JP6281348B2 - 光書込装置、画像形成装置、光書込制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
トナーセーブモードが設定されている時には、印字画素を減らすために複数の低解像度の画像データからなる配列の注目画素と周辺画素の連続性を判断し、その連続性の判断結果に基づいて印字画素を減らすことが既に知られている。それにより、印字品質を劣化させることなくトナーの消費量を削減することができる。
トナーセーブモードに切り替えた場合に、画像が連続していると判断した方向については、連続性を保存するように、その方向の高解像度の画像データを印字する。
画像が連続していないと判断した方向については、その方向の高解像度の画像データを非印字画素とする。そして、斜め方向の連続性がない場合、隣接する縦、横の連続性が有る場合は斜め方向にも連続性があるものとして、その方向の高解像度の画像データを印字画素とする。
トナーセーブモードに切り替えた場合に、画像が連続していると判断した方向については連続性を保存するようにその方向の高解像度の画像データを印字する。
画像が連続していないと判断した方向については、その方向の高解像度の画像データを非印字画素とする。そして、注目画素と周辺画素の配列が特定のパターンに一致するときには、高解像度の画像データの特定の部分を印字画素とする。
例えば、図12に示すような600dpiの画像データを1200dpiに倍密度変換して、トナーセーブ無しで(a)に示す画像データになる場合、トナーセーブ率50%にするように印字画素を間引くと、(b)に示すようになることがある。この場合、間引き後の画像にはハッチングのような縞状のパターンが現れ、画質が劣化してしまう。
まず、この発明による光書込装置を備えた画像形成装置の一実施形態の構成について説明する。図1はその画像形成装置の概略構成を示すブロック図であり、図2はその機構部の構成例を示す概略図である。この実施形態の画像形成装置はデジタル複写機である。
エンジン制御部200は、システム制御回路201と駆動制御回路202を備えている。
画像情報記憶部300は、複数の画像メモリ部301を備えている。
操作部400は、操作制御回路401と操作パネル402を備えており、操作パネル402には液晶表示パネルと各種の入力キーが設けられている。
オペレータが原稿を図2に示す原稿挿入口110から挿入すると、その原稿は、搬送ローラ1の回転によって、密着センサ2と白色ロ−ラ3の間を通して搬送される。その搬送中の原稿は、密着センサ2に取り付けられている発光ダイオード(LED)によって光が照射される。それによって、原稿画像に応じた反射光が密着センサ2に結像されて、画像情報が読み取られる。画像情報が読み取られた原稿は、原稿受け120上へ送出される。
その変換されたデジタル画像信号は、同期制御回路106から出力されるクロックに同期してシェーディング補正回路104に取り込まれ、光量ムラ、コンタクトガラスの汚れ、センサの感度ムラ等による歪が補正される。
読取制御回路107は、エンジン制御部200のシステム制御回路201に制御されて、同期制御回路106の動作を制御する。スキャナ駆動部108は、エンジン制御部200の駆動制御回路202に制御されて、図2に示した搬送ローラ1等の機構部の動作を制御する。
図1に示した書込部500は、画像メモリ部301からデジタル画像情報が入力される。そのデジタル画像情報の流れは、画像メモリ部301から画素密度600dpiの1画素2値画像デ−タが、転送基準クロックに同期して書込制御回路502に2画素パラレルで送られてくる。書込制御回路502は、2画素パラレルで送られてきた画像情報を内部で一旦1ラインに合成し、600dpiの1画素を1200dpiの4画素の画像デ−タに多値化した後、3分割してLPH5A,5B,5Cに割り当て、4画素同時に転送する。
ここで、図1における画像情報記憶部300までのシステムは従来から確立しているが、デジタル画像情報が書込部500へ入力した後、書込制御回路502内で行うトナーセーブに係る処理に特徴がある。
図2に示す画像形成装置は、その本体内に矢示方向に回転する感光体ドラム4が設けられ、その周囲に回転方向に沿って順に、帯電チャージャ6、LPH5、現像ユニット7、転写チャージャ9及び分離チャージャ10が配置されている。さらに、転写チャージャ9の上流側の転写紙搬送路の所定位置に、位置決めローラ対(レジストローラ対とも称す)8が設けられている。分離チャージャ10の下流側には、搬送ユニット11と定着ユニット12が順次配置されている。これらによって書込部500の機構部を構成している。
LPH5は、前述した発光素子アレイによるラインプリントヘッドであり、各LED素子の発光により、自己収束型ロッドレンズを介して感光体ドラム4の帯電された感光体面を照射する。
そこで、原稿濃度の淡い部分はLED素子を発光させないようにし、原稿濃度の濃い部分はLED素子を発光させるようにすれば、感光体ドラム4の感光体面には画像の濃淡に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像を現像ユニット7のトナーによって現像する。現像ユニット7内のトナーは撹拌により負に帯電されており、感光体面の光に照射された部分だけに付着する。現像ユニット7のトナーを付着する現像ローラには、例えば−700V程度のバイアス電圧が印加される。
その転写紙は、分離チャージャ10によって感光体ドラム4から分離され、搬送ユニット11によって搬送されて定着ユニット12に送られ、そこで転写されたトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は第1排紙ローラ13によって機外の記録紙受け14に排紙されるか、あるいは第2排紙ローラ15によって書込部500上の排紙トレイ16に排紙される。
画像情報記憶部300から送られてきたデジタル画像情報を、データ変換部510に入力して画像データに変換する。
データ変換部510で変換した画像データを、画像メモリ制御部511で1ラインごとに並び替えを行う。その1ラインごとの画像データを、画像パターン検出部512と密度変換処理部513に入力する。
密度変換処理部513は、1ラインごとの画像データの画像密度変換処理を行う。この実施形態では300dpiの入力画像に対しては4倍変換を、400dpiの入力画像に対しては3倍変換を、600dpiの入力画像に対しては2倍変換処理を行う。その他、この実施形態では説明を行わないが、200dpiの入力画像に対しての6倍密変換も可能である。この密度変換処理部513が、画像データの密度変換を行う手段である。
この画像パターン検出部512とトナーセーブ部514が、入力された2値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手段と、その間引き手段による間引き率を所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手段とに相当する。
また、画像パターン検出部512が画像パターン検出手段であり、トナーセーブ部514は、画像パターン検出部512が検出したパターンの種類によって異なる間引き率(間引き量に対応する)を設定する。
トナーセーブ率および画像パターンの検出を行うための窓長の設定及び変更は、図1に示した操作部400から行うことができる。
その画素カウント・比較部515による誤差の算出結果を基に、発光制御部516が、「発光時間の下限値の判定」及び「前ラインの発光時間差異の上限値の判定」を行い、発光時間を算出する。なお、発光時間の算出は画素カウント・比較部515で行うこともできる。
このトナーセーブ部514で間引き処理した画像データと、発光制御部516で算出された発光時間の制御信号を、LPH5を構成する3本のLPH5A,5B,5Cへ分割して送信する。
これらの各機能は、書込制御回路502に設けたマイクロコンピュータ、あるいは図1に示したシステム制御回路201のマイクロコンピュータがそれを兼ねて実行する。
なお、網点部とは画像データの所定の範囲内での変化点が多い、図12に示した600dpiのような画像を指す。
図4の(a),(b),(c),(d)はそれぞれ、網点部の例1、網点部の例2、文字/線画部、全画素印字部の例を示す。図中の変化点は、黒→白、又は白→黒に変化した点を表わしている。(a)及び(b)に示す網点部のドット間隔nはほぼ一定であるので、画像が窓長Nの窓枠内で白黒変化する回数(白黒変化数)もほぼ一定である。
白黒変化数を検出する画像データの範囲を規定する窓長Nの設定を、図1に示した操作部400の操作パネル402から自由に変更できるようにしてもよい。その場合、操作部400が窓長の設定を変更する手段に相当する。
最上段のライン内で、パターンAは変化点が2個なので文字/線画と判断される。パターンBは変化点が5個なので網点と判断される。パターンCは変化点が0個なので全画素印字部と判断される。
パターンBでは間引き率を25%と設定し、2倍変換後の1200dpiでは、1列目を印字率50%、2列目は間引き無し(印字率100%)と設定する。
パターンCでは間引き率を50%と設定し、2倍変換後の1200dpiでは、1列目と2列目共に印字率50%と設定する。
パターンBとCでは間引き率を異ならせているが、パターンCでは全画素印字しているため間引きを行っても画像への影響が少ないため、間引き率を大きくしている。なお、600dpiから1200dpiの倍密の間引き時の印字ドット位置設定は自由に変更できるものとする。
1列目は1200dpi換算では20画素中、変換後は11画素印字のため、間引き率は45%となり印字率は55%となる。aで示す画素を印字しているため、トナーセーブ率が50%にならない。そこで発光時間を次のように調整する。
トナーセーブ率50%÷印字率55%=発光時間90%
発光時間を90%に設定することによって、トナーセーブ率50%を達成する。
トナーセーブ率50%÷印字率70%=発光時間71%
発光時間を71%に設定することによって、トナーセーブ率50%を達成する。
図7は、この発明による光書込制御方法の第1実施例の処理手順を示すフローチャートである。
この処理を開始すると、まずステップ101でトナーセーブ率Srを設定し、次いでステップ102で間引きを行わない場合の発光時間を設定する。
ステップ104ではトナーセーブモードの有り無しを判断し、「無し」の場合はステップ105へ進む。そこで、画像データの間引きを行わずに単純倍密処理を行なった後、ステップ113へ進んで、ステップ102で設定した設定発光時間でLPH5のLED素子を発光させる。
なお、ここでの単純倍密とは1つの画素に対してn倍の画素数に変換することであり、図12に示した(a)は、間引き制御を行わない2倍の単純倍密例である。
次いで、ステップ107で画像パターン検出を行う。その画像パターン検出は、1ライン上のドット数で窓長を設定し、白黒の変化点数と、変化点を2度跨いだ先のドット間隔を考慮して、次の3パターに分けて判断する。
・変化点数が所定数以下で、ドット間隔が異なる場合は「線画/文字」と判断する。
・変化点数が所定数を超え、ドット間隔がほぼ均等で繰り返されている場合は「網点部」と判断する。
・変化点が無い場合は「全画素印字」と判断する。
いずれの場合も、倍密処理を行なって、600dpiの1ドットを1200dpiの4ドットに変換した際に、画像データの所定範囲(この場合1ライン)ごとに、間引き率を設定し、1黒画素の4ドット中のどのドットを印字させるかを決定する。
その結果、ステップ101で設定したトナーセーブ率Srと上記画素数Naとの積が上記画素数Nbと同じ値の場合は、そのままステップ113へ進んで、ステップ102で設定した発光時間でLPH5のLED素子を発光させる。
しかし、この第1実施例では発光時間の下限値を設けていないため、画像によっては全体的に薄くなるか、もしくはライン間によってスジ状に色抜けのように見える画像が形成される可能性がある。また、前ラインとの発光時間の変化量が大きい場合、印字濃度が大きく変化して、スジ状に色抜けのように見える画像が形成される可能性がある。
図8及び図9はその第2実施例の制御処理をマイクロコンピユータが実行する際の処理の流れ(手順)を示すフローチャートである。図8と図9は一連の処理を示すフローチャートであるが、図示の都合で2つの図に分けて示しており、A,B,Cの同じ端子記号の流れ線は接続されている。
その後、ステップ205で画像入力を確認し、画像入力を確認できない場合は確認できるまで待機し、確認できた場合にはステップ206へ進む。
ステップ206ではトナーセーブモードの有り無しを判断し、「無し」の場合はステップ207へ進む。そこで、画像データの間引きを行わずに単純倍密処理を行なった後、図9のステップ215へ進んで、ステップ204で設定した設定発光時間でLPH5のLED素子を発光させる。
次いで、ステップ209で画像パターン検出を行う。その画像パターン検出は、1ライン上のドット数で窓長を設定し、白黒の変化点数と、変化点を2度跨いだ先のドット間隔を考慮して、前述した第1実施例の場合と同様に、「線画/文字」、「網点部」、「全画素印字」の3種類のパターンのいずれかを検出する。
いずれの場合も、倍密処理を行なって、600dpiの1ドットを1200dpiの4ドットに変換した際に、画像データの所定範囲(この場合1ライン)ごとに、間引き率を設定し、1黒画素の4ドット中のどのドットを印字させるかを決定する。
その結果、ステップ201で設定したトナーセーブ率Srと上記画素数Naとの積が上記画素数Nbと同じ値の場合は、そのままステップ215へ進んで、ステップ204で設定した発光時間でLPH5のLED素子を発光させる。
さらに、ステップ217で一つ前のラインとの発光時間の変化量ΔTを算出する。
そして、ステップ218で、ステップ203で設定した発光時間のライン間の変化量上限値ΔTmaxとステップ217で算出した一つ前のラインとの発光時間の変化量ΔTを比較する。
その結果、TminとTxが同じか、またはTminの方が大きい場合はステップ223へ進んで、ステップ202で設定した発光時間下限値TminでLPH5のLED素子を発光させる。TminがTxより小さい場合はステップ224へ進んで、ステップ219で算出した発光時間TxでLPH5のLED素子を発光させる。
その結果、TminがTsと同じか、またはTminの方が小さい場合はステップ222へ進んで、ステップ216で算出した発光時間TsでLPH5のLED素子を発光させる。
TminがTsより大きい場合はステップ223へ進んで、ステップ202で設定した発光時間下限値TminでLPH5のLED素子を発光させる。
また、発光時間のライン間の変化量上限値を設定することにより、前ラインとの発光時間が大きく異なることが無くなる。そのため、印字濃度の変化が小さくなり、スジ状に色抜けしたように見える画像の形成を防ぐことができる。
なお、上述した各実施例では画像データのパターンの検出を白黒の変化点の数によって判別を行ったが、例えばn×nのマトリクスパターンによって画像パターンを検出してもよい。
すなわち、入力された2値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手順と、その間引き率を画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手順を有する。さらに、その間引き率設定手順で設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、間引き手順により間引きされた2値の画像データの所定の範囲ごとに、発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手順を有する。
また、これらのフローチャートの処理は、複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む装置のコンピュータに、上記各手順を実行させるためのプログラムにも相当する。
図10は、400dpiから1200dpiへ3倍密印字ドット設定を行なった場合の例を示し、図11は、300dpiから1200dpiへ4倍密印字ドット設定を行なった場合の例を示している。
図10及び図11において、(b)は間引き率0%(間引き無し)の場合、(c)は間引き率50%の場合、(d)は間引き率25%の場合のそれぞれ倍密変換後の画像データの印字ドットパターンを示している。
例えば、図10及び図11の(c)に示す間引き率50%のときは、4つのグループのうち、「0」と「3」の2つのグループを印字するように設定する。同じく(d)に示す間引き率25%の場合には、「0」と「1」と「3」の3つのグループを印字するように設定する。
図10及び図11の(a)は3倍密変換及び4倍密変換した際の単純倍密を行った状態の画像データの印字ドットパターンである。
1、2列目は1200dpi換算では12画素中の8画素を印字するため、間引き率は33.3%となり印字率は67%である。トナーセーブ率50%を達成するためには、50%÷印字率67%=発光時間75%となるため、発光時間は75%設定となる。
3列目は1200dpi換算では12画素中の12画素を印字するため、間引き率は0%となり印字率は100%である。トナーセーブ率50%を達成するためには、50%÷印字率100%=発光時間50%となるため、発光時間は50%設定となる。
1、2列目は1200dpi換算では16画素中の8画素を印字するため、間引き率は50%となり、トナーセーブ率と一致する。そのため発光時間はデフォルトのままである。
3、4列目は1200dpi換算では16画素中の16画素を印字するため、間引き率は0%となり印字率は100%である。トナーセーブ率50%を達成するためには、50%÷印字率100%=発光時間50%となるため、発光時間は50%設定となる。
また、画像のパターン検出及び発光時間の算出を、画像データの所定の範囲として1ラインずつ行う例について説明したが、所定の範囲は1ラインずつに限らず、複数ラインごとに行なってもよい。
発光素子アレイに繋ぎ目ができる構成となった場合には、従来技術でのLPHの発光時間制御のみでトナーセーブを行った場合には、LPH間の濃度ムラが発生することがある。しかし、この発明によれば、画像データの所定の範囲ごとに間引き率と発光時間を変更しているため、LPHごとの濃度ムラを低減する効果もある。
あるいは、そのプログラムが格納された記録媒体から内蔵のコンピュータが読み込んだり、ネットワーク接続された画像形成装置であれば、そのプログラムを外部からダウンロードして使用することもできる。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されるものではないことは言うまでもない。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり、一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能であることは勿論である。
5,5A,5B,5C:ラインプリントヘッド(LPH) 6:帯電チャージャ
7:現像ユニット 8:位置決めローラ対 9:転写チャージャ
10:分離チャージャ 11:搬送ユニット 12:定着ユニット
13,15:排紙ローラ 14:記録紙受け 16:排紙トレイ
60:用紙収納部 61〜63:ロール紙給紙部 64:手差給紙部
100:読取部 102:画像増幅回路 103:AD変換回路
104:シェーディング補正回路 105:画像処理回路 106:同期制御回路
107:読取制御回路 108:スキャナ駆動部 110:原稿挿入口
120:原稿受け
200:エンジン制御部 201:システム制御回路 202:駆動制御回路
300:画像情報記憶部 301:画像メモリ部
400:操作部 401:操作制御回路 402:操作パネル
500:書込部 502:書込制御回路 505:プリンタ駆動部
510:データ変換部 511:画像メモリ制御部
512:画像パターン検出部 513:密度変換処理部
514:トナーセーブ部 515:画素カウント・比較部
516:発光制御部
Claims (11)
- 複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む光書込装置であって、
入力された2値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手段と、
該間引き手段による間引き率を前記画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手段と、
該間引き率設定手段が設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、前記間引き手段により間引きされた2値の画像データの所定の範囲ごとに、前記発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手段と、
を有することを特徴とする光書込装置。 - 請求項1に記載の光書込装置において、入力された画像データの密度変換を行う手段を有し、前記間引き率設定手段は密度変換後の画像データに対して前記間引き率を設定し、前記間引き手段は密度変換後の画像データ中の画素の間引きを行うことを特徴とする光書込装置。
- 前記画像データの所定の範囲は1ラインであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光書込装置。
- 前記間引き率設定手段は、前記画像データのパターンを検出する画像パターン検出手段を有し、該手段が検出したパターンの種類によって異なる間引き率を設定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光書込装置。
- 前記画像パターン検出手段は、前記画像データの設定された窓長内での白黒変化数を検出することにより画像パターンを検出することを特徴とする請求項4に記載の光書込装置。
- 請求項5に記載の光書込装置において、前記窓長の設定を変更する手段を有することを特徴とする光書込装置。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の光書込装置において、前記発光時間変更手段が変更する発光時間に下限値を設けたことを特徴とする光書込装置。
- 請求項3に記載の光書込装置において、ラインごとの発光時間の変化量に上限を設けたことを特徴とする光書込装置。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載の光書込装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込むための光書込制御方法であって、
入力された2値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手順と、
該間引き手順による間引き率を前記画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手順と、
該間引き率設定手順で設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、前記間引き手順により間引きされた2値の画像データの所定の範囲ごとに、前記発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手順と、
を有することを特徴とする光書込制御方法。 - 複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む装置のコンピュータに、
入力された2値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手順と、
該間引き手順による間引き率を前記画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手順と、
該間引き率設定手順で設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、前記間引き手順により間引きされた2値の画像データの所定の範囲ごとに、前記発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手順と、
を実行させるためのプログラム。
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