置の倍率補正手段が、倍率データに従って前記画像の副走査方向の倍率を補正するために画像データを補正する倍率補正工程と、
   前記画像形成装置のスクリーン処理手段が、前記画像データに基づく画像を形成するスクリーン角を構成するスクリーン領域に含まれる画像データに対してスクリーン処理を行うスクリーン処理工程と、
   前記画像形成装置の像形成手段が、前記スクリーン処理工程で処理された画像データに基づいて画像を形成する像形成工程とを有し、
   前記倍率補正工程は、前記倍率データに従って主走査方向の画像データのラインを削除或は挿入し、
   前記スクリーン処理工程は、前記倍率補正手工程で倍率が補正された画像データのスクリーン領域の画素配列が、前記倍率補正工程で補正される前の元の画像データの画素配列としてスクリーン角を維持するように、前記主走査方向の削除或は挿入するラインを変更することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

Images