JP6257398B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真プロセスを用いて画像形成を行うコピー機や複写機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a copying machine that forms an image using an electrophotographic process.
電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、感光体上に静電潜像を形成するためにレーザ光を照射する露光機を備える。露光機は、半導体レーザから出射したレーザ光を偏向走査して感光体表面で結像させる。露光機は、半導体レーザによりレーザ光を出射する光源部、光源部からのレーザ光をポリゴンミラーにより偏向走査する偏向走査部、光源部からのレーザ光を偏向走査部に導き且つ偏向走査部で偏向走査されたレーザ光を感光体上に結像する光学部を備える。 An image forming apparatus using an electrophotographic process includes an exposure device that irradiates a laser beam to form an electrostatic latent image on a photoreceptor. The exposure machine deflects and scans the laser beam emitted from the semiconductor laser to form an image on the surface of the photoreceptor. The exposure machine includes a light source unit that emits laser light by a semiconductor laser, a deflection scanning unit that deflects and scans laser light from the light source unit by a polygon mirror, and guides laser light from the light source unit to the deflection scanning unit and deflects it by the deflection scanning unit. An optical unit that forms an image of the scanned laser beam on the photosensitive member is provided.
このような画像形成装置では、特に露光機の構成部品や支持体等の製造誤差及び組み立て誤差による歪みの発生が避けられない。歪みが生じることで、感光体表面に結像する光強度分布(以下、「スポット形状」という。)が変形することがある。スポット形状の変形は、感光体上の走査方向(長手方向)の位置に応じて異なって発生する。スポット形状の変形は、出力画像の濃度や線幅等の変化として表れ、画質ムラとして視認される。別の露光機として、ライン上に配置された複数のLED(Laser Electric Diode)等の光源を用いて感光体表面を露光するものがある。このような露光機おいても、各光源のスポット形状のばらつきにより、同様の画質ムラが視認されることがある。 In such an image forming apparatus, it is inevitable that distortion occurs due to manufacturing errors and assembly errors of components and supports of the exposure machine. Due to the distortion, the light intensity distribution (hereinafter referred to as “spot shape”) that forms an image on the surface of the photoreceptor may be deformed. The deformation of the spot shape occurs differently depending on the position in the scanning direction (longitudinal direction) on the photoreceptor. The deformation of the spot shape appears as a change in the density or line width of the output image, and is visually recognized as image quality unevenness. As another exposure machine, there is one that exposes the surface of a photoreceptor using a light source such as a plurality of LEDs (Laser Electric Diodes) arranged on a line. Even in such an exposure machine, similar image quality unevenness may be visually recognized due to variations in the spot shape of each light source.
特許文献1、2は、このような画質ムラを補正する技術を開示する。特許文献1では、濃度ムラを補正して均一化するように、予め算出された光量補正データを感光体上の長手方向の位置毎に記憶しておき、当該光量補正データに基づいて光量補正を行う。特許文献2では、感光体の電位減衰特性のムラにより発生する濃度ムラを補正する方法として、感光体の表面全域において特性テーブルを記憶しておき、当該特性テーブルに応じて光量補正を行う。
特許文献1、2の技術は、いずれも注目画素に照射される総発光量を調整するのみであり、光量分布を一致させることはできない。「注目画素」とは、現在、処理対象(露光対象)の画素である。光量分布を一致させることができないために、孤立点や細線の再現、ガンマ特性が変化してしまう。そこで、周辺画素(注目画素を含む周辺の複数画素)への発光量をPWM(Pulse Width Modulation)制御することで、周辺画素の光量分布を積算した積算光量分布を所望のスポット形状に一致させるように補正する方法が提案されている。
The techniques of
しかし、周辺画素への発光量をPWM制御により補正する場合、補正候補の数(以下、「補正自由度」という。)が有限である。この場合、補正自由度は、PWM分割数及び制御範囲(周辺画素の範囲)に制限される。有限個の補正自由度の中から、周辺画素の積算光量分布が所望のスポット形状に最も近くなる条件を選択して用いることになる。 However, when the light emission amount to the peripheral pixels is corrected by PWM control, the number of correction candidates (hereinafter referred to as “correction degree of freedom”) is finite. In this case, the correction degree of freedom is limited to the PWM division number and the control range (range of surrounding pixels). From the finite number of correction degrees of freedom, the condition that the accumulated light amount distribution of the peripheral pixels is closest to the desired spot shape is selected and used.
しかし、周辺画素の発光量をPWM制御により補正する場合であっても、周辺画素の積算光量分布がスポット形状に一致するとは限らず、形状誤差が生じることがある。また、周辺画素の積算光量分布の重心位置は、注目画素の中心位置であることが好ましいが、ずれて重心誤差が生じる。補正誤差(形状誤差及び重心誤差)が生じることで、PWM制御による十分な補正効果が得られない。 However, even when the light emission amount of the peripheral pixels is corrected by PWM control, the integrated light amount distribution of the peripheral pixels does not always match the spot shape, and a shape error may occur. Further, the center of gravity position of the accumulated light amount distribution of the peripheral pixels is preferably the center position of the target pixel, but the center of gravity error occurs due to a shift. Due to the occurrence of correction errors (shape error and gravity center error), a sufficient correction effect by PWM control cannot be obtained.
PWM分割数及び制御範囲に応じて定まる補正自由度が低いほど、補正誤差は大きくなる。PWM分割数を増やすことで補正誤差を小さくすることができるが、この場合、装置が複雑化してコストが上がってしまう。 As the degree of freedom of correction determined according to the number of PWM divisions and the control range is lower, the correction error becomes larger. Although the correction error can be reduced by increasing the number of PWM divisions, in this case, the apparatus becomes complicated and the cost increases.
本発明は、上記の問題を解決するために、適切に発光量を調整することでスポット形状の変形により生じる画像ムラを補正する画像形成装置を提供することを主たる課題とする。 In order to solve the above problems, it is a main object of the present invention to provide an image forming apparatus that corrects image unevenness caused by deformation of a spot shape by appropriately adjusting a light emission amount.
上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、光の照射により像が形成される感光体と、前記感光体に、画素データにより発光量が決められる光を照射する露光機と、前記感光体上の注目画素に対する入力画素データ及び直前の画素への処理により生じた所定の光量分布からの誤差に基づいて、該注目画素を含む周辺の複数の画素である周辺画素の周辺画素データを取得するとともに、この周辺画素データにより生じる誤差を算出する第1の演算手段と、前記第1の演算手段により取得された前記周辺画素データに応じて各画素の前記画素データを生成する第2の演算手段と、を備えることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention that solves the above problems includes a photoconductor on which an image is formed by light irradiation, an exposure device that irradiates the photoconductor with light whose light emission amount is determined by pixel data, and the photoconductor. Based on the input pixel data for the upper pixel of interest and an error from a predetermined light amount distribution caused by the processing for the immediately preceding pixel, peripheral pixel data of peripheral pixels that are peripheral pixels including the target pixel is acquired. And a first calculation means for calculating an error caused by the peripheral pixel data, and a second calculation means for generating the pixel data of each pixel according to the peripheral pixel data acquired by the first calculation means. And.
本発明によれば、周辺画素データを直前の画素への処理により生じた所定の光量分布からの誤差を考慮して取得するために、適切に発光量を調整して、スポット形状の変形により生じる画像ムラを補正することができる。 According to the present invention, in order to obtain peripheral pixel data in consideration of an error from a predetermined light amount distribution caused by processing on the immediately preceding pixel, the light emission amount is appropriately adjusted, and is generated by deformation of the spot shape. Image unevenness can be corrected.
以下、実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
<画像形成装置の構成>
図1は、本実施形態の画像形成装置の構成例示図である。この画像形成装置100は、レーザ光を感光体上に走査して画像形成処理を行う。画像形成装置100は、コントローラ400から入力される各画素の画素データに応じてレーザ光の発光量をPWM制御する。そのために画像形成装置100は、PWM信号生成部260及びレーザ駆動回路270を備える。画素データは、画素毎に照射するレーザ光の発光量を決めるためのデータである。コントローラ400は、すべての画素の画素データを1つの画像の画像データとして画像形成装置100に入力する。
[First Embodiment]
<Configuration of image forming apparatus>
FIG. 1 is an exemplary configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. The
画像形成装置100は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色の画像を形成するために画像形成部250a、250b、250c、250dを備える。画像形成部250aは、シアンのトナー像を形成する。画像形成部250bは、マゼンタのトナー像を形成する。画像形成部250cは、イエローのトナー像を形成する。画像形成部250dは、ブラックのトナー像を形成する。画像形成部250a、250b、250c、250dは、中間転写ベルト210に沿って設けられる。中間転写ベルト210は、矢印R1の方向に回転駆動される。中間転写ベルト210は、回転駆動により、画像形成部250a、250b、250c、250dで形成されたトナー像が順次重ねて転写(一次転写)される。
The
中間転写ベルト210に転写されたトナー像は、二次転写部220により、矢印R2の方向に搬送される用紙等の記録媒体に転写(二次転写)される。これにより、記録媒体にトナー像が転写される。二次転写後に中間転写ベルト210に残留する残トナーは、中間転写ベルトクリーナ240により除去される。
The toner image transferred to the
トナー像が転写された記録媒体は、定着部230に搬送される。定着部230は、記録媒体に転写されたトナー像を、例えば熱圧着する。その後、記録媒体は、画像形成装置100の外部に排出される。このようにして記録媒体への画像形成処理が行われる。
The recording medium on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing
画像形成部250a、250b、250c、250dの構成について説明する。上記の通り、画像形成部250aはシアンのトナー像を、画像形成部250bはマゼンタのトナー像を、画像形成部250cはイエローのトナー像を、画像形成部250dはブラックのトナー像を形成する。トナー像の形成は、画像形成部250a、250b、250c、250dの順に一定時間ずつタイミングをずらして、並行して行われる。なお、画像形成部250a、250b、250c、250dで形成される画像の色はこれに限らず、例えば淡インクやクリアインクを用いてもよい。また、画像形成部250a、250b、250c、250dの並びも図1に限定されるものではない。以下、画像形成部250aの構成について説明する。画像形成部250b、250c、250dは、画像形成部250aと同様の構成であるので説明を省略する。
The configuration of the
画像形成部250aは、ドラム形状の感光体である感光体ドラム251aを有する。感光体ドラム251aの周囲には、帯電器252a、露光機253a、現像器254a、クリーナ256aが設けられる。
The
感光体ドラム251aは、外周面に帯電極性が負極性である有機光導電体層を有し、矢印R3方向に回転する。帯電器252aは、負極性の電圧を印加され、感光体ドラム251aの表面に帯電粒子を照射することで、感光体ドラム251aの表面を一様な負極性の電位に帯電する。
The
表面が帯電した感光体ドラム251aには、露光機253aによりレーザ光が照射される。露光機253aは、コントローラ400から入力される画像データに応じてレーザ光を照射する。コントローラ400は、画像データをPWM信号生成部260に入力する。PWM信号生成部260は、画像データに応じて、画素毎にレーザ光の点灯パルス幅を指示するPWM信号を生成してレーザ駆動回路270に入力する。PWM分割数は、任意に決めることができる。レーザ駆動回路270は、PWM信号に応じて露光機253aを駆動してレーザ光を照射させる。レーザ光の照射により、感光体ドラム251aの表面には画像データに応じた静電潜像が形成される。
The
現像器254aは、略等速度で回転する現像ローラを用いて、負極性に帯電させた現像材(本実施形態ではトナー)を感光体ドラム251aに供給する。現像器254aは、シアンのトナーを感光体ドラム251aに供給する。これにより、感光体ドラム251aの表面に形成された静電潜像にトナーが付着して、静電潜像が反転現像されてトナー像が形成される。なお、現像ローラは、本実施形態では、アルミ円筒上に、カーボンを分散させることで電気抵抗が調整された導電ゴムをコートしたものを用いる。
The developing
トナー像が形成された感光体ドラム251aは、一次転写部255aにより、中間転写ベルト210にトナー像が転写される。一次転写部255aは、正極性の電荷が印加されて、負極性に帯電しているトナー像を中間転写ベルト210に一次転写する。一次転写後に感光体ドラム251aに残留する残トナー像は、クリーナ256aにより除去される。一次転写後は、上記の通り、二次転写、定着の各工程が行われる。以下、感光体ドラム251a、251b、251c、251dを区別しない場合に、感光体ドラム251と記載する。
On the
<スポット形状の変化>
感光体ドラム251上に照射されるレーザ光の結像位置によって、スポット形状は変化する。図2は、感光体ドラム251の長手方向の位置によるスポット形状の変化状態を表す図である。感光体ドラム251は、長手方向にレーザ光が走査されて静電潜像が形成される。そのために、感光体ドラム251上の長手方向の位置によりスポット形状が変化する。図2では、感光体ドラム251の長手方向の端部のスポット形状が、中央付近のスポット形状と比較して感光体ドラム251の円周方向に変化する。本実施形態では、このようなスポット形状の変化を補正する場合について説明する。
<Change in spot shape>
The spot shape changes depending on the imaging position of the laser light irradiated onto the
スポット形状が変化する場合、全画素を同じ光量で照射すると、スポット径の違いによって画素毎に光量分布が異なってしまう。本実施形態では、複数の画素の集合でドットの形成を行い、各画素の画素データの重み付けを変えることで光量分布を調整する。各画素の画素データは、コントローラ400による第1の演算及び第2の演算により決定される。第1の演算及び第2の演算により、スポット形状の補正が行われる。第1の演算では、すべての画素について、スポット形状の変化を補正するために、周辺の画素に付すべき画素データ(周辺画素データ)を算出する。第2の演算では、第1の演算ですべての画素に対して算出した周辺画素データを加算して、各画素の画素データを決定する。
When the spot shape changes, if all the pixels are irradiated with the same light amount, the light amount distribution differs for each pixel due to the difference in spot diameter. In the present embodiment, dot formation is performed with a set of a plurality of pixels, and the light amount distribution is adjusted by changing the weight of pixel data of each pixel. Pixel data of each pixel is determined by the first calculation and the second calculation performed by the
図3は、第1の演算で算出する周辺画素データ及び該周辺画素データに基づいて画像形成する際の積算光量分布を表す。周辺画素は、感光体ドラム251の円周方向で注目画素に隣接する画素により構成される。図3(a)は、スポット径が小さい場合、図3(b)は、スポット径が大きい場合を表す。
FIG. 3 shows peripheral pixel data calculated by the first calculation and an integrated light amount distribution when an image is formed based on the peripheral pixel data. The peripheral pixels are composed of pixels adjacent to the target pixel in the circumferential direction of the
図3(a)に示すようにスポット径が小さい場合、注目画素の画素データを、注目画素を中心とする周辺の3画素(周辺画素)に多く分配することで周辺画素における積算光量分布を大きく広げることができる。図3(a)では、周辺画素データを「1」、「1」、「1」とする、すなわち、周辺画素に1:1:1の重み付けで画素データを分配することで、スポット径を大きく広げる。 As shown in FIG. 3A, when the spot diameter is small, the pixel data of the target pixel is distributed to a large number of peripheral pixels (peripheral pixels) around the target pixel to increase the integrated light amount distribution in the peripheral pixels. Can be spread. In FIG. 3A, the peripheral pixel data is set to “1”, “1”, “1”, that is, the pixel data is distributed to the peripheral pixels with a weight of 1: 1: 1, thereby increasing the spot diameter. spread.
図3(b)に示すようにスポット径が大きい場合、注目画素の画素データを、注目画素を中心とする周辺の3画素(周辺画素)に少なく分配することで周辺画素における積算光量分布を小さく広げることができる。図3(b)では、周辺画素データを「1」、「2」、「0」とする、すなわち、周辺画素に1:2:0の重み付けで画素データを分配することで、スポット径を小さくする。 When the spot diameter is large as shown in FIG. 3B, the accumulated light quantity distribution in the peripheral pixels is reduced by distributing the pixel data of the pixel of interest to the three peripheral pixels (peripheral pixels) around the pixel of interest. Can be spread. In FIG. 3B, the spot diameter is reduced by setting the peripheral pixel data to “1”, “2”, and “0”, that is, by distributing the pixel data to the peripheral pixels with a weight of 1: 2: 0. To do.
このようにスポット径に対して重み付けの異なる周辺画素データを選択することで、各位置でスポット径が異なる場合であっても、周辺画素(図3では「1×3」の周辺画素)における積算光量分布を均一化することができる。つまり、個々の画素についての光量分布は図3の細線で表されるが、周辺画素を積算することで積算光量分布が図3の太線となり、スポット径の大きさが異なる場合であっても均一の光量分布とすることができる。 By selecting peripheral pixel data having different weights with respect to the spot diameter in this way, even if the spot diameter is different at each position, the integration in the peripheral pixels (“1 × 3” peripheral pixels in FIG. 3). The light quantity distribution can be made uniform. That is, the light quantity distribution for each pixel is represented by the thin line in FIG. 3, but the accumulated light quantity distribution becomes the thick line in FIG. 3 by integrating the peripheral pixels, and even if the spot diameters are different. Light quantity distribution.
しかし、円周方向に隣接する画素で各々異なるPWM制御を行う場合、ドットを形成する光量分布の重心位置にズレ(誤差)が生じる。図4は、このようなズレを表す図である。ドットを形成する積算光量分布の重心位置は、理想的には注目画素の中心に重なるが、実際は円周方向にズレが生じることがある。理想的な積算光量分布の重心位置にからのズレが生じることで、近接する他のドットとの距離が変わってガンマ特性が変化し、画像の濃度ムラ等の画質劣化が生じる。 However, when different PWM control is performed for pixels adjacent in the circumferential direction, a deviation (error) occurs in the barycentric position of the light amount distribution forming the dots. FIG. 4 is a diagram illustrating such a shift. The center of gravity position of the accumulated light amount distribution forming the dots ideally overlaps the center of the target pixel, but in reality, there may be a deviation in the circumferential direction. Due to the deviation from the center of gravity position of the ideal integrated light amount distribution, the distance from other adjacent dots changes, the gamma characteristic changes, and image quality deterioration such as image density unevenness occurs.
本実施形態では、光量分布の重心位置の誤差による画質劣化を抑制するために、スポット形状の補正処理を行う際に、発生する重心位置の誤差を算出し、後続の画素に対する処理において算出した誤差を相殺する。そのために、本実施形態では、選択されるべき周辺画素データが、注目画素の画素データと、注目画素の位置におけるスポット径と、直前の画素に対する処理による重心位置の誤差に応じて決まる。 In this embodiment, in order to suppress image quality deterioration due to an error in the center of gravity position of the light amount distribution, an error in the center of gravity position that occurs when performing spot shape correction processing is calculated, and the error calculated in the processing for subsequent pixels Offset. For this reason, in the present embodiment, the peripheral pixel data to be selected is determined according to the pixel data of the target pixel, the spot diameter at the position of the target pixel, and the error of the centroid position due to the processing for the immediately preceding pixel.
本実施形態では「1×3」の周辺画素データを用いて処理を行うが、周辺画素データのサイズはこれに限らない。例えば、図5に示すように、画素間隔に対してスポット径が大きい場合には、複数のスポットが重なり合う。この場合、周辺画素に含まれる画素を多くして、隣接する画素と更に隣の画素を含めた演算を行うことによって、より大きなスポット径の変動に対して光量分布を補正する。 In this embodiment, processing is performed using “1 × 3” peripheral pixel data, but the size of the peripheral pixel data is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, when the spot diameter is larger than the pixel interval, a plurality of spots overlap. In this case, by increasing the number of pixels included in the peripheral pixels and performing calculations including the adjacent pixels and further adjacent pixels, the light amount distribution is corrected for larger spot diameter fluctuations.
図6は、コントローラ400の機能ブロック図である。コントローラ400は、画像入力部410、色分解処理部420、ガンマ補正処理部430、ハーフトーン処理部440、及びスポット径補正処理部450を備える。これらの機能ブロックは、例えば、CPU(Central Processing Unit)が所定のコンピュータプログラムを実行することで実現される。
FIG. 6 is a functional block diagram of the
画像入力部410は、外部から多値(例えば各色8ビット)のRGBデータを取得する。色分解処理部420は、画像入力部410で取得したRGBデータをCMYKデータに変換する。ガンマ補正処理部430は、予め保持する濃度補正テーブルを参照して、CMYKデータに対してガンマ補正処理を行う。ガンマ補正処理により、CMYKデータがC1M1Y1K1データに変換される。ハーフトーン処理部440は、C1M1Y1K1データ対する中間変調処理を行い、例えば2ビットのC2M2Y2K2データに変換する。なお、各データのビット数は、任意に決めることができる。
The
スポット径補正処理部450は、第1の演算部451、第2の演算部452、周辺画素データ格納部453、及びスポット径格納部454を備える。スポット径補正処理部450は、入力画素データとしてC2M2Y2K2データが入力され、上述の第1の演算及び第2の演算によりスポット形状の補正処理を行う。
The spot diameter
スポット径格納部454は、感光体ドラム251の長手方向の位置と、各位置のスポット径(積算光量分布)との関係を表すスポット径テーブルを格納する。図7は、スポット径テーブルの例示図である。スポット径テーブルに設定される長手方向の位置は、感光体ドラム251の長手方向の中心を基準に、長手方向の長さを「2」に正規化して、長手方向の相対位置により表される。スポット径は、組み立て調整時に計測するなどして予め設定される。
The spot
周辺画素データ格納部453は、注目画素の画素データ(入力画素データ)とスポット径とに対応した周辺画素データを表す周辺画素データテーブルを格納する。図8は、周辺画素データテーブルの例示図である。注目画素の画素データは、周辺画素の画素データに分配される。周辺画素毎に重み付けがされており、重み付けに応じて注目画素の画素データが分散される。例えば、注目画素の画素データ「3」が、周辺画素の画素データ「1」、「2」、「0」に分散される。周辺画素データテーブルには、各周辺画素データに基づいて画像形成する際の積算光量分布による重心位置(補正重心位置)も記録される。補正重心位置は、注目画素を基準として、隣接する画素間の距離を「1」に正規化した円周方向の相対位置で表される。補正重心位置により、周辺画素の重み付けによる重心のズレが補正される。補正重心位置は、特性値の一例である。
The peripheral pixel
第1の演算部451は、C2M2Y2K2データの各画素に対して、スポット径テーブル及び周辺画素データテーブルを用いて、上述の第1の演算を行う。第1の演算部451は、第1の演算により、注目画素の画素データ(入力画素データ)と、スポット径格納部454から読み出した注目画素の位置に対応するスポット径とに応じて周辺画素データを周辺画素データテーブルから読み出す。図9は、第1の演算により得られる周辺画素データの説明図である。図9は、画素「a」〜「i」を注目画素として、それぞれの周辺画素データが読み出された例を示す。例えば、画素「a」に対して「1×3」の周辺画素データ「a1」〜「a3」が読み出される。
The
第2の演算部452は、第1の演算部451による演算結果(周辺画素データ)に基づいて第2の演算を行い、各画素の画素データを生成する。上述の第1の演算では、各画素に対して「1×3」の周辺画素データを取得した。そのため、画素数に対して、第1の演算後の画素数が増えてしまう。第2の演算においては、スポット径補正処理部450に入出力される画素数を等しくするために、近傍の画素に対して選択された周辺画素データとの加算処理を行う。図10は、第2の演算の説明図である。第2の演算では、周辺画素の演算結果と、注目画素の演算結果の加算を行う。以下に式を示す。
(第2の演算結果)=(上画素)3+(注目画素)2+(下画素)1
The
(Second calculation result) = (Upper pixel) 3+ (Target pixel) 2+ (Lower pixel) 1
例えば、図9の注目画素eに対する第2の演算の結果、画素Eの画素データは、円周方向に隣接する画素b,e,hの第1の演算の結果を用いて、以下の式で算出される。
E=b3+e2+h1
For example, as a result of the second calculation for the pixel of interest e in FIG. 9, the pixel data of the pixel E is obtained by Calculated.
E = b3 + e2 + h1
このように、第2の演算によって、スポット径補正処理部450に入出力される画素数を等しくすることができる。ただし、スポット径補正処理部450に入力される画素数がビーム数の3分の1である場合は、第2の演算を行わずに、第1の演算結果を基に各画素の画素データを生成してもよい。
Thus, the number of pixels input / output to / from the spot diameter
図11は、コントローラ400の第1の演算部451が実行する第1の演算のフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart of the first calculation executed by the
第1の演算部451は、補正処理を行う画素を選択する(S901)。本実施形態では、すべての画素に対して補正処理を行う。ここでは、すべての画素から処理の対象とする画素(注目画素)を一つ選択する。注目画素を選択した第1の演算部451は、注目画素を含んで形成されるドットの目標重心位置を算出する(S902)。図4で説明した通り、周辺画素データによるPWM制御を行うことでドットの重心位置に誤差が生じる。そのために、ドットの重心位置を、ズレを相殺する方向にずらす必要がある。その際の目標となる目標重心位置を、後述の重心誤差を用いて以下の式により算出して設定する。
(目標重心位置)=−(直前画素の重心誤差)
The
(Target centroid position) =-(centroid error of previous pixel)
ただし、各走査線で最初に処理を行う画素に対しては、目標重心位置は「0」である。目標重心位置は、注目画素を基準として、隣接する画素間の距離を「1」に正規化した円周方向の相対位置で表される。 However, the target center-of-gravity position is “0” for the pixel that is first processed in each scanning line. The target center-of-gravity position is expressed as a relative position in the circumferential direction in which the distance between adjacent pixels is normalized to “1” with the target pixel as a reference.
目標重心位置の決定後、第1の演算部451は、注目画素のスポット径を取得する(S903)。第1の演算部451は、スポット径格納部454に格納されたスポット径テーブル(図7参照)を参照して、注目画素の感光体ドラム251の長手方向の位置に対応したスポット径を取得する。第1の演算部451は、スポット径テーブルに注目画素の位置に対応するスポット径が格納されている場合、該スポット径を取得する。スポット径テーブルに注目画素の位置に対応するスポット径が格納されていない場合、第1の演算部451は、例えば、注目画素の位置に最も近い位置に対応するスポット径を取得する。
After determining the target center-of-gravity position, the
スポット径を取得した第1の演算部451は、周辺画素データを取得する(S904)。第1の演算部451は、注目画素の画素データ(入力画素データ)、S902で算出した目標中心座標、及びS903で取得したスポット径に応じて、周辺画素データ格納部453に格納された周辺画素データテーブルから周辺画素データを取得する。第1の演算部451は、周辺画素データテーブルから、注目画素の画素データ及びS903で取得したスポット径に対応する周辺画素データのうち、補正重心位置がS902で算出した目標重心位置に最も近いものを選択する。第1の演算部451は、選択した周辺画素データと、対応する補正重心位置を取得する。なお、該当する周辺画素データが複数存在する場合、第1の演算部451は、予め定めた規則に従って任意の一つを選ぶ。
The
周辺画素データ及び補正重心位置を取得した第1の演算部451は、重心誤差を算出する(S905)。第1の演算部451は、S902で算出した目標重心位置と、S904で取得した補正重心位置により、重心誤差を以下の式から算出する。
(重心誤差)=(補正重心位置)−(目標重心位置)
The
(Centroid error) = (corrected centroid position)-(target centroid position)
第1の演算部451は、以上のようなS901〜S905の処理を、すべての画素に対して行う。すべての画素に対して処理が終了すると、第1の演算が終了する(S906:Y)。
The
このように本実施形態では、スポット径に応じて注目画素及び周辺画素の画素データの演算を行い、複数の画素で形成するドットに対して均一な濃度の画像形成を行う。また、各画素に対する演算により生じる重心誤差を算出して、後続の画素に対する処理で当該誤差を相殺する。これにより、簡易な構成であっても重心誤差の発生を抑制することができる。また、濃度の変動が少ない画像を形成することができる。 As described above, in the present embodiment, the pixel data of the target pixel and the peripheral pixels are calculated according to the spot diameter, and an image having a uniform density is formed on dots formed by a plurality of pixels. In addition, the center-of-gravity error generated by the calculation for each pixel is calculated, and the error is canceled by the processing for the subsequent pixels. Thereby, even if it is a simple structure, generation | occurrence | production of a gravity center error can be suppressed. In addition, an image with little variation in density can be formed.
以上は、感光体ドラム251の端部のスポット形状が中央のスポット形状と比較して円周方向に変形する場合で説明した。この他に、スポット形状が感光体ドラム251の長手方向に変形する場合でも、上記と同様の処理により補正を行うことができる。また、スポット形状が、円周方向及び感光体ドラム251の長手方向に変形する場合も、同様の処理により補正を行うことができる。
The above has been described in the case where the spot shape at the end of the
[第2実施形態]
第1実施形態では、スポット形状の補正処理の際に重心位置の誤差が発生することに着目して、後続の画素に対する処理でこれを相殺することとした。第2実施形態では、スポット形状の補正処理の際にスポット径の誤差が発生することに着目して、後続の画素に対する処理ではこれを相殺することとする。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, paying attention to the fact that an error in the center of gravity occurs during the spot shape correction process, this process is canceled by the process for the subsequent pixels. In the second embodiment, focusing on the fact that a spot diameter error occurs during the spot shape correction process, the subsequent pixel process cancels this.
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、図1の画像形成装置100を用いて、レーザ光を感光体ドラム251上で走査して画像形成を行う。半導体レーザは、発光量がPWM制御される。また、感光体ドラム251の長手方向の端部に形成されるスポット形状が、図2に示すように、感光体ドラム251の長手方向の中央に形成されるスポット形状よりも円周方向に変形する。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, image formation is performed by scanning laser light on the
図12は、第2実施形態のスポット径の説明図である。スポット径は、図12(a)に破線で示すように、感光体ドラム251の長手方向にはその全領域、感光体ドラム251の円周方向には、光量分布の重心を中心にした一定幅(積分幅)で光量を積分した積算光量が予め定めた基準値となるような幅、で表される。図2(b)は、積算光量と積分幅との関係を表す図である。積算光量の基準値は、例えば誤差関数erfを用いて以下の式で表される。
(基準値)=(総積算光量)×erf(2^(1/2))
FIG. 12 is an explanatory diagram of a spot diameter according to the second embodiment. As shown by a broken line in FIG. 12A, the spot diameter has a constant width centered on the center of gravity of the light amount distribution in the entire region in the longitudinal direction of the
(Reference value) = (total integrated light quantity) × erf (2 ^ (1/2))
スポット形状の補正処理では、感光体ドラム251の長手方向の位置によらず、スポット径が一定となるように処理を行う。つまり、周辺画素への発光量をPWM制御することで、周辺画素データの積分光量分布によるスポット径(積算スポット径)が所望の値に一致するように補正する。周辺画素をPWM制御により補正する場合、PWM分割数と制御範囲の2つの補正自由度しかない。このように有限個の補正自由度の中から積算スポット径が所望の値に最も近くなるものを選択して用いることになる。しかし、積算スポット径が所望のスポット径に一致するとは限らない。
In the spot shape correction process, the spot diameter is fixed regardless of the position of the
図13は、周辺画素をPWM制御により補正する場合に積算スポット径が所望のスポット径に一致せずに生じるスポット径誤差の説明図である。図13は、積算スポット径が所望のスポット径よりも小さくなった場合を表している。スポット径誤差は、画像の見え濃度変化等の画質劣化につながる。図14により、スポット径誤差による画質の劣化を説明する。図14(a)は、スポット径誤差がない場合の画像を表す。図14(b)は、スポット径が所望の値より小さくなった場合の画像を表す。この場合、スポット径誤差がない場合の画像と比較して、画像の見え濃度が低くなる。図14(c)は、スポット径が所望の値よりも大きくなった場合の画像を表す。この場合、スポット径誤差がない場合の画像と比較して、画像の見え濃度が高くなる。 FIG. 13 is an explanatory diagram of a spot diameter error that occurs when the peripheral spot is corrected by PWM control and the integrated spot diameter does not match the desired spot diameter. FIG. 13 shows a case where the integrated spot diameter is smaller than the desired spot diameter. The spot diameter error leads to image quality deterioration such as a change in image appearance density. With reference to FIG. 14, image quality deterioration due to spot diameter error will be described. FIG. 14A shows an image when there is no spot diameter error. FIG. 14B shows an image when the spot diameter is smaller than a desired value. In this case, the appearance density of the image is lower than the image without the spot diameter error. FIG. 14C shows an image when the spot diameter is larger than a desired value. In this case, the visible density of the image is higher than the image without the spot diameter error.
第2実施形態では、スポット形状の補正処理を行う際に、発生するスポット径誤差を算出して、後続の画素に対する補正処理時に該スポット径誤差を相殺する。図15は、第2実施形態のコントローラ401の機能ブロック図である。コントローラ401と図6の第1実施形態のコントローラ400とは、スポット径補正処理部の構成が異なる。第2実施形態のスポット径補正処理部455は、第1実施形態のスポット径補正処理部450からスポット径格納部454を除いた構成である。また、第1の演算部456は、第1実施形態の第1の演算部451とは異なる処理により第1の演算を行い、周辺画素データ格納部457に格納される周辺画素データテーブルも第1実施形態とは異なる。これらの機能ブロックも、第1実施形態と同様に、例えば、CPUが所定のコンピュータプログラムを実行することで実現される。
In the second embodiment, when spot shape correction processing is performed, a spot diameter error that occurs is calculated, and the spot diameter error is canceled during correction processing for subsequent pixels. FIG. 15 is a functional block diagram of the
図16は、周辺画素データ格納部457に格納される周辺画素データテーブルの例示図である。周辺画素データテーブルは、感光体ドラム251上の長手方向の位置に対応した周辺画素データを記録する。長手方向の位置は、感光体ドラム251の長手方向の中心を基準に、長手方向の長さを「2」に正規化して、長手方向の相対位置により表される。周辺画素データテーブルには、周辺画素データに基づいて画像形成する際の積算光量分布による積算スポット径も記録される。積算スポット径は、組み立て調整時に計測する等により、予め取得して記録される。この例では、周辺画素データテーブルとして、長手方向「−1」の位置の周辺画素データ及び積算スポット径が記録される。積算スポット径は、特性値の一例である。周辺画素データ格納部457には、長手方向の位置毎に、同様の周辺画素データテーブルが格納される。
FIG. 16 is an exemplary diagram of a peripheral pixel data table stored in the peripheral pixel
図17は、コントローラ401により実行される第2実施形態の第1の演算のフローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart of the first calculation of the second embodiment executed by the
第2実施形態では、スポット形状の補正処理を行う場合、感光体ドラム251の位置によらずにスポット径を一定にする。目標とするスポット径(図13の所望のスポット径)を、本実施形態では「グローバル目標スポット径」という。第1の演算部456は、まず、このグローバル目標スポット径の設定を行う(S1601)。第1の演算部456は、画素データが多値である場合、すべての値についてグローバル目標スポット径を設定する。
In the second embodiment, when spot shape correction processing is performed, the spot diameter is made constant regardless of the position of the
グローバル目標スポット径を設定した第1の演算部456は、補正処理を行う画素を選択する(S1602)。本実施形態では、すべての画素に対して補正処理を行う。ここでは、すべての画素から処理の対象とする画素(注目画素)を一つ選択する。第1の演算部456は、同一走査線の画素については、一方向から順に連続して選択する。
The
注目画素を選択した第1の演算部456は、ローカル目標スポット径を設定する(S1603)。第1の演算部456は、注目画素に対応して形成される積算光量分布のスポット径を、直前に発生したスポット径誤差を相殺する分だけ変形する。その際のスポット径の目標値が「ローカル目標スポット径」である。ローカル目標スポット径は、後述の直前の画素のスポット径誤差を用いて、例えば以下の式で求められる。
(ローカル目標スポット径)=(グローバル目標スポット径)−(スポット径誤差)
The
(Local target spot diameter) = (Global target spot diameter)-(Spot diameter error)
ただし、各走査線で最初に処理を行う画素に対しては、スポット径誤差が「0」である。画素データが多値である場合、グローバル目標スポット径は、注目画素の画素データに対応するものである。 However, the spot diameter error is “0” for the pixel to be processed first in each scanning line. When the pixel data is multivalued, the global target spot diameter corresponds to the pixel data of the target pixel.
第1の演算部456は、周辺画素データ格納部457に格納された周辺画素データテーブルを参照して、注目画素の位置及びローカル目標スポット径に対応する周辺画素データに応じた積算スポット径を取得する(S1604)。注目画素の位置は、第1実施形態と同様に、感光体ドラム251の長手方向の中心を基準として表される。第1の演算部451は、注目画素の感光体ドラム251の長手方向の位置に対応する周辺画素データのうち、積算スポット径がローカル目標スポット径に最も近いものを選択する。そして、選択した周辺画素データと、対応する積算スポット径を取得する。なお、該当する周辺画素データが複数存在する場合は、予め定めた規則に従って一つを選ぶ。
The
周辺画素データを取得した第1の演算部456は、スポット径の誤差を算出する(S1605)。第1の演算部は、ローカル目標スポット径と積算スポット径に応じて、例えば以下の式によりスポット径の誤差を算出する。
(スポット径誤差)=(積算スポット径)−(ローカル目標スポット径)
The
(Spot diameter error) = (Integrated spot diameter)-(Local target spot diameter)
第1の演算部456は、以上のようなS1602〜S1605の処理を、すべての画素に対して行う。すべての画素に対して処理が終了すると、第1の演算が終了する(S1606:Y)。
The
以上のような第2実施形態の第1の演算により、スポット径に応じて注目画素及び周辺画素の画素データの演算を行い、複数の画素で構成されるドットを均一な画質で形成することができる。また、各画素に対する演算により生じるスポット径誤差を算出し、後続の画素に対する処理において該誤差を相殺する。これにより、簡易な構成でスポット径誤差の発生を抑制することができる。そのために、見え濃度の変動が少ない高画質な画像を形成することができる。 By performing the first calculation of the second embodiment as described above, the pixel data of the pixel of interest and the peripheral pixels are calculated according to the spot diameter, and dots composed of a plurality of pixels can be formed with uniform image quality. it can. Further, a spot diameter error caused by the calculation for each pixel is calculated, and the error is canceled in the processing for the subsequent pixels. Thereby, generation | occurrence | production of a spot diameter error can be suppressed with a simple structure. Therefore, it is possible to form a high-quality image with little change in the visible density.
なお、周辺画素データテーブルは、積算スポット径を組み立て調整時に計測等により予め取得し保持しておくこととしたが、これに限定されない。例えば各位置でのスポット形状を記憶しておき、スポット形状と周辺画素データとから積算光量分布を予測した後に、予測した積算光量分布のスポット径を算出して用いてもよい。 In the peripheral pixel data table, the integrated spot diameter is acquired and held in advance by measurement or the like during assembly adjustment. However, the present invention is not limited to this. For example, the spot shape at each position may be stored, and after estimating the integrated light amount distribution from the spot shape and peripheral pixel data, the spot diameter of the predicted integrated light amount distribution may be calculated and used.
第1、第2実施形態では、PWM制御により各画素の光量を設定するが、これに限らず、各画素の発光量を多段階に調整可能であればよい。例えばレーザの駆動電流を制御する構成であってもよい。また、各画素に対する処理において、周辺画素の積算光量分布の重心誤差やスポット径誤差を算出して相殺することとしたが、積算光量分布のピーク光量が一定となるようにしてもよい。つまり、積算光量分布もしくは積算光量分布から算出される特性値が一定となるように処理を行ってもよい。 In the first and second embodiments, the light amount of each pixel is set by PWM control. However, the present invention is not limited to this, as long as the light emission amount of each pixel can be adjusted in multiple stages. For example, it may be configured to control the laser drive current. Further, in the processing for each pixel, the center-of-gravity error and spot diameter error of the integrated light quantity distribution of the peripheral pixels are calculated and canceled, but the peak light quantity of the integrated light quantity distribution may be constant. That is, the process may be performed so that the integrated light quantity distribution or the characteristic value calculated from the integrated light quantity distribution is constant.
250a,250b,250c,250d…画像形成部、251,251a,251b,251c,251d…感光体ドラム、210…中間転写ベルト、220…二次転写部、230…定着部 250a, 250b, 250c, 250d ... image forming unit, 251,251a, 251b, 251c, 251d ... photosensitive drum, 210 ... intermediate transfer belt, 220 ... secondary transfer unit, 230 ... fixing unit
Claims (9)
前記感光体に、画素データにより発光量が決められる光を照射する露光機と、
前記感光体上の注目画素に対する入力画素データ及び直前の画素への処理により生じた所定の光量分布からの誤差に基づいて、該注目画素を含む周辺の複数の画素である周辺画素の周辺画素データを取得するとともに、この周辺画素データにより生じる誤差を算出する第1の演算手段と、
前記第1の演算手段により取得された前記周辺画素データに応じて各画素の前記画素データを生成する第2の演算手段と、を備えることを特徴とする、
画像形成装置。 A photoreceptor on which an image is formed by light irradiation;
An exposure unit that irradiates the photosensitive member with light whose light emission amount is determined by pixel data;
Based on input pixel data for the target pixel on the photoconductor and an error from a predetermined light amount distribution caused by processing to the previous pixel, peripheral pixel data of peripheral pixels that are a plurality of peripheral pixels including the target pixel And a first calculation means for calculating an error caused by the surrounding pixel data,
A second calculation unit that generates the pixel data of each pixel in accordance with the peripheral pixel data acquired by the first calculation unit.
Image forming apparatus.
前記第1の演算手段は、前記記録手段から前記注目画素の位置に応じて取得する特性値により、前記誤差を算出することを特徴とする、
請求項1記載の画像形成装置。 A recording unit that records characteristic values obtained from a light amount distribution based on the peripheral pixel data for a plurality of positions on the photoconductor;
The first calculation means calculates the error based on a characteristic value acquired from the recording means according to the position of the target pixel.
The image forming apparatus according to claim 1.
請求項2記載の画像形成装置。 The first calculation means sets a target value of the characteristic value, and acquires the peripheral pixel data according to the target value, the input pixel data, and the position of the target pixel on the photoconductor. It is characterized by
The image forming apparatus according to claim 2.
請求項3記載の画像形成装置。 The first calculation means calculates the error from a characteristic value obtained from a light amount distribution based on the acquired peripheral pixel data and the target value,
The image forming apparatus according to claim 3.
請求項3又は4記載の画像形成装置。 The first calculation means sets the target value according to an error from a predetermined light amount distribution caused by processing on the immediately preceding pixel,
The image forming apparatus according to claim 3 or 4.
請求項2〜5のいずれか1項記載の画像形成装置。 The characteristic value is a centroid position of a light amount distribution based on the peripheral pixel data,
The image forming apparatus according to claim 2.
請求項2〜5のいずれか1項記載の画像形成装置。 The characteristic value is a spot diameter of a light amount distribution based on the peripheral pixel data,
The image forming apparatus according to claim 2.
請求項2〜5のいずれか1項記載の画像形成装置。 The characteristic value is a peak light quantity of a light quantity distribution based on the peripheral pixel data,
The image forming apparatus according to claim 2.
請求項1〜8のいずれか1項記載の画像形成装置。 The second calculation means calculates pixel data of the target pixel based on peripheral pixel data obtained from the target pixel and peripheral pixel data obtained from a pixel adjacent to the target pixel.
The image forming apparatus according to claim 1.
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