JP6079176B2 - 光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書込み装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書込み装置の制御方法に関し、特に、画像形成出力における主走査方向の位置ずれ補正のタイミングに関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光して静電潜像を描画するタイミングと用紙の搬送タイミングとを合わせることにより、用紙の正しい範囲に画像が形成されるように調整が行われる。また、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するタンデム式の画像形成装置においては、各色の感光体において現像された画像が正確に重ね合わされるように、各色の感光体における露光タイミングの調整が主走査方向及び副走査方向において行われる。以降、これらの調整処理を総じて位置ずれ補正とする。

上述したような位置ずれ補正を実現するための具体的な方法としては、感光体を露光する光源と感光体との配置関係を調整する機械的な調整方法と、出力するべき画像を位置ずれに応じて調整することにより最終的に好適な位置に画像が形成されるようにする画像処理による方法とがある。この画像処理による方法の場合、補正用のパターンを描画してそれを読み取ることにより、設計上定まるタイミングと実際にパターンが読み取られたタイミングとの差異に基づいて補正が行われ、所望の位置に画像が形成されるようにする。

このような画像処理による位置ずれ補正においては、より精細な補正を可能とするため、入力された画像データの解像度よりも細かい解像度単位で副走査方向の補正を行うことが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１、２に開示された発明においては、副走査方向の位置ずれ補正について開示されているが、画像の位置ずれは主走査方向にも生じるため、主走査方向への位置ずれ補正も行うことが好ましく、その際には、特許文献１、２において開示されているように、入力された画像データの画素を分割したより細かい解像度により、精細な補正を行うことが求められる。

ここで、画像形成装置においては、ラインメモリと呼ばれる主走査ライン毎に対応する記憶媒体に、出力するべき画像のデータを画素毎に格納した上で、電子写真方式における光書込み装置や、インクジェット方式におけるインクヘッド等の作像機構が駆動される。従って、ラインメモリから画素データを読み出す際に、その読み出しタイミングをずらすことにより、主走査方向の位置ずれ補正が可能となる。

しかしながら、画像処理の態様によっては、例えば１画素４ビットで入力された画像データを単純に２ビットずつに分割し、見かけ上、解像度を倍にしつつも、１画素分の２ビットの値では意味を成さず、２画素分の４ビットではじめて意味を成す状態が生じることがあり得る。このような状態は、４ビットで表現された画素を各画素２ビットに変換する階調処理において、各画素が意味を成すようなビット値に変換される。

ここで、上述したような副走査方向の位置ずれ補正は、画素データを副走査方向に移動させることによって行われるが、画像のスキューを補正する場合は、主走査ライン上のある位置で画素をシフトさせることにより行われる。この画素をシフトさせる主走査ライン上の位置は、上述した４ビットで意味を成す２画素が異なる主走査ライン上に配置されてしまうことの無いように、夫々組になる２画素毎の区切りに設定される。

しかしながら、ラインメモリ上に格納された画素の状態が、２画素分の４ビットではじめて意味を成す状態である際に、主走査方向の画素位置の補正が行われると、その補正量によっては、２つではじめて意味を成すはずの２画素の間に副走査方向の画素のシフト位置が設定されてしまうことがある。その結果、画素のシフト位置においては、本来組になるはずのない２つの２ビットのデータが組み合わせられて４ビットのデータとなり、本来の画素データとは異なる画素データが生成されるデータ化けが発生する。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、主走査方向の高精度な位置ずれ補正を可能としつつ、画素データのデータ化けを回避することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み制御装置であって、画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報であって、一の画素の階調値が複数ビットで表現された情報を主走査ライン毎に複数ライン分取得し、記憶媒体に格納する画像情報取得部と、前記記憶媒体に格納された画素の情報を主走査ライン毎に順番に読み出すと共に、画像形成出力するべき画像の傾き補正の態様に応じて主走査ライン上の所定の位置で読出し先の主走査ラインを切り替えて読み出し、且つ前記画像の解像度の副走査方向の変倍率に応じて一の主走査ラインに対応する前記記憶媒体から複数回繰り返し読み出す傾き補正処理部と、前記記憶媒体から読み出された前記画素の情報を、前記複数ビットで表現された階調値に応じて前記光源において各画素に対応する発光素子を駆動するための情報に変換すると共に、前記画像の解像度の主走査方向の変倍率に応じて一の画素の情報に基づいて複数の画素の情報を出力する階調変換部と、階調変換された画素の情報の転送タイミングを、前記主走査方向の変倍率に応じて変倍された解像度単位で調整することにより、前記画素の情報が対応する画像の位置を主走査方向にずらす主走査補正部とを含むことを特徴とする。

本発明の他の態様は、画像形成装置であって、上述した光書き込み制御装置を含むことを特徴とする。

本発明の更に他の態様は、感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み装置の制御方法であって、画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報であって、一の画素の階調値が複数ビットで表現された情報を主走査ライン毎に複数ライン分取得して記憶媒体に格納し、前記記憶媒体に格納された画素の情報を主走査ライン毎に順番に読み出すと共に、画像形成出力するべき画像の傾き補正の態様に応じて主走査ライン上の所定の位置で読出し先の主走査ラインを切り替えて読み出し、且つ前記画像の解像度の副走査方向の変倍率に応じて一の主走査ラインに対応する前記記憶媒体から複数回繰り返し読み出し、前記記憶媒体から読み出された前記画素の情報を、前記複数ビットで表現された階調値に応じて前記光源において各画素に対応する発光素子を駆動するための情報に変換すると共に、前記画像の解像度の主走査方向の変倍率に応じて一の画素の情報に基づいて複数の画素の情報を出力し、階調変換された画素の情報の転送タイミングを、前記主走査方向の変倍率に応じて変倍された解像度単位で調整することにより、前記画素の情報が対応する画像の位置を主走査方向にずらすことを特徴とする。

本発明によれば、主走査方向の高精度な位置ずれ補正を可能としつつ、画素データのデータ化けを回避することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み装置の制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るスキュー補正に係るラインメモリの態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る階調処理に用いられる階調変換テーブルの例を示す図である。 本発明の実施形態に係るデータ化けの例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、画像形成装置としての複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）を例とし、入力された画像の解像度よりも細かい解像度で画素位置の補正を行う際の処理を特徴として説明する。尚、画像形成装置は複合機でなくとも良く、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等であっても良い。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。

ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０がそれらのプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）２１、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報であり、出力するべき画像を構成する画素の情報、即ち画素情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。

操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づき、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された用紙は排紙トレイ２７に排紙される。

画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。

エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。

撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ４０等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット２２、エンジン制御部３１及び画像処理部３３が連動して、原稿読み取り部として機能する。

画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ４０等に格納され若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。即ち、ＡＤＦ２１及びエンジン制御部３１が画像入力部として機能する。

また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。

次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２と分離ローラ１０３とにより分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙが配列されている。

これら複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６ＢＫはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６ＢＫについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは画像形成部１０６ＢＫと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙの各構成要素については、画像形成部１０６ＢＫの各構成要素に付したＢＫに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト１０５に対して、最初の画像形成部１０６ＢＫが、ブラックのトナー画像を転写する。画像形成部１０６ＢＫは、感光体としての感光体ドラム１０９ＢＫ、この感光体ドラム１０９ＢＫの周囲に配置された帯電器１１０ＢＫ、光書き込み装置２００、現像器１１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３ＢＫ等から構成されている。光書き込み装置２００は、夫々の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ（以降、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対して光を照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム１０９ＢＫの外周面は、暗中にて帯電器１１０ＢＫにより一様に帯電された後、光書き込み装置２００からのブラック画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２ＢＫは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９ＢＫ上にブラックのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器１１５ＢＫの働きにより搬送ベルト１０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト１０５上にブラックのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９ＢＫは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３ＢＫにより除電され、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、画像形成部１０６ＢＫにより搬送ベルト１０５上に転写されたブラックのトナー画像は、搬送ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６ＢＫでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

搬送ベルト１０５上に転写されたブラック、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｙに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト１０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。

給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が搬送ベルト１０５と接触する位置若しくは最も接近する位置において、搬送ベルト１０５上に形成された中間転写画像がその紙面上に転写される。これにより、用紙１０４の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙１０４は更に搬送され、定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

このような画像形成装置１においては、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの軸間距離の誤差、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの平行度誤差、光書込み装置２００内での光源の設置誤差、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙへの静電潜像の書込みタイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずることがある。

また、同様の原因により、転写対象である用紙において本来画像が転写される範囲から外れた範囲に画像が転写されることがある。このような位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ、主走査方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ等が知られている。また、用紙を搬送する搬送ローラの回転速度の誤差や摩耗による搬送量の誤差等が知られている。

このような位置ずれを補正するため、パターン検知センサ１１７が設けられている。パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙによって搬送ベルト１０５上に転写された位置ずれ補正用パターンを読み取るための光学センサであり、搬送ベルト１０５の表面に描画された補正用パターンを照射するための発光素子及び補正用パターンからの反射光を受光するための受光素子を含む。

図３に示すように、パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの下流側において、搬送ベルト１０５の搬送方向と直行する方向に沿って同一の基板上に支持されている。更に、本実施形態に係るパターン検知センサ１１７は、装置の経時変化による濃度変動を補正するための補正用パターンを読み取るためのセンサとしても用いられる。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置２００について説明する。図４は、本実施形態に係る光書き込み装置２００と感光体ドラム１０９との配置関係を示す図である。図４に示すように、各色の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々に照射される照射光は、光源であるＬＥＤＡ（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）１１１ＢＫ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｙ（以降、総じてＬＥＤＡ１１１とする）から照射される。

ＬＥＤＡ１１１は、発光素子であるＬＥＤが、感光体ドラム１０９の主走査方向に並べられて構成されている。光書き込み装置２００に含まれる制御部は、主走査方向に並べられている夫々のＬＥＤの点灯／消灯状態を、出力すべき画像のデータに基づいて主走査ライン毎に制御することにより、感光体ドラム１０９の表面を選択的に露光し、静電潜像を形成する。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置２００の制御ブロックについて、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る光書き込み装置２００においてＬＥＤＡ１１１を制御する書き込み制御部２０１の機能構成と、ＬＥＤＡ１１１及びコントローラ２０との接続関係を示す図である。図５に示すように、本実施形態に係る書き込み制御部２０１は、光書き込み装置２００全体の動作を制御するＣＰＵ２０２、主記憶装置としてのＲＡＭ２０３、ラインメモリ２０４、２０５及びＬＥＤ書き込み制御回路２１０を含む。

また、ＬＥＤ書き込み制御回路２１０は、周波数変換部２１１、画像領域制御回路２１２、パターン制御部２１３、スキュー補正部２１４、階調制御部２１５、主走査シフト部２１６及びＬＥＤＡ制御部２１７を含む。

このように、本実施形態に係る書き込み制御部２０１は、図１において説明したハードウェア構成と同様に、記憶媒体に記憶されている制御プログラムがＲＡＭ２０３にロードされ、ＣＰＵ２０２がそのプログラムに従って演算を行うことにより構成されるソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって構成される。

また、以降の説明においては、ＬＥＤＡ１１１に対する書き込み制御部２０１の構成及び機能について説明するが、図３、図４において説明したように、ＬＥＤＡ１１１は感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々に対応して設けられておいる。従って、書き込み制御部２０１は、各色のＬＥＤＡ１１１及び感光体ドラム１０９毎に制御を行う機能を有する。

ＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０は、コントローラ２０から入力される描画情報に基づいてＬＥＤＡ１１１の発光を制御する発光制御部であり、集積回路等のハードウェアによって構成され、ＣＰＵ２０２の制御に従って動作する。周波数変換部２１１は、コントローラ２０から入力される描画情報をＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０の動作周波数に対応させて出力する。そのため、周波数変換部２１１は、コントローラ２０から入力される描画情報を、周波数変換用に設けられたラインメモリ２０４に一次的に格納し、ＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０の動作周波数に従って出力する。

画像領域制御回路２１２は、周波数変換されて出力された画像データに対して、画像サイズの変更やトリミング処理並びに内部パターンの付加等を行うと共に、次段の処理モジュールであるパターン制御部２１３への画像データの出力タイミングを制御することにより、コントローラ２０から入力された解像度単位での主走査方向の位置ずれ補正を行う。即ち、画像領域制御部回路２１２が、変換前解像度主走査補正部として機能する。画像領域制御回路２１２による主走査方向の位置ずれ補正は、コントローラ２０から入力された描画データの解像度単位で行われる。

パターン制御部２１３は、上述した補正用パターンの生成を制御する。その場合、パターン制御部２１３は、書込み制御部２０１に設けられている図示しない記憶媒体からパターンを描画するための情報を取得し、パターンを構成する画素の情報を描画情報として出力する。尚、コントローラ２０によって制御される通常の画像形成出力動作の場合、画像領域制御回路２１２から入力される画像データは、パターン制御部２１３において特に処理を施されることなくスキュー補正部２１４に入力される。

スキュー補正部２１４は、ＬＥＤＡ１１１と感光体ドラム１０９との配置による誤差等、様々な要因によって生じる画像のスキューを補正する。スキュー補正に関するパラメータ値は書き込み制御部２０１に含まれる記憶装置に記憶されており、ＣＰＵ２０２の制御によってスキュー補正部２１４に設定される。スキュー補正部２１４は、パターン制御部２１３から入力された画像データをラインメモリ２０５に主走査ライン毎に格納し、設定されたパラメータ値に従ってラインメモリ２０５から画像データを読み出すことによりスキュー補正を実行する。即ち、スキュー補正部２１４が画像取得部として機能すると共に、傾き補正部として機能する。

図６は、スキュー補正部２１４がスキュー補正に際して用いるラインメモリ２０５を模式的に示す図である。図６に示すように、ラインメモリ２０５においては、主走査ライン毎に画素データを格納するための記憶媒体が設けられている。そして、本実施形態においてコントローラ２０から入力される描画データは、１画素４ビットの１６階調で表現されたデータである。そのため、図６に示すように、ラインメモリ２０５に格納された画素データは、４ビットで１画素分のデータとして意味を持つ。

このようにラインメモリ２０５に複数の主走査ライン分の画素データが格納された状態において、スキュー補正部２１４は、補正するべき画像の傾きに応じて、主走査ライン上の所定の位置において画素データを読み出すラインをシフトする。例えば、１ライン目から画素データを読み出していた場合において、主走査ライン上の所定に位置（以降、「シフト位置」とする）において、画素データを読み出す主走査ラインを２ライン目に切り替える。このような処理により、画像の傾きを補正することが可能となる。

このような画素データの読み出し位置のシフトに際しては、４ビット毎の境目をシフト位置としなければ、４ビットではじめて意味を成すデータの固まりが崩れてしまう。そのため、シフト位置は、図６に示す４ビット毎のデータの境目に設定される。

また、スキュー補正部２１４は、スキュー補正に際して、副走査方向への解像度変換も行う。そのため、スキュー補正部２１４は、ラインメモリ２０５に格納された画素データを解像度の倍率に応じて繰り返し読み出して階調制御部２１５に入力する。

例えば、本実施形態においてコントローラ２０から入力される描画データの解像度は６００ｄｐｉである。その解像度を副走査方向に１２００ｄｐｉ、即ち２倍とする場合、スキュー補正部２１４は、１ライン分の画素データの読出しを２回繰り返す。また、２４００ｄｐｉ、即ち４倍とするためには４回繰り返す。

また、ＬＥＤＡ１１１と用紙の搬送方向の配置や転写の回数によっては、画像の左右、即ち主走査方向を反転するミラーリング処理を行う必要がある。このミラーリング処理は、１ライン分格納された画素データを、ライン終端から逆に読み出すことにより実現される。このような処理は、コントローラ２０における描画情報の生成の際や、周波数変換部２１１におけるラインメモリ２０４からの画素データの読出しの際に行うことも可能であるが、スキュー補正部２１４によるラインメモリ２０５からの画素データの読出しの際に行うことにより、画像領域２１２において付加された内部パターンもまとめてミラーリング処理されるため、処理を簡略化することが可能である。

また、本実施形態に係るスキュー補正部２１４においては、シフト位置による主走査ラインのシフトの他、主走査ライン全体をシフトさせることによる、各色間の位置合せも行われる。この際、各色の位置ずれ補正量は、基準色であるＫ、即ち感光体ドラム１０９Ｋから転写される画像との重ね合わせを考慮して算出される。そのため、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のＫからの色ずれ量の最大値は、スキュー補正部２１４における主走査、副走査方向の解像度単位の１／２ドット分となる。

しかしながら、各色の基準色からの色ずれの方向が異なる場合、各色間の色ずれ量の最大値は、１ドット分となってしまう。例えば、ＣがＫに対してプラス方向に１／２ドットずれており、ＹがＫに対してマイナス方向に１／２ドットずれている場合、ＣとＹとのずれ量は１ドット分となってしまう。

このような状態を回避するため、Ｃ、Ｍ、Ｙの補正量を１ドットプラス若しくはマイナスすることにより、Ｋも含むＣＭＹＫ各色間の色ずれ量の最大値を２／３ドット以下とするための調整が行われる。この調整処理は、Ｃ、Ｍ、Ｙ夫々の補正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ（ドット）について、以下の式（１）の算出結果が最小となるようなΔＣ、ΔＭ、ΔＹの組み合わせを求めることによって行われる。

ここで、上記式（１）の計算に際しては、上述した補正用パターンの読み取り結果に応じて算出された補正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹの算出値を夫々ΔＣ_ｄｅｆ、ΔＭ_ｄｅｆ、ΔＹ_ｄｅｆ（ドット）とすると、その算出値に加えてΔＣ_ｄｅｆ±１、ΔＭ_ｄｅｆ±１、ΔＹ_ｄｅｆ±１（ドット）を候補値として、全ての組み合わせについて上記式（１）の計算を行う。これにより、各色間の色ずれ量が２／３ドット以下となる最小の組み合わせを求めることができる。尚、この処理はスキュー補正部２１４における各色のラインシフト量を調整する処理であり、スキュー補正部２１４によるシフト量を制御するＣＰＵ２０２によって実行される。

階調制御部２１５は、スキュー補正部２１４から多階調の画像情報として入力される描画情報を、有色／無色の二階調に変換し、最終的にＬＥＡＤ１１１を発光制御するための画素情報を生成する。即ち、階調制御部２１５が階調変換部として機能する。本実施形態に係る階調制御部２１４は、スキュー補正部２１４から入力される４ビットの画素データに基づき、図７に示すような階調変換テーブルを参照し、最終的にＬＥＤＡ１１１を発光制御するための画素情報を生成する。

図７は、本実施形態に係る階調制御部２１５が参照する階調変換テーブルの例を示す図である。階調変換テーブルは、書込み制御部２０１に搭載されるＲＯＭ等の付記発生記憶媒体に格納されている。図７に示すように、本実施形態に係る階調変換テーブルは、上記４ビットによって表現される“階調値”と、夫々の階調値に応じた画素を示す情報とを含む。

ここで、本実施形態に係る階調制御部２１５は、スキュー補正部２１４によって実行された副走査方向の解像度変倍に加えて、主走査方向の解像度変倍も実行する。そのため、階調制御部２１５は、スキュー補正部２１４から入力された１画素４ビットの画素データを、解像度の変倍率に応じて分割して出力する。

そのため、階調制御部２１５による階調変換に際しては、変倍後の解像度に応じた解像度で、尚且つ４ビットによって表現される画素の階調値に応じた画素のパターンを生成する必要がある。そのため、階調変換テーブルとして実際に記憶媒体に格納されるのは、そのプリントエンジン２６に搭載されているＬＥＤＡ１１１の解像度に対応した画素の情報のみである。即ち、図７においては、便宜上複数の解像度毎に画素の情報が示されているが、実際にはそのプリントエンジン２６における出力解像度と一致する“階調値”と画素の変換情報のみが、階調変換テーブルとして記憶媒体に格納される。

尚、ＬＥＤＡ１１１の発光解像度を可変制御する場合には、可変可能な複数の解像度に対応して、図７に示すように複数の解像度毎の画素の情報が関連付けられた階調変換テーブルを記憶媒体に格納しても良い。

例えば、４ビットの画素データである“階調値”が“Ａ”を示すビットデータである場合において、変倍後の解像度が“１２００×１２００ｄｐｉ”である場合、まず、スキュー補正部２１４は、１ライン分の画素データを２回繰り返して読み出す。そして、階調制御部２１５は、１回目の読出しの場合には、図７に示すように、階調値が“Ａ”である１画素分の画素データについて、“白”、“黒”の順で２画素分の二値画素データを出力する。そして、２回目の読出しの場合、階調制御部２１５は、階調値が“Ａ”である１画素分の画素データについて、“黒”、“白”の順で２画素分の二値画素データを出力する。

このような制御を可能とするため、スキュー補正部２１４は、ラインメモリ２０５から画素データを読み出して階調制御部２１５に入力する際、何回目の読み出しであるかを合わせて通知する。これにより、階調制御部２１５においては、スキュー補正部２１４から入力される“階調値”と、スキュー補正部２１４から通知される読出し繰り返し回数と、図７に示す階調変換テーブルとに基づき、変倍後の解像度で階調変換された二値画素データを出力することができる。

このような構成により、本実施形態に係るＬＥＤＡ書き込み制御回路２０１においては、変換後の解像度に対応し、階調変換された後の画素データを格納するためのラインメモリを別途設けることなく階調変換及び解像度変換を可能としている。また、ラインメモリ２０５から画素データを読み出すスキュー補正部２１４によって、スキュー補正、副走査方向の画像位置補正、副走査方向の解像度変換、ミラーリングという複数の機能を実現すると共に、階調制御部２１５によって階調処理に加えて主走査方向の解像度変換を実現している。従って、回路規模を抑えることが可能となり、書込み制御部２０１のコストを抑えることが可能となる。

主走査シフト部２１６は、階調制御部２１５から出力された階調変換及び解像度変換後の二値画素データのタイミングを調整してＬＥＤＡ制御部２１７に入力することにより、変換後の解像度の単位での主走査方向の精細な位置ずれ補正を行う主走査補正部である。主走査シフト部２１６における二値画素データのタイミング調整に際しては、画像を主走査方向においてずらす方向に応じてタイミングを調整する。この際、二値画素データのタイミングを遅らせる方向にタイミング調整の方向を限定すれば、主走査シフト部２１６を単純なフリップフロップ回路で構成することができ、回路の単純化を図ることが可能である。

また、本実施形態に係る書き込み制御部２０１によれば、スキュー補正部２１４におけるラインメモリ２０５からの画素データの読出しの際に同時にミラーリング処理も行うため、主走査シフト部２１６による主走査方向の位置ずれ補正に際しては、ミラーリングの有無に応じて主走査方向の位置ずれ補正方向を切り替える必要がない。このような点も、二値画素データのタイミングを遅らせる方向にタイミング調整の方向を限定し、主走査シフト部２１６を単純なフリップフロップ回路で構成することが可能となることに貢献している。

主走査シフト部２１６におけるタイミング調整の方向を二値画素データのタイミングを遅らせる方向に限定するためには、画像領域制御回路２１２における主走査方向の位置ずれ補正結果の補正残差が、主走査シフト部２１６において二値画素データのタイミングを遅らせる方向に残るように制御する。ＬＥＤＡ制御部２１５は、階調制御部２１４から入力された画素情報に基づき、動作周波数に従ってＬＥＤＡ１１１の発光を制御する。

このように、本実施形態に係るＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０においては、コントローラ２０から入力される描画データの解像度単位での主走査方向の位置ずれ補正は画像領域制御回路２１２において行うと共に、それよりも細かい解像度単位での主走査方向の位置ずれ補正は、階調制御部２１５による階調変換処理の後段に設けられた主走査シフト部２１６によって行う。

これに対して、例えば、図６に示すようにラインメモリ２０５に１画素４ビットの画素データが格納された状態において、スキュー補正部２１４がラインメモリ２０５からの画素データの読出しタイミングを調整することによっても、解像度変換された後の細かい解像度単位での主走査方向の位置ずれ補正は可能である。

ここで、例えば入力される画像データの解像度６００ｄｐｉに対して、１２００ｄｐｉ単位で主走査方向の補正を行う場合、１画素４ビットに対して、２ビットの単位で画像をずらすことになる。この場合、主走査方向に画像をずらす量が奇数になると、図８に示すように、スキュー補正のためのシフト位置に位置する画素の４ビットのデータが、シフト位置として定められている境目をまたいで配置されることとなってしまう。

そして、シフト位置において読出しラインが切り替えられて読み出されることにより、境目に位置している４ビットの画素データは、本来組み合わせられるはずのない２組の２ビットのデータが組み合わせられたデータとなってしまい、データ化けとなってしまう。図８の例の場合、“ｂｉｔ［０］”、“ｂｉｔ［１］”若しくは、“ｂｉｔ［２］”、“ｂｉｔ［３］”のデータが、他のラインのデータと組み合わせられることとなってしまう。

このような課題に対して、本実施形態に係るＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０の場合、主走査シフト部２１６は、階調制御部２１５の後段に配置されており、既にスキュー補正のための主走査ラインシフト及び解像度変換された後の、１ビットで意味を持つデータが入力される。従って、上述した課題を解決することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る書き込み制御部２０１を搭載した光書き込み装置２００によれば、主走査方向の高精度な位置ずれ補正を可能としつつ、画素データのデータ化けを回避することが可能となる。

尚、上記実施形態においては、ＬＥＤＡ１１１を用いる光書込み装置２００を例として説明したが、本実施形態に係る要旨は、ラインメモリ２０５からの読み出しの際のラインシフトによるスキュー補正と、画素クロックに従って転送される画素データのタイミング調整による主走査方向の位置補正とを両立させて、データ化けを防ぐことである。従って、ＬＥＤＡ１３０に限らず、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ヘッド、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）アレイヘッド、面発光レーザー等の固体走査系書き込みヘッドであれば同様に適用可能である。

更に、電子写真方式にも限定されず、光書き込み装置２００及び感光体ドラム１０９を含む画像形成部１０６の替わりにインクジェット方式であっても、スキュー補正機能を用いる作像機構ならば適用可能である。

また、上記実施形態においては、４ビットの入力画像を主走査及び副走査方向に分割し、有色／無色の二値ヘッドであるＬＥＤＡ１１１に対応させるように変換する場合を例として説明した。しかしながら、本件の要旨は、スキュー補正のためのシフトによって本来組み合わせられるはずのないビットデータが組み合わせられてしまうことである。従って、二値ヘッドに限らず、多値ヘッドであっても、スキュー補正を行う書き込み装置であれば同様に適用可能である。

１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ エンジン
１４ ＨＤＤ
１５ Ｉ／Ｆ
１６ ＬＣＤ
１７ 操作部
１８ バス
２０ コントローラ
２１ ＡＤＦ
２２ スキャナユニット
２３ 排紙トレイ
２４ ディスプレイパネル
２５ 給紙テーブル
２６ プリントエンジン
２７ 排紙トレイ
２８ ネットワークＩ／Ｆ
３０ 主制御部
３１ エンジン制御部
３２ 入出力制御部
３３ 画像処理部
３４ 操作表示制御部
１０１ 給紙トレイ
１０２ 給紙ローラ
１０３ 分離ローラ
１０４ 用紙
１０５ 搬送ベルト
１０６ＢＫ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ 画像形成部
１０７ 駆動ローラ
１０８ 従動ローラ
１０９ＢＫ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ 感光体ドラム
１１０ＢＫ 帯電器
１１１、１１１ＢＫ、１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ ＬＥＤＡ
１１２ＢＫ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ 現像器
１１３ＢＫ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ 除電器
１１５ＢＫ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ 転写器
１１６ 定着器
１１７ パターン検知センサ
２００ 光書き込み装置
２０１ 書き込み制御部
２０２ ＣＰＵ
２０３ ＲＡＭ
２０４、２０５ ラインメモリ
２０１ パターン記憶部
２１０ ＬＥＤＡ書き込み制御回路
２１１ 周波数変換部
２１２ 画像領域制御回路
２１３ パターン制御部
２１４ スキュー補正部
２１５ 階調制御部
２１６ 主走査シフト部
２１７ ＬＥＤＡ制御部

特開２００６−６２２３５号公報 特開２００９−２３２１３号公報

Claims (7)

1. 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み制御装置であって、
   画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報であって、一の画素の階調値が複数ビットで表現された情報を主走査ライン毎に複数ライン分取得し、記憶媒体に格納する画像情報取得部と、
   前記記憶媒体に格納された画素の情報を主走査ライン毎に順番に読み出すと共に、画像形成出力するべき画像の傾き補正の態様に応じて主走査ライン上の所定の位置で読出し先の主走査ラインを切り替えて読み出し、且つ前記画像の解像度の副走査方向の変倍率に応じて一の主走査ラインに対応する前記記憶媒体から複数回繰り返し読み出す傾き補正処理部と、
   前記記憶媒体から読み出された前記画素の情報を、前記複数ビットで表現された階調値に応じて前記光源において各画素に対応する発光素子を駆動するための情報に変換すると共に、前記画像の解像度の主走査方向の変倍率に応じて一の画素の情報に基づいて複数の画素の情報を出力する階調変換部と、
   階調変換された画素の情報の転送タイミングを、前記主走査方向の変倍率に応じて変倍された解像度単位で調整することにより、前記画素の情報が対応する画像の位置を主走査方向にずらす主走査補正部とを含むことを特徴とする光書き込み制御装置。
2. 前記画像の変倍率は、一の画素の階調値が複数ビットで表現された前記画素の情報の解像度と、前記光源を発光駆動する際の解像度との比率であることを特徴とする請求項１に記載の光書き込み制御装置。
3. 前記主走査補正部は、前記階調変換された画素の情報の転送タイミングを遅延させることを特徴とする請求項１または２に記載の光書き込み制御装置。
4. 前記傾き補正処理部は、前記記憶媒体に格納された画素の情報を読み出す際の順番の方向を切り替えることにより、画像の主走査方向の反転処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の光書込み制御装置。
5. 前記記憶媒体に格納される前の前記画素の情報を取得してタイミングを調整して出力することにより、一の画素の階調値が複数ビットで表現された前記画素の情報の解像度単位で、前記画素の情報が対応する画像の位置を主走査方向にずらす変換前解像度主走査補正部を含み、
   前記変換前解像度主走査補正部は、前記主走査補正部において求められる前記画素の情報の転送タイミングの調整が遅延処理のみとなるように、前記記憶媒体に格納される前の前記画素の情報を取得してタイミングを調整して出力することを特徴とする請求項３または４に記載の光書き込み制御装置。
6. 請求項１乃至５いずれか１項に記載の光書き込み制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
7. 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み装置の制御方法であって、
   画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報であって、一の画素の階調値が複数ビットで表現された情報を主走査ライン毎に複数ライン分取得して記憶媒体に格納し、
   前記記憶媒体に格納された画素の情報を主走査ライン毎に順番に読み出すと共に、画像形成出力するべき画像の傾き補正の態様に応じて主走査ライン上の所定の位置で読出し先の主走査ラインを切り替えて読み出し、且つ前記画像の解像度の副走査方向の変倍率に応じて一の主走査ラインに対応する前記記憶媒体から複数回繰り返し読み出し、
   前記記憶媒体から読み出された前記画素の情報を、前記複数ビットで表現された階調値に応じて前記光源において各画素に対応する発光素子を駆動するための情報に変換すると共に、前記画像の解像度の主走査方向の変倍率に応じて一の画素の情報に基づいて複数の画素の情報を出力し、
   階調変換された画素の情報の転送タイミングを、前記主走査方向の変倍率に応じて変倍された解像度単位で調整することにより、前記画素の情報が対応する画像の位置を主走査方向にずらすことを特徴とする光書き込み装置の制御方法。
   

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