JP5917081B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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図1は、実施例1のカラー複写機の全体構成を説明する概略構成図である。このカラー複写機は、カラー原稿を読み取ってカラー画像信号を生成する画像読み取り装置(以下、カラースキャナ)1及びカラー画像記録装置(以下、カラープリンタ)2を備える。カラースキャナ1は、原稿3の画像を照明ランプ4、ミラー群5(5A〜5C)及びレンズ6を介してカラーセンサ7に結像する。そして、原稿3のカラー画像情報を、例えばブルー(B)、グリーン(G)、レッド(R)の色分解光毎に読み取り、それぞれ電気的な画像信号に変換する。このカラースキャナ1で生成されたB,G,Rの色成分の画像信号に対して画像処理部(不図示)で色変換処理を行い、光の3原色からブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクなどの色材の色成分画像データを得る。
図2(a)は、光学ユニット28の構成を示す斜視図、図2(b)はカラープリンタ2の光学ユニット28及びその周辺ユニットの構成を説明する図である。画像信号生成部53は入力された画像データに基づき画像信号202を出力する。レーザ駆動部54は、画像信号生成部53により出力された画像信号202に基づいて、半導体レーザ55を駆動(発光)するための駆動信号204を出力することにより半導体レーザ55を駆動する。半導体レーザ55は、レーザ駆動部54から出力された駆動信号204により駆動され、レーザ光205を照射する。半導体レーザ55から照射されたレーザ光205は、コリメータレンズ56及び絞り24によりほぼ平行光となり、所定のビーム径で回転多面鏡57に入射する。回転多面鏡57は、スキャナモータ25によって矢印21aの方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射した光ビームが反射され連続的に角度を変える偏向ビームとなる。
図3に走査位置に応じたレーザスポット形状の変動に起因する画像濃度の補正制御を説明するフローチャートを示す。ステップ(以下、S)1で、CPU52がBDセンサ60から出力されたBD信号201を受信し、BD信号201を検知する。S2でCPU52は、BD信号201を検知したことに応じて内部カウンタ(図中、単にカウンタと記す)をリセットし、かつカウントを開始する。S3でCPU52は、記憶部61から読み込んだ補正フィルタに基づき、カウント値に応じた補正フィルタを生成し、画像信号生成部53に補正信号203として出力する。補正フィルタについての詳細は後述する。尚、本実施例では記憶部61に補正フィルタを記憶している構成であるが、予め補正フィルタを記憶しているEEPROM等を装着する構成としてもよい。S4でCPU52は、BDセンサ60から出力されるBD信号201に同期して画像信号202を生成するよう画像信号生成部53に指示する。ここで、CPU52の指示により画像信号生成部53は、画像データ及びCPU52から入力された補正信号203に基づき、画像信号(補正画像データ)202を生成し、生成した画像信号202をレーザ駆動部54に出力する。S5でCPU52は、画像信号生成部53から出力された画像信号202に基づいて半導体レーザ55の駆動信号(PWM信号)204を生成するようレーザ駆動部54に指示する。S6でCPU52は、画像形成を終了するか否かを判断し、画像形成を終了すると判断した場合は本フローチャートの処理を終了し、画像形成を終了しないと判断した場合はS1の処理に戻る。
図4は、本実施例の光学ユニット28のCPU52による補正を説明する図である。70は光学ユニット28の光学特性であるレーザスポット形状を示し、71は主走査方向の補正分解能(メモリへのデータ格納数)(1走査ライン補正間隔)を示す。レーザ光のレーザスポット形状は、70に示すように、主走査方向の中央部では真円であるが、主走査方向の両端部では主軸が図に示すように夫々傾いた楕円形状である。すなわち、感光ドラム21の長手方向の中央部に照射されるレーザ光のスポット形状は真円であり、感光ドラム21の長手方向の両端部に照射されるレーザ光のスポット形状は楕円である。尚、70に一点鎖線で示す部分のレーザ光のレーザスポット形状は、主走査方向の中央部から両端部に向かって真円から楕円形状に連続的に徐々に変化する。本実施例では、1走査ライン分の画素を複数のブロックに分割し、各ブロック間で補正フィルタ73を段階的に切り替えて補正を行う。図4の71の1走査ライン補正間隔の1目盛が1ブロックに対応し、1ブロック中に複数の画素(例えば16画素)が含まれる。73は本実施例の光学特性補正フィルタ(以下、単に補正フィルタと記す)を示す。例えば、主走査方向の中央部すなわちレーザスポット形状が真円状である場合は、真円状のレーザスポット形状に対応した補正フィルタを用いて補正を行うこととなり、図4中の表1はそれを意味する。表1については後述する。
図5(a)は、本実施例のCPU52の構成を示すブロック図である。メモリ74は、記憶部61から読み出した補正フィルタ73を予め格納している。図5(b)は、メモリ74におけるデータの格納を説明する図である。図5(b)については後述する。カウンタ75は、RST端子に入力されたBD信号201によりリセットされる。またカウンタ75は水晶発振器62からCLK端子に入力される画素データに同期した画素クロック(CLK)(z)をカウントしている。ここでカウンタ75は、例えば4ビットのカウンタで、OUT端子から出力される出力信号401は、カウンタ75が例えば「16」を計数する度に出力されるキャリー信号である。ここでカウンタ75により計数される「16」は、図4に示す1つの1走査ライン補正間隔における画素数に対応している。メモリ74は、例えばFIFOメモリで、CLK端子に入力されるカウンタ75の出力信号401に同期して、図5(b)に示す主走査方向0番目の補正フィルタから順次補正フィルタをOUT端子から出力する。
図5(b)は、メモリ74に記憶されている補正フィルタの配置を説明する図である。記憶部61(例えば記憶部61のROM)から入力された補正フィルタは、アドレスの順にメモリ74のアドレス0からアドレスnに主走査方向0番目からn番目までの順で格納されている。図4に示したように、主走査方向0番目からn番目までの補正フィルタは、各ブロック(各1走査ライン補正間隔)に対応したものである。ここでは、主走査方向0番目の補正フィルタから順に、メモリ74のアドレス0番地から補正フィルタが記憶されており、メモリ74のCLK端子にCLK信号が入力される度に、アドレスの小さい順から補正フィルタが出力されるものとする。尚、この例では、記憶部61から入力された補正フィルタをメモリ74に格納するように示している。しかし、記憶部61から例えばEPROMが提供される場合には、そのEPROMをメモリ74とし、直接このメモリ(EPROM)から補正フィルタを読み出すようにしても良い。
〔手順1〕注目画素を中心とした3×3の画像データと3×3の補正フィルタの対応する位置の数値を乗算し、その後それら全てを加算する
〔手順2〕〔手順1〕の計算結果の値に対して更に、補正を行う。本実施例では、計算結果が負になった場合は、画像露光量=0とする
〔手順3〕〔手順2〕で決定された注目画素に対するレーザ露光量強度に対し、更に感光ドラム21の光感度・現像装置の現像特性などを含めて更に補正を行う
という処理を行っている。以降、レーザスポット形状の変動に起因する画像濃度の補正制御に関わる〔手順1〕、〔手順2〕について説明する。
以下、この補正フィルタの作用について例を挙げながら示す。まず孤立ドットの場合を示す。表2に示すのは画像データ内の孤立ドットを注目画素として、その孤立ドットを中心とした3×3の画像データである。それぞれのドット部に記入してある数字は出力画像の画像強度を示す。ここで数字の大小はレーザ露光の強度を基準としている。また、通常出力画像は各ドットに対して1〜8ビットデータとして取り扱われることが多いため、この例では8ビットデータの出力画像の場合を示す。本実施例は、反転現像系であるため、黒部に対してレーザ露光が行われる。そのため、黒ドット部は255の値を持ち、白部は0の値を持つことになる。
0×0+0×(−0.15)+0×0+0×(−0.15)+255×(1)+0×(−0.15)+0×0+0×(−0.15)+0×0
=255
となる。〔手順1〕の結果、正の値となったので〔手順2〕は行わない。すなわち、このような孤立ドットの場合には、元の画像データである255という値が変化しない。従って、孤立ドットである注目画素に対してはレーザ露光強度の最大設定値そのもので出力を行うことになる。
=−38.25
となる。上述の〔手順2〕で説明したように、本実施例では、この演算の後に「計算結果が負になった場合は、画像露光量=0とする」という補正を行うため、結果としてこの画素に対しての画像露光量は0となる。
次に、表4に示すような黒部と白部間の境界画素の場合を示す。
255×0+255×(−0.15)+0×0+255×(−0.15)+255×(1)+0×(−0.15)+255×0+255×(−0.15)+0×0
≒140
となり、表2に示すような孤立ドットにおける場合の半分強の値となることがわかる。電子写真プロセスにおいては、元来隣接画素の影響により、この注目画素部分はトナー現像量が増加してしまう。そのため、その増加する分を予め見越して、レーザ露光量を減らす制御を行う。逆にいえば、孤立ドットなど、周辺にドットがないような条件下でトナー粒子が現像されにくいことを考慮の上に、そのような条件ではレーザ露光量を増やすという制御を行うのが本実施例の特徴である。
次に、表5に示すような黒ベタ部における制御例を示す。表5のような画像データに対して、表5の中央の画素を注目画素として、〔手順1〕の計算を行う。
=102
となり、黒ベタ部においては、孤立ドットにおける場合の半分以下のレーザ露光量に設定している。
本実施例では、レーザスポット形状による光量積分値が低い箇所(例えば、図8(d)の白い部分)は、フィルタ値を増加させ、隣接画素方向へ広がっている箇所はフィルタ値を下げる。すなわち図4左端に示すようなレーザスポット形状(図8(c)とは左右対称の形状)であった場合、表6に示す補正フィルタを用いる。
次に、このCPU52の動作について図5(a)、図5(b)、図6(a)を参照して説明する。また、図3で説明したフローチャートに該当するステップ番号も併記する。まず、BDセンサ60から出力されるBD信号201がメモリ74とカウンタ75のリセット端子(RST端子)に入力されると(図3 S1)、メモリ74のアドレス及びカウンタ75のカウント値が「0」にクリアされる(図3 S2)。
本発明の目的は次のような構成によっても達成される。すなわち本実施の形態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或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。尚ここでいうコンピュータはCPUやMPUと置き換えてもよい。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このような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、フロッピィ(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、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、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現される。更にこれだけでなく、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動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれている。
更に、次のような場合も含む。すなわち、記憶媒体から読み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きこまれる。その後、メモリに書きこまれた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又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含む。
以上、その他の実施例においても、走査位置に応じてレーザスポット形状が変動しても、主走査方向の画像濃度の変動を抑制することができる。
28 光学ユニット
52 CPU
53 画像信号生成部
Claims (11)
- 感光体と、
画像データに基づいて前記感光体を露光するためのレーザビームを出射する光源と、
前記レーザビームが前記感光体上を走査するように前記レーザビームを偏向する偏向手段と、
注目画素に隣接する隣接画素に対応する補正係数を含み、前記感光体上における前記レーザビームの露光位置のスポット形状に応じた補正フィルタを設定する設定手段であって、前記レーザビームの走査方向における前記注目画素の位置に応じて補正フィルタを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された補正フィルタと当該補正フィルタに対応する注目画素に隣接する隣接画素の画像データに基づいて当該注目画素の画像データを補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された注目画素の画像データに基づいて前記光源からレーザビームを出射させる駆動手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記補正フィルタは注目画素の画像データに対応する補正係数を含み、
前記補正手段は、補正前の注目画素の画像データと当該注目画素に対応する補正係数とに基づいて第1の補正値を算出し、隣接画素の画像データと当該隣接画素に対応する補正係数とに基づいて第2の補正値を算出し、前記第1の補正値と前記第2の補正値とに基づいて当該注目画素の補正後の画像データを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記注目画素の補正後の画像データは前記第1の補正値に対して前記第2の補正値を加減算することによって生成され、
前記補正フィルタは、前記注目画素に対する正の値の補正係数と、前記隣接画素に対する正の値、0、負の値のいずれかの補正係数と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記レーザビームの走査方向において前記偏向手段によって偏向された前記レーザビームのスポット形状は当該レーザビームの露光位置に応じて変動し、
前記補正フィルタに含まれる前記隣接画素に対する補正係数は、前記レーザビームのスポット形状に対応していることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記レーザビームの走査方向において前記感光体の中央部の前記レーザビームのスポット形状の真円度は前記感光体の端部における前記レーザビームのスポット形状の真円度よりも高く、
前記補正フィルタは、前記レーザビームのスポット形状の真円度に対応していることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記感光体の端部における前記レーザビームのスポット形状は前記レーザビームの走査方向に対して長軸が傾斜した略楕円形状であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記隣接画素のうち前記長軸の軸線上に位置する隣接画素に対する補正係数は前記楕円形状の短軸の軸上に位置する隣接画素に対する補正係数よりも小さいことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 複数の露光位置に応じた補正フィルタを記憶する記憶部を備え、
前記設定手段は、前記複数の露光位置に応じて前記記憶部に記憶された補正フィルタを設定することを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の画像形成装置。 - 真円のレーザスポット形状に対応する基準フィルタを記憶する記憶部を備え、
前記設定手段は、複数の露光位置に応じて前記基準フィルタから注目画素に対する前記補正フィルタを生成することを特徴とする請求項5乃至7いずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記偏向手段によって偏向されたレーザビームを受光することによって同期信号を生成し、当該同期信号を前記設定手段に入力する受光手段と、
クロック信号を出力する発振器と、を有し、
前記設定手段は、前記クロック信号をカウントするカウンタを備え、
前記設定手段は、前記受光手段から前記同期信号が入力されてからの前記カウンタのカウント数に基づいて前記レーザビームの露光位置を特定し、特定したレーザビームの露光位置に応じた補正フィルタを設定することを特徴とする請求項1乃至7いずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記設定手段は、前記レーザビームの走査方向において前記感光体上のレーザビームの走査領域を複数に分割したブロックごとに前記補正フィルタを設定し、
前記設定手段は、注目画素が含まれるブロックに隣接するブロックに対応する補正フィルタを格納する格納部を有し、
複数の前記ブロックは複数の画素が形成される領域であり、
前記設定手段は、注目画素が含まれるブロックに対応する補正フィルタと前記格納部に格納された隣接ブロックに対応する補正フィルタに基づいて前記注目画素に対応する補正フィルタを設定することを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項に記載の画像形成装置。
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