JP5742823B2 - 信号処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像データに基づいて信号処理を行う信号処理装置及び画像形成装置において作像信号の理想値との差分を解消可能な技術に関する。

画像形成装置として、画像データに応じて作像信号を生成し、この作像信号を用いて主走査方向の１ライン又は数ラインの画像形成を行うと共に、この主走査方向のライン毎の画像形成を副走査方向に繰り返して１頁分の画像形成を行うものが知られている。

その一例として、電子写真方式の画像形成装置では、画像データから作像信号（ＰＷＭ回路によるＰＷＭ信号）を生成し、ＰＷＭ信号に応じて変調したレーザビームを主走査方向に走査し、これと並行して、副走査方向に回転する像担持体上に、前記レーザビームによって画像を形成している。

ところで、このＰＷＭ信号等の作像信号は、温度変化などの環境要因や回路素子の個体差等の各種の要因により変動が生じ、本来予定していた値（理想値）とは異なる値になることがある。この作像信号の変動により、画像の濃度変化となって現れる。

この画像データに応じた主走査方向の画像形成は、形成する画素の基準となるクロック、「画像処理クロック」あるいは「ドットクロック」と呼ばれるクロックを基準として位置決めがなされている。

このような画像形成装置における濃度変化の補正についての技術としては、たとえば、以下の特許文献などに記載されている。

特開２００２−２４４４０７号公報 特開平１１−１９６２７３号公報 特開平８−１５６３３０号公報

上記の特許文献１では、電源電圧のばらつきによる高圧出力値への影響を低減し、良好な作像条件が得られる画像形成装置を提供することができる。しかし、作像信号が理論値と異なる値になった場合に、その影響を抑える対策は提案されていない。

上記の特許文献２では、感光体ドラム等の像担持体の感度特性や帯電性能の変化に起因する画像の階調特性を低減すべく濃度補正を実行することが提案されている。しかし、作像信号が理論値と異なる値になった場合に、その影響を抑える対策は提案されていない。

上記の特許文献３では、複数の階調表現手段を備え、写真画像や文字画像などのいずれでも良好に画像形成できる画像形成装置が提案されている。しかし、作像信号が理論値と異なる値になった場合に、その影響を抑える対策は提案されていない。

また、所定濃度のパッチを感光体や用紙上に画像形成し、そのパッチをセンサで読み取って、読み取り結果に基づいてガンマ補正することが一般的に行われている。しかし、画像形成装置の高解像度化と低階調化（たとえば、解像度600dpi・階調8ビット→解像度4800dip・階調１ビット）に伴い、従来のような単純なガンマ補正では対処できにくくなってきている。

また、作像信号の誤差であれば、上述した濃度パッチによるガンマ補正のような総合的な補正ではなく、作像信号そのものに対して個別に対処すべきと考えられる。しかし、ＰＷＭ信号等の作像信号が、各種の要因により、予想される理論値と異なる値になったときは、その作像信号を生成する回路に何らかの原因がある場合がある。そのような場合は、単純に作像信号を生成する回路に補正のためのフィードバックを掛けたとしても、差分を正確に打ち消すことは難しいと考えられる。また、そのような場合には、ＰＷＭ信号等を生成するときに、ＰＷＭ回路においてそのパルス幅を細かく補正して差分を正確に打ち消すことは困難である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、作像信号の理想値との差分を解消することが可能な信号処理装置及び画像形成装置を実現することにある。

すなわち、課題を解決する手段としての本発明は以下に説明するようなものである。

（１）この発明は、画像データの各画素に対応する画像処理クロックを用いて、画像データに応じて画像形成用の作像信号を生成する信号処理装置であって、測定時において前記作像信号の信号幅の理想値との差分を測定する測定部と、実動作時において前記差分を解消するように前記画像データを補正する処理部と、を有することを特徴とする。

（２）上記（１）において、前記処理部は、実動作時において、前記測定時に測定された着目画素についての前記差分を解消するように、前記着目画素、あるいは、該着目画素周囲の周辺画素のいずれかを補正する、ことを特徴とする。

（３）上記（２）において、前記処理部は、前記差分を解消するように補正された画素が、補正前の画素から孤立しないように補正する、ことを特徴とする。

（４）上記（１）−（３）において、前記処理部は、実動作時において前記差分を解消するように、前記画像データが２値である場合に、前記画像データについて、複数画素に対して１画素の割合で、オンからオフへ、あるいは、オフからオンへ補正することを特徴とする。

（５）上記（４）において、前記処理部は、前記画像データについて、前記差分に応じた複数画素に対する１画素の割合の補正をする際に、オンとなっている画素の集合体が前記複数画素未満である場合には補正しない、ことを特徴とする。

（６）上記（４）において、前記処理部は、前記画像データの用途もしくは種類に応じて、予め定められた補正用のテーブルを使用して補正する、ことを特徴とする。

（７）上記（１）−（６）において、前記処理部は、実動作時において、複数画素単位で階調を表現する画像処理を実行する場合には、該画像処理の前に、前記差分を解消するように補正を行う、ことを特徴とする。

（８）上記（１）−（７）において、前記測定部は、前記画像処理クロックと非同期の測定クロックを用意して、所定の画像データに対応する前記作像信号の信号幅と前記測定クロックとを所定期間にわたって比較し、該比較による一致と不一致との比率により前記差分を測定する、ことを特徴とする。

（９）上記（８）において、測定クロックの周波数ｆ2は、前記画像処理クロックの周波数をｆ1とした場合に、0.5ｆ1＜ｆ2＜ｆ1、である、ことを特徴とする。

（１０）上記（１）−（９）のいずれか一項に記載の信号処理装置を備えた画像形成装置により、画像データに応じて前記信号処理装置で生成された前記作像信号により画像を形成する、ことを特徴とする。

本発明によると以下のような効果を得ることができる。

（１）この発明では、画像データの各画素に対応する画像処理クロックを用いて、画像データに応じて画像形成用の作像信号を生成する際に、測定時において前記作像信号の信号幅の理想値との差分を測定部で測定し、実動作時において前記差分を解消するように前記画像データを処理部において補正することで、作像信号の理想値との差分を画像データの段階でよりデジタル的に補正しているため、作像信号の理想値との差分を正確に解消することが可能になる。

（２）上記（１）において、前記測定時に測定された着目画素についての前記差分を解消するように、前記着目画素又はその周辺画素のいずれかを補正することで、作像信号の理想値との差分を画像データの段階でよりデジタル的に補正しているため、作像信号の理想値との差分を正確に解消することが可能になる。

（３）上記（２）において、前記差分を解消するように補正された画素が、補正前の画素から孤立しないように補正することで、作像信号の理想値との差分を正確かつ適切に解消することが可能になる。

（４）上記（１）−（３）において、２値の前記画像データについて、複数画素に対して１画素の割合で、オンからオフへ、あるいは、オフからオンへ補正することで、作像信号の理想値との差分を画像データの段階でよりデジタル的に正確に補正することができるため、作像信号の理想値との差分を正確に解消することが可能になる。

（５）上記（４）において、前記画像データについて、前記差分に応じた複数画素に対する１画素の割合の補正をする際に、オンとなっている画素の集合体が前記複数画素未満である場合には補正しないことで、
作像信号の理想値との差分を画像データにより違和感なく補正することができるため、作像信号の理想値との差分を適切に解消することが可能になる。

（６）上記（４）において、前記画像データの用途もしくは種類に応じて、予め定められた補正用のテーブルを使用して補正することで、文字画像や写真画像などの用途に応じた適切な状態で、作像信号の理想値との差分を正確かつ適切に解消することが可能になる。

（７）上記（１）−（６）において、複数画素単位で階調を表現する画像処理を実行する場合には、該画像処理の前に、前記差分を解消するように補正を行うことで、スクリーン処理や誤差拡散処理などによる複数画素単位の画像処理における階調表現のパターンを乱すことなく、作像信号の理想値との差分を正確かつ適切に解消することが可能になる。

（８）上記（１）−（７）において、前記画像処理クロックと非同期の測定クロックを用意して、所定の画像データに対応する前記作像信号の信号幅と前記測定クロックとを所定期間にわたって比較し、該比較による一致と不一致との比率により前記差分を測定することで、作像信号の理想値との差分を正確に求めて解消することが可能になる。

（９）上記（８）において、測定クロックの周波数ｆ2は、前記画像処理クロックの周波数をｆ1とした場合に、0.5ｆ1＜ｆ2＜ｆ1、とすることで、作像信号の理想値との差分を正確に求めて解消することが可能になる。

（１０）上記（１）−（９）のいずれか一項に記載の信号処理装置を備えた画像形成装置により、画像データに応じて前記信号処理装置で生成された前記作像信号により画像を形成することで、作像信号の理想値との差分をデジタル的に正確に解消して画像形成することが可能になる。

本発明の実施形態の信号処理装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の動作を説明するフローチャートである。 画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。 画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。 画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。 画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。 画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。 画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。 画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。 画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。 本発明の実施形態の信号処理装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の信号処理装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の動作を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の信号処理装置及び画像形成装置を実施するための形態（実施形態）を詳細に説明する。

〔信号処理装置、画像形成装置の構成（１）〕
ここで、図１に基づいて、画像形成に使用可能な信号処理装置１００の構成を詳細に説明する。なお、信号処理装置１００として既知であって、本実施形態の特徴的な動作や制御に直接に関係しない一般的な部分についての説明は省略してある。また、ここでは、２値の出力により作像して画像を形成する画像形成装置に用いられる信号処理装置を具体例にする。

図１に示す信号処理装置１００は、各部を制御する制御部１０１、画像処理クロック及び測定クロックを生成するクロック生成部１０５、画像データに各種処理を施す処理部１１０、画像データ又は測定用データに応じて１画素単位のパルス信号を生成するＰＷＭ処理部１２０、制御部１０１からのモード信号に基づいてパルス信号を出力するか出力停止するかを切り替える出力部１３０、測定時において測定用データを生成する測定用データ生成部１４０、測定時に測定用データに応じたパルス信号について理想値との差分を測定するＰＷＭ誤差測定部１５０、を有して構成されている。

なお、処理部１１０は、画像データを補正する画像データ補正部１１０ｈと、スクリーン処理や誤差拡散処理などによる複数画素単位の階調表現の画像処理を行う画像処理部１１０ｇと、を有して構成されている。

ここで、制御部１０１は、信号処理装置１００の各部を制御すると共に、測定モードと実動作モードとを切り替えるモード信号を生成する。このモード信号は、少なくとも、測定時と実動作時とを識別する情報を含む。また、モード信号は、測定時において、複数の測定モードの情報を含んでいても良い。なお、この制御部１０１は、信号処理装置１００専用の制御部であっても良いし、画像形成装置の制御部と兼用であっても良い。

クロック生成部１０５は、画像データの各画素に対して１クロックパルスが対応する画像処理クロック、及び、前記画像処理クロックとは非同期の測定のための測定クロックを生成する。ここで、測定クロックの周波数ｆ2［Ｈｚ］は、画像処理クロックの周波数をｆ1［Ｈｚ］とした場合に、0.5ｆ1＜ｆ2＜ｆ1、である。すなわち、非同期とは、画像処理クロックの周波数と測定クロックの周波数とが整数比の関係にないことを意味している。また、非同期として更に望ましくは、画像処理クロックの周波数と測定クロックの周波数とが整数比の関係になく、かつ、立ち上がりと立ち下がりの位相ができるだけ一致しない状態であることを意味している。

〔信号処理装置、画像形成装置の動作（１）〕
以下、図２のフローチャート、図３〜図１０の説明図を参照して、信号処理装置１００の動作、及びこの信号処理装置１００を備える画像形成装置の動作を説明する。

〔動作（測定）〕
制御部１０１は、信号処理装置１００が画像形成の作像のための信号処理を実行中であるか否かを調べる（図２中のステップＳ１００）。作像のための信号処理中でなければ（図２中のステップＳ１００でＮＯ）、ＰＷＭ誤差測定部１５０によりパルス信号について理想値との差分を測定するため、モード信号を測定モードに設定する（図２中のステップＳ１０１）。

なお、作像のための信号処理中でない期間の全てを測定モードとする必要はなく、作像のための信号処理中でない場合であって、前回の測定から一定時間経過した場合に測定モードに進むように、制御部１０１が制御しても良い。また、画像形成装置として画像形成を実行している期間であっても、ある用紙の作像の信号処理と次の用紙の作像の信号処理との間のタイミングを、測定モードと設定しても良い。

測定用データ生成部１４０は、モード信号が測定モードになると、測定モードｓを意味するｓを１と設定し（図２中のステップＳ１０２）、測定モードｓ（測定モード１）の測定用データを生成して、処理部１１０を経由してＰＷＭ処理部１２０に供給する。これにより、ＰＷＭ処理部１２０は、測定用データに応じた測定用パルス信号を生成する（図２中のステップＳ１０３）。

図３（ａ）はモード１の測定用データの一例を示している。ここでは、４画素単位のデータの繰り返しについて、１，３，４画素がオフ、２画素目がオンとなる測定用データを示している。図３（ｂ）は、このモード１の測定用データに基づいてＰＷＭ処理部１２０で生成される測定用パルス信号を示している。なお、図４（ａ）は後述するモード２の測定用データの一例を示している。ここでは、４画素単位のデータの繰り返しについて、１，４画素がオフ、２，３画素目がオンとなる測定用データを示している。図４（ｂ）は、このモード２の測定用データに基づいてＰＷＭ処理部１２０で生成される測定用パルス信号を示している。

なお、図３と図４では測定用データの簡単な一例を示したものであり、実際には更に多くの画素単位として、測定モードｓを多数のモードとすることが可能である。

そして、モード信号が測定モードであるため、ＰＷＭ処理部１２０からの測定用パルス信号は外部に出力されることはなく、測定用パルス信号はＰＷＭ誤差測定部１５０に供給される。

ここで、ＰＷＭ誤差測定部１５０には、以上の測定用パルス信号と測定クロックとが入力されており、測定用パルス信号と測定クロックとを所定回数比較する（図２中のステップＳ１０４）。

なお、クロック生成部１０５では、画像処理クロックとは非同期の測定クロックを生成している。この非同期としては、画像処理クロックの周波数と測定クロックの周波数とが、整数比の関係にないこと意味しており、例えば、画像処理クロック＝８００ＭＨｚ、測定クロック＝５７１ＭＨｚ等である。

ここで、測定クロックの立ち上がり又は立ち下がりのいずれか一方のタイミングで、測定用パルス信号がハイかローかのサンプリングを、所定回数、例えば、１０００回繰り返して実行する。これにより、測定クロックが画像処理クロックより低い周波数であっても、非同期であるためランダムな位相のサンプリングが可能になり、さらに回数を増やすことで誤差を小さくすることができる。なお、５７１ＭＨｚの測定クロックは１パルス１．７５ナノ秒であり、１０００パルスの測定を繰り返しても１．７５ミリ秒である。そして、これをモードｓとして複数モード繰り返しても、大幅な時間がかかるわけではない。

ここで、図３の測定用パルス信号が理想値であれば、所定回数を１０００回とした場合に、１／４の２５０回のハイが検出される。もし、１０００回の比較において、ＰＷＭ誤差測定部１５０で２７５回のハイが検出されれば、２７５（検出値）／２５０（理想値）＝１．１０であり、測定用パルス信号が１０％長いことが検出される（図２中のステップＳ１０５〜Ｓ１０６）。

以上の測定用パルス信号を用いた測定を、ｓをインクリメントして（図２中のステップＳ１０７）、異なる測定用パルス信号を用いて、予め定められたＳに達するまで繰り返し実行する（図２中のステップＳ１０３〜Ｓ１０８）。例えば、モード１の測定用パルス信号（図３（ｂ））による測定、モード２の測定用パルス信号（図４（ｂ））、のように繰り返す。

以上のようにして、測定用データ生成部１４０による測定用データ生成、ＰＷＭ処理部１２０による測定用データに基づく測定用パルス信号の生成、ＰＷＭ誤差測定部１５０による測定用パルス信号と測定用クロックとの比較による測定用パルス信号の理想値との差分測定を実行し、ＰＷＭ誤差測定部１５０は測定結果を画像データ補正部１１０ｈに通知する（図２中のステップＳ１０９）。なお、この時点で、制御部１０１は、測定モードを解除しておく。

〔動作（実動作）〕
制御部１０１は、信号処理装置１００が画像形成の作像のための信号処理を実行中であるか否かを調べ（図２中のステップＳ１００）、作像のための信号処理中であれば（図２中のステップＳ１００でＹＥＳ）、モード信号を実動作モードに設定する（図２中のステップＳ１１１）。

画像データが入力される（図２中のステップＳ１１２）と、ＰＷＭ誤差測定部１５０から測定結果（パルス信号の理想値との差分）が通知されて補正ありの場合（図２中のステップＳ１１３でＹＥＳ）、画像データ補正部１１０ｈは、画像データを１画素単位で補正する（図２中のステップＳ１１４）。

ここで、パルス信号について測定された理想値との差分が＋Ｘ％であれば、（１／（Ｘ／１００））画素毎に１画素を減じるよう補正することで、該差分を解消する。また、パルス信号について測定された理想値との差分が−Ｘ％であれば、（１／（Ｘ／１００））画素毎に１画素を増やすよう補正することで、該差分を解消する。

たとえば、パルス信号について測定された理想値との差分が＋２５％であれば、（１／（２５／１００））画素＝４画素毎に１画素を減じるよう補正することで、該差分を解消する。また、パルス信号について測定された理想値との差分が＋３３％であれば、（１／（３３／１００））画素＝３画素毎に１画素を減じるよう補正することで、該差分を解消する。また、パルス信号について測定された理想値との差分が−２５％であれば、（１／（２５／１００））画素＝４画素毎に１画素を増やすよう補正することで、該差分を解消する。また、パルス信号について測定された理想値との差分が−３３％であれば、（１／（３３／１００））画素＝３画素毎に１画素を増やすよう補正することで、該差分を解消する。

このような画像データ補正部１１０ｈにおける画素増減の補正処理の後に、画像処理部１１０ｇにおいてスクリーン処理や誤差拡散処理などによる複数画素単位の階調表現の画像処理を行う（図２中のステップＳ１１５）。なお、スクリーン処理や誤差拡散処理などの複数画素単位による階調表現は、画像形成や印刷の分野において周知の技術であるので詳細な説明は省略する。

さらに、この画像処理部１１０ｇで画像処理された画像データを受けたＰＷＭ処理部１２０においてＰＷＭ処理によってパルス信号を生成する（図２中のステップＳ１１６）。

そして、モード信号が実動作モードであるため、ＰＷＭ処理部１２０からのパルス信号は作像信号として画像形成装置の露光部（図示せず）等に供給される（図２中のステップＳ１１７）。この作像信号によって、画像形成装置では作像がなされ、像担持体でのトナー像の形成、記録紙上へのトナー像の転写や定着が実行される（図２中のステップＳ１１８）。

以上の動作では、測定時において作像信号のパルス信号の理想値との差分を測定し、実動作時において前記差分を解消するように画像データを補正することで、作像信号の理想値との差分を画像データの段階でよりデジタル的に補正しているため、作像信号の理想値との差分を正確に解消することが可能になる。

図５は、ＰＷＭ信号の状態を模式的に示したもので、クロスハッチングの部分はＰＷＭ信号のオン状態を示し、斜めハッチングの部分はＰＷＭ信号が理想値よりも短くてオンにならない状態を示す。

この図５で、左から順に、主走査方向で２画素のオンを副走査方向に２回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが短い状態、主走査方向で３画素のオンを副走査方向に３回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが短い状態、主走査方向で４画素のオンを副走査方向に４回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが短い状態、主走査方向で５画素のオンを副走査方向に５回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが短い状態、主走査方向で６画素のオンを副走査方向に６回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが短い状態、を示している。

図６は、補正後のＰＷＭ信号の状態を模式的に示したもので、クロスハッチングの部分はＰＷＭ信号のオン状態を示し、斜めハッチングの部分はＰＷＭ信号が理想値よりも短くてオンにならない状態を示す。

この図６では、ＰＷＭ信号が３３％短い差分であるため、３画素に１画素の割合で画素を増やすよう補正する。左から順に、差分の生じた画素が２画素であるため補正無し、差分の生じた画素が３画素であるため１画素追加補正、差分の生じた画素が４画素であるため１画素追加補正、差分の生じた画素が５画素（≒６画素）であるため２画素追加補正、差分の生じた画素が６画素であるため２画素追加補正、としている。

なお、図６では、複数画素群の端部の角から遠い部分に画素を追加しているため、画像としての形状変化が小さく、画像として違和感も小さい。

また、図７では、図６と同様の画素追加であるものの、複数画素群の端部の角に近い部分に画素を追加しているため、画像として形状変化が大きく、違和感が比較的大きくなり、好ましくない例である。但し、この図６と図７とは、一般的な例であるものの、全ての場合に当てはまる絶対的な例ではない。

たとえば、ここではパルス幅の差分のある位置（注目画素）において画素の追加を行っているが、画素群の他の位置（周辺画素）において画素の追加を行ってもよい。また、この画素の追加は、予め用意されたテーブルを参照することも望ましい。例えば、写真画像用、文字用、など予め適したパターンのテーブルを用意することも望ましい。この際に、追加される画素が、元の画素群から突出しない、すなわち、孤立しないように追加の補正をすることで、作像信号の理想値との差分を正確かつ適切に解消することが可能になる。また、スクリーン処理や誤差拡散処理の前段階で画素の追加を実行することでスクリーン処理や誤差拡散処理などによる複数画素単位の画像処理における階調表現のパターンを乱すことなく、作像信号の理想値との差分を正確かつ適切に解消することが可能になる。

図８は、ＰＷＭ信号の状態を模式的に示したもので、水平・垂直のクロスハッチングの部分はＰＷＭ信号のオン状態を示し、斜めクロスハッチングの部分はＰＷＭ信号が理想値よりも長くオンになる状態を示す。

この図８で、左から順に、主走査方向で２画素のオンを副走査方向に２回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが長い状態、主走査方向で３画素のオンを副走査方向に３回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが長い状態、主走査方向で４画素のオンを副走査方向に４回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが長い状態、主走査方向で５画素のオンを副走査方向に５回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが長い状態、主走査方向で６画素のオンを副走査方向に６回繰り返す際にオンからオフになるときに理想値よりも１画素の３３％分オンが長い状態、を示している。

図９は、補正後のＰＷＭ信号の状態を模式的に示したもので、水平・垂直のクロスハッチングの部分はＰＷＭ信号のオン状態を示し、斜めクロスハッチングの部分はＰＷＭ信号が理想値よりも長くてオンになる状態を示す。

この図９では、ＰＷＭ信号が３３％長い差分であるため、３画素に１画素の割合で画素を減らすよう補正する。左から順に、差分の生じた画素が２画素であるため補正無し、差分の生じた画素が３画素であるため１画素削除補正、差分の生じた画素が４画素であるため１画素削除補正、差分の生じた画素が５画素（≒６画素）であるため２画素削除補正、差分の生じた画素が６画素であるため２画素削除補正、としている。

なお、図９では、複数画素群の端部の角に近い部分で画素を削除しているため、画像としての形状変化が小さく、画像として違和感も小さい。

また、図１０では、図９と同様の画素削除であるものの、複数画素群の端部の角以外の部分で画素を削除しているため、画像として形状変化が大きく、違和感が比較的大きくなり、好ましくない例である。但し、この図９と図１０とは、一般的な例であるものの、全ての場合に当てはまる絶対的な例ではない。

たとえば、ここではパルス幅の差分のある位置（注目画素）において画素の削除を行っているが、画素群の他の位置（周辺画素）において画素の削除を行ってもよい。また、この画素の削除は、予め用意されたテーブルを参照することも望ましい。例えば、写真画像用、文字用、など予め適したパターンのテーブルを用意することも望ましい。この際に、削除される周囲の画素が、元の画素群から突出しない、すなわち、孤立しないように削除の補正をすることで、作像信号の理想値との差分を正確かつ適切に解消することが可能になる。また、スクリーン処理や誤差拡散処理の前段階で画素の削除を実行することでスクリーン処理や誤差拡散処理などによる複数画素単位の画像処理における階調表現のパターンを乱すことなく、作像信号の理想値との差分を正確かつ適切に解消することが可能になる。

以上説明したように、画像データの各画素に対応する画像処理クロックを用いて、２値の画像データに応じて画像形成用の作像信号を生成する際に、測定時において作像信号の信号幅（パルス幅）の理想値との差分を測定し、実動作時において差分を解消するように画像データを画素単位で補正することで、作像信号の理想値との差分を画像データの段階でよりデジタル的に補正しているため、ＰＷＭ信号のパルス幅を調整するような補正に比べて、作像信号の理想値との差分を正確に解消することが可能になる。また、このような信号処理装置１００を備えた画像形成装置により、画像データに応じて信号処理装置１００で生成された作像信号により画像を形成することで、作像信号の理想値との差分をデジタル的に正確に解消して誤差の影響の無い画像形成することが可能になる。

また、作像信号の信号幅の理想値との差分を、画像データの段階でデジタル的に補正することで、濃度パッチによるガンマ補正のような総合的な補正と比較しても、正確かつ適切に個別に補正できる。また、ＰＷＭ処理部１２０に補正するのではなく、画像データの段階でデジタル的に補正することで、確実な補正が可能になる。

〔信号処理装置、画像形成装置の構成（２）〕
ここで、図１１に基づいて、画像形成に使用可能な信号処理装置１００の第２の構成を説明する。なお、信号処理装置１００として図１に示した部分には同一番号を付すことで、重複した説明を省略する。

図１１において、図１との違いは、処理部１１０’において、スクリーン処理や誤差拡散処理などによる複数画素単位の階調表現の画像処理を行う画像処理部１１０ｇが前段に位置し、画像データを補正する画像データ補正部１１０ｈ’が後段に位置することである。

また、この実施形態では、画像データが８ビット（０−２５５）である場合を具体例にする。ここで、画像データ補正部１１０ｈ’は、図１２のように、画像処理部１１０ｇでスクリーン処理や誤差拡散処理された画像データの値（０−２５５）を０．９倍程度の０−２３０に圧縮する圧縮部１１０ｈ１と、圧縮部で圧縮された画像データについてＰＷＭ誤差測定部１５０での測定結果に基づいて理想値との差分を解消するように画像データを補正する補正部１１０ｈ２と、を有して構成されている。

〔信号処理装置、画像形成装置の動作（２）〕
以下、図１３のフローチャートを参照して、信号処理装置１００及びこの信号処理装置１００を備える画像形成装置の動作（２）を説明する。なお、信号処理装置１００や画像形成装置の動作として図２のフローチャートに示した部分には同一ステップ番号を付すことで、重複した説明を省略する。

この動作（２）では、動作（１）同様に、測定モードにおいて測定を行う（図１３中のステップＳ１００〜Ｓ１０９）。すなわち、測定用データ生成部１４０による測定用データ生成、ＰＷＭ処理部１２０による測定用データに基づく測定用パルス信号の生成、ＰＷＭ誤差測定部１５０による測定用パルス信号と測定用クロックとの比較による測定用パルス信号の理想値との差分測定を実行し、ＰＷＭ誤差測定部１５０は測定結果を画像データ補正部１１０ｈに通知する（図１３中のステップＳ１０９）。

制御部１０１は、信号処理装置１００が画像形成の作像のための信号処理を実行中であるか否かを調べ（図１３中のステップＳ１００）、作像のための信号処理中であれば（図１３中のステップＳ１００でＹＥＳ）、モード信号を実動作モードに設定する（図１３中のステップＳ２１１）。

画像データが入力される（図１３中のステップＳ２１２）と、画像処理部１１０ｇにおいてスクリーン処理や誤差拡散処理などによる複数画素単位の階調表現の画像処理を行う（図１３中のステップＳ２１３）。

そして、この画像処理部１１０ｇでの画像処理の後に、ＰＷＭ誤差測定部１５０から測定結果（パルス信号の理想値との差分）が通知されて補正ありの場合（図１３中のステップＳ２１４でＹＥＳ）、画像データ補正部１１０ｈは、画像データを補正する（図１３中のステップＳ２１５）。

ここでは、圧縮部１１０ｈ１において画像データを９割程度に圧縮しておき、その状態で、パルス信号について測定された理想値との差分を解消するように画像データを補正する。例えば、パルス信号が理想値よりも１０％短い（差分＝−１０％）であれば、２３０×（１／（１＋（−１０／１００））＝２５５、のように画像データを補正して該差分を解消する。また、パルス信号が理想値よりも１０％長い（差分＝＋１０％）であれば、２３０×（１／（１＋（１０／１００））＝２０９、のように画像データを補正して該差分を解消する。

なお、圧縮部１１０ｈ１での圧縮率０．９は一例であり、ＰＷＭ処理部１２０での差分の発生状況に応じて定めれば良い。ここでは、ＰＷＭ処理部１２０での差分が１０％程度と想定し、その差分を解消可能なように、圧縮率を０．９と設定している。

そして、この処理部１１０で画像処理と補正がなされた画像データを受けたＰＷＭ処理部１２０においてＰＷＭ処理によってパルス信号を生成する（図１３中のステップＳ２１６）。さらに、実動作モードでは、ＰＷＭ処理部１２０からのパルス信号は作像信号として画像形成装置の露光部（図示せず）等に供給される（図１３中のステップＳ２１７）。この作像信号によって、画像形成装置では作像がなされ、像担持体でのトナー像の形成、記録紙上へのトナー像の転写や定着が実行される（図１３中のステップＳ２１８）。

以上の動作では、測定時において作像信号のパルス信号の理想値との差分を測定し、実動作時において前記差分を解消するように、予め圧縮しておいた画像データを補正し、作像信号の理想値との差分を画像データの段階でよりデジタル的に補正しているため、作像信号の理想値との差分を正確に解消することが可能になる。

なお、画像データのビット数、画像データの圧縮率などは、以上の具体例に限定されず、任意に定めることが可能である。

〔その他の動作〕
なお、以上の信号処理装置１００を用いることが可能な画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置を想定しているが、これに限定されるものではない。すなわち、各種方式の画像形成装置に対して、以上の実施形態の信号処理装置１００を用いることが可能である。

１００ 信号処理装置
１０１ 制御部
１０５ クロック生成部
１１０ 処理部
１１０ｈ 画像データ補正部
１１０ｇ 画像処理部
１２０ ＰＷＭ処理部
１３０ 出力部
１４０ 測定用データ生成部
１５０ ＰＷＭ誤差測定部

Claims (10)

1. 画像データの各画素に対応する画像処理クロックを用いて、画像データに応じて画像形成用の作像信号を生成する信号処理装置であって、
   測定時において前記作像信号の信号幅の理想値との差分を測定する測定部と、
   実動作時において前記差分を解消するように前記画像データを補正する処理部と、
   を有し、
   前記処理部は、実動作時において、前記測定時に測定された着目画素についての前記差分を解消するように、前記着目画素、あるいは、該着目画素周囲の周辺画素のいずれかを、補正する際に、
   前記差分を解消するように補正された画素が、補正前の画素から孤立しないように補正する、
   ことを特徴とする信号処理装置。
2. 前記処理部は、実動作時において前記差分を解消するように、前記画像データが２値である場合に、前記画像データについて、複数画素に対して１画素の割合で、オンからオフへ、あるいは、オフからオンへ補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 画像データの各画素に対応する画像処理クロックを用いて、画像データに応じて画像形成用の作像信号を生成する信号処理装置であって、
   測定時において前記作像信号の信号幅の理想値との差分を測定する測定部と、
   実動作時において前記差分を解消するように前記画像データを補正する処理部と、
   を有し、
   前記処理部は、実動作時において前記差分を解消するように、前記画像データが２値である場合に、前記画像データについて、複数画素に対して１画素の割合で、オンからオフへ、あるいは、オフからオンへ補正する、
   ことを特徴とする信号処理装置。
4. 前記処理部は、実動作時において、前記測定時に測定された着目画素についての前記差分を解消するように、前記着目画素、あるいは、該着目画素周囲の周辺画素のいずれかを、補正する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
5. 前記処理部は、前記画像データについて、前記差分に応じた複数画素に対する１画素の割合の補正をする際に、オンとなっている画素の集合体が前記複数画素未満である場合には補正しない、
   ことを特徴とする請求項２−４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
6. 前記処理部は、前記画像データの用途もしくは種類に応じて、予め定められた補正用のテーブルを使用して補正する、
   ことを特徴とする請求項２−４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
7. 前記処理部は、実動作時において、複数画素単位で階調を表現する画像処理を実行する場合には、該画像処理の前に、前記差分を解消するように補正を行う、
   ことを特徴とする請求項１−６のいずれか一項に記載の信号処理装置。
8. 前記測定部は、前記画像処理クロックと非同期の測定クロックを用意して、所定の画像データに対応する前記作像信号の信号幅と前記測定クロックとを所定期間にわたって比較し、該比較による一致と不一致との比率により前記差分を測定する、
   ことを特徴とする請求項１−７のいずれか一項に記載の信号処理装置。
9. 測定クロックの周波数ｆ2は、前記画像処理クロックの周波数をｆ1とした場合に、0.5ｆ1＜ｆ2＜ｆ1、である、
   ことを特徴とする請求項８記載の信号処理装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の信号処理装置を備え、
    画像データに応じて前記信号処理装置で生成された前記作像信号により画像を形成する、
    ことを特徴とする画像形成装置。
    

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