JP5402654B2 - Image processing apparatus, image processing method, program, and recording medium - Google Patents

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Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファックス等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に用いられる画像処理装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus used in an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a laser printer, a digital copying machine, and a fax machine.

近年、電子写真プロセスを用いたレーザプリンタ、デジタル複写機などの画像形成装置の高速化、高密度化が進み、露光プロセスを実行する装置として、レーザビームによる光走査装置が採用されている。画像形成の高速化、高密度化の要求に対し、光走査装置側でポリゴンスキャナの高速化により対応すると、ポリゴンミラーの風きり音や駆動モータの駆動音などの騒音が増大するとともに、消費電力の増大や耐久性の劣化などの問題も生ずる。これに対して、光走査装置をマルチビーム化する手法は、上記した環境問題が発生せず、画像形成の高速化、高密度化を実現する方法として有効である。   In recent years, image forming apparatuses such as laser printers and digital copying machines using an electrophotographic process have been increased in speed and density, and an optical scanning apparatus using a laser beam has been adopted as an apparatus for performing an exposure process. Responding to the demand for high-speed and high-density image formation by increasing the speed of the polygon scanner on the optical scanning device side increases noise such as wind noise from the polygon mirror and drive noise from the drive motor. There are also problems such as increase in durability and deterioration in durability. On the other hand, the method of using a multi-beam optical scanning device is effective as a method for realizing high-speed and high-density image formation without causing the environmental problems described above.

光走査装置をマルチビーム化する方式において、複数の発光点が等間隔に配列されたLDアレイを用い、さらに走査線間隔を不均一にして、飛び越し走査を行なう方式が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。このような飛び越し走査を使うと、光源と被走査面間の副走査方向の横倍率が偏向角により異なっても、主走査位置による走査線間隔のばらつきと、濃度むらを低減することができ、高解像度の画像を形成することができる。   In a method of converting an optical scanning device into a multi-beam, a method of performing interlaced scanning using an LD array in which a plurality of light emitting points are arranged at equal intervals, and further making scanning line intervals non-uniform is proposed (for example, (See Patent Document 1). When such interlaced scanning is used, even if the lateral magnification in the sub-scanning direction between the light source and the surface to be scanned varies depending on the deflection angle, it is possible to reduce variations in scanning line intervals and density unevenness depending on the main scanning position, A high-resolution image can be formed.

ところで、従来、軽印刷と言われていた分野で、上記した画像形成装置が利用されているが、最近の省資源の要請から両面印刷技術が重要である。電子写真方式の両面印刷では、用紙の第1面を記録し、熱定着を行い、次に第2面を記録する方式を採るため、例えば第1面と第2面とでは、0.2%〜0.4%の倍率差が生じる。そこで、倍率調整や曲がり補正などのために画素の間引きあるいは画素の挿入技術が提案されている(例えば、特許文献2、3を参照)。   By the way, the above-described image forming apparatus has been used in a field that has been conventionally called light printing, but double-sided printing technology is important because of recent demands for resource saving. In electrophotographic double-sided printing, the first side of the paper is recorded, heat-fixed, and then the second side is recorded. For example, 0.2% for the first side and the second side. A magnification difference of ~ 0.4% occurs. Thus, pixel thinning or pixel insertion techniques have been proposed for magnification adjustment, bending correction, and the like (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

露光系の解像度が、例えば4800dpiとすると、飛び越し走査で形成されるビームの副走査ピッチは約5.2μmとなる。レーザビームの走査幅がA3サイズとすると、約420mmの走査幅にわたって、5.2μmのピッチを維持しなければならないことになる。これは調整が難しく、調整のための工数(コスト)が増大する。   If the resolution of the exposure system is, for example, 4800 dpi, the sub-scanning pitch of the beam formed by the interlaced scanning is about 5.2 μm. If the scanning width of the laser beam is A3 size, a pitch of 5.2 μm must be maintained over a scanning width of about 420 mm. This is difficult to adjust, and the man-hour (cost) for adjustment increases.

また、装置内部の温度変化などによっても、ピッチが変化してしまうため、5.2μmを維持することが難しい。そのため、装置が稼動して温度が変化するに伴い、画像に濃度ムラが発生し、画質が安定しないという課題がある。   Further, since the pitch changes due to a temperature change in the apparatus, it is difficult to maintain 5.2 μm. Therefore, as the apparatus is operated and the temperature changes, there is a problem that density unevenness occurs in the image and the image quality is not stable.

さらに、ガルバノミラーによる往復走査環境における走査ピッチのムラに起因する濃度ムラの発生に関して、副走査方向に3以上の奇数個の画素を有するセルが、主走査方向に隣接して配置する方式も提案されている(例えば、特許文献4を参照)。ガルバノミラーによる走査線の粗密の発生は規則的であるため、セルを副走査方向に奇数にして、形成される網点が副走査方向に偶数であっても濃度差が解消される。   In addition, regarding the occurrence of density unevenness due to uneven scanning pitch in a reciprocating scanning environment using a galvanometer mirror, a method in which cells having an odd number of 3 or more pixels in the sub-scanning direction are arranged adjacent to each other in the main scanning direction is also proposed. (For example, see Patent Document 4). Since the density of the scanning lines by the galvanometer mirror is regular, the density difference is eliminated even if the cells are odd in the sub-scanning direction and the formed halftone dots are even in the sub-scanning direction.

しかしながら、この方式では、ポリゴンによる飛び越し走査光学系では、必ずしも濃度差が解消できず、また、セルを奇数にすることにより、セルのサイズ選択が制約されることにより、所望のスクリーン線数を得ることができないという課題がある。さらに、前述した、画素の間引きあるいは画素の挿入を行う場合に、この方法では濃度ムラを解消できないという課題がある。   However, in this method, the interlaced scanning optical system using polygons does not necessarily eliminate the density difference, and the cell size selection is restricted by making the number of cells odd, thereby obtaining the desired number of screen lines. There is a problem that it cannot be done. Furthermore, when performing pixel thinning or pixel insertion as described above, this method has a problem that density unevenness cannot be eliminated.

この他に、光量ムラ、ピッチムラを防ぐために、非等方的なディザを使う方式が提案されている(例えば、特許文献5を参照)。
開示されている。
In addition to this, a method using anisotropic dither has been proposed in order to prevent light amount unevenness and pitch unevenness (see, for example, Patent Document 5).
It is disclosed.

しかしながら、非等方的なディザは一般に、ざらついた印象を与えるため、出力装置の性能を選ぶ傾向があり、必ずしも電子写真プロセスの画像形成装置に適用できるものではない。   However, anisotropic dither generally gives a rough impression and tends to select the performance of the output device, and is not necessarily applicable to an image forming apparatus for an electrophotographic process.

本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、ザラツキがなく、装置内部の温度変化によっても画質が劣化しない、マルチビームの飛び越し走査によるポリゴン光学系に最適であり、また倍率調整のための画素の挿入、削除が行われる画像形成装置に最適な画像処理装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems,
The object of the present invention is optimal for a polygon optical system based on multi-beam interlaced scanning, in which there is no roughness and the image quality does not deteriorate due to temperature changes inside the apparatus, and pixels are inserted and deleted for magnification adjustment. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus optimal for an image forming apparatus.

本発明は、副走査方向に駆動される感光体と、一定方向に回転するポリゴンにより前記感光体上を主走査方向に複数のビームを走査し、前記複数のビームは飛び越し走査による書き込み走査光学系であり、画像信号に従って露光し、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置において、入力画像を偶数倍に密度変換を行う密度変換手段と、前記密度変換を行った画像の副走査方向に並ぶ画素のうち、濃度が大きいオン画素の画素数と、濃度が小さいオフ画素の画素数と、をカウントし、前記オン画素の画素数を第1係数で補正した値と、前記オフ画素の画素数を前記第1係数より大きい第2係数で補正した値とを比較することにより、前記画像の副走査方向に並ぶ画素の濃度レベルを判断する判断手段と、前記濃度レベルに基づき、網点もしくは網点の埋め残し部を選択して副走査方向に1画素膨張する1画素膨張手段と、を備えることを最も主要な特徴とする。 The present invention scans a plurality of beams in the main scanning direction on the photosensitive member by a photosensitive member driven in the sub-scanning direction and a polygon rotating in a fixed direction, and the plurality of beams are scanned by a scanning scanning optical system. In an image forming apparatus that exposes according to an image signal and forms an image by an electrophotographic process , a density conversion unit that converts an input image into an even number of times and a density conversion unit that aligns the density-converted image in the sub-scanning direction Among the pixels, the number of on-pixels having a high density and the number of off-pixels having a low density are counted, and a value obtained by correcting the number of on-pixels by a first coefficient, and the number of off-pixels. Is compared with a value corrected by a second coefficient larger than the first coefficient to determine a density level of pixels arranged in the sub-scanning direction of the image, and based on the density level A 1 pixel expansion means for one pixel expansion in the sub-scanning direction by selecting the buried leaving portions of the halftone dots or halftone dots, and most important feature and this with a.

1.網点または網点の埋め残し部が、副走査方向に奇数個の連続した画素で構成されているので、飛び越し走査のピッチムラがある場合でも濃度ムラが抑制される。
2.ディザマスクのセルのサイズが奇数に限定されないので、スクリーン角やスクリーン線数の自由度に制限を与えない。また、ディザマスクが等方的でもよいので、どのような電子写真の画像形成装置に適用しても安定で高画質な印刷物を出力できる。
3.元となる入力画像を偶数倍に密度変換を行い、密度変換を行った結果に対して副走査方向に1画素の画素膨張をするようにしたので、簡単な回路構成で実現できる。
4.注目画素周辺の濃度レベルを判断し、その判断結果に基づき、網点もしくは網点の埋め残し部を選択して副走査方向に1画素膨張するようにしたので、濃度レベルに応じて、特に極低濃度部と極高濃度部において適切に濃度ムラを抑制できる。
5.注目画素周辺の濃度レベルの判断としては、副走査方向の画素の並びからその濃度レベルを判断するものであるので、簡単な構成で検出できる。
1. Since the halftone dot or the unfilled portion of the halftone dot is composed of an odd number of continuous pixels in the sub-scanning direction, density unevenness is suppressed even when there is pitch unevenness in interlaced scanning.
2. Since the dither mask cell size is not limited to an odd number, there is no restriction on the degree of freedom of the screen angle and the number of screen lines. In addition, since the dither mask may be isotropic, a stable and high-quality printed matter can be output regardless of the electrophotographic image forming apparatus.
3. Since the original input image is subjected to density conversion to an even multiple, and the result of density conversion is expanded by one pixel in the sub-scanning direction, this can be realized with a simple circuit configuration.
4). Since the density level around the target pixel is determined, and based on the determination result, the halftone dot or the unfilled portion of the halftone dot is selected to expand one pixel in the sub-scanning direction. Density unevenness can be appropriately suppressed in the low density part and the extremely high density part.
5. The determination of the density level around the target pixel can be detected with a simple configuration because it determines the density level from the arrangement of pixels in the sub-scanning direction.

本発明の画像形成装置の構成を示す。1 shows a configuration of an image forming apparatus of the present invention. 面発光型半導体レーザの構成を示す。The structure of a surface emitting semiconductor laser is shown. 光学装置が感光体ドラムを露光する構成を示す。1 shows a configuration in which an optical device exposes a photosensitive drum. 飛び越し走査の走査位置を説明する図である。It is a figure explaining the scanning position of interlaced scanning. 制御ユニットの構成を示す。The structure of a control unit is shown. GAVDの詳細な構成を示す。The detailed structure of GAVD is shown. 実施例1に係る画像処理部の構成例を示す。1 illustrates a configuration example of an image processing unit according to a first embodiment. 副走査変倍部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a sub-scanning scaling part. 副走査変倍部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a sub-scanning scaling part. 濃度ムラの発生を説明する図である。It is a figure explaining generation | occurrence | production of density unevenness. 実施例2に係る画像処理部の構成例を示す。3 shows a configuration example of an image processing unit according to a second embodiment. レベル判断部の構成を示す。The structure of a level judgment part is shown. 網点または網点の埋め残し部の画素を1画素分だけ下側に膨張させた場合の図である。It is a figure at the time of expanding the pixel of the halftone dot or the unfilled part of a halftone dot by 1 pixel below. 1画素を4倍の密度に変換処理した例を示す。An example in which one pixel is converted to four times the density is shown.

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(画像形成装置の説明)
図1は、本発明の画像形成装置の構成を示す。画像形成装置100は、ポリゴンミラー102aなどの光学要素を含む光学装置102と、感光体ドラム、帯電装置、現像装置などを含む像形成部112と、中間転写ベルトなどを含む転写部122により構成される。光学装置102は、半導体レーザとして図示しないVCSEL200(図2、図3を参照)を含んで構成される。図1に示す例では、VCSEL200から射出された光ビームは、一旦、図示しない第1シリンドリカルレンズにより集光され、ポリゴンミラー102aにより、反射ミラー102bへと偏向される。
(Description of image forming apparatus)
FIG. 1 shows a configuration of an image forming apparatus of the present invention. The image forming apparatus 100 includes an optical device 102 including optical elements such as a polygon mirror 102a, an image forming unit 112 including a photosensitive drum, a charging device, and a developing device, and a transfer unit 122 including an intermediate transfer belt. The The optical device 102 includes a VCSEL 200 (see FIGS. 2 and 3) (not shown) as a semiconductor laser. In the example shown in FIG. 1, the light beam emitted from the VCSEL 200 is once condensed by a first cylindrical lens (not shown) and deflected by the polygon mirror 102a to the reflection mirror 102b.

VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)200とは、同一チップ上に複数の光源(半導体レーザ)を格子状に配置した面発光型半導体レーザである。VCSEL200を使用した画像形成装置としては様々な技術があり、本発明の画像形成装置100の光学装置102には、これらの公知技術と同様の構成で、VCSEL200が組み込まれている。   The VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 200 is a surface emitting semiconductor laser in which a plurality of light sources (semiconductor lasers) are arranged in a lattice pattern on the same chip. There are various techniques as an image forming apparatus using the VCSEL 200, and the VCSEL 200 is incorporated in the optical device 102 of the image forming apparatus 100 of the present invention with the same configuration as those known techniques.

図2は、光学装置102に組み込まれたVCSEL200の構成を示す。VCSEL200は、図2に示すように、複数の光源ch1〜ch40(複数の発光点)が斜め格子状に配置された半導体レーザアレイを構成している。   FIG. 2 shows a configuration of the VCSEL 200 incorporated in the optical device 102. As shown in FIG. 2, the VCSEL 200 forms a semiconductor laser array in which a plurality of light sources ch1 to ch40 (a plurality of light emitting points) are arranged in an oblique lattice shape.

画像形成装置100は、fθレンズを使用しないポストオブジェクト型の光学装置102を構成する。ch1〜ch40からなる光ビームLは、図示した実施例では、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色に対応した数、発生されていて、ポリゴンミラー102aにより偏向されたビームLは、反射ミラー102bで反射され、第2シリンドリカルレンズ102cで再度集光された後に感光体ドラム104a、106a、108a、110aを露光している。   The image forming apparatus 100 constitutes a post-object type optical device 102 that does not use an fθ lens. In the illustrated embodiment, light beams L composed of ch1 to ch40 are generated in a number corresponding to each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K), and the polygon mirror 102a. The beam L deflected by the laser beam is reflected by the reflection mirror 102b and condensed again by the second cylindrical lens 102c to expose the photosensitive drums 104a, 106a, 108a, and 110a.

光ビームLの照射は、上述したように複数の光学要素を使用して行われるため、主走査方向および副走査方向のタイミングの同期がとられる。以下、主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向として定義する。   Since the irradiation of the light beam L is performed using a plurality of optical elements as described above, the timings in the main scanning direction and the sub-scanning direction are synchronized. Hereinafter, the main scanning direction is defined as the scanning direction of the light beam, and the sub-scanning direction is defined as a direction orthogonal to the main scanning direction.

感光体ドラム104a、106a、108a、110aは、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と、電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。光導電層は、それぞれ感光体ドラム104a、106a、108a、110aに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、または帯電ローラなどで構成される帯電器104b、106b、108b、110bにより表面電荷が付与される。   Each of the photosensitive drums 104a, 106a, 108a, and 110a includes a photoconductive layer including at least a charge generation layer and a charge transport layer on a conductive drum such as aluminum. The photoconductive layers are disposed corresponding to the photosensitive drums 104a, 106a, 108a, and 110a, respectively, and surface charges are imparted by the chargers 104b, 106b, 108b, and 110b including a corotron, a scorotron, or a charging roller. Is done.

各帯電器104b、106b、108b、110bにより感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に付与された静電荷は、光ビームLにより像状露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に形成された静電潜像は、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、規制ブレードなどを含む現像器104c、106c、108c、110cにより現像され、現像剤像が形成される。   The electrostatic charges imparted on the photosensitive drums 104a, 106a, 108a, 110a by the respective chargers 104b, 106b, 108b, 110b are imagewise exposed by the light beam L to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent images formed on the photoconductive drums 104a, 106a, 108a, and 110a are developed by the developing devices 104c, 106c, 108c, and 110c including a developing sleeve, a developer supplying roller, a regulating blade, and the like. Is formed.

感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に担持された現像剤は、搬送ローラ114a、114b、114cにより矢線Aの方向に移動する中間転写ベルト114上に転写される。中間転写ベルト114は、C、M、Y、Kの現像剤を担持した状態で2次転写部へと搬送される。2次転写部は、2次転写ベルト118と、搬送ローラ118a、118bにより構成される。2次転写ベルト118は、搬送ローラ118a、118bにより矢線Bの方向に搬送される。2次転写部には、給紙カセットなどの受像材収容部128から上質紙、プラスチックシートなどの受像材124が搬送ローラ126により供給される。   The developer carried on the photosensitive drums 104a, 106a, 108a, and 110a is transferred onto the intermediate transfer belt 114 that moves in the direction of arrow A by the conveying rollers 114a, 114b, and 114c. The intermediate transfer belt 114 is conveyed to the secondary transfer unit while carrying C, M, Y, and K developers. The secondary transfer unit includes a secondary transfer belt 118 and conveying rollers 118a and 118b. The secondary transfer belt 118 is conveyed in the direction of arrow B by the conveyance rollers 118a and 118b. An image receiving material 124 such as high-quality paper or a plastic sheet is supplied to the secondary transfer portion from an image receiving material storage portion 128 such as a paper feed cassette by a conveying roller 126.

2次転写部は、2次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト114上に担持された多色現像剤像を、2次転写ベルト118上に吸着保持された受像材124に転写する。受像材124は、2次転写ベルト118の搬送と共に定着装置120へと供給される。定着装置120は、シリコーンゴム、フッソゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材130により構成され、受像材124と多色現像剤像とを加圧加熱し、印刷物132として画像形成装置100の外部へと出力する。多色現像剤像を転写した後の転写ベルト114は、クリーニングブレードを含むクリーニング部116により転写残現像剤が除去された後、次の像形成プロセスへと供給される。   The secondary transfer unit applies a secondary transfer bias to transfer the multicolor developer image carried on the intermediate transfer belt 114 onto the image receiving material 124 held by suction on the secondary transfer belt 118. The image receiving material 124 is supplied to the fixing device 120 along with the conveyance of the secondary transfer belt 118. The fixing device 120 includes a fixing member 130 such as a fixing roller including silicone rubber, fluorine rubber, and the like, pressurizes and heats the image receiving material 124 and the multicolor developer image, and outputs the printed material 132 to the outside of the image forming apparatus 100. Output. After the multicolor developer image is transferred, the transfer belt 114 is supplied to the next image forming process after the transfer residual developer is removed by the cleaning unit 116 including a cleaning blade.

(ポリゴン光学系の説明)
図3は、VCSEL200を含む光学装置102が感光体ドラム104aを露光する構成を示す。VCSEL200から射出された光ビームLは、光ビーム束を整形するために使用される第1シリンドリカルレンズ202により集光され、反射ミラー204および結像レンズ206を経た後、ポリゴンミラー102aにより偏向される。ポリゴンミラー102aは、数千〜数万回転するスピンドルモータなどにより回転駆動されている。ポリゴンミラー102aで反射された光ビームLは、反射ミラー102bで反射された後、第2シリンドリカルレンズ102cにより再整形され、感光体ドラム104a上を露光する。
(Description of polygon optical system)
FIG. 3 shows a configuration in which the optical device 102 including the VCSEL 200 exposes the photosensitive drum 104a. The light beam L emitted from the VCSEL 200 is collected by the first cylindrical lens 202 used for shaping the light beam bundle, passes through the reflection mirror 204 and the imaging lens 206, and is then deflected by the polygon mirror 102a. . The polygon mirror 102a is rotationally driven by a spindle motor that rotates several thousand to several tens of thousands. The light beam L reflected by the polygon mirror 102a is reflected by the reflection mirror 102b and then reshaped by the second cylindrical lens 102c to expose the surface of the photosensitive drum 104a.

また、光ビームLの副走査方向への走査開始タイミングを同期するため、反射ミラー208が配置されている。反射ミラー208は、副走査方向の走査を開始する以前で、光ビームLを、フォトダイオードなどを含む同期検出装置210へと反射させる。同期検出装置210は、当該光ビームを検出すると、副走査を開始させるために同期信号を発生させ、VCSEL200への駆動制御信号の生成処理などの処理を同期する。   In order to synchronize the scanning start timing of the light beam L in the sub-scanning direction, a reflection mirror 208 is disposed. The reflection mirror 208 reflects the light beam L to the synchronization detection device 210 including a photodiode or the like before starting scanning in the sub-scanning direction. When detecting the light beam, the synchronization detection device 210 generates a synchronization signal to start sub-scanning, and synchronizes processing such as generation of a drive control signal to the VCSEL 200.

VCSEL200は、後述するGAVD310から送付されるパルス信号により駆動され、後述するように、画像データの所定の画像ビットに対応する位置に光ビームLが露光され、感光体ドラム104a上に静電潜像を形成する。   The VCSEL 200 is driven by a pulse signal sent from a GAVD 310, which will be described later. As will be described later, the light beam L is exposed at a position corresponding to a predetermined image bit of the image data, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 104a. Form.

(飛び越し走査方式の説明)
図4は、ch1〜ch40の40ビームからなる光ビームLによって、感光体上での飛び越し走査が行われる、その走査位置を説明する図である。
(Explanation of interlace scanning method)
FIG. 4 is a diagram for explaining the scanning position at which interlaced scanning is performed on the photosensitive member by the light beam L composed of 40 beams ch1 to ch40.

感光体上での露光解像度は4800dpi、従って、図4の画素間の間隔(マス目)は約5.2μmとなる。ある時点での走査S1とその次のポリゴンミラー面による走査S2を説明する。まず、ポリゴンミラー面は一度に40ビームをスキャンする。ビームは40チャンネルで、中央部の20チャンネル(ch20)目と21チャンネル(ch21)目の間は近接している。その他のチャンネルの間は、1走査ラインの間隙を作って主走査方向に走査するような位置関係に構成されている。   The exposure resolution on the photoconductor is 4800 dpi, and therefore the interval (pixels) between the pixels in FIG. 4 is about 5.2 μm. A scan S1 at a certain time point and a scan S2 by the next polygon mirror surface will be described. First, the polygon mirror surface scans 40 beams at a time. The beam is 40 channels, and the 20th channel (ch20) and 21st channel (ch21) in the center are close to each other. Between the other channels, a positional relationship is formed such that a gap of one scanning line is formed and scanning is performed in the main scanning direction.

チャンネル20とチャンネル21との中間点aの位置が、副走査方向におけるレンズ群の中央であり、副走査方向に対称になっている。あるポリゴン面で、このような位置関係で水平走査が行われると、次の面では図中のS2で示すラインを走査し、S1のラインの21チャンネル(ch21)と22チャンネル(ch22)との隙間を、今度は1チャンネル(ch1)が走査するように構成されている。また、Y、C、Mについても同様である。このようにして、4800dpi解像度の書込みユニットが構成されている。   The position of the intermediate point a between the channel 20 and the channel 21 is the center of the lens group in the sub-scanning direction and is symmetric in the sub-scanning direction. When horizontal scanning is performed in such a positional relationship on a certain polygonal surface, the line indicated by S2 in the figure is scanned on the next surface, and the 21 channel (ch21) and 22 channel (ch22) of the S1 line are scanned. The gap is now scanned by one channel (ch1). The same applies to Y, C, and M. In this way, a writing unit with 4800 dpi resolution is configured.

このような、全体としては40ビームからなる飛び越し走査光学系であり、中央の20−21ch間が近接していることにより、8の倍数で飛び越しができる。8の倍数で処理できることは、画像処理のための回路を構成する上でも扱いやすくなる。また、光源としてVCSEL(面発光レーザーダイオード)を利用した場合に光源配置の自由度が高いという利点がある。また、通常の飛び越し走査よりも、1ch〜40ch間の副走査ビーム間隔が狭くなり、最も外側のビームが光軸よりそれ程遠ざかることがなくなるので、副走査ビームピッチのばらつき、ビームスポット径のばらつきが低減できる。また、走査レンズの有効範囲も小さくでき、光学素子の小型化も可能となる、という利点がある。   Such an interlaced scanning optical system consisting of 40 beams as a whole, and can be interpolated by a multiple of 8 because the central 20-21ch is close. The ability to process at a multiple of 8 makes it easier to handle even when configuring a circuit for image processing. In addition, when a VCSEL (surface emitting laser diode) is used as the light source, there is an advantage that the degree of freedom of light source arrangement is high. In addition, the sub-scanning beam interval between 1ch and 40ch is narrower than normal interlaced scanning, and the outermost beam is not so far away from the optical axis. Therefore, there are variations in sub-scanning beam pitch and beam spot diameter. Can be reduced. Further, there is an advantage that the effective range of the scanning lens can be reduced and the optical element can be miniaturized.

(画像処理装置の説明)
図5は、画像形成装置100の制御ユニット300の構成を示す。制御ユニット300は、スキャナ部302と、プリンタ部308と、主制御部330として構成されている。スキャナ部302は、画像を読み取る手段として機能しており、スキャナが読み取った信号をA/D変換して黒オフセット補正、シェーディング補正、画素位置補正を行うVPU304と、取得された画像を、RGB表色系からCMYK表色系での画像データとしてデジタル変換するための画像処理を行うIPU306により構成されている。スキャナ部302が取得した読み取り画像は、デジタルデータとしてプリンタ部308へと送られる。
(Description of image processing apparatus)
FIG. 5 shows the configuration of the control unit 300 of the image forming apparatus 100. The control unit 300 is configured as a scanner unit 302, a printer unit 308, and a main control unit 330. The scanner unit 302 functions as a means for reading an image, and a VPU 304 that performs A / D conversion on a signal read by the scanner to perform black offset correction, shading correction, and pixel position correction, and an acquired image as an RGB table. The IPU 306 performs image processing for digital conversion from the color system to image data in the CMYK color system. The read image acquired by the scanner unit 302 is sent to the printer unit 308 as digital data.

プリンタ部308は、VCSEL200の駆動制御を行う制御手段として機能するGAVD(Gate Array Video Device:ビデオ処理ゲートアレイ)310と、GAVD310が生成した駆動制御信号により半導体レーザ素子を駆動させるための電流を、半導体レーザ素子に供給するLDドライバ312と、2次元的に配置された半導体レーザ素子を実装するVCSEL200により構成される。本実施例のGAVD310は、スキャナ部302から送られた画像データを、VCSEL200の射出する半導体レーザ素子の空間的なサイズに対応するように分割して高解像度化処理を実行する。   The printer unit 308 includes a GAVD (Gate Array Video Device: video processing gate array) 310 that functions as a control unit that performs drive control of the VCSEL 200, and a current for driving the semiconductor laser element using a drive control signal generated by the GAVD 310. The LD driver 312 is supplied to the semiconductor laser element, and the VCSEL 200 is mounted with a two-dimensionally arranged semiconductor laser element. The GAVD 310 of the present embodiment divides the image data sent from the scanner unit 302 so as to correspond to the spatial size of the semiconductor laser element emitted by the VCSEL 200, and executes the high resolution processing.

また、スキャナ部302とプリンタ部308は、システムバス316を介して主制御部330と接続されていて、主制御部330の指令により、画像読み取りおよび画像形成が制御されている。主制御部330は、中央処理装置(以下、CPU)320と、RAM322とを含んでいる。CPU320は、インタフェース328を介してユーザからの指令を受け付け、指令に対応する処理を実行するプログラムモジュールを呼び出して、コピー、ファクシミリ、スキャナ、イメージストレージなどの処理を実行させる。さらに、主制御部330は、ROM324を含み、CPU320の初期設定データ、制御データ、プログラムなどを格納する。イメージストレージ326は、ハードディスク装置、メモリカードなどの固定または着脱自在のメモリ装置として構成され、画像形成装置100が取得した画像データを格納して、ユーザによる各種処理のために利用可能としている。   The scanner unit 302 and the printer unit 308 are connected to the main control unit 330 via the system bus 316, and image reading and image formation are controlled by commands from the main control unit 330. The main control unit 330 includes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 320 and a RAM 322. The CPU 320 receives a command from the user via the interface 328, calls a program module that executes processing corresponding to the command, and executes processing such as copying, facsimile, scanner, and image storage. Further, the main control unit 330 includes a ROM 324 and stores initial setting data, control data, programs, and the like of the CPU 320. The image storage 326 is configured as a fixed or detachable memory device such as a hard disk device or a memory card, stores image data acquired by the image forming apparatus 100, and can be used for various processes by the user.

スキャナ部302が取得した画像データについてプリンタ部308を駆動して感光体ドラム104aなどに静電潜像として画像を出力する場合、CPU320は、上質紙、プラスチックフィルムなどの受像材の主走査および副走査方向の制御を実行する。CPU320は、副走査方向のスキャンを開始させる場合、GAVD310にスタート信号を出力する。GAVD310は、スタート信号を受信すると、IPU306がスキャン処理を開始する。その後、GAVD310は、バッファメモリなどに格納した画像データを受信し、その後、受信した画像データを処理し、処理した画像データをLDドライバ312に出力する。LDドライバ312は、GAVD310から画像データを受け取ると、VCSEL200の駆動制御信号を生成する。その後、LDドライバ312は、この駆動制御信号をVCSEL200に送出することにより、VCSEL200を点灯させる。LDドライバ312は、半導体レーザ素子を、PWM制御などを使用して駆動させる。本実施例のVCSEL200は、半導体レーザ素子を40ch備えるが、VCSEL200のチャネル数はこれに限定されない。   When the printer unit 308 is driven for the image data acquired by the scanner unit 302 to output an image as an electrostatic latent image on the photosensitive drum 104a or the like, the CPU 320 performs main scanning and sub-scanning of an image receiving material such as fine paper or plastic film. Control in the scanning direction is executed. The CPU 320 outputs a start signal to the GAVD 310 when starting scanning in the sub-scanning direction. When the GAVD 310 receives the start signal, the IPU 306 starts the scanning process. Thereafter, the GAVD 310 receives the image data stored in the buffer memory or the like, then processes the received image data, and outputs the processed image data to the LD driver 312. When the LD driver 312 receives image data from the GAVD 310, the LD driver 312 generates a drive control signal for the VCSEL 200. Thereafter, the LD driver 312 sends the drive control signal to the VCSEL 200, thereby turning on the VCSEL 200. The LD driver 312 drives the semiconductor laser element using PWM control or the like. The VCSEL 200 of this embodiment includes 40 channels of semiconductor laser elements, but the number of channels of the VCSEL 200 is not limited to this.

(GAVDの機能ブロック図)
図6は、GAVD310の詳細な構成を示す。GAVD310は、同期信号を受信して、IPU306から出力される画像データを格納して記憶するFIFOバッファなどのメモリ340を備えていて、IPU306から送信された画像データを先入れ/先出し方式で画像処理部342に渡している。画像処理部342は、メモリ340から画像データを読み込んで、画像データの解像度変換、半導体レーザ素子チャネルの割当て、および画像ビット(すなわち、画像データを変倍するための補正画素)の追加・削除の処理および画像データの副走査方向の補正処理を実行する。
(Function block diagram of GAVD)
FIG. 6 shows a detailed configuration of the GAVD 310. The GAVD 310 includes a memory 340 such as a FIFO buffer that receives the synchronization signal and stores and stores the image data output from the IPU 306, and performs image processing on the image data transmitted from the IPU 306 in a first-in first-out manner. Part 342. The image processing unit 342 reads the image data from the memory 340, performs resolution conversion of the image data, assignment of the semiconductor laser element channel, and addition / deletion of image bits (that is, correction pixels for scaling the image data). Processing and correction processing of the image data in the sub-scanning direction are executed.

画像データは、主走査方向に規定される主走査ラインアドレス値および副走査方向に規定される副走査ラインアドレス値により、感光体ドラム104aに対して露光される位置が規定されている。以下、本実施例では、アドレス座標とは、画像データを主走査ラインアドレス値(Rアドレス値)および副走査ラインアドレス値(Fアドレス値)で指定した場合の特定の画像ビットを与える各アドレス値のセットとして定義する。これらのアドレス値は、アドレス生成部354(図7)によって決定される。また、これらのアドレス座標は、主走査方向および副走査方向のラインに並んだ画素(すなわち画素列)ごとに定められている。そして、副走査変倍部352(図7)はRアドレス値およびFアドレス値で指定された座標のアドレスに位置する画素に対して、画素ビットを挿入する等の変倍処理を行う。変倍された画像データは副走査補正部360(図7)により、副走査方向に補正処理が行われる。   In the image data, a position where the photosensitive drum 104a is exposed is defined by a main scanning line address value defined in the main scanning direction and a sub scanning line address value defined in the sub scanning direction. Hereinafter, in this embodiment, the address coordinate is an address value that gives a specific image bit when image data is designated by a main scanning line address value (R address value) and a sub scanning line address value (F address value) Define as a set of These address values are determined by the address generation unit 354 (FIG. 7). Further, these address coordinates are determined for each pixel (that is, a pixel column) arranged in a line in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Then, the sub-scanning scaling unit 352 (FIG. 7) performs a scaling process such as inserting a pixel bit into the pixel located at the coordinate address designated by the R address value and the F address value. The scaled image data is corrected in the sub-scanning direction by the sub-scan correction unit 360 (FIG. 7).

出力データ制御部344は、画像処理部342が生成した画像データに対応する書き込み信号となる出力データを、Fアドレス値および副走査速度から時系列的な駆動パルスに変換し、さらに同期検出装置210に対して同期信号を与えるための同期制御信号を追加して生成する。生成された駆動制御信号は、LDドライバ312に伝送され、VCSELを駆動する。また、出力データ制御部344には、同期検出装置210からの同期信号が入力され、LDドライバ312への駆動制御信号の伝送を同期させている。なお、メモリ340、画像処理部342、出力データ制御部344の処理は、PLL346により動作クロックに同期している。   The output data control unit 344 converts the output data serving as a write signal corresponding to the image data generated by the image processing unit 342 from the F address value and the sub-scanning speed into a time-series drive pulse, and further, the synchronization detection device 210. Is generated by adding a synchronization control signal for providing a synchronization signal. The generated drive control signal is transmitted to the LD driver 312 to drive the VCSEL. The output data control unit 344 receives a synchronization signal from the synchronization detection device 210 and synchronizes transmission of the drive control signal to the LD driver 312. The processing of the memory 340, the image processing unit 342, and the output data control unit 344 is synchronized with the operation clock by the PLL 346.

図7は、図6の画像処理部342の構成(実施例1)を示す。解像度変換部350は、メモリ340から取得した1200dpi画像データの単位画素に対して、VCSEL200による露光解像度に対応して当該画素の照射を行うレーザ素子チャネルに割当てられるように、縦横4倍の密度処理を実施する。これにより、図14に示すように、データ解像度1200dpiの1画素(a)は、副走査方向に2の倍数からなる、書き込み解像度4800dpiの4×4画素(b)に変換される。   FIG. 7 shows a configuration (Example 1) of the image processing unit 342 of FIG. The resolution conversion unit 350 performs density processing of four times in length and width so that a unit pixel of 1200 dpi image data acquired from the memory 340 is assigned to a laser element channel that performs irradiation of the pixel corresponding to the exposure resolution by the VCSEL 200. To implement. As a result, as shown in FIG. 14, one pixel (a) having a data resolution of 1200 dpi is converted to 4 × 4 pixels (b) having a writing resolution of 4800 dpi, which is a multiple of 2 in the sub-scanning direction.

副走査変倍部352は、画像パスセレクタ358と、シフト保持用メモリ356とを備えている。副走査変倍部352は、アドレス生成部354からの、画像を形成するために使用するFアドレスおよびRアドレスを受け取り、処理対象となっているアドレス値が画像ビットを追加(挿入)または削除するアドレス値を含むか否かを判断する。副走査変倍部352は、画像ビットを追加・削除するアドレスについては、例えば追加フラグまたは削除フラグなどの変倍指令信号を生成し、画像パスセレクタ358およびシフト保持用メモリ356に渡す。シフト保持用メモリ356は、画像ビットをシフトさせるシフト量を格納しており、変倍指令信号をカウントし保持する。画像パスセレクタ358は、画像拡大時であって追加の変倍指令信号が設定されている場合、当該画像ビットのデータを白データに設定し、以後の画像データを1ビット分ずつシフトさせる。変倍指令信号が設定されていない場合は、シフト保持用メモリ356からのシフト量を元に、解像度変換部350からの入力データを選択し、出力する。   The sub-scanning scaling unit 352 includes an image path selector 358 and a shift holding memory 356. The sub-scanning scaling unit 352 receives the F address and R address used to form an image from the address generation unit 354, and adds (inserts) or deletes image bits in the address value being processed. It is determined whether or not an address value is included. The sub-scanning scaling unit 352 generates, for example, a scaling command signal such as an addition flag or a deletion flag for the address at which the image bit is added / deleted, and passes it to the image path selector 358 and the shift holding memory 356. The shift holding memory 356 stores a shift amount for shifting an image bit, and counts and holds a scaling command signal. The image path selector 358 sets the data of the image bit to white data and shifts the subsequent image data by 1 bit at a time when the image is enlarged and an additional scaling command signal is set. When the scaling command signal is not set, the input data from the resolution conversion unit 350 is selected and output based on the shift amount from the shift holding memory 356.

本実施例で、半導体レーザとして40ch VCSEL200を使用するものとする場合、追加・削除する位置を示す信号およびシフト量を示す信号は40ch分割り当てられ、VCSEL200の駆動のために使用される。画像ビットの追加・削除の計算は、画像処理部342の専用モジュールとして構成することができ、他のモジュールの一部として構成できる。変倍命令信号をカウントする理由は、画像ビットをシフトさせる場合に、例えば、1走査目に画像ビットを追加した後、2走査目の最初に画像ビットを追加する位置を特定するためである。   In this embodiment, when the 40ch VCSEL 200 is used as a semiconductor laser, signals indicating the position to be added / deleted and signals indicating the shift amount are allocated for 40ch and used for driving the VCSEL 200. The calculation of addition / deletion of image bits can be configured as a dedicated module of the image processing unit 342 and can be configured as a part of other modules. The reason for counting the magnification command signal is to specify the position where the image bit is added at the beginning of the second scan after the image bit is added at the first scan, for example, when the image bit is shifted.

図8、9を用いて、副走査変倍部の動作を説明する。
副走査変倍部は、図8に示すように、規則的に並んだ黒印の位置に画素(白画素)を挿入することにより、画像を全体に副走査方向にシフトする処理を行う。
The operation of the sub-scan scaling unit will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 8, the sub-scanning zooming unit performs a process of shifting the image as a whole in the sub-scanning direction by inserting pixels (white pixels) at positions of black marks regularly arranged.

図9(a)は、4800dpiでの元画像を示す。左上から主走査方向に画素がa0、a1、a2...と並び、次の行は左から主走査方向に画素がb0、b1、b2...と並び、メモリ内に展開されている。また、主走査方向のアドレスをR0、R1、R2...で表し、副走査方向のアドレスをF0、F1、F2...で表すことにする。   FIG. 9A shows an original image at 4800 dpi. Pixels a0, a1, a2,. . . The next row has pixels b0, b1, b2,. . . And expanded in memory. Further, the addresses in the main scanning direction are set to R0, R1, R2,. . . , And addresses in the sub-scanning direction are F0, F1, F2,. . . It will be expressed as

これに対して、画像を副走査方向にシフトする処理(伸ばす処理)を行う。シフトするときには画素を挿入する(逆に縮小する場合には画素を削除する)。   On the other hand, a process of shifting (stretching) the image in the sub-scanning direction is performed. When shifting, a pixel is inserted (conversely, when reducing, the pixel is deleted).

図9(b)は、画像と対応付けて画素(白画素)の挿入位置を*印で示す(変倍指令信号)。この挿入位置は規則的に並んでいるので、実際にはメモリに展開せずに、ロジック回路によって主走査および副走査を与えることにより、挿入位置に該当するか否かを調べる。   FIG. 9B shows the insertion position of the pixel (white pixel) in association with the image by * (magnification command signal). Since the insertion positions are regularly arranged, whether or not the insertion positions are satisfied is checked by applying main scanning and sub-scanning by the logic circuit without actually developing them in the memory.

変倍のための読み出し処理を説明する。
F0について、まずR0のa0を読み出す。ここは、図9(b)のように、挿入位置に該当するので、画素データとして白を出力する。そして、図9(d)に示すように、シフト保持レジスタR0のところに「1」を書き込む。次に、R1のa1を読み出す。ここは、挿入位置に該当しないので、a1がそのまま出力される。このようにして最初の行を処理する。図9(c)のF0の行は、この処理結果を示す。
A reading process for zooming will be described.
For F0, first read a0 of R0. Since this corresponds to the insertion position as shown in FIG. 9B, white is output as pixel data. Then, as shown in FIG. 9D, “1” is written in the shift holding register R0. Next, a1 of R1 is read. Since this does not correspond to the insertion position, a1 is output as it is. In this way, the first line is processed. The row F0 in FIG. 9C shows the processing result.

次のF1行に処理が移る。R0について、最初の画素は、本来はb0を読み出すところであるが、R0についてはシフト保持レジスタが「1」になっているので、1つ上のF0のデータを読み出す。そのため、出力はa0になる。   Processing moves to the next F1 line. For R0, the first pixel originally reads b0, but for R0, since the shift holding register is “1”, the data of F0 that is one level higher is read. Therefore, the output is a0.

R1に移ると、ここはシフト保持レジスタが「0」になっているので、データをそのまま読み出し、出力はb1になる。図9(c)のF1の行は、この処理結果を示す。   In R1, since the shift holding register is “0”, the data is read as it is, and the output is b1. The line F1 in FIG. 9C shows the processing result.

同様に処理を行い、F14について説明する。R0はシフト保持レジスタが「1」なので、1つ上のデータを読み出し、出力はi0になる。R1は挿入位置に該当するので、白画素を出力する。そして、図9(e)に示すように、シフト保持レジスタのR1に「1」をセットする。R2はシフト保持レジスタが「0」なので、そのままj2が出力される。   Processing is performed in the same manner, and F14 will be described. Since the shift holding register of R0 is “1”, the data one level higher is read and the output is i0. Since R1 corresponds to the insertion position, white pixels are output. Then, as shown in FIG. 9E, “1” is set to R1 of the shift holding register. Since R2 is “0” in the shift holding register, j2 is output as it is.

上記した操作を繰り返すことにより、図9(c)のように、出力画像は元画像(a)と比較して、徐々に副走査方向にずれることになる。これにより、シフト操作が達成される。   By repeating the above operation, the output image is gradually shifted in the sub-scanning direction as compared with the original image (a) as shown in FIG. 9C. Thereby, a shift operation is achieved.

このとき、露光に使用するビームが変化するわけではないので、副走査方向にh0〜k0の画素は、図9(a)ではF12〜の4ビームであるが、図9(c)ではF13〜の4ビームとなり、網点の形成を考えた場合、使用するビームが用紙内でずれることになる。   At this time, since the beam used for the exposure does not change, the pixels of h0 to k0 in the sub-scanning direction are four beams of F12 to F in FIG. 9A, but F13 to F in FIG. 9C. When the formation of halftone dots is considered, the beam to be used is shifted within the paper.

上記した変倍処理が実行される理由を説明する。従来技術で述べたように、両面印刷で第1面(表面)を記録し、定着した際に、用紙が副走査方向に縮むことがあり、第2面(裏面)を記録すると、表裏の印刷ずれが発生する。そこで、定着時の副走査方向の縮みを解消するために、第2面(裏面)の印刷時に、画像を副走査方向にシフトすることにより、表裏の印刷ずれを補正している。   The reason why the above scaling process is executed will be described. As described in the prior art, when the first side (front side) is recorded and fixed by double-sided printing, the paper may shrink in the sub-scanning direction. When the second side (back side) is recorded, the front and back sides are printed. Deviation occurs. Therefore, in order to eliminate shrinkage in the sub-scanning direction at the time of fixing, the printing misalignment between the front and back sides is corrected by shifting the image in the sub-scanning direction when printing the second surface (back surface).

図7に戻り、本実施例における副走査補正部360は、副走査変倍後の画像データの下エッジ側を1画素分膨張させるための回路ブロックである。副走査方向に変倍された画像データは、1ラインディレイ部361に送られ、元データと、1ラインディレイさせたデータが合成部362においてOR合成される。これにより、画像データはその下側エッジ部が1画素分だけ膨張させられる。   Returning to FIG. 7, the sub-scan correction unit 360 in this embodiment is a circuit block for expanding the lower edge side of the image data after sub-scan scaling by one pixel. The image data scaled in the sub-scanning direction is sent to the 1-line delay unit 361, and the original data and the data delayed by 1 line are OR-combined in the combining unit 362. As a result, the lower edge portion of the image data is expanded by one pixel.

図13(a)は、4×8画素の網点を示す。図13(b)は、図13(a)の網点を1画素分だけ下側(副走査方向)に膨張させた場合の図である。このように、副走査補正部360に入力する画像データは副走査方向に偶数画素(図13(a)は8画素)となるように構成し、さらに副走査補正部360は、副走査方向に1画素分だけ膨張させることにより、副走査方向の連続した画素の数は、必ず奇数画素(図13(b)は9画素)になるように構成される。   FIG. 13A shows a halftone dot of 4 × 8 pixels. FIG. 13B is a diagram when the halftone dot of FIG. 13A is expanded downward (in the sub-scanning direction) by one pixel. As described above, the image data input to the sub-scanning correction unit 360 is configured to be even pixels (8 pixels in FIG. 13A) in the sub-scanning direction, and the sub-scanning correction unit 360 is further arranged in the sub-scanning direction. By expanding by one pixel, the number of continuous pixels in the sub-scanning direction is necessarily an odd pixel (9 pixels in FIG. 13B).

(+1画素膨張の作用効果の説明)
このように副走査方向に奇数画素数になるようにすることにより、副走査の飛び越しピッチムラによる画像濃度ムラが解消される理由を説明する。
(Explanation of the effect of +1 pixel expansion)
The reason why the image density unevenness due to the interlaced pitch unevenness in the sub-scanning is eliminated by setting the odd number of pixels in the sub-scanning direction in this way will be described.

飛び越し走査の場合、例えば図4に示すように走査ラインが構成される。しかし、調整や温度変化によって、走査ビームピッチがずれを生じる。   In the case of interlaced scanning, for example, a scanning line is configured as shown in FIG. However, the scanning beam pitch shifts due to adjustment and temperature change.

図10は、走査ラインがずれていないときと、ずれてビームピッチずれが生じた場合のドット形成を示す。丸印がビームの走査位置を示す。楕円が形成される網点を示す。   FIG. 10 shows dot formation when the scanning line is not shifted and when a beam pitch shift occurs due to the shift. A circle indicates the beam scanning position. A halftone dot where an ellipse is formed is shown.

ビームピッチが副走査方向にずれていないとき、副走査方向に4個の偶数個の結合画素で網点画像を構成すると、図10(a)の網点210で示すような副走査方向の結合となる。ところが、温度変化などで、ビームピッチがずれる。そうすると、図10のch2、3、4、5、6とch23、24、25、26、27は別のポリゴン面による走査であり、図10(b)で示すような副走査位置になるので、(a)の網点210の形成ドットは、(b)の網点212のようになる。装置内で(a)の領域と(b)の領域が存在すると、網点210と網点212のように同一の露光エネルギーであるが、副走査のサイズが異なる部分が発生し、すなわち濃度ムラが発生する。   When the halftone image is formed by four even number of combined pixels in the sub-scanning direction when the beam pitch is not shifted in the sub-scanning direction, the combination in the sub-scanning direction as shown by the halftone dot 210 in FIG. It becomes. However, the beam pitch shifts due to temperature changes. Then, ch2, 3, 4, 5, 6 and ch23, 24, 25, 26, and 27 in FIG. 10 are scanning by different polygon planes, and the sub-scanning positions as shown in FIG. The dots formed in the halftone dots 210 in (a) are like the halftone dots 212 in (b). If the area (a) and the area (b) exist in the apparatus, the same exposure energy as the halftone dot 210 and the halftone dot 212 is generated, but the sub-scanning size is different, that is, the density unevenness. Will occur.

さらに、副走査変倍による画素挿入によって、画像の位置がずれる場合を考える。たとえば、(b)の網点212が副走査方向(図下側)に向かって1画素ずれたとすると、4画素の結合状態は(c)の網点214となる。(b)と(c)を比較すると、どちらも4ビームでの露光で同一であるが、副走査方向の長さが異なっていることがわかる。このため、トナー像は(b)に比べて(c)の方が薄くなる。つまり、副走査変倍とビームピッチずれにより、さらなる濃度ムラが発生してしまう。   Further, consider a case where the image position is shifted due to pixel insertion by sub-scanning scaling. For example, if the halftone dot 212 in (b) is shifted by one pixel in the sub-scanning direction (the lower side in the figure), the combined state of four pixels becomes the halftone dot 214 in (c). Comparing (b) and (c), it can be seen that both are the same in exposure with four beams, but the lengths in the sub-scanning direction are different. For this reason, the toner image is thinner in (c) than in (b). That is, further density unevenness occurs due to sub-scanning scaling and beam pitch deviation.

ここで、本発明においては、副走査方向に1画素膨張しているので、副走査方向の4画素の結合は、5画素の結合に変換され、そして、露光が行われる。この場合、図10(a)の露光の場合は図10(d)の網点216になる。同じく、図10(b)は図10(e)の網点218に、図10(c)は図10(f)の網点220のように露光される。   Here, in the present invention, since one pixel is expanded in the sub-scanning direction, the combination of four pixels in the sub-scanning direction is converted into a combination of five pixels, and exposure is performed. In this case, in the case of the exposure shown in FIG. 10A, the halftone dot 216 shown in FIG. Similarly, FIG. 10B is exposed to a halftone dot 218 in FIG. 10E, and FIG. 10C is exposed to a halftone dot 220 in FIG.

図10(d)〜図10(f)の網点216、218、220を比較すると、どちらも5ビームでの露光で露光エネルギーは同一である。また副走査方向の長さもほぼ同一となっているのがわかる。このためトナー像はほぼ同じ濃度となるため、ビームピッチずれがあっても濃度ムラを防止することができる。   Comparing the halftone dots 216, 218, and 220 in FIG. 10D to FIG. 10F, the exposure energy is the same in the exposure with five beams. It can also be seen that the length in the sub-scanning direction is almost the same. For this reason, since the toner images have substantially the same density, density unevenness can be prevented even if there is a beam pitch shift.

なお、図7の構成では、合成制御信号により、副走査方向の膨張をOFFにするモードも設けている。すなわち、副走査方向を膨張することにより、濃度がやや濃くなってしまう。装置内部の調整が十分で、副走査変倍を使わないときに、濃くしたくないユーザもあり、そのような場合には、副走査方向の膨張をOFFにすることによって膨張の機能をOFFにすることもできる。   In the configuration of FIG. 7, a mode is also provided in which expansion in the sub-scanning direction is turned off by a synthesis control signal. That is, when the sub-scanning direction is expanded, the density is slightly increased. Some users do not want to increase the darkness when the internal adjustment of the device is sufficient and sub-scanning magnification is not used. In such a case, the expansion function is turned off by turning off the expansion in the sub-scanning direction. You can also

図11は、実施例2に係る画像処理部342の構成例を示す。1200dpiの入力画像は、解像度変換部350により、縦横4倍の4800dpiの画像に変換される。変換された画像に対して、副走査変倍部352は、所定の画素挿入もしくは画素削除を行う。   FIG. 11 illustrates a configuration example of the image processing unit 342 according to the second embodiment. The 1200 dpi input image is converted by the resolution conversion unit 350 into a 4800 dpi image that is four times in length and width. The sub-scanning scaling unit 352 performs predetermined pixel insertion or pixel deletion on the converted image.

変倍された画像は、副走査補正部360に入力される。副走査補正部360は、画像をいったん画像バッファ363へ保存する。このバッファの値をレベル判断部364で判断し、主走査方向の各画素ごとに、注目画素の副走査方向の画素のON、OFFの並びから、画像の階調レベルが濃い部分(所定の閾値以上)か淡い部分(所定の閾値未満)かを判断する。   The scaled image is input to the sub-scanning correction unit 360. The sub-scanning correction unit 360 temporarily stores the image in the image buffer 363. The value of this buffer is determined by the level determination unit 364, and for each pixel in the main scanning direction, a portion where the gradation level of the image is dark (predetermined threshold value) from the ON / OFF arrangement of the pixel of interest in the sub scanning direction. Or more) or a light portion (less than a predetermined threshold).

淡い部分であると判断された場合には、実施例1と同様に、黒画素(ON側)の画素を拡大するようにOR合成回路366を機能させる。これにより、ON画素の下側のエッジが拡大される。   When it is determined that the light portion is a light portion, the OR synthesis circuit 366 is caused to function so as to enlarge the black pixel (ON side) as in the first embodiment. Thereby, the lower edge of the ON pixel is enlarged.

濃い部分であると判断された場合には、逆に画素のOFF側(白側)の画素を拡大するようにAND合成回路367を機能させる。これにより、OFF画素の下側のエッジが拡大される。そして、セレクタ368は、レベル判断部364が淡い部分と判断したときOR合成回路366の出力を選択し、濃い部分と判断したときAND合成回路367の出力を選択する。   If it is determined that the area is dark, the AND composition circuit 367 is caused to function to enlarge the pixel on the OFF side (white side) of the pixel. Thereby, the lower edge of the OFF pixel is enlarged. The selector 368 selects the output of the OR combining circuit 366 when the level determining unit 364 determines that it is a light portion, and selects the output of the AND combining circuit 367 when determining that it is a dark portion.

図12は、レベル判断部364の構成例を示す。レベル判断部364は各主走査アドレスごとに、副走査方向の画素の並びを調べて、階調レベルを判断する。副走査方向には注目画素の前後40画素分のバッファ381を持っている。このとき、注目画素が白(OFF)であるとすると、そのOFF画素の連続した数を注目レベル並び数部382でカウントする。また、副走査方向にその次に連なる注目画素と逆の(この場合ON画素)画素の連続した数を非注目レベル並び数部383でカウントする。   FIG. 12 shows a configuration example of the level determination unit 364. The level determination unit 364 determines the gradation level by examining the arrangement of pixels in the sub-scanning direction for each main scanning address. A buffer 381 for 40 pixels before and after the target pixel is provided in the sub-scanning direction. At this time, if the target pixel is white (OFF), the number of consecutive OFF pixels is counted by the target level arrangement number unit 382. Further, the non-attention level arrangement number section 383 counts the number of consecutive pixels (in this case, ON pixels) opposite to the next pixel of interest in the sub-scanning direction.

そして、並び数部382と383のカウント値は、補正係数部384、385で補正が行われる。係数補正部は、並び数部382、383が白をカウントするか、黒をカウントするかで異なり、本実施例では白(OFF)の並び数の方には係数1が、黒(ON)の並び数の方には、係数3/4が適用される。黒の並び数を3/4としているのは、白と黒の並び数が同じときにも淡い部分と判断するように、淡い部分と判断する閾値を濃い側にずらしているためである。この図12の場合、レベル判断部364では、濃い部分と判断される。したがって、注目画素の下側に白1画素が付加されるように、AND合成回路367が機能する。   Then, the count values of the arrangement number units 382 and 383 are corrected by the correction coefficient units 384 and 385. The coefficient correction unit differs depending on whether the arrangement number units 382 and 383 count white or black, and in this embodiment, the coefficient 1 is black (ON) for the number of white (OFF) arrangements. The coefficient 3/4 is applied to the number of lines. The reason why the number of black lines is 3/4 is that the threshold value for determining the light part is shifted to the dark side so that it is determined that the part is light even when the number of white and black lines is the same. In the case of FIG. 12, the level determining unit 364 determines that the portion is dark. Accordingly, the AND synthesis circuit 367 functions so that one white pixel is added below the target pixel.

図13は、副走査方向に網点(a)もしくは網点の埋め残し部(c)が1画素分、拡大する例を示す。淡いところにある網点(a)が副走査方向に8画素の並びであるところが、本発明の処理により、(b)に示すように、副走査方向に9画素の奇数画素の並びに膨張される。濃いところにある網点の埋め残し部(c)は、副走査方向に4画素の並びであるところが、本発明の処理により、(d)に示すように、副走査方向に5画素の奇数画素の並びに膨張される。   FIG. 13 shows an example in which halftone dots (a) or unfilled portions (c) of halftone dots are enlarged by one pixel in the sub-scanning direction. The light dot halftone dot (a) is an array of 8 pixels in the sub-scanning direction, and by the process of the present invention, as shown in (b), an array of 9 odd pixels is expanded in the sub-scanning direction. . In the dark halftone dot unfilled portion (c), which is an array of 4 pixels in the sub-scanning direction, an odd pixel of 5 pixels in the sub-scanning direction as shown in FIG. It is inflated.

本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した各実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。   According to the present invention, a storage medium in which a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments is recorded is supplied to a system or apparatus, and a computer (CPU or MPU) of the system or apparatus is stored in the storage medium. This is also achieved by reading and executing the code. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments. As a storage medium for supplying the program code, for example, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used. Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) operating on the computer based on an instruction of the program code. A case where part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included. Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. This includes the case where the CPU or the like provided in the board or function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. Further, the program for realizing the functions and the like of the embodiments of the present invention may be provided from a server by communication via a network.

350 解像度変換部
352 副走査変倍部
354 アドレス生成部
356 シフト保持用メモリ
358 画像パスセレクタ
360 副走査補正部
361 1ラインディレイ
362 OR合成部
350 Resolution Conversion Unit 352 Sub-Scanning Scaling Unit 354 Address Generation Unit 356 Shift Holding Memory 358 Image Path Selector 360 Sub-Scanning Correction Unit 361 1 Line Delay 362 OR Combining Unit

特開2006−215270号公報JP 2006-215270 A 特開2009−83472号公報JP 2009-83472 A 特許第4253843号公報Japanese Patent No. 4253843 特開2007−62099号公報JP 2007-62099 A 特許第4220654号公報Japanese Patent No. 4220654

Claims (5)

副走査方向に駆動される感光体と、一定方向に回転するポリゴンにより前記感光体上を主走査方向に複数のビームを走査し、前記複数のビームは飛び越し走査による書き込み走査光学系であり、画像信号に従って露光し、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置において、
入力画像を偶数倍に密度変換を行う密度変換手段と、
前記密度変換を行った画像の副走査方向に並ぶ画素のうち、濃度が大きいオン画素の画素数と、濃度が小さいオフ画素の画素数と、をカウントし、前記オン画素の画素数を第1係数で補正した値と、前記オフ画素の画素数を前記第1係数より大きい第2係数で補正した値とを比較することにより、前記画像の副走査方向に並ぶ画素の濃度レベルを判断する判断手段と、
前記濃度レベルに基づき、網点もしくは網点の埋め残し部を選択して副走査方向に1画素膨張する1画素膨張手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
A plurality of beams are scanned in the main scanning direction on the photosensitive member by a photosensitive member driven in the sub-scanning direction and a polygon rotating in a fixed direction, and the plurality of beams are writing scanning optical systems by interlaced scanning. In an image forming apparatus that exposes according to a signal and forms an image by an electrophotographic process,
Density conversion means for converting the density of the input image into even multiples;
Of the pixels arranged in the sub-scanning direction of the image subjected to the density conversion, the number of on-pixels having a high density and the number of off-pixels having a low density are counted, and the number of on-pixels is set to the first number. Judgment for judging the density level of the pixels arranged in the sub-scanning direction of the image by comparing the value corrected by the coefficient with the value corrected by the second coefficient larger than the first coefficient for the number of pixels of the off-pixel Means,
A one-pixel expansion means for selecting a halftone dot or an unfilled portion of a halftone dot based on the density level and expanding one pixel in the sub-scanning direction;
The image processing apparatus according to claim and this with a.
前記画像に対して画素の挿入、削除を行う変倍手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 , further comprising a scaling unit that inserts and deletes pixels in the image. 副走査方向に駆動される感光体と、一定方向に回転するポリゴンにより前記感光体上を主走査方向に複数のビームを走査し、前記複数のビームは飛び越し走査による書き込み走査光学系であり、画像信号に従って露光し、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成方法において、
入力画像を偶数倍に密度変換を行う密度変換工程と、
前記密度変換を行った画像の副走査方向に並ぶ画素のうち、濃度が大きいオン画素の画素数と、濃度が小さいオフ画素の画素数と、をカウントし、前記オン画素の画素数を第1係数で補正した値と、前記オフ画素の画素数を前記第1係数より大きい第2係数で補正した値とを比較することにより、前記画像の副走査方向に並ぶ画素の濃度レベルを判断する判断工程と、
前記濃度レベルに基づき、網点もしくは網点の埋め残し部を選択して副走査方向に1画素膨張する1画素膨張工程と、
を含む画像処理方法。
A plurality of beams are scanned in the main scanning direction on the photosensitive member by a photosensitive member driven in the sub-scanning direction and a polygon rotating in a fixed direction, and the plurality of beams are writing scanning optical systems by interlaced scanning. In an image forming method of exposing according to a signal and forming an image by an electrophotographic process,
A density conversion step of converting the input image to an even number of times, and
Of the pixels arranged in the sub-scanning direction of the image subjected to the density conversion, the number of on-pixels having a high density and the number of off-pixels having a low density are counted, and the number of on-pixels is set to the first number. Judgment for judging the density level of the pixels arranged in the sub-scanning direction of the image by comparing the value corrected by the coefficient with the value corrected by the second coefficient larger than the first coefficient for the number of pixels of the off-pixel Process,
A one-pixel expansion step of selecting a halftone dot or an unfilled portion of a halftone dot based on the density level and expanding one pixel in the sub-scanning direction;
An image processing method including :
請求項記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。 A program for causing a computer to realize the image processing method according to claim 3 . 請求項記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to realize the image processing method according to claim 4 is recorded.
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