JP5272535B2 - Exposure control apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光制御装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to an exposure control apparatus and an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置において、感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置が各画素の階調値を表現する方式として、露光光のパルス幅に応じて階調を表現するパルス幅変調方式や、露光光の強度に応じて階調を表現する強度変調方式が知られている。ところで、画像データが表す画像には、文字画像や、線画像、写真画像、グラフィックアート等の様々な種別のものがあり、画像の再現性を良好にするために、画像の種別によっては階調性を特に重視したり、反対に分解能を重視したりすることがある。そこで、例えば特許文献1には、画像データを解析して、その特徴量に基づいて階調性と分解能とのどちらを重視するかによって、パルス幅変調方式に従って生成するPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号を選択することが開示されている。また、特許文献2には、写真画像を表現する領域については強度変調(パワー変調)方式を採用し、文字画像を表現する領域についてはパルス幅変調方式を採用することが開示されている。
特許文献1に開示されている技術は、階調性を重視する場合にも、分解能を重視する場合にもパルス幅変調方式を採用するものであり、特許文献2に開示されている技術は、階調性を重視する場合には強度変調方式を採用し、分解能を重視する場合にはパルス幅変調方式を採用するものである。ところで、高解像度の画像データに応じたトナー像を形成しようとした場合、パルス幅変調方式に従って静電潜像を形成すると、例えばその線幅が1画素分であるような細線の静電潜像を形成することができず、そのトナー像が部分的に途切れてしまう、といった欠陥が生じることがある。また、強度変調方式においては、画素の階調値を忠実に再現したトナー像を形成するために、露光光の強度を精密に制御することが難しい、という問題がある。よって、特許文献1,2に開示されている技術では、階調性と分解能との微妙なバランスを再現できず、その結果、画像の再現性が悪化することがあった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像の階調性と分解能とをさらに向上させ、画像の良好な再現性を得ることにある。
な再現性を得ることである。
The technique disclosed in
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to further improve the gradation and resolution of an image and to obtain a good reproducibility of the image.
To obtain a good reproducibility.
上述した課題を解決するため、本発明は、各画素の階調値を含む画像データと、当該画像データが表す画像の種別を表す種別情報とを取得する取得手段と、光のパルス幅によって画素の階調値を表現するパルス幅変調方式に従って、前記取得手段が取得した画像データに応じた光を帯電された電荷受容体に照射し、当該電荷受容体に静電潜像を形成する第1の露光手段と、光の強度によって画素の階調値を表現する強度変調方式に従って、前記取得手段が取得した画像データに応じた光を前記電荷受容体に照射し、当該電荷受容体に静電潜像を形成する第2の露光手段と、前記取得手段が取得した種別情報に基づいて前記静電潜像を形成する露光手段として、前記第1または第2の露光手段のいずれかを選択する選択手段と、前記選択手段によって前記第2の露光手段が選択された場合に、当該第2の露光手段に照射させる前記画像データに応じた光の強度を、前記種別情報に応じた補正量で補正する補正手段とを備え、前記補正手段は、前記種別情報に応じた補正に加えて、前記画像データが表す画像の線幅が第1の閾値よりも小さい場合には、前記光の強度を大きくするような補正量で補正し、当該線幅が前記第1の閾値よりも大である第2の閾値以上である場合には、前記光の強度を小さくするような補正量で補正することを特徴とする露光制御装置を提供する。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides an acquisition unit that acquires image data including a gradation value of each pixel, type information indicating a type of an image represented by the image data, and a pixel based on a light pulse width. In accordance with a pulse width modulation system that expresses the tone value of the first, a charge receptor is irradiated with light according to the image data acquired by the acquisition means, and a first electrostatic latent image is formed on the charge receptor. In accordance with the exposure means and the intensity modulation method that expresses the gradation value of the pixel by the light intensity, the charge receptor is irradiated with light according to the image data acquired by the acquisition means, and the charge receptor is electrostatically applied to the charge receptor. Either the first or second exposure means is selected as a second exposure means for forming a latent image and an exposure means for forming the electrostatic latent image based on the type information acquired by the acquisition means. Selecting means and said selecting means Then, when the second exposure unit is selected, a correction unit that corrects the light intensity according to the image data to be irradiated to the second exposure unit with a correction amount according to the type information. A correction amount that increases the light intensity when the line width of the image represented by the image data is smaller than a first threshold, in addition to the correction according to the type information. And when the line width is equal to or larger than a second threshold value that is larger than the first threshold value , the exposure control is performed with a correction amount that reduces the light intensity. Providing equipment .
本発明の露光制御装置において、前記種別情報は、線画像又は文字画像の種別を含み、前記選択手段は、前記取得手段が取得した種別情報が前記線画像又は文字画像を表すものであれば、前記第2の露光手段を選択することが好ましい。この場合において、前記選択手段は、前記取得手段が取得した種別情報が前記線画像及び前記文字画像以外の種別を表すものであれば、前記第1の露光手段を選択し、前記第2の露光手段が照射する光の最大強度は、前記第1の露光手段が照射する光の最大強度よりも大きいことを特徴とする。 In the exposure control apparatus of the present invention, the type information includes a type of a line image or a character image, and the selection unit, if the type information acquired by the acquisition unit represents the line image or character image, It is preferable to select the second exposure means. In this case, if the type information acquired by the acquisition unit represents a type other than the line image and the character image, the selection unit selects the first exposure unit and the second exposure. The maximum intensity of light emitted by the means is greater than the maximum intensity of light emitted by the first exposure means .
また、本発明の露光制御装置において、前記電荷受容体の膜厚を検知する膜厚検知手段を備え、前記補正手段は、前記種別情報に応じた補正に加えて、前記膜厚検知手段によって検知された膜厚が小さくなるほど、前記選択された露光手段によって照射される光の強度を小さくするような補正量で補正することが好ましい。また、前記静電潜像の現像像が転写される記録媒体が、記録面に塗工層が設けられている記録媒体であるか、又は塗工層が設けられていない記録媒体であるかを検知する検知手段を備え、前記補正手段は、前記種別情報に応じた補正に加えて、前記検知手段による検知の結果に応じて、前記塗工層が設けられている記録媒体に対して前記選択された露光手段によって照射される光の強度を、当該塗工層が設けられていない記録媒体に対して照射されるときの光の強度よりも小さくするような補正量で補正するような補正量で補正することが好ましい。 The exposure control apparatus according to the present invention further comprises a film thickness detecting means for detecting the film thickness of the charge receptor, wherein the correction means is detected by the film thickness detecting means in addition to the correction according to the type information. It is preferable that correction is performed with a correction amount that reduces the intensity of light emitted by the selected exposure unit as the film thickness is reduced. Further, whether the recording medium to which the developed electrostatic latent image is transferred is a recording medium having a coating layer on the recording surface or a recording medium having no coating layer. Detecting means for detecting, in addition to the correction according to the type information, the correction means selects the recording medium provided with the coating layer according to the result of detection by the detecting means. A correction amount that corrects the intensity of light irradiated by the exposed exposure means with a correction amount that makes it smaller than the intensity of light irradiated to a recording medium not provided with the coating layer. It is preferable to correct by.
また、本発明の露光制御装置において、前記画像データが表す画像が、有色画素を配置した領域によって、有色画素を配置しない領域を囲むことで表した画像である白抜画像である場合には、当該画像の線幅、サイズおよび前記有色画素の階調値のうち少なくともいずれか1つに応じて、前記有色画素を配置しない領域の画像幅を大きくする画像幅変更手段を備え、前記取得手段は、前記画像幅変更手段によって処理が施された画像データを取得することが好ましい。 Further, in the exposure control apparatus of the present invention, when the image represented by the image data is a white image that is an image represented by surrounding a region where no colored pixel is arranged by a region where the colored pixel is arranged, The acquisition unit includes an image width changing unit that increases an image width of an area in which the colored pixels are not arranged according to at least one of the line width and size of the image and the gradation value of the colored pixel. Preferably, the image data processed by the image width changing means is acquired.
また、本発明は、上記構成のいずれか1の露光制御装置と、前記電荷受容体と、前記電荷受容体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記電荷受容体の表面に、前記露光制御装置によって形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、前記現像手段によって現像された像を記録媒体に転写する転写手段とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。 According to another aspect of the present invention, there is provided the exposure control apparatus according to any one of the above-mentioned configurations, the charge receptor, a charging unit that charges the surface of the charge receptor, and the surface of the charge receptor charged by the charging unit. The image forming apparatus further comprises: a developing unit that develops the electrostatic latent image formed by the exposure control device with a developer; and a transfer unit that transfers the image developed by the developing unit to a recording medium. Providing equipment.
本発明によれば、画像の階調性と分解能とをさらに向上させ、画像の良好な再現性を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to further improve the gradation and resolution of an image and obtain a good reproducibility of the image.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を説明する。
(1)構成
図1は、画像形成装置1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、画像形成装置1は、制御部10と、記憶部20と、通信部30と、UI(User Interface)部40と、画像形成部50と、画像処理部60と、露光制御部70とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1) Configuration FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the
制御部10は、装置全体を制御するCPU(Central Processing Unit)11や作業用のワークエリアを提供するRAM(Random Access Memory)12、各種制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)13を備え、制御プログラムに記述された手順に従って演算処理を行う。ROM13には、後述する画像形成部50の露光装置513により照射される露光光の補正に用いられる補正量が記憶されている。記憶部20は、HDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置であり、画像データなどの各種データを記憶する。通信部30は、LAN(Local Area Network)等のネットワークを介して通信を行うためのインターフェース装置であり、図示せぬコンピュータ等の外部端末から画像データを受信したり、各種情報を出力したりする。UI部40は、ユーザにより操作入力が行われるとともにユーザに対する表示を含む報知が可能なタッチパネル等のユーザインタフェースである。画像処理部60は、画像形成装置1以外の装置である後述する外部装置100から供給された画像データに、所定の画像処理を施す。
The
図2は、画像形成装置1の構造を模式的に表した図である。同図を用いて画像形成部50の構成を説明する。画像形成部50は、画像形成ユニット51Y,51M,51C,51K、中間転写ベルト52、二次転写器53及び定着器54を備える。ただし、画像形成ユニット51Y,51M,51C,51Kは、形成するトナー像の色がそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックという具合に異なる以外は、すべて同じ構成である。従って、以下では、特に区別する必要がない場合には、これらを「画像形成ユニット51」と総称する。
画像形成ユニット51は、感光体ドラム511のほか、この感光体ドラム511の周囲に配置された帯電器512、露光装置513、現像器514、一次転写器515、クリーニング装置516を備えている。感光体ドラム511は、例えば導体基板上に電荷受容体としてOPC(Organic Photo Conductor:有機光導電体)からなる電荷発生層や電荷輸送層を含む2層ないし3層の光導電層が積層されることによって形成された像保持体である。感光体ドラム511は、図示せぬ駆動機構によってその中心軸を中心として図に示す矢印Aの方向(時計周り方向)へ回転させられる。帯電器512は、感光体ドラム511の表面を一様に帯電させる一次帯電用のスコロトロンであり、感光体ドラム511の表面を所定の電位に帯電させる。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the structure of the
In addition to the photosensitive drum 511, the image forming unit 51 includes a charger 512, an exposure device 513, a developing device 514, a primary transfer device 515, and a cleaning device 516 arranged around the photosensitive drum 511. The photoconductive drum 511 has, for example, two to three photoconductive layers including a charge generation layer and a charge transport layer made of OPC (Organic Photo Conductor) as a charge acceptor on a conductive substrate. This is an image carrier formed by the above method. The photosensitive drum 511 is rotated in the direction of arrow A (clockwise direction) shown in the drawing by the driving mechanism (not shown) around the central axis. The charger 512 is a primary charging scorotron that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 511, and charges the surface of the photosensitive drum 511 to a predetermined potential.
露光装置513は、ポリゴンミラーに向けて露光光を照射し、その反射光を感光体ドラム511の表面に照射することにより、光導電性により所定の感光体ドラム511表面を所定の電位まで低下させて静電潜像を形成する。この露光光の走査方向は、感光体ドラムの軸方向と等しく、この方向を画像形成部50の「主走査方向」という。そして、この主走査方向と直交する方向を画像形成部50の「副走査方向」という。
The exposure device 513 irradiates the polygon mirror with exposure light and irradiates the reflected light onto the surface of the photosensitive drum 511, thereby reducing the surface of the predetermined photosensitive drum 511 to a predetermined potential by photoconductivity. To form an electrostatic latent image. The scanning direction of the exposure light is equal to the axial direction of the photosensitive drum, and this direction is referred to as “main scanning direction” of the
現像器514は、現像剤に含まれているトナーを用いて静電潜像を現像する。一次転写器515は、感光体ドラム511の表面に形成されたトナー像が、その感光体ドラム511の回転に伴って、自身と感光体ドラム511との間の位置に到達すると、静電力などによってそのトナー像を、中間転写ベルト52に転写させる。クリーニング装置516は、感光体ドラム511の表面の残留トナーや紙粉を除去する。二次転写器53は、中間転写ベルト52に転写された各色のトナー像(現像像)をそのタイミングで搬送されてきた記録用紙(記録媒体)に転写する。定着器54は、記録用紙に転写されたトナー像を定着する。
The developing device 514 develops the electrostatic latent image using toner contained in the developer. When the toner image formed on the surface of the photoconductive drum 511 reaches a position between itself and the photoconductive drum 511 as the photoconductive drum 511 rotates, the primary transfer unit 515 uses electrostatic force or the like. The toner image is transferred to the
また、画像形成部50は、膜厚検出部80を備えている。膜厚検出部80は、感光体ドラム511の表面に設けられた電荷受容体の膜厚を検出するもので、感光体ドラム511付近に設けられる。膜厚検出部80は、感光体ドラム511に電流を流し、感光体ドラム511に流れた電流の電流値を検知する。そして、検知した電流値を示す膜厚信号を制御部10へ出力する。制御部10はこの膜厚信号に基づいて、電荷受容体の膜厚を求める。すなわち、感光体ドラム511に流す電流の電流値を一定にした場合、膜厚が小さくなり、感光体ドラム511の電荷受容体の厚さが変化すると、感光体ドラム511に流れる電流が変化する。このため、感光体ドラム511に流れる電流の電流値を測定することにより、電荷受容体の膜厚を求めることができるのである。
In addition, the
次に、画像処理部60及び露光制御部70について説明する。
図3は、画像処理部60及び露光制御部70の構成を示したブロック図である。画像処理部60は、図3に示したように、ラスタデータ生成部61と、色変換処理部62と、精細化処理部63と、階調補正部64とに大別される。なお、図中の矢印は、データの流れを示したものである。
Next, the
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
ラスタデータ生成部61は、外部装置100から供給されるページ記述言語(PDL:Page Description Language)で記述された画像データに基づいてラスタライズを行って、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の3色の色成分で各画素の階調値が表されるビットマップ形式の画像データ(以下、「ビットマップデータ」という。)を生成する。ここでは、600dpiの解像度のビットマップデータが生成されるとする。なお、「dpi」とは、1インチあたりの画素数を意味する“dots/inch”の略である。また、ラスタデータ生成部61が取得する画像データには、画像の種別を指定する情報も含まれており、ラスタデータ生成部61は、これに基づいてビットマップデータの各画素に対して画像の種別を表す種別情報を割り当て、各画素の座標値とその画素に割り当てられた種別情報とを対応付けて制御部10のRAM12に書き込む。この種別情報には、「写真画像」、「グラフィック」、「線画像」、「文字画像」があり、外部装置100のユーザによって、この中のいずれかに予め指定されている。
The raster data generation unit 61 performs rasterization based on image data described in a page description language (PDL: Page Description Language) supplied from the
色変換処理部62は、上記ビットマップデータに対して色空間変換処理を行う。具体的には、色変換処理部62は、RGB形式で各画素の階調値が表されるビットマップデータに対し、記憶部20またはROM13に記憶されているルックアップテーブルを適用してY、M、Cの3色の色成分を算出した後、周知の下色除去処理を行うことによりKの色成分を算出する。この色変換処理によって、各画像形成ユニット51が形成するトナー像の色に対応するY、M、CおよびKの4色の色成分からなるビットマップデータに変換する。このビットマップデータに含まれる色成分は、各色トナーに対応する階調値を表している。
The color
精細化処理部63は、ビットマップデータが表す画像の精細度を向上させるための処理を行う。具体的には、精細化処理部63は、所定のサイズの平滑化フィルタを適用して、画像の濃淡の差を低減させる平滑化処理を実行したり、特定の画像を強調させるための膨張処理を実行したりする。膨張処理とは、注目画素の近傍にある他の画素を参照し、近傍画素に1つでも注目画素の階調値よりも高い階調値の画素(すなわち濃い画素)があれば、注目画素の階調値をその近傍画素の階調値に置換する処理のことをいう。
The
階調補正部64は、ビットマップデータの階調値に対するトナー像の濃度(単位面積当たりの記録用紙に対するトナーの被覆率)を表した階調変換特性を補正する。ここでは、階調補正部64は、ビットマップデータに対し、記憶部20またはROM13に記憶されているルックアップテーブルを適用してガンマ特性を補正する。
以上が画像処理部60の説明である。
The
The above is the description of the
続いて、露光制御部70について説明する。露光制御部70は、露光装置513の駆動を制御する。図2に示したように、露光制御部70は、選択部71と、中間調処理部72と、パルス幅変調部73と、強度変調部74と、レーザドライバ75とに大別される。なお、図中の矢印は、データの流れを示したものである。
Next, the
選択部71は、画像処理部60の階調補正部64から取得したビットマップデータを、各画素に対して指定された画像の種別を表す種別情報に応じて、中間調処理部72又は強度変調部74のどちらかを選択して出力する。この選択部71は、種別情報に応じて、静電潜像を形成させるための露光光の変調方式を選択する機能を有する。具体的には、選択部71は、罫線などの直線や、曲線等の線を意味する線画像を表す種別情報「線画像」、又は平仮名、片仮名、漢字、アルファベット等の各種文字や、「+」や「◎」等の記号等の文字を意味する文字画像を表す種別情報「文字画像」が割り当てられたビットマップデータを強度変調部74に出力する。このような線画像及び文字画像は、分解能が特に重視される画像である。
一方、選択部71は、写真を意味する写真画像を表す種別情報「写真画像」、又は、絵画や図形、グラフィックアート等を意味する画像(以下、「グラフィック」という)を表す種別情報「グラフィック」が割り当てられたビットマップデータを、中間調処理部72に出力する。このグラフィックは、例えばユーザがマウスやペンデバイス等を用いて描画アプリケーションを用いて描画したグラフィックアートのような画像である。すなわち、選択部71は、「文字画像」および「線画像」以外の種別情報のビットマップデータを中間調処理部72に出力する。このような写真画像及びグラフィックは、階調性が特に重視される画像である。
なお、この選択部71においては、制御部10がこれと同等の機能を実現する構成としてもよく、この場合、制御部10が種別情報に応じてビットマップデータの出力先を選択することになる。
The
On the other hand, the
The
中間調処理部72は、選択部71から取得したビットマップデータに対してスクリーン処理を行う。スクリーン処理は、多値データを2値データに変換し、その2値データによって表される所定の有色画素の、所定の単位領域あたりの画素数によって階調を表現する、という処理である。スクリーンの形状には、網点状や列状などがあるが、ここでは、列状のスクリーンが用いられるとし、この場合、所定の画素をある方向に並べることで構成した複数の列によって階調が表される。この列状のスクリーンのスクリーン角度やスクリーン線数が各画素の階調値に応じて決定されることにより、ビットマップデータの中間調が擬似的に表現される。また、中間調処理部72には、供給されるビットマップデータの種別情報「写真画像」と「グラフィック」とのそれぞれについて、スクリーン処理を行うためのルックアップテーブルが記憶されている。中間調処理部72は、種別情報に応じたルックアップテーブルをビットマップデータに適用してスクリーン処理を行う。具体的には、一般に、グラフィックよりも写真画像の方が用いられる色数が多く、階調性が特に重視されるため、写真画像の方がより忠実に中間調を表現できるように、処理時間を多く要するにしても、変換精度の高いパラメータのルックアップテーブルが用いられることが好ましい。もちろん、この場合において、種別情報「写真画像」および「グラフィック」のビットマップデータに対して、同じルックアップテーブルが適用されてもよい。スクリーン処理時には、中間調処理部72は、このルックアップテーブルを記憶部20またはROM13から自身のRAMに読み出して、スクリーン処理を行う。
The
パルス幅変調部73は、種別情報「写真画像」および「グラフィック」のビットマップデータに基づいて、パルス幅変調方式に従って静電潜像を形成させるよう、PWM信号を生成する。具体的には、パルス幅変調部73は、露光光のパルス幅に応じて各画素の階調値を表現するパルス幅変調方式に従って、レーザドライバ75に静電潜像を形成させるためのPWM信号を生成する。パルス幅変調部73は、画素の階調値が大きいほど、パルス幅を大きくしてトナー像の濃度を高くし、階調値が小さいほどパルス幅を小さくしてトナー像の濃度を低くする。また、パルス幅変調部73は、静電潜像形成時に照射する露光光の最大強度を制御することもあるが、これについては後で詳述する。
The pulse
強度変調部74は、種別情報「線画像」および「文字画像」のビットマップデータについて、強度変調方式に従って静電潜像を形成させるよう強度変調信号を生成する。具体的には、強度変調部74は、露光光の強度に応じて各画素の階調値を表現する強度変調方式に従って、レーザドライバ75に静電潜像を形成させるための強度変調信号を生成する。強度変調部74は、画素の階調値が大きいほど露光光の強度を大きくしてトナー像の濃度を高くし、階調値が小さいほど露光光の強度を小さくしてトナー像の濃度を低くする。
The
また、パルス幅変調部73および強度変調部74はそれぞれRAMを備え、制御部10から供給される種別情報に応じた補正量をRAMに記憶する。この補正量に応じて、パルス幅変調部73は、ビットマップデータデータの階調値に応じて決定した露光光のパルス幅および強度の少なくとも一方を種別情報及びビットマップデータに応じた補正量で補正してから変調信号を生成する。また、強度変調部74においても、ビットマップデータに応じて決定した露光光の強度を、種別情報及びビットマップデータに応じた補正量で露光光の強度を補正してから変調信号を生成する。
レーザドライバ75は、パルス幅変調部73又は強度変調部74から取得したPWM信号又は強度変調信号(以下では、これらを「変調信号」と総称することがある。)に基づいて露光装置513を駆動し、感光体ドラム511に変調信号に応じた静電潜像を形成させる。レーザドライバ75は、パルス幅変調部73によって生成されたPWM信号に基づいて静電潜像を形成させる際には第1の露光手段として機能し、強度変調部74によって生成された強度変調信号に基づいて静電潜像を形成させる際には第2の露光手段として機能する。
以上が、画像処理部60及び露光制御部70の構成の説明である。
Each of the pulse
The
The above is the description of the configuration of the
ここで、図4は、パルス幅変調方式および強度変調方式のそれぞれに従って静電潜像を形成した場合の、画素の階調値に対応する理想的なトナー像の濃度(以下、「入力濃度」という)Cinと、実際に形成されるトナー像の濃度(以下、「出力濃度」という)Coutとの関係を模式的に表したグラフである。
図4に示したように、パルス幅変調方式を採用した場合、実線で図示したように入力濃度Cinと出力濃度Coutとがほぼ線形的な関係にある。パルス変調方式においては、露光光の主走査方向に対するパルス幅に基づいて中間調が表現されるから、このパルス幅を適切に制御することにより全濃度域において階調値に応じた濃度を忠実に表現したトナー像を形成できるのである。
Here, FIG. 4 shows an ideal toner image density (hereinafter referred to as “input density”) corresponding to the gradation value of the pixel when an electrostatic latent image is formed according to each of the pulse width modulation method and the intensity modulation method. This is a graph schematically showing the relationship between Cin and the density (hereinafter referred to as “output density”) Cout of a toner image actually formed.
As shown in FIG. 4, when the pulse width modulation method is adopted, the input density Cin and the output density Cout have a substantially linear relationship as shown by the solid line. In the pulse modulation method, halftones are expressed based on the pulse width of the exposure light in the main scanning direction. By appropriately controlling this pulse width, the density corresponding to the gradation value is faithfully maintained in the entire density range. The expressed toner image can be formed.
一方で、強度変調方式を採用した場合、一点鎖線で図示したように、入力濃度Cinが5%〜20%の低濃度領域、および、入力濃度Cinが80%〜100%の高濃度領域において、入力濃度Cinの変化に対する出力濃度Coutの変化が非常に小さくなっていることが分かる。このような濃度域においては、階調値の違いによるトナー像の濃度の差異が明確に現れないので、色がつぶれたようなトナー像が形成されてしまう。また、同図より、入力濃度Cinが20%〜80%中濃度領域では、入力濃度Cinの変化に対する出力濃度Coutの変化量が大きい。しかしながら、露光装置513が照射する露光光の強度を、例えば256階調のように画素の階調値に応じて精密に制御することは困難であり、このような濃度域においても階調値に応じたトナー像を忠実に表現することは難しい。よって、強度変調方式を採用すると、明暗や色彩の対照が強く出た硬調なトナー像が形成されてしまい、擬似輪郭等の欠陥が発生してしまう。これによりトナー像の階調性を悪化させてしまうことがある。 On the other hand, when the intensity modulation method is adopted, as illustrated by the one-dot chain line, in the low concentration region where the input concentration Cin is 5% to 20% and in the high concentration region where the input concentration Cin is 80% to 100%, It can be seen that the change in the output density Cout with respect to the change in the input density Cin is very small. In such a density range, the difference in density of the toner image due to the difference in gradation value does not appear clearly, so that a toner image with a color collapse is formed. Further, as shown in the figure, the change amount of the output density Cout with respect to the change of the input density Cin is large in the medium density region where the input density Cin is 20% to 80%. However, it is difficult to precisely control the intensity of the exposure light emitted by the exposure apparatus 513 according to the gradation value of the pixel, for example, 256 gradations. It is difficult to faithfully express the corresponding toner image. Therefore, when the intensity modulation method is adopted, a hard toner image with strong contrast of light and darkness and color contrast is formed, and defects such as pseudo contours are generated. As a result, the gradation of the toner image may be deteriorated.
このような理由により、写真画像やグラフィックのように、特に階調性を重視する画像を形成する場合には、強度変調方式を採用しない。一方で、線画像または文字画像に含まれる色数は一般に少なく、輪郭や線幅等が忠実に表現されることが求められるから分解能を特に重視する。 For these reasons, the intensity modulation method is not adopted when forming an image that emphasizes gradation, such as a photographic image or graphic. On the other hand, the number of colors included in a line image or a character image is generally small, and since it is required that the outline, the line width, and the like be expressed faithfully, the resolution is particularly emphasized.
また、線画像や文字画像においては、鮮鋭度を増すためにそのエッジ部の濃度を低くするような手法が用いられる。ここで、図5は、スクリーン処理前における線画像や文字画像のエッジ部を表した画像(同図(a))と、スクリーン処理後において、パルス幅変調方式を採用したと仮定した場合のエッジ部に対応するトナー像(同図(b))を表している。同図(a)に示したように、黒色の線画像や文字画像の場合、エッジ部はグレーで表現される。これをパルス幅変調方式に従って静電潜像を形成すると、同図(b)に示したようにスクリーン処理が施されてしまう(ここでは、列状のスクリーンとしている)。これでは、トナー像のエッジ部の鮮鋭度を増すことに寄与することができず、画質が劣化してしまう。このような理由により、線画像や文字画像のように分解能を重視する場合には、強度変調方式を採用することが好ましいのである。 For line images and character images, a technique is used in which the density of the edge portion is lowered in order to increase the sharpness. Here, FIG. 5 shows an image representing the edge portion of the line image or character image before screen processing (FIG. 5A), and the edge when it is assumed that the pulse width modulation method is adopted after the screen processing. The toner image corresponding to the portion ((b) in the figure) is shown. As shown in FIG. 6A, in the case of a black line image or character image, the edge portion is expressed in gray. When an electrostatic latent image is formed in accordance with the pulse width modulation method, screen processing is performed as shown in FIG. 5B (here, a row screen is used). This cannot contribute to increasing the sharpness of the edge portion of the toner image, and the image quality deteriorates. For these reasons, it is preferable to employ the intensity modulation method when importance is attached to the resolution, such as a line image or a character image.
(2)変調信号の生成
変調信号の生成に際しては、前提として、露光制御部70は強度変調方式に従って静電潜像を形成するときの露光光の最大強度E1を、パルス幅変調方式に従って静電潜像を形成するときの露光光の最大強度E2よりも大きくする。この強度変調方式を採用する場合の露光光の最大強度E1は、線画像や文字画像に用いられる線幅が1画素で、かつ、その線が主走査方向(又は、副走査方向)に対する角度が45°で再現される場合に、トナー像が途切れることがないような十分な強度が設定される。というのも、図6左側に示す
線画像や文字画像における上記条件の線は、同図右側に示すように、トナー像において破線状に途切れやすい傾向にあることを、発明者らは発見したからである。一方、パルス幅変調方式に従って静電潜像を形成するときの露光光の最大強度E2をE1のように大きくしてしまうと、トナー像の現像量が大きくなりすぎて、現像過多になってしまう。これでは、画像を形成するプロセスにおいてトナーが拡散してしまい、例えば列状のスクリーンにおいて、意図しないところでトナー像どうしがくっついたりして、その濃度が高くなってしまい、良好な階調性を再現することができない。スクリーンの形状が網点であっても、網点が意図するサイズよりも大きくなってしまい、濃度が高くなってしまうことがある。よって、最大強度においてE2>E1の関係が成り立つようにしているのである。
(2) Generation of Modulation Signal As a precondition for generating the modulation signal, the
次に、パルス幅変調部73および強度変調部74が、ビットマップデータから特定した露光光に対して行う補正について具体的に説明する。
(2−1)パルス幅変調部73
パルス幅変調部73は、ビットマップデータから決定した露光光に対して、膜厚検出部80の検出結果に応じた補正量で補正し、補正後の露光光に応じたPWM信号を生成する。
ここで、膜厚検出部80によって検出される感光体ドラム511の表面に設けられた電荷受容体の膜厚と、露光光の補正量との関係について説明する。
感光体ドラム511の表面に設けられた電荷受容体の膜厚を大きくすると、その寿命を長くすることができる。しかしながら、厚膜化された感光体ドラム511においては、特に新品時のように電荷受容体の膜厚が大きいときに露光光が照射された場合と、画像形成を重ねたり、静電潜像の再現性を改善するためにその表面が平滑となるように加工乃至磨耗されて、膜厚が小さい場合とでは、電荷受容体内における電荷密度が大きく異なる。当然、膜厚が小さくなるほど電荷密度が大きくなり、この結果、感光体ドラム511の表面に形成された静電潜像を現像した場合に、現像過多になってしまう。これでは、スクリーンが拡散してしまい、トナー像の濃度が高くなってしまう。したがって、トナー像が濃くなりすぎないようにするために、電荷受容体の膜厚が小さくなるに従って露光光の強度を小さくするような補正量が、制御部10のROM13に記憶されている。
Next, the correction performed by the pulse
(2-1) Pulse
The pulse
Here, the relationship between the film thickness of the charge acceptor provided on the surface of the photosensitive drum 511 detected by the
Increasing the film thickness of the charge receptor provided on the surface of the photoconductive drum 511 can extend the lifetime. However, in the photosensitive drum 511 having a thick film, in particular, when the exposure light is irradiated when the film thickness of the charge receptor is large as in the case of a new article, the image formation is repeated or the electrostatic latent image is formed. In order to improve reproducibility, the charge density in the charge receptor is greatly different from the case where the surface is processed or worn so that the surface becomes smooth and the film thickness is small. Naturally, the smaller the film thickness, the larger the charge density. As a result, when the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 511 is developed, the development becomes excessive. This diffuses the screen and increases the density of the toner image. Therefore, in order to prevent the toner image from becoming too dark, a correction amount is stored in the
以上説明したように、パルス幅変調部73がPWM信号を生成するに際しては、ビットマップデータ及び種別情報に応じた補正に加えて、ビットマップデータに応じた露光光の強度を膜厚に応じた補正量で小さくするように補正してからPWM信号を生成する。これによって、膜厚が小さくなるほど露光光の強度が小さくなるから、膜厚の大きさとは無関係に現像過多となることを回避して、ほぼ一定の濃度でトナー像を形成することができる。
As described above, when the pulse
また、前述したように、写真画像においては階調性がかなり重視される一方で、同じパルス幅変調方式に従って静電潜像が形成されるグラフィックにおいては、色数は一般に写真画像よりも少ないので、階調性は若干劣っていてもよいものの、写真画像よりも彩度や輪郭の鮮鋭度も重視される。したがって、グラフィックの場合には、階調性については写真画像の場合ほど、スクリーン画像に対する補正量が精密に設定されていなくてもよいが、分解能を確保できるように、エッジ部の鮮鋭度を増すよう、露光光の強度を或る程度大きくするような補正量が設定されていることが好ましい。 Further, as described above, while gradation is considerably emphasized in a photographic image, the number of colors is generally smaller in a graphic in which an electrostatic latent image is formed according to the same pulse width modulation method than in a photographic image. Although the gradation may be slightly inferior, the saturation and the sharpness of the outline are more important than the photographic image. Therefore, in the case of graphics, the correction amount for the screen image may not be set as precisely as in the case of a photographic image, but the sharpness of the edge portion is increased so as to ensure the resolution. Thus, it is preferable to set a correction amount that increases the intensity of exposure light to some extent.
(2−2)強度変調部74
強度変調部74は、ビットマップデータを取得すると、これらの線画像や文字画像における線幅(太さ)を、その線幅に応じた補正量で露光光の強度を補正する。以下、線幅に応じた補正について具体的に説明する。
(2-2)
When acquiring the bitmap data, the
まず第1に、線画像の線幅が1画素や2画素のように非常に小さい場合には、それに対応するトナー像における線幅が、意図するものよりもさらに細くなってしまう、という画像劣化が生じることがある。
図7は、解像度が600dpiのビットマップデータにおける線画像の線幅と、トナー像の線幅との関係を実験的に求めたものを表したグラフである。図7において、横軸は線画像の線幅(画素)を表し、縦軸は実際に形成されたトナー像の線幅(μm;マイクロメートル)を表している。破線で図示したように、本来は、線画像の線幅が大きくなるにつれて、トナー像の線幅も比例して大きくなるはずである。しかしながら、同図の実線で示したように、線画像の線幅が1画素や2画素のように極めて細い場合には、実際に形成されるトナー像の線幅は、線画像の線幅よりもかなり小さくなってしまう。
First, when the line width of the line image is very small, such as 1 pixel or 2 pixels, the line width of the corresponding toner image becomes narrower than intended. May occur.
FIG. 7 is a graph showing an experimentally obtained relationship between the line width of a line image and the line width of a toner image in bitmap data having a resolution of 600 dpi. In FIG. 7, the horizontal axis represents the line width (pixels) of the line image, and the vertical axis represents the line width (μm; micrometer) of the toner image actually formed. As illustrated by the broken line, the line width of the toner image should increase proportionally as the line width of the line image increases. However, as shown by the solid line in the figure, when the line width of the line image is extremely thin such as 1 pixel or 2 pixels, the line width of the toner image actually formed is larger than the line width of the line image. Will be much smaller.
この理由について図8を用いて説明する。
図8は、472画素(dot)の線幅(およそ20ミリメートル)の線画像に対応する静電潜像(同図(a))と、1画素(dot)の線幅の線画像を表す静電潜像(同図(b))を形成した場合の、各静電潜像の電位と、現像バイアスの電位との関係を説明する図である。
同図(a)に示したように、ある程度大きな線幅を有する線画像の場合、これに対応する静電潜像の電位と、現像器514の現像バイアスの電位との電位差はVRであり、ほぼ全域に亘って、ほぼVRという十分な大きさの電位差が確保されており、この静電潜像の全体にトナー像を形成することができる。その一方で、同図(b)に示したように、1画素の線幅の線画像の場合、静電潜像の端部の電位は帯電電位から十分に低下しておらず、現像バイアスとの電位差がかなり小さい。これは、露光装置513が照射する露光光のビーム径はある程度の大きさを有するが、この全域にわたって強度が一様ではなく、中央部から放射状に強度が小さくなるよう遷移しているという理由に基づく。電位差VRを確保しようとしても線画像の線幅が小さいため、最大でもVR1(<VR)しか確保できない。このような理由から、静電潜像の端部領域では現像バイアスとの電位差がかなり小さくなるため、この端部領域が現像されないことにより、トナー像の線幅が小さくなってしまう。
The reason for this will be described with reference to FIG.
FIG. 8 shows an electrostatic latent image corresponding to a line image having a line width (approximately 20 millimeters) of 472 pixels (dot) (FIG. 8A) and a static image representing a line image having a line width of 1 pixel (dot). It is a figure explaining the relationship between the electric potential of each electrostatic latent image, and the electric potential of a developing bias at the time of forming an electrostatic latent image (the figure (b)).
As shown in FIG. 5A, in the case of a line image having a somewhat large line width, the potential difference between the corresponding electrostatic latent image potential and the developing bias potential of the developing device 514 is VR. A sufficiently large potential difference of approximately VR is ensured over almost the entire area, and a toner image can be formed on the entire electrostatic latent image. On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the case of a line image having a line width of one pixel, the potential at the end of the electrostatic latent image is not sufficiently lowered from the charged potential, and the development bias and The potential difference is quite small. This is because the beam diameter of the exposure light irradiated by the exposure apparatus 513 has a certain size, but the intensity is not uniform over the entire area, and the transition is made so that the intensity decreases radially from the center. Based. Even if the potential difference VR is to be secured, the line width of the line image is small, so that only VR1 (<VR) can be secured at most. For this reason, since the potential difference from the developing bias is considerably small in the end region of the electrostatic latent image, the line width of the toner image is reduced because the end region is not developed.
上述の事情から、強度変調部74は、線幅が小さい場合には、線画像の線幅が小さいほど露光光の強度を大きくするように設定された補正量で、露光光を補正する。
図9は、線画像の線幅と、露光光の強度に対する補正量との関係を模式的に表した図である。図9において、横軸は線画像の線幅(画素)を表し、縦軸は露光光の強度の補正量を表している。同図に示すように、線画像の線幅が小さいほど補正量が大きくなるように補正量が設定されている。例えば、1画素の線幅の線画像を表すトナー像を形成する場合、露光光の強度を大きくするよう補正することにより、図8に示した一点鎖線のように、静電潜像の電位をさらに大きく低下させることができる。これにより、より広い領域で現像バイアスとの電位差を確保できるようになるから、トナー像の線幅が小さくなることを防ぐことができる。また、線画像の線幅が2,3,4画素のように大きくなるほど、線幅の細線化の影響は小さくなるから、その補正量は次第に小さくなっている。そして、5、6画素になると、上記の線幅が大きい場合のように(図8(a))、線画像の線幅が小さくなることの影響はほとんどないから、補正量を「0」としている。つまり、強度変調部74は、線画像や文字画像の線幅が閾値(第1の閾値)よりも小さい場合には、露光光の強度を大きくするような補正量で補正することになる。
From the above situation, when the line width is small, the
FIG. 9 is a diagram schematically showing the relationship between the line width of a line image and the correction amount with respect to the intensity of exposure light. In FIG. 9, the horizontal axis represents the line width (pixel) of the line image, and the vertical axis represents the exposure light intensity correction amount. As shown in the figure, the correction amount is set so that the correction amount increases as the line width of the line image decreases. For example, in the case of forming a toner image representing a line image having a line width of one pixel, the potential of the electrostatic latent image is changed as indicated by a one-dot chain line shown in FIG. Further reduction can be achieved. As a result, a potential difference from the developing bias can be ensured in a wider area, so that the line width of the toner image can be prevented from being reduced. Further, as the line width of the line image becomes larger as 2, 3 and 4 pixels, the influence of thinning of the line width becomes smaller, so the correction amount becomes gradually smaller. When the number of pixels is 5 or 6, the correction amount is set to “0” because there is almost no influence from the reduction of the line width of the line image as in the case where the line width is large (FIG. 8A). Yes. That is, when the line width of the line image or the character image is smaller than the threshold value (first threshold value), the
一方で、写真画像やグラフィックで用いられる列状のスクリーンでも1画素や2画素の線幅のトナー像が用いられることになるが、パルス幅変調部73はこの線幅については補正を行わない。仮に、スクリーンを構成する画像に補正を行うと、トナー像の濃度が高くなってしまい、階調性が悪化するためである。
On the other hand, a toner image having a line width of one pixel or two pixels is also used in a column-shaped screen used for a photographic image or graphic, but the pulse
第2に、線画像の線幅が或る程度大きくなると、トナー像における線幅が、意図するものよりもさらに細くなってしまう、という画像劣化が生じることがある。
図10は、線画像に対応するトナー像の線幅と、線画像に応じて形成されたトナー像の線幅との関係を実験的に求めたものを表したグラフである。同図において、横軸は線画像の線幅(μm)を表し、縦軸は実際に形成されたトナー像の線幅(μm)を表している。同図から判るように、線画像においては線幅がほぼ30μm〜450μmに亘って、トナー像の線幅が意図するよりも30μm〜50μmほど大きくなっている。これは、一次転写器515によるトナー像の転写や、定着器54による定着処理において加圧されたときにトナー像が拡散することによって発生するものである。
Second, when the line width of the line image is increased to some extent, image deterioration may occur in which the line width in the toner image becomes thinner than intended.
FIG. 10 is a graph showing an experimentally obtained relationship between the line width of the toner image corresponding to the line image and the line width of the toner image formed according to the line image. In the figure, the horizontal axis represents the line width (μm) of the line image, and the vertical axis represents the line width (μm) of the actually formed toner image. As can be seen from the figure, in the line image, the line width is approximately 30 μm to 450 μm, and the line width of the toner image is 30 μm to 50 μm larger than intended. This occurs when the toner image is diffused when the toner image is pressed in the transfer of the toner image by the primary transfer device 515 or in the fixing process by the fixing
このような欠陥が発生しないようにするために、強度変調部74は、図10に示した傾向に基づいて設定された補正量に基づいて、上記の線幅を小さくするべく露光強度を小さくするよう補正する。例えば、図10に示したように、強度変調部74が線画像の線幅を150μmとする露光光を特定しても、実際に形成されるトナー像の線幅はおよそ180μmになってしまう。そこで、150μmの線幅でトナー像が形成されるように、例えば矢印rで示したようにして、強度変調部74は、線幅120μmの線画像に対応する強度となるように、露光光の強度を小さくするよう補正する。この結果、実際に形成されるトナー像の線幅を意図する大きさ(150μm)にすることができる。
つまり、強度変調部74は、線画像や文字画像の線幅が第2の閾値(ただし、第1の閾値よりも大きい)以上である場合には、露光光の強度を小さくするような補正量で補正する。ただし、線幅がある程度大きい場合には、トナー像が拡散し線幅が大きくなってもほとんど目立たないため、線幅がある値よりも大きくなれば、線幅が大きくなるほど次第に露光強度の補正量を小さくする補正量が設定されていてもよい。
In order to prevent such a defect from occurring, the
That is, the
また、強度変調部74が強度変調信号を生成する際にも、パルス幅変調部73が行う補正と同じようにして、感光体ドラム511の電荷受容体の膜厚による電荷密度を考慮した補正を行う。この補正は、上述したパルス幅変調部73が行う補正と同じであるから、ここではその説明を省略する。
In addition, when the
一方、文字画像についても上記と同じようにして、線幅に応じた補正が行われる。ただし、文字画像においては、文字の線幅はそのサイズ(フォントサイズ)に依存することが多いから、露光制御部70は、フォントサイズに応じた補正量で露光光を補正するようにしてもよい。例えば、文字画像の線幅が1画素〜6画素程度となるフォントサイズにおいては、トナー像の線幅が小さくならないように、強度変調部74はフォントサイズが小さくなるほど露光光の強度が大きくなるような補正量で補正し、フォントサイズが大きくなるほど補正量を小さくして補正するとよい。また、文字画像の線幅が大きくなり、トナー像の線幅が大きくなる画像劣化が生じ得るフォントサイズにおいては、強度変調部74は露光光の強度を小さくするような補正量で補正するとよい。
On the other hand, the character image is also corrected according to the line width in the same manner as described above. However, in a character image, the line width of the character often depends on its size (font size), so the
(3)動作
次に、画像形成装置1の動作について、図11に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
外部装置100において、ユーザにより画像形成処理の実行が指示されると、外部装置100からその実行指示がPDLデータとともに送信されてくるので、画像形成装置1の制御部10は、通信部30によってこれを受信する。
(3) Operation Next, the operation of the
In the
まず、制御部10は、この実行指示に基づいて、画像データを画像処理部60に供給し、画像処理部60はこれを解釈して、ビットマップデータを生成する(ステップS1)。画像処理部60は、生成したビットマップデータの各画素に種別情報を割り当てて(ステップS2)、各画素の座標値とその画素に割り当てられた種別情報とを対応付けて制御部10のRAM12に書き込む。そして、画像処理部60は、ビットマップデータに対して色変換処理、精細化処理および階調補正処理等の各種画像処理を実行する(ステップS3)。
続いて、露光制御部70は、画像処理部60からビットマップデータを取得し、制御部10のRAM12から種別情報を取得すると、その各画素に割り当てられた種別情報に基づいて画像の種別を判断する(ステップS4)。露光制御部70は、選択部71にてビットマップデータの種別情報が「写真画像」または「グラフィック」であると判断すると(ステップS4;写真画像/グラフィック)、パルス幅変調方式に従って静電潜像を形成させるべく、中間調処理部72にてビットマップデータに対してスクリーン処理を実行する。続いて、露光制御部70は、パルス幅変調部73にてスクリーン処理後のビットマップデータから求めた露光光を、制御部10のROM13から取得して自身のRAMに記憶した種別情報に応じた補正量で補正し、PWM信号を生成する(ステップS5)。
First, the
Subsequently, when the
一方で、露光制御部70は、選択部71にてビットマップデータの種別情報が「線画像」又は「文字画像」と判断すると(ステップS4;文字画像/線画像)、強度変調方式に従って静電潜像を形成させるべく、強度変調部74にてビットマップデータから求められた露光光を、制御部10のROM13から取得し自身のRAMに記憶した種別情報に応じた補正量で補正し、強度変調信号を生成する(ステップS6)。
続いて、露光制御部70は、パルス幅変調部73にて生成されたPWM信号、又は強度変調部74にて生成された強度変調信号をレーザドライバ75に供給し、これに基づいて露光装置513を駆動させる。これにより感光体ドラム511に静電潜像が形成され、制御部10は現像器514に静電潜像を現像させ、以降、転写、定着のプロセスを経て記録用紙にトナー像を形成させる(ステップS7)。
On the other hand, when the
Subsequently, the
以上説明した実施形態によれば、画像形成装置1は、写真画像やグラフィックについては階調性を重視したトナー像を形成させるべくパルス幅変調方式を採用し、線画像や文字画像については分解能を重視したトナー像を形成させるべく強度変調方式を採用する。さらに、画像形成装置1は、ビットマップデータ及び種別情報に応じた補正量や、感光体ドラム511に設けられた電荷受容体の膜厚に応じた補正量で露光光を補正する。これにより、画像の階調性と分解能とをさらに向上させ、画像の良好な再現性を得ることができる。
According to the embodiment described above, the
(4)変形例
なお、上記実施形態を次のように変形してもよい。具体的には、例えば以下のような変形が挙げられる。これらの変形は、各々を適宜に組み合わせることも可能である。
(4−1)変形例1
上述した実施形態において、パルス幅変調部73や強度変調部74は、画像の種別や電荷受容体の膜厚に応じて露光光のパルス幅や強度を補正していたが、その他の条件に基づいて設定された補正量で露光光を補正してもよい。以下、この具体例について説明する。
(4−1−1)用紙の種別
トナー像が転写される記録用紙においては種々のものが用いられるが、記録媒体の記録面に塗工層が設けられている記録用紙(以下、「塗工紙」という)や、塗工層が設けられていない記録用紙(以下、「非塗工紙」という)が用いられることがある。パルプ繊維からなる非塗工紙においては、トナー像が形成されると繊維層にトナーが入り込んでしまい、線幅が小さくなる傾向にある。一方、塗工紙においては、炭酸カルシウム等の染料を含む塗料や熱可塑性の樹脂、ゴムラッテクス又は高分子材料等が塗工材として用いられた塗光層の表面にトナー置かれることになるから、線幅は小さくなりにくい。したがって、安価で使用頻度の高い非塗工紙について、意図する濃度や線幅のトナー像を形成するように最適に設定された露光光を用いると、塗工紙を用いた場合には、画像濃度が高くなりすぎたり、スクリーン構造がつぶれてしまったり、線画像の線幅が大きくなってしまう、という欠陥が生じることがある。したがって、塗工紙を用いる場合には、パルス幅変調部73や強度変調部74は、非塗工紙の場合と比べて、露光光の強度を小さくするような補正量で露光光を補正することが好ましい。
(4) Modifications The above embodiment may be modified as follows. Specifically, the following modifications are mentioned, for example. These modifications can be appropriately combined with each other.
(4-1)
In the embodiment described above, the pulse
(4-1-1) Types of Paper Various types of recording paper to which toner images are transferred are used. However, recording paper having a coating layer on the recording surface of a recording medium (hereinafter referred to as “coating”). In some cases, recording paper (hereinafter referred to as “non-coated paper”) without a coating layer is used. In a non-coated paper made of pulp fiber, when a toner image is formed, the toner enters the fiber layer and the line width tends to be reduced. On the other hand, in coated paper, toner is placed on the surface of the light-coated layer used as a coating material, such as a paint containing a dye such as calcium carbonate, a thermoplastic resin, a rubber latex, or a polymer material. The line width is difficult to decrease. Therefore, when using exposure light that is optimally set to form a toner image having an intended density or line width for non-coated paper that is inexpensive and frequently used, if coated paper is used, In some cases, the density may be too high, the screen structure may be crushed, or the line width of the line image may be increased. Therefore, when using coated paper, the pulse
これを実現するため、この変形例における画像形成装置は用紙の種別を検知し、それに応じた補正量で露光光の強度やパルス幅変調方式におけるパルス幅を補正する。用紙の種別の検知の方法としては、用紙の種別ごとに分類された給紙トレイにそれぞれの種別の用紙を収容させておき、制御部10が、外部装置100から指示された給紙する給紙トレイによって、記録用紙の種別を検知するという方法がある。制御部10のROM13には、記録面に塗工層が設けられている塗工紙の方が、この塗工層が設けられていない非塗工紙よりも露光光の強度を小さくするように設定された補正量を記憶させておく。そして、変調信号の生成の際には、露光制御部70は、記録面に塗工層が設けられている塗工紙であるか、又は塗工層が設けられていない非塗工紙であるかを検知し、ビットマップデータから求めた露光光の強度を記録用紙に応じた補正量で補正する。
In order to realize this, the image forming apparatus according to this modification detects the type of paper, and corrects the intensity of exposure light and the pulse width in the pulse width modulation method with a correction amount corresponding thereto. As a method of detecting the paper type, each type of paper is stored in a paper feed tray classified for each paper type, and the
(4−1−2)環境
画像形成装置1が設置される環境に応じた補正量で露光光を補正してもよい。例えば、温度が高くなるほど帯電電位は大きくなる傾向にある。よって、感光体ドラム511の周辺に温度センサを設けておき、制御部10は、この温度センサによって測定された温度が基準の温度から高くなるほど、静電潜像と現像バイアスとの十分な電位差を確保するために、露光光の強度を大きくするよう設定された補正量で露光光を補正することが好ましい。また、湿度が高いほど静電潜像の電位が下がりやすい傾向にあるから、制御部10は、湿度が高くなるほど、露光光の強度を小さくするように設定された補正量で露光光を補正するようにしてもよい。
(4-1-2) Environment The exposure light may be corrected with a correction amount according to the environment in which the
(4−2)変形例2
上述した実施形態において、文字画像および線画像のそれぞれに対応する種別情報に、さらに、有色画素を配置した領域(以下、「地色部」)によって、有色画素を配置しない領域(以下、「白抜部」)を囲むことで表した画像である「白抜画像」を設けてもよい。図12は、白抜画像の一例として、「A」という文字を表す白抜画像IMGを示した図である。ハッチングで図示した地色部IMG1は、有色画素が配置された領域で、それ以外の領域である白抜部IMG2は有色画素を配置しない領域であり、「A」という文字の形状を有している。
白抜画像においては、人間がこれを視認しやすくするために、地色部IMG1は比較的高い階調値の画素によって構成されていることが多い。よって、白抜画像に応じたトナー像を形成した場合、地色部IMG1に対応するトナー像が高濃度となり、記録用紙に白抜画像が形成されたときに、白抜部IMG2に対応する領域にまでトナーがはみだして付着してしまうことがある。この理由は、上述した線幅が大きくなる理由と同じであり、転写や定着処理、さらには膜厚が大きい場合に電荷が感光体ドラム511の表面に移動するまでに広がってしまう等という理由に基づく。これによって、白抜部の線幅(画像幅)という)が小さくなったり、つぶされてしまうという欠陥が生じてしまう。
(4-2)
In the embodiment described above, in the type information corresponding to each of the character image and the line image, an area where the colored pixels are not arranged (hereinafter, “white”) by an area where the colored pixels are arranged (hereinafter, “ground color portion”). A “white-out image” that is an image expressed by surrounding the “out-cut portion”) may be provided. FIG. 12 is a diagram showing a white image IMG representing the letter “A” as an example of a white image. The ground color portion IMG1 illustrated by hatching is an area where colored pixels are arranged, and the white area IMG2 which is the other area is an area where no colored pixels are arranged, and has the shape of the letter “A”. Yes.
In a blank image, the ground color portion IMG1 is often composed of pixels having a relatively high gradation value so that a human can easily recognize it. Therefore, when the toner image corresponding to the white image is formed, the toner image corresponding to the ground color portion IMG1 has a high density, and when the white image is formed on the recording paper, the region corresponding to the white portion IMG2. In some cases, the toner protrudes and adheres. The reason for this is the same as the reason why the line width is increased as described above. For example, if the film thickness is large, the charge spreads before moving to the surface of the photosensitive drum 511. Based. This causes a defect that the line width (image width) of the white portion is reduced or crushed.
これを解決するため、画像処理部60の精細化処理部63は、所定の条件を満たす白抜画像に対しては、白抜部の線幅を大きくする画像処理を行う。具体的には、精細化処理部63は、白抜画像に対応する種別情報を制御部10から取得すると、その白抜部を表すビットマップデータに膨張処理を施して膨張させる。このように、白抜部に白色画素を挿入して線幅を大きくすることによって、上記欠陥が生じることを回避することができる。また、線幅を大きくする方法としては、所定数ずつ白抜部に白色画素を挿入して線幅を大きくするようにしてもよい。
In order to solve this problem, the
白抜部の線幅を大きくするために挿入する画素数は、白抜部の線幅や文字画像のサイズ、地色部にある有色画素の階調値等によって決定されるとよい。例えば、白抜部の線幅が数百画素のように大きい場合には、トナー像が白抜部IMG2に対応する領域にはみだしてしまっても、欠陥の影響はほとんどないといえる。よって、例えば線幅が1〜4画素の場合のみに線幅を大きくする処理を行い、かつ、線幅が小さいほど挿入する画素数を多くすると良い。また、文字画像においては、通報はそのサイズが大きいほど線幅が大きくなるため、欠陥の影響は小さくなる。よって、所定の文字サイズ以下の場合には、そのサイズが小さいほど挿入する画素数を多くし、文字サイズが所定値以上大きければ線幅を大きくする処理を行わないようにしてもよい。また、有色画素の階調値が大きいほど形成されたトナー像の濃度も高くなるから、より多くのトナーが白抜部の領域にはみだしやすいので、有色画素の階調値が高いほど、挿入する画素数を多くするとよい。
このような各種条件に基づいて、精細化処理部63は挿入する画素数を決定し、白抜画像の画像幅を大きくしてからビットマップデータを出力する。また、これと同等の効果を得ることができるのであれば、精細化処理部63がビットマップデータを補正するのではなく、露光制御部70がこの補正に相当するように露光光の強度を補正してもよい。
The number of pixels to be inserted in order to increase the line width of the white portion may be determined by the line width of the white portion, the size of the character image, the gradation value of the colored pixel in the ground color portion, or the like. For example, when the line width of the white portion is as large as several hundred pixels, even if the toner image protrudes into the region corresponding to the white portion IMG2, it can be said that there is almost no influence of the defect. Therefore, for example, the processing for increasing the line width is performed only when the line width is 1 to 4 pixels, and the number of pixels to be inserted is increased as the line width is decreased. In addition, in the character image, the larger the size of the notification, the larger the line width, so the influence of the defect becomes smaller. Therefore, when the character size is smaller than the predetermined character size, the smaller the size, the larger the number of pixels to be inserted. If the character size is larger than the predetermined value, the line width may not be increased. In addition, since the density of the formed toner image increases as the gradation value of the colored pixel increases, more toner tends to protrude into the white area. Therefore, the higher the gradation value of the colored pixel, the more the toner image is inserted. It is better to increase the number of pixels.
Based on such various conditions, the
また、画像処理部60の精細化処理部63は、地色部と白抜部との境界部から、地色部の有色画素を間引くよう補正してもよい。白抜部に隣接して高濃度のトナー像があると、このトナーが白抜部に対応する領域にまではみだしてしまいやすいからである。この具体的な方法として、平滑化フィルタを用いるとよい。例えば、精細化処理部63は、注目画素を中心とした「3×3画素」のそれぞれにフィルタ係数を割り当て、例えば、この画素群の中心画素である注目画素のフィルタ係数を「5」、その他の画素のフィルタ係数を「−0.5」としたフィルタを用いてフィルタ処理を行う。このフィルタ処理によって、白抜部との境界にある地色部の有色画素の階調値は、負のフィルタ係数によって小さくなるから、この境界部に対応するトナー像の濃度を低くすることができる。これにより、白抜部の線幅が小さくなってしまうことを抑制することができる。
Further, the
(4−3)変形例3
上述した実施形態では、画像形成装置は、通信部30によって受信した画像形成処理の開始指示に基づいて画像形成処理を行っていたが、コピー機のように画像形成装置が画像読取装置を備え、画像読取装置が原稿を読み取って生成したビットマップデータを、画像形成用のビットマップデータとしてもよい。この場合、画像形成部はUI部を介して、ユーザに画像の種別を指定させるとよい。また、画像形成装置は、スマートメディアやUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の記憶媒体から、ビットマップデータを取得してもよい。
(4-3)
In the embodiment described above, the image forming apparatus performs the image forming process based on the start instruction of the image forming process received by the
(4−4)変形例4
また、画像形成装置は種別情報をビットマップデータの画素毎に指定しなくてもよく、ビットマップデータが表す画像全体に1つの種別情報を割り当ててもよいし、画像に含まれる部分画像のそれぞれに対して種別情報を割り当ててもよい。部分画像に対して割り当てる場合、画像形成装置は、ラベリング処理等を採用することによって特定される部分画像の種別を判断し、種別情報を割り当てるとよい。
(4-4)
Further, the image forming apparatus may not specify the type information for each pixel of the bitmap data, may assign one type information to the entire image represented by the bitmap data, or each of the partial images included in the image. Type information may be assigned to. When assigning to a partial image, the image forming apparatus may determine the type of the partial image specified by adopting a labeling process or the like, and assign type information.
(4−5)変形例5
上述した実施形態では、種別情報を「写真画像」、「グラフィック」、「線画像」、「文字画像」のいずれかに分類していたが、これ以外の種別情報を設けてもよい。要するに、画像形成装置1は、階調性が重視される第1の種別の画像においては、スクリーン処理を採用し、ビットマップデータの階調値を表現することに適しているパルス幅変調方式に従って静電潜像を形成する。一方、画像形成装置1は、分解能が重視される第2の種別の画像においては、露光光の強度よって階調値を表現することに適している強度変調方式に従って静電潜像を形成する。特に、線画像や文字画像のように、線幅が理想的なものからずれたり線が途切れることが、無視することのできない画像欠陥となる種別の画像であれば、線画像及び文字画像以外の種別の画像であっても、実施形態と同じようにして、露光光の強度を補正することによってトナー像の線幅を補正することで、この問題を解決できる。
この変形例5の構成により、前傾した種別以外の画像であっても、階調性と分解能とをさらに向上させ、画像の良好な再現性を得ることができる。
(4-5)
In the above-described embodiment, the type information is classified into one of “photo image”, “graphic”, “line image”, and “character image”, but other type information may be provided. In short, the
With the configuration of the modified example 5, it is possible to further improve the gradation and resolution and obtain a good reproducibility of an image even for an image other than the forward inclined type.
1…画像形成装置、10…制御部、11…CPU、12…RAM、13…ROM、100…外部装置、20…記憶部、30…通信部、40…UI部、50…画像形成部、51…画像形成ユニット、511…感光体ドラム、512…帯電器、513…露光装置、514…現像器、515…一次転写器、516…クリーニング装置、517…中間転写ベルト、52…中間転写ベルト、53…二次転写器、54…定着器、60…画像処理部、61…ラスタデータ生成部、62…色変換処理部、63…精細化処理部、64…階調補正部、70…露光制御部、71…選択部、72…中間調処理部、73…パルス幅変調部、74…強度変調部、75…レーザドライバ、80…膜厚検出部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
光のパルス幅によって画素の階調値を表現するパルス幅変調方式に従って、前記取得手段が取得した画像データに応じた光を帯電された電荷受容体に照射し、当該電荷受容体に静電潜像を形成する第1の露光手段と、
光の強度によって画素の階調値を表現する強度変調方式に従って、前記取得手段が取得した画像データに応じた光を前記電荷受容体に照射し、当該電荷受容体に静電潜像を形成する第2の露光手段と、
前記取得手段が取得した種別情報に基づいて前記静電潜像を形成する露光手段として、前記第1または第2の露光手段のいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段によって前記第2の露光手段が選択された場合に、当該第2の露光手段に照射させる前記画像データに応じた光の強度を、前記種別情報に応じた補正量で補正する補正手段と
を備え、
前記補正手段は、前記種別情報に応じた補正に加えて、前記画像データが表す画像の線幅が第1の閾値よりも小さい場合には、前記光の強度を大きくするような補正量で補正し、当該線幅が前記第1の閾値よりも大である第2の閾値以上である場合には、前記光の強度を小さくするような補正量で補正する
ことを特徴とする露光制御装置。 Acquisition means for acquiring image data including a gradation value of each pixel and type information indicating a type of an image represented by the image data;
In accordance with a pulse width modulation method that expresses the gradation value of a pixel by the pulse width of light, the charged charge receptor is irradiated with light according to the image data acquired by the acquisition means, and the electrostatic charge is applied to the charge receptor. First exposure means for forming an image;
In accordance with an intensity modulation method that expresses the gradation value of a pixel by the intensity of light, the charge receptor is irradiated with light according to the image data acquired by the acquisition unit, and an electrostatic latent image is formed on the charge receptor. A second exposure means;
A selection unit that selects either the first or second exposure unit as an exposure unit that forms the electrostatic latent image based on the type information acquired by the acquisition unit;
When the second exposure unit is selected by the selection unit, a correction unit that corrects the light intensity corresponding to the image data to be irradiated to the second exposure unit by a correction amount corresponding to the type information It equipped with a door,
In addition to the correction according to the type information, the correction means corrects with a correction amount that increases the light intensity when the line width of the image represented by the image data is smaller than a first threshold. Then, when the line width is equal to or larger than the second threshold value that is larger than the first threshold value , the exposure control apparatus corrects with a correction amount that reduces the light intensity .
前記選択手段は、前記取得手段が取得した種別情報が前記線画像又は文字画像を表すものであれば、前記第2の露光手段を選択することを特徴とする請求項1に記載の露光制御装置。 Before SL type information includes a type of the line image or a character image,
The exposure control apparatus according to claim 1, wherein the selection unit selects the second exposure unit if the type information acquired by the acquisition unit represents the line image or the character image. .
前記第2の露光手段が照射する光の最大強度は、前記第1の露光手段が照射する光の最大強度よりも大きい
ことを特徴とする請求項2に記載の露光制御装置。 Before Symbol selection means, as long as the type information acquired by the acquiring unit represents a type other than the line image and the character image, and selects said first exposure means,
The exposure control apparatus according to claim 2 , wherein a maximum intensity of light irradiated by the second exposure unit is larger than a maximum intensity of light irradiated by the first exposure unit.
前記補正手段は、前記種別情報に応じた補正に加えて、前記膜厚検知手段によって検知された膜厚が小さくなるほど、前記選択された露光手段によって照射される光の強度を小さくするような補正量で補正する
ことを特徴とする請求項1に記載の露光制御装置。 Comprising a thickness detecting means for detecting a film thickness before Symbol charge receptor,
In addition to the correction according to the type information, the correction unit corrects the intensity of light emitted by the selected exposure unit as the film thickness detected by the film thickness detection unit decreases. The exposure control apparatus according to claim 1, wherein the exposure control apparatus corrects by an amount.
前記補正手段は、前記種別情報に応じた補正に加えて、前記検知手段による検知の結果に応じて、前記塗工層が設けられている記録媒体に対して前記選択された露光手段によって照射される光の強度を、当該塗工層が設けられていない記録媒体に対して照射されるときの光の強度よりも小さくするような補正量で補正する
ことを特徴とする請求項1に記載の露光制御装置。 Detecting whether a recording medium on which the developed image prior Symbol electrostatic latent image is transferred, whether the recording surface as a recording medium coating layer is provided, or a recording medium the coating layer was not provided Detecting means for
In addition to the correction according to the type information, the correction means is irradiated by the selected exposure means on the recording medium provided with the coating layer according to the result of detection by the detection means. The light intensity is corrected with a correction amount so as to be smaller than the light intensity when the recording medium not provided with the coating layer is irradiated. Exposure control device.
前記取得手段は、前記画像幅変更手段によって処理が施された画像データを取得することを特徴とする請求項1に記載の露光制御装置。 Image represented by pre Symbol image data, the region of arranging the colored pixels, in the case of white unplug image is an image expressed by enclosing a region that does not place a colored pixel, the line width of the image, the size and the In accordance with at least any one of the gradation values of the colored pixels, the image width changing means for increasing the image width of the area where the colored pixels are not arranged,
The exposure control apparatus according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires the image data processed by the image width changing unit.
前記電荷受容体と、
前記電荷受容体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記電荷受容体の表面に、前記露光制御装置によって形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像手段と、
前記現像手段によって現像された像を記録媒体に転写する転写手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An exposure control device according to any one of 請 Motomeko 1 to 6,
The charge acceptor;
Charging means for charging the surface of the charge receptor;
Developing means for developing the electrostatic latent image formed by the exposure control device on the surface of the charge receptor charged by the charging means with a developer;
An image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers an image developed by the developing unit to a recording medium.
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