JP6165112B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。
例えば1200dpi(dot per inch)といった高解像度で印字可能な印刷エンジンを有する画像形成装置において、高解像度で画像データのラスタライズ処理を行うと、ラスタライズ処理後のデータ量が大きくなり処理時間が増加してしまい、印刷動作開始までの待ち時間が長くなる。
このため、例えば600dpiといった低解像度でラスタライズ処理を行い、低解像度の画像データに対して、スクリーン処理後に、印刷エンジンで印字可能な高解像度(例えば1200dpi)の画像データへ変換する擬似高解像度化技術がある。これにより、エッジのスムージングが行われ、文字などのエッジのジャギーの低減、階調性の安定化、モアレの低減などの効果がある。ある装置では、スムージング前の画像に対してパターンマッチングを使用して、スムージング後の画素値を決定している(例えば特許文献1参照)。
特開2008−238590号公報
しかしながら、上述のパターンマッチングでは条件分岐が多くなり、パターンマッチングに基づき変換後(つまりスムージング後)の画素値を得る変換テーブルが大きくなり、その変換テーブルを格納しておくために容量の大きい不揮発性の記憶装置が必要になるため、装置のコストが高くなってしまう。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、擬似高解像度化において大きな変換テーブルを使用せずにスムージングを行う画像形成装置を得ることを目的とする。
本発明に係る画像形成装置は、エッジ上の注目画素に隣接する周辺画素の濃度に基づいて、副走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化より大きい場合には、前記注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を互いに異ならせ、副走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化より大きくない場合には、前記注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を同一の濃度とするスムージング処理部と、前記スムージング処理部により得られる前記擬似高解像度化後の複数の画素の濃度に基づいて、前記擬似高解像度化後の複数の画素についての露光制御を行う露光制御部とを備える。
本発明によれば、擬似高解像度化において、大きな変換テーブルを使用せずにスムージングを行うことができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図2は、図1における露光装置の構成例を示す図である。 図3は、図2におけるコントローラー16の構成例を示すブロック図である。 図4は、図3におけるスムージング処理部によるスムージングにおける注目画素と、注目画素のスムージングに使用する周辺画素を示す図である。 図5は、実施の形態1に係る画像形成装置におけるスムージングについて説明するフローチャートである。 図6は、実施の形態1に係る画像形成装置におけるスムージングの具体例を示す図である。 図7は、実施の形態1に係る画像形成装置におけるスムージングの別の具体例を示す図である。 図8は、実施の形態2に係る画像形成装置におけるスムージングの具体例を示す図である。
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム1a〜1d、露光装置2a〜2dおよび現像ユニット3a〜3dを有する。感光体ドラム1a〜1dは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色の感光体である。露光装置2a〜2dは、感光体ドラム1a〜1dへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置2a〜2dは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム1a〜1dへ導く光学素子(レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど)を有する。
さらに、感光体ドラム1a〜1dの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、1次転写後に、感光体ドラム1a〜1d上の残留トナーを除去し、除電器は、1次転写後に、感光体ドラム1a〜1dを除電する。
現像ユニット3a〜3dには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像ユニット3a〜3dは、そのトナーを感光体ドラム1a〜1d上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。
感光体ドラム1a、露光装置2a、および現像ユニット3aにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム1b、露光装置2b、および現像ユニット3bにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム1c、露光装置2c、および現像ユニット3cにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム1d、露光装置2d、および現像ユニット3dにより、ブラックの現像が行われる。
中間転写ベルト4は、感光体ドラム1a〜1dに接触し、感光体ドラム1a〜1d上のトナー画像を1次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト4は、駆動ローラー5に張架され、駆動ローラー5からの駆動力によって、感光体ドラム1dとの接触位置から感光体ドラム1aとの接触位置への方向へ周回していく。
転写ローラー6は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト4に接触させ、中間転写ベルト4上のトナー画像を用紙に2次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器9へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。
ローラー7は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト4に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト4に残ったトナーを除去する。
センサー8は、トナー濃度調整に使用されるセンサーであって、中間転写ベルト4に光線を照射し、その反射光を検出する。トナー濃度調整の際、センサー8は、中間転写ベルト4の所定の領域に光線を照射し光線の反射光(測定光)を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。
図2は、図1における露光装置2a〜2dの構成例を示す図である。なお、図2に示す露光装置は、感光体ドラム1a用の露光装置2aであり、感光体ドラム1b〜1d用の露光装置2b〜2dも同様の構成を有する。
図2において、露光装置2aは、レーザーダイオード11と、光学系12と、ポリゴンミラー13と、PDセンサー14と、ドライバー回路15と、コントローラー16とを有する。
レーザーダイオード11は、レーザー光線を出射する光源である。光学系12は、レーザーダイオード11からポリゴンミラー13までの間、および/またはポリゴンミラー13から感光体ドラム1aおよびPDセンサー14までの間に配置された各種レンズ群である。光学系12には、fθレンズなどが使用される。
また、ポリゴンミラー13は、感光体ドラム1aの軸に対して垂直な軸を有し、その軸に垂直な断面が多角形であり、その側面がミラーとなっている素子である。ポリゴンミラー13は、その軸を中心に回転し、レーザーダイオード11から出射した光線を感光体ドラム1aの軸方向(主走査方向)に沿って走査する。
また、PDセンサー14は、主走査同期信号を生成するためにポリゴンミラー13により走査された光を受光するセンサーである。PDセンサー14は、光が入射すると、光量に応じた出力電圧を誘起する。PDセンサー14は、光が走査される線上の所定の位置に配置され、光のスポットがその位置を通過するタイミングを検出するために使用される。
また、ドライバー回路15は、PDセンサー14の出力信号を使用して主走査方向の同期を取りながら、露光制御信号に従って、レーザーダイオード11を制御する。
図2に示すコントローラー16は、各色の露光装置2a〜2dについての露光制御信号を生成しドライバー回路15に供給する。コントローラー16は、コンピューター、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などで構成される。
図3は、図2におけるコントローラー16の構成例を示すブロック図である。図3において、コントローラー16は、画像処理部21、スムージング処理部22、および露光制御部23を備える。
画像処理部21は、図示せぬホスト装置から供給される印刷データを解析し、所定の解像度でラスター画像データを生成し、生成したラスター画像データに対して、色変換、スクリーン処理などの画像処理を行う。
スムージング処理部22は、画像処理部21による画像処理後の画像データに対して擬似高解像度化でエッジのスムージングを行う。
スムージング処理部22は、エッジ上の注目画素に隣接する周辺画素の濃度に基づいて、副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化より大きい場合には、注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を互いに異ならせ、副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における注目画素の両側間の濃度変化より大きくない場合には、注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を同一の濃度とする。
実施の形態1では、スムージング処理部22は、副走査方向における注目画素の両側に隣接する画素の濃度および注目画素の濃度に基づいて、注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を導出する。
図4は、図3におけるスムージング処理部によるスムージングにおける注目画素と、注目画素のスムージングに使用する周辺画素を示す図である。
図4において、Tは、注目画素の濃度(画素値)を示し、X,Yは、注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の2つの画素の濃度を示し、Aは、注目画素から、主走査方向に−1画素、副走査方向に−1画素の位置にある画素の濃度(画素値)を示し、Bは、注目画素から、主走査方向において同一位置で、副走査方向に−1画素の位置にある画素の濃度(画素値)を示し、Cは、注目画素から、主走査方向に+1画素、副走査方向に−1画素の位置にある画素の濃度(画素値)を示し、Dは、注目画素から、副走査方向において同一位置で、主走査方向に−1画素の位置にある画素の濃度(画素値)を示し、Eは、注目画素から、副走査方向において同一位置で、主走査方向に+1画素の位置にある画素の濃度(画素値)を示し、Fは、注目画素から、主走査方向に−1画素、副走査方向に+1画素の位置にある画素の濃度(画素値)を示し、Gは、注目画素から、主走査方向において同一位置で、副走査方向に+1画素の位置にある画素の濃度(画素値)を示し、Hは、注目画素から、主走査方向に+1画素、副走査方向に+1画素の位置にある画素の濃度(画素値)を示している。
ここでは、|(A+B+C)−(F+G+H)|を、主走査方向における注目画素の両側間の濃度変化とし、|(A+D+F)−(C+E+H)|を副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化としている。
また、ここでは、図4に示すように、注目画素および周辺の8画素の濃度に基づいて、注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の2つの画素の濃度が導出されるため、スムージング処理部22は、3ライン分のラインメモリーを有し、中央のライン上で注目画素を順番に選択し、選択した注目画素についての擬似高解像度化後の2つの画素の濃度を決定していき、1つのラインについての処理が完了すると、ラインメモリー内の画像データを1ラインずつシフトさせた後、次のラインについても同様の処理を実行する。
露光制御部23は、スムージング処理部22により得られる擬似高解像度化後の複数の画素の濃度に基づいて、擬似高解像度化後の複数の画素についての露光制御を行う。この露光制御において、露光制御部23は、レーザーダイオード11により露光する画素を指定する露光制御信号を各色について生成する。露光制御部23は、露光制御信号で、1画素分の走査期間における、レーザーダイオード11による露光期間を指定可能である。
実施の形態1では、露光制御部23は、主走査方向における注目画素の両側に隣接する画素の濃度に応じて、注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の露光期間を、両側の画素のうちの濃度の高い方へ寄せる。
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。図5は、実施の形態1に係る画像形成装置におけるスムージングについて説明するフローチャートである。
ここでは、一例として、画像処理部21による処理後の画像データが1画素につき4ビットのデータである場合について説明する。
スムージング処理部22は、印刷すべき画像(例えば文字・線画画像)において、注目画素を、主走査方向および副走査方向の先頭から主走査方向に沿って選択していき、1ライン分の擬似高解像度化を行った後、次のラインにおいて主走査方向に沿って選択していき、以下、順番に、各ラインについて、擬似高解像度化を行う。
スムージング処理部22は、各注目画素について以下の処理を実行する。
まず、スムージング処理部22は、主走査方向における注目画素の両側間の濃度変化D1(=|(A+D+F)−(C+E+H)|)と、副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化D2(=|(A+B+C)−(F+G+H)|)を計算し、主走査方向の濃度変化D1より副走査方向の濃度変化D2が大きいか否かを判定する(ステップS1)。
主走査方向の濃度変化D1より副走査方向の濃度変化D2が大きい場合、スムージング処理部22は、注目画素の濃度Tおよび副走査方向において注目画素に隣接する2つの画素の濃度B,Gに基づいて、擬似高解像度化後の2つの画素の濃度X,Yを決定する(ステップS2〜S9)。一方、主走査方向の濃度変化D1より副走査方向の濃度変化D2が大きくない場合、スムージング処理部22は、擬似高解像度化後の2つの画素の濃度X,Yを注目画素の濃度Tと同一にする(ステップS10)。
具体的には、(a1)注目画素の濃度Tの2倍の値が最大濃度(=15)より小さい場合(ステップS2,S6)、(b1)副走査方向において注目画素に隣接する2つの画素のうち、注目画素の後側の画素の濃度Bが注目画素の前側の画素の濃度Gより大きいときには(ステップS2)、擬似高解像度化後の2つの画素のうち、副走査方向において後側の画素の濃度Xを注目画素の濃度Tの2倍の値とし、副走査方向において前側の画素の濃度Yをゼロとし(ステップS3)、(b2)副走査方向において注目画素に隣接する2つの画素のうち、注目画素の後側の画素の濃度Bが注目画素の前側の画素の濃度Gより小さいときには(ステップS6)、擬似高解像度化後の2つの画素のうち、副走査方向において後側の画素の濃度Xをゼロとし、副走査方向において前側の画素の濃度Yを注目画素の画素値Tの2倍の値とする(ステップS7)。
一方、(a2)注目画素の濃度Tの2倍の値が最大濃度(=15)以上である場合(ステップS4,S8)、(b3)副走査方向において注目画素に隣接する2つの画素のうち、注目画素の後側の画素の濃度Bが注目画素の前側の画素の濃度Gより大きいときには(ステップS4)、擬似高解像度化後の2つの画素のうち、副走査方向において後側の画素の濃度Xを最大濃度(=15)とし、副走査方向において前側の画素の濃度Yを、注目画素の濃度Tの2倍の値から最大濃度を引いた値とし(ステップS5)、(b4)副走査方向において注目画素に隣接する2つの画素のうち、注目画素の後側の画素の濃度Bが注目画素の前側の画素の濃度Gより小さいときには(ステップS8)、擬似高解像度化後の2つの画素のうち、副走査方向において後側の画素の濃度Xを、注目画素の濃度Tの2倍の値から最大濃度を引いた値とし、副走査方向において前側の画素の濃度Yを最大濃度(=15)とする(ステップS9)。
なお、主走査方向の濃度変化D1より副走査方向の濃度変化D2が大きい場合であっても、注目画素の濃度Tおよび副走査方向において注目画素に隣接する2つの画素の濃度B,Gが同一であるときには、例外的に、副走査方向の濃度変化D2が小さいとみなして、スムージング処理部22は、主走査方向の濃度変化D1より副走査方向の濃度変化D2が大きくない場合と同様に、擬似高解像度化後の2つの画素の濃度X,Yを注目画素の濃度Tと同一にする(ステップS10)。
このようにして、擬似高解像度化後の2つの画素の濃度X,Yを決定した後、スムージング処理部22は、擬似高解像度化後の2つの画素の濃度X,Yの露光期間を決定する。
まず、主走査方向における注目画素に隣接する2つの画素のうち、後側の画素の濃度Dが前側の画素の濃度Eより大きいか否かを判定する(ステップS11)。主走査方向における注目画素に隣接する2つの画素のうち、後側の画素の濃度Dが前側の画素の濃度Eより大きい場合には、スムージング処理部22は、擬似高解像度化後の2つの画素の濃度X,Yの露光期間を、主走査方向の後側に寄せた位置(図4における左側)とする(ステップS12)。一方、主走査方向における注目画素に隣接する2つの画素のうち、後側の画素の濃度Dが前側の画素の濃度Eより大きくない場合には、スムージング処理部22は、擬似高解像度化後の2つの画素の濃度X,Yの露光期間を、主走査方向の前側に寄せた位置(図4における右側)とする(ステップS13)。なお、ある画素の露光期間の長さは、例えば、(その画素の濃度)/(最大濃度)×(最大濃度の場合の露光時間)とすればよい。
そして、露光制御部23は、スムージング処理部22により決定された露光期間において、露光装置2に露光させる。
(具体例1)
図6は、実施の形態1に係る画像形成装置におけるスムージングの具体例を示す図である。
例えば図6に示す場合では、主走査方向の濃度変化D1が19(=|(12+4+0)−(15+15+5)|)となり、副走査方向の濃度変化D2が36(=|(12+14+15)−(0+0+5)|)となり、主走査方向の濃度変化D1より副走査方向の濃度変化D2が大きい(ステップS1)。
また、副走査方向の後側の画素の濃度B(=14)が副走査方向の前側の画素の濃度G(=0)より大きく、かつ注目画素の値Tの2倍の値(=20)が最大濃度(=15)以上であるので(ステップS4)、擬似高解像度化後の2つの画素のうち、副走査方向の後側の画素の濃度Xが最大濃度(=15)とされ、副走査方向の前側の画素の濃度Yが、注目画素の値Tの2倍の値(=20)から最大濃度(=15)と引いた値(=5)とされる(ステップS5)。
そして、主走査方向の後側の画素の濃度Dは、主走査方向の前側の画素の濃度Eより大きくないので(ステップS11)、擬似高解像度化後の2つの画素の露光期間が、主走査方向の前側へ寄せられる(ステップS13)。
(具体例2)
図7は、実施の形態1に係る画像形成装置におけるスムージングの別の具体例を示す図である。
例えば図7に示す場合では、主走査方向の濃度変化D1が39(=|(12+15+15)−(0+0+3)|)となり、副走査方向の濃度変化D2が18(=|(12+0+0)−(15+12+3)|)となり、主走査方向の濃度変化D1より副走査方向の濃度変化D2が大きくない(ステップS1)。
そのため、擬似高解像度化後の2つの画素の濃度X、Yがいずれも、注目画素の値T(=8)と同一とされる(ステップS10)。
そして、主走査方向の後側の画素の濃度Dは、主走査方向の前側の画素の濃度Eより大きいので(ステップS11)、擬似高解像度化後の2つの画素の露光期間が、主走査方向の後側へ寄せられる(ステップS12)。
以上のように、上記実施の形態1によれば、スムージング処理部22は、パターンマッチングをせずに比較的簡単な演算で、注目画素および周辺画素の画素値から注目画素に対応する擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を決定しており、擬似高解像度化において大きな変換テーブルを使用せずにスムージングを行っている。このため、変換テーブルのための記憶装置も不要となり、装置のコストが低くなる。
実施の形態2.
実施の形態2に係る画像形成装置では、スムージング処理部22は、エッジ上の注目画素に隣接する周辺画素の濃度に基づいて、副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における注目画素の両側間の濃度変化より大きい場合であっても、副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化と主走査方向における注目画素の両側間の濃度変化との差が所定値より小さいときには、注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を同一の濃度とする。
つまり、実施の形態2では、副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化が、主走査方向における注目画素の両側間の濃度変化と比べ少しだけ大きいときには、実質的にスムージングを行わない。
なお、実施の形態2におけるその他構成要素については実施の形態1のものと同様であるので、その説明を省略する。
図8は、実施の形態2に係る画像形成装置におけるスムージングの具体例を示す図である。
図8に示すように、副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における注目画素の両側間の濃度変化より少しでも大きければ擬似高解像度化後の2つの画素の画素値を異ならせるようにしてしまうと、スクリーンパターンによっては、濃度の増加に伴いスクリーンを成長させていく際に、一部の濃度において、擬似高解像度化後の画像が不自然になってしまう。
そのため、実施の形態2では、不感帯を設け、副走査方向における注目画素の両側間の濃度変化と主走査方向における注目画素の両側間の濃度変化との差が所定値(つまり不感帯の幅)より小さいときには、副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を異ならせるという処理を行わないようにしている。これにより、特定のスクリーンパターンの場合に発生する、スクリーン成長時の一部の濃度での擬似高解像度化による画像劣化を回避できる。
以上のように、上記実施の形態2によれば、濃度変化の条件に不感帯を設けることで、上述の擬似高解像度化による画像劣化を回避できる。
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。
22 スムージング処理部
23 露光制御部

Claims (4)

  1. エッジ上の注目画素に隣接する周辺画素の濃度に基づいて、副走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化より大きい場合には、前記注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を互いに異ならせ、副走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化より大きくない場合には、前記注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を同一の濃度とするスムージング処理部と、
    前記スムージング処理部により得られる前記擬似高解像度化後の複数の画素の濃度に基づいて、前記擬似高解像度化後の複数の画素についての露光制御を行う露光制御部と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記露光制御部は、主走査方向における前記注目画素の両側に隣接する画素の濃度に応じて、前記注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の露光期間を、前記両側の画素の一方へ寄せることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記スムージング処理部は、副走査方向における前記注目画素の両側に隣接する画素の濃度および前記注目画素の濃度に基づいて、前記注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を導出することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  4. 前記スムージング処理部は、エッジ上の注目画素に隣接する周辺画素の濃度に基づいて、副走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化が主走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化より大きい場合であっても、副走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化と主走査方向における前記注目画素の両側間の濃度変化との差が所定値より小さいときには、前記注目画素に対応する副走査方向の擬似高解像度化後の複数の画素の濃度を同一の濃度とすることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の画像形成装置。
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