(57)【要約】【課題】画像タイプに従って部分倍率補正方法を選択する。【解決手段】記録媒体に画像を形成する画像形成装置９であって、画像データから生成された画像信号に基づいて光ビームを出射する光源４０１と、光源から出射された光ビームが感光体４の表面上を主走査方向に走査するように光ビームを偏向する偏向装置４０５と、偏向装置により偏向された光ビームを感光体の表面上へ結像させるレンズ４０６と、感光体の表面上の光ビームの主走査方向における基準位置での走査速度に対する基準位置と異なる他の位置での走査速度のずれ量としての部分倍率を補正する部分倍率補正を実行する制御部１０２と、を備え、制御部は、画像の画像タイプが線画像である場合に画像信号に対して一画素未満の分解能で部分倍率補正を実行し、画像タイプがグラフィック画像である場合に画像信号に対して一画素単位の分解能で部分倍率補正を実行することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図７
2018089866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
画像データから生成された画像信号に基づいて光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように前記光ビームを偏向する偏向装置と、
前記偏向装置により偏向された光ビームを前記感光体の前記表面上へ結像させるレンズと、
前記感光体の前記表面上の光ビームの前記主走査方向における基準位置での走査速度に対する前記基準位置と異なる他の位置での走査速度のずれ量としての部分倍率を補正する部分倍率補正を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記画像の画像タイプが線画像である場合に前記画像信号に対して一画素未満の分解能で前記部分倍率補正を実行し、前記画像タイプがグラフィック画像である場合に前記画像信号に対して一画素単位の分解能で前記部分倍率補正を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像データを画素ごとに所定の整数値で分割したビットデータ群としての前記画像信号を生成する画像信号生成部を更に備え、
前記一画素未満の分解能の前記部分倍率補正は、前記ビットデータ群に一又は二以上のビットデータを挿入すること又は前記ビットデータ群から一又は二以上のビットデータを抜去することにより前記部分倍率を補正し、
前記一画素単位の分解能の前記部分倍率補正は、画素ごとに変倍処理を行うことにより前記部分倍率を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記一画素未満の分解能の前記部分倍率補正と前記一画素単位の分解能の前記部分倍率補正の割合を設定する割合設定部を更に備え、
前記画像タイプが前記線画像と前記グラフィック画像を含む場合、前記制御部は、前記割合設定部により設定された前記割合に基づいて、前記画像信号に対して前記一画素未満の分解能の前記部分倍率補正と前記一画素単位の分解能の前記部分倍率補正を実行する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像タイプを選択する画面を表示する表示部を更に備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像データの属性に基づいて前記画像タイプを判別する判別部を更に備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像データは、ページ記述言語データである請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記線画像は、文字または罫線画像であり、
前記グラフィック画像は、写真である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
画像データから生成された画像信号に基づいて光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように前記光ビームを偏向する偏向装置と、
前記偏向装置により偏向された光ビームを前記感光体の前記表面上へ結像させるレンズと、
前記感光体の前記表面上の光ビームの前記主走査方向における基準位置での走査速度に対する前記基準位置と異なる他の位置での走査速度のずれ量としての部分倍率を補正する部分倍率補正を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記画像が所定の階調より大きい階調を有さない画像である場合に前記画像信号に対して一画素未満の分解能で前記部分倍率補正を実行し、前記画像が前記所定の階調より大きい階調を有する画像である場合に前記画像信号に対して一画素単位の分解能で前記部分倍率補正を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記画像データを画素ごとに所定の整数値で分割したビットデータ群としての前記画像信号を生成する画像信号生成部を更に備え、
前記一画素未満の分解能の前記部分倍率補正は、前記ビットデータ群に一又は二以上のビットデータを挿入すること又はビットデータ群から一又は二以上のビットデータを抜去することにより前記部分倍率を補正し、
前記一画素単位の分解能の前記部分倍率補正は、画素ごとに変倍処理を行うことにより前記部分倍率を補正する請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記所定の階調より大きい階調を有さない画像は、文字または罫線画像であり、
前記所定の階調より大きい階調を有する画像は、写真である請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
画像形成装置により記録媒体に画像を形成する画像形成方法であって、
画像データから画像信号を生成することと、
前記画像信号に基づいて光源から光ビームを出射することと、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように偏向装置により前記光ビームを偏向することと、
前記偏向装置により偏向された光ビームをレンズにより前記感光体の前記表面上へ結像させることと、
前記画像の画像タイプを判別することと、
前記画像タイプが線画像であると判別された場合に前記画像信号に対して一画素未満の分解能で、前記感光体の前記表面上の光ビームの前記主走査方向における基準位置での走査速度に対する前記基準位置と異なる他の位置での走査速度のずれ量としての部分倍率を補正する部分倍率補正を実行することと、
前記画像タイプがグラフィック画像であると判別された場合に前記画像信号に対して一画素単位の分解能で前記部分倍率補正を実行することと、
を備える画像形成方法。
【請求項１２】
前記画像データから前記画像信号を生成することは、前記画像データを画素ごとに所定の整数値で分割したビットデータ群としての前記画像信号を生成することを含み、
前記一画素未満の分解能の前記部分倍率補正を実行することは、前記ビットデータ群に一又は二以上のビットデータを挿入すること又は前記ビットデータ群から一又は二以上のビットデータを抜去することを含み、
前記一画素単位の分解能の前記部分倍率補正を実行することは、画素ごとに変倍処理を行うことを含む請求項１１に記載の画像形成方法。
【請求項１３】
前記一画素未満の分解能の前記部分倍率補正と前記一画素単位の分解能の前記部分倍率補正の割合を設定することと、
前記画像タイプが前記線画像と前記グラフィック画像を含むと判別された場合に前記割合に基づいて前記画像信号に対して前記一画素未満の分解能の前記部分倍率補正と前記一画素単位の分解能の前記部分倍率補正を実行することと、
を更に備える請求項１１又は１２に記載の画像形成方法。
【請求項１４】
前記画像タイプを選択する画面を表示することを更に備える請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の画像形成方法。
【請求項１５】
前記画像タイプを判別することは、前記画像データの属性に基づいて前記画像タイプを判別することを含む請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の画像形成方法。
【請求項１６】
前記画像データは、ページ記述言語データである請求項１５に記載の画像形成方法。
【請求項１７】
前記線画像は、文字または罫線画像であり、
前記グラフィック画像は、写真である請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載の画像形成方法。
【請求項１８】
画像形成装置により記録媒体に画像を形成する画像形成方法であって、
画像データから画像信号を生成することと、
前記画像信号に基づいて光源から光ビームを出射することと、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように偏向装置により前記光ビームを偏向することと、
前記偏向装置により偏向された光ビームをレンズにより前記感光体の前記表面上へ結像させることと、
前記画像データの画像タイプを判別することと、
前記画像タイプが所定の階調より大きい階調を有さない画像であると判別された場合に前記画像信号に対して一画素未満の分解能で、前記感光体の前記表面上の光ビームの前記主走査方向における基準位置での走査速度に対する前記基準位置と異なる他の位置での走査速度のずれ量としての部分倍率を補正する部分倍率補正を実行することと、
前記画像が前記所定の階調より大きい階調を有する画像であると判別された場合に前記画像信号に対して一画素単位の分解能で前記部分倍率補正を実行することと、
を備える画像形成方法。
【請求項１９】
前記画像データから前記画像信号を生成することは、前記画像データを画素ごとに所定の整数値で分割したビットデータ群としての前記画像信号を生成することを含み、
前記一画素未満の分解能の前記部分倍率補正を実行することは、前記ビットデータ群に一又は二以上のビットデータを挿入すること又は前記ビットデータ群から一又は二以上のビットデータを抜去することを含み、
前記一画素単位の分解能の前記部分倍率補正を実行することは、画素ごとに変倍処理を行うことを含む請求項１８に記載の画像形成方法。
【請求項２０】
前記所定の階調より大きい階調を有さない画像は、文字または罫線画像であり、
前記所定の階調より大きい階調を有する画像は、写真である請求項１８又は１９に記載の画像形成方法。
【請求項２１】
請求項１１乃至２０のいずれか一項に記載の画像形成方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射される光ビームが感光体の表面上を走査するように光ビームを偏向する回転多面鏡を有する画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタル複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面上を光ビームで走査して静電潜像を形成する光走査装置を有する。光走査装置において、光ビームは、画像データに基づいて光源から出射される。光源から出射された光ビームは、回転多面鏡により偏向される。偏向された光ビームは、結像レンズを透過し、感光体の表面上に光スポットとして結像される。感光体の表面上に結像された光スポットは、回転多面鏡の回転に従って感光体の表面上を移動させられ、感光体の表面上に静電潜像を形成する。従来の結像レンズは、ｆθ特性を有する。ｆθ特性とは、回転多面鏡が等角速度で回転している時に光スポットが感光体の表面上を等速で移動するように光ビームを感光体の表面上に結像させる光学的特性である。ｆθ特性を有する結像レンズを用いることにより、適切な露光を行うことができる。しかし、ｆθ特性を有する結像レンズは、比較的大きく、また、コストも高い。そのため、画像形成装置の小型化やコストダウンを目的として、ｆθ特性を有する結像レンズを使用しないこと、又は、ｆθ特性を有さない小型で低コストの結像レンズを用いることが考えられる。
【０００３】
ｆθ特性を有さない結像レンズを用いた画像形成装置は、感光体の表面上に結像される光スポットが感光体の表面上を等速で移動しないため、主走査領域の端部と中央とで１ドットの幅が異なるという問題がある。この問題を解決するために、特許文献１は、ｆθ特性を有さない結像レンズを用いた画像形成装置において、感光体の表面上に形成されるドットが一定の幅を有するよう各画素にビットデータを挿入又は抜去する（以下、挿抜するともいう）ことを開示している。ここで、ビットデータは、１画素を所定の整数値で分割した１画素未満の単位を意味している。これにより、走査領域の端部における１ドットの幅を中央における１ドットの幅と同じにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、主走査方向の位置に従って挿入または抜去するビットデータの数が異なるので、走査領域の端部と中央との間で濃度に大きな差が生じるという問題がある。これは、画像の階調表現が質的に求められる写真において濃度差が階調段差として顕著に表れ画質劣化の原因となる。画像タイプが写真などのグラフィック画像である場合、部分倍率補正としては、画素単位での線形補間倍率変更（変倍処理）が適すると考えられる。一方、文字や罫線等の明暗の境界がはっきりしていて解像感の高い画像の場合、線形補間では境界がなまり解像感が低下するという画質への影響がでてしまう。画像が文字などの線画像である場合、部分倍率補正としては、ビットデータの挿抜が適すると考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、画像タイプに従って部分倍率補正方法を選択することができる画像形成装置および画像形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施例による記録媒体に画像を形成する画像形成装置は、
画像データから生成された画像信号に基づいて光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように前記光ビームを偏向する偏向装置と、
前記偏向装置により偏向された光ビームを前記感光体の前記表面上へ結像させるレンズと、
前記感光体の前記表面上の光ビームの前記主走査方向における基準位置での走査速度に対する前記基準位置と異なる他の位置での走査速度のずれ量としての部分倍率を補正する部分倍率補正を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記画像の画像タイプが線画像である場合に前記画像信号に対して一画素未満の分解能で前記部分倍率補正を実行し、前記画像タイプがグラフィック画像である場合に前記画像信号に対して一画素単位の分解能で前記部分倍率補正を実行することを特徴とする。
【０００８】
一実施例による画像形成装置により記録媒体に画像を形成する画像形成方法は、
画像データから画像信号を生成することと、
前記画像信号に基づいて光源から光ビームを出射することと、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように偏向装置により前記光ビームを偏向することと、
前記偏向装置により偏向された光ビームをレンズにより前記感光体の前記表面上へ結像させることと、
前記画像の画像タイプを判別することと、
前記画像タイプが線画像であると判別された場合に前記画像信号に対して一画素未満の分解能で、前記感光体の前記表面上の光ビームの前記主走査方向における基準位置での走査速度に対する前記基準位置と異なる他の位置での走査速度のずれ量としての部分倍率を補正する部分倍率補正を実行することと、
前記画像タイプがグラフィック画像であると判別された場合に前記画像信号に対して一画素単位の分解能で前記部分倍率補正を実行することと、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像タイプに従って部分倍率補正方法を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の概略図。
【図２】光走査装置の断面図。
【図３】光走査装置の像高に対する部分倍率を示す図。
【図４】複写動作における原稿の画像タイプの判別方法の説明図。
【図５】画像形成装置における露光制御システムのブロック図。
【図６】ＢＤ信号とＶＤＯ信号のタイミングチャート。
【図７】画像変調部のブロック図。
【図８】ハーフトーン処理およびＰＷＭ処理の説明図。
【図９】変倍処理部の線形補間および変倍処理の動作の説明図。
【図１０】ハーフトーン処理の説明図。
【図１１】ビットデータ挿抜の説明図。
【図１２】部分倍率補正の動作を示す流れ図。
【図１３】原稿タイプに基づく部分倍率補正方法の選択動作を示す流れ図。
【図１４】オブジェクト属性に基づく部分倍率補正方法の選択動作を示す流れ図。
【図１５】異なる部分倍率補正が行われた出力画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置９の概略図である。画像形成装置９は、使用者が操作をするためのユーザインタフェース（ＵＩ）である操作部２１１を備えている。操作部２１１は、使用者が指示を入力するためのボタンおよび使用者へ情報を表示する液晶画面（表示部）を有する。画像形成装置９は、原稿の画像情報を読み取る原稿読取部２１０を備える。原稿読取部２１０は、例えば、イメージスキャナである。画像形成装置９は、感光体としての感光ドラム４の表面上を光ビームで走査する光走査手段としての光走査装置４００が設けられている。光走査装置４００は、レーザ駆動部３００を有する。レーザ駆動部３００は、画像信号生成部１００から出力される画像信号としてのＶＤＯ信号１１０および制御部１から出力される制御信号３１０に基づき、レーザ光（以下、光ビームという）２０８を出射する。光ビーム２０８は、帯電手段としての帯電器３１により均一に帯電された感光ドラム４の表面上を走査し、感光ドラム４の表面上に静電潜像（以下、潜像という）を形成する。現像手段としての現像器３２は、潜像に現像剤としてのトナーを付着させ、トナー像を形成する。紙などの記録媒体（シート）Ｓは、給送ユニット８に収納されている。給送ユニット８からピックアップローラ３３により給送された記録媒体Ｓは、給送ローラ５により感光ドラム４と接触する転写位置へ搬送される。トナー像は、転写位置へ搬送された記録媒体Ｓへ転写ローラ３４により転写される。記録媒体Ｓに転写されたトナー像は、定着器６により加熱および加圧され、記録媒体Ｓに定着される。画像が形成された記録媒体Ｓは、排出ローラ７により、排出トレイ３５へ排出される。
【００１３】
＜光走査装置＞
図２は、光走査装置４００の断面図である。図２（ａ）は、光走査装置４００の主走査断面を示す図である。図２（ｂ）は、光走査装置４００の副走査断面を示す図である。主走査断面は、結像レンズ（結像光学素子）４０６の光軸と主走査方向ＭＳとを含む平面に沿って取った断面である。副走査断面は、結像レンズ４０６の光軸を含み主走査断面に垂直な平面に沿って取った断面である。光走査装置４００は、光源４０１と、偏向装置としての回転多面鏡４０５と、筐体（光学ハウジング）４００ａ（図１）とを備える。光源４０１は、光ビーム２０８を出射する。回転多面鏡４０５は、光源４０１から出射された光ビーム２０８が感光ドラム４の表面（以下、被走査面４０７という）上を走査するように光ビーム２０８を偏向する。筐体４００ａは、光源４０１が取り付けられ、回転多面鏡４０５および光学素子を内部に保持する。本実施例において、光源４０１から出射された光ビーム２０８は、開口絞り４０２により楕円形状に整形されてカップリングレンズ４０３へ入射する。カップリングレンズ４０３を通過した光ビームは、略平行光に変換されて、アナモフィックレンズ４０４へ入射する。なお、略平行光とは、弱収束光及び弱発散光を含むものである。アナモフィックレンズ４０４は、主走査断面内において正の屈折力を有しており、入射する光ビームを主走査断面内において収束された光ビーム２０８へ変換する。また、アナモフィックレンズ４０４は、副走査断面内において回転多面鏡４０５の偏向面としての反射面４０５ａの近傍に光ビームを集光して、主走査方向ＭＳに長い線像を形成する。
【００１４】
アナモフィックレンズ４０４を通過した光ビームは、回転多面鏡４０５の複数の反射面４０５ａにより偏向される。反射面４０５ａにより偏向された光ビーム２０８は、結像レンズ４０６を透過し、被走査面４０７上に光スポットとして結像される。結像レンズ４０６は、結像光学素子である。本実施例において、単一の結像光学素子（結像レンズ４０６）のみで結像光学系が構成されている。光ビーム２０８は、結像レンズ４０６により被走査面４０７上に結像され、所定のスポット状の像（光スポット）を形成する。回転多面鏡４０５は、駆動装置としてのモータ３６により矢印Ｒで示す方向に一定の角速度で回転させられる。光スポットは、回転多面鏡４０５の回転に従って被走査面４０７上を主走査方向ＭＳに移動し、被走査面４０７上に潜像を形成する。なお、主走査方向ＭＳは、感光ドラム４の表面に平行で且つ感光ドラム４の表面の移動方向（回転方向）に直交する方向である。副走査方向ＳＳは、主走査方向ＭＳ及び光ビーム２０８の光軸に直交する方向である。
【００１５】
光検出器（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔｅｒ、以下、ＢＤという）４０９とＢＤレンズ４０８は、被走査面４０７上に潜像を書き込むタイミングを決定する同期信号生成用の光学系である。ＢＤレンズ４０８を通過した光ビーム２０８は、フォトダイオードを含むＢＤ４０９へ入射し検出される。ＢＤ４０９により光ビーム２０８が検出されたタイミングに基づいて、光ビーム２０８の書き込みタイミングが制御される。
【００１６】
光源４０１は、半導体レーザチップである。本実施例の光源４０１は、１つの発光部１１（図５）を備えている。しかし、光源４０１として、独立して発光制御可能な複数の発光部を備えていてもよい。複数の発光部を備える場合も、複数の発光部から出射される複数の光ビームは、それぞれカップリングレンズ４０３、アナモフィックレンズ４０４、回転多面鏡４０５及び結像レンズ４０６を経由して被走査面４０７へ到達する。複数の光ビームに対応する複数の光スポットは、被走査面４０７上で副走査方向ＳＳにずれた位置にそれぞれ形成される。なお、光源４０１、カップリングレンズ４０３、アナモフィックレンズ４０４、結像レンズ４０６、回転多面鏡４０５等の各種光学部材は、光走査装置４００の筐体４００ａ（図１）に保持される。
【００１７】
＜結像レンズ＞
図２に示すように、結像レンズ４０６は、入射面（第１面）４０６ａ及び出射面（第２面）４０６ｂの２つの光学面（レンズ面）を有する。結像レンズ４０６は、主走査断面内において、反射面４０５ａにより偏向された光ビーム２０８が結像レンズ４０６を透過して被走査面４０７上を所定の走査特性で走査するように構成されている。また、結像レンズ４０６は、被走査面４０７上での光ビーム２０８の光スポットを所定の形状にするように構成されている。また、結像レンズ４０６は、副走査断面内において反射面４０５ａの近傍と被走査面４０７の近傍とを光学的に共役の関係にする。これにより、面倒れを補償するように構成されている。回転多面鏡４０５の反射面４０５ａが回転多面鏡４０５の回転軸に対して傾いている場合、光ビーム２０８の走査位置は、被走査面４０７上で副走査方向ＳＳにずれる。結像レンズ４０６は、面倒れにより生じる走査位置のずれを低減することができる。なお、本実施例による結像レンズ４０６は、射出成形によって形成されたプラスチックモールドレンズであるが、結像レンズ４０６としてガラスモールドレンズを採用してもよい。モールドレンズは、非球面形状の成形が容易であり、かつ、大量生産に適している。結像レンズ４０６としてモールドレンズを採用することにより、結像レンズ４０６の生産性及び光学性能の向上を図ることができる。
【００１８】
結像レンズ４０６は、ｆθ特性を有していない。つまり、結像レンズ４０６は、回転多面鏡４０５が等角速度で回転しているときに結像レンズ４０６を通過する光ビームを、被走査面４０７上を等速で移動する光スポットとして結像させるような走査特性を有していない。ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６を用いることにより、結像レンズ４０６を回転多面鏡４０５に近接することが可能である。つまり、図２（ａ）に示す回転多面鏡４０５と結像レンズ４０６の間の距離Ｄ１を小さくすることができる。また、ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６は、ｆθ特性を有する結像レンズよりも、主走査方向ＭＳにおける結像レンズ４０６の幅ＬＷ及び光軸方向における結像レンズ４０６の厚みＬＴを小さくできる。これにより、光走査装置４００の筐体４００ａ（図１）の小型化が可能である。また、ｆθ特性を有する結像レンズは、主走査断面における結像レンズの入射面および出射面の形状が急峻に変化する部分を有することがある。このような結像レンズは、入射面および出射面の形状の急峻な変化のために、良好な結像性能を得られないことがある。これに対して、ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６は、主走査断面における結像レンズ４０６の入射面４０６ａおよび出射面４０６ｂの形状が急峻に変化する部分がないので、良好な結像性能を得ることができる。ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６の走査特性は、以下の式（１）で表される。
【数１】
2018089866.tif 000003
【００１９】
ここで、θは、結像レンズ４０６の光軸と回転多面鏡４０５により偏向される光ビーム２０８との間の角度（以下、走査角度という）である。Ｙ［ｍｍ］は、結像レンズ４０６の光軸と被走査面４０７上に結像される光ビーム２０８の光スポットの位置（集光位置）との間に主走査方向ＭＳにおける距離（以下、像高という）である。Ｋ［ｍｍ］は、結像レンズ４０６の光軸上の像高（以下、軸上像高という）における結像係数である。Ｂは、結像レンズ４０６の走査特性を決定する係数（以下、走査特性係数という）である。軸上像高は、結像レンズ４０６の光軸上の像高であるので、走査角度θが０のとき（θ＝０）の像高Ｙ（Ｙ＝０＝Ｙｍｉｎ）である。また、本実施例において、結像レンズ４０６の光軸（θ＝０）からずれた位置（θ≠０）における像高（Ｙ≠０）を軸外像高という。さらに、結像レンズ４０６の光軸（θ＝０）から最も遠い位置（θ＝＋θｍａｘおよびθ＝−θｍａｘ）の像高（Ｙ＝＋ＹｍａｘおよびＹ＝−Ｙｍａｘ）を最軸外像高という。なお、被走査面４０７上の潜像を形成可能な所定の領域（以下、走査領域という）の主走査方向における幅（以下、走査幅という）Ｗは、Ｗ＝｜＋Ｙｍａｘ｜＋｜−Ｙｍａｘ｜で表される。走査領域の中央は、軸上像高である。走査領域の両端部は、それぞれ最軸外像高である。走査領域の走査幅Ｗを走査するために必要な光ビームの偏向角度は、走査画角である。
【００２０】
ここで、結像係数Ｋは、結像レンズ４０６に平行光が入射する場合の走査特性（ｆθ特性）Ｙ＝ｆθにおけるｆに相当する係数である。すなわち、結像係数Ｋは、結像レンズ４０６に平行光以外の光が入射する場合に、ｆθ特性と同様に像高Ｙと走査角度θとを比例関係にするための係数である。走査特性係数Ｂについて補足すると、Ｂ＝０の時の式（１）は、Ｙ＝Ｋθとなるため、従来の光走査装置に用いられる結像レンズの走査特性Ｙ＝ｆθ（等距離射影方式）に相当する。また、Ｂ＝１の時の式（１）は、Ｙ＝Ｋｔａｎθとなるため、撮像装置（カメラ）などに用いられるレンズの射影特性Ｙ＝ｆｔａｎθ（中心射影方式）に相当する。すなわち、式（１）において、走査特性係数Ｂを０≦Ｂ≦１の範囲で設定することで、射影特性Ｙ＝ｆｔａｎθとｆθ特性Ｙ＝ｆθとの間の走査特性を得ることができる。
【００２１】
ここで、式（１）を走査角度θで微分すると、次式（２）に示すように走査角度θに対する被走査面４０７上での光ビームの走査速度ｄＹ／ｄθが得られる。
【数２】
2018089866.tif 000004
【００２２】
式（２）によれば、軸上像高（θ＝０）における走査速度ｄＹ／ｄθは、走査角度θが０（θ＝０）であるので、Ｋとなる。さらに、式（２）を軸上像高における走査速度ｄＹ／ｄθ＝Ｋで除すると、次式（３）に示すようになる。
【数３】
2018089866.tif 000005
式（３）は、軸上像高の走査速度Ｋに対する軸外像高の走査速度ｄＹ／ｄθのずれ量（部分倍率）を表している。本実施例において、像高Ｙにおける部分倍率は、軸上像高の走査速度Ｋに対する軸外像高の走査速度ｄＹ／ｄθの比率（（ｄＹ／ｄθ）／Ｋ）の１に対するずれ量（（ｄＹ／ｄθ）／Ｋ−１）の百分率［％］で表わされる。本実施例の結像レンズ４０６を用いた光走査装置４００から出射される光ビーム２０８の走査速度は、走査特性係数Ｂが０（Ｂ＝０）である場合を除いて、軸上像高（Ｙ＝０＝Ｙｍｉｎ）と軸外像高Ｙ（Ｙ≠０）とで異なる。
【００２３】
図３は、光走査装置４００の像高Ｙ［ｍｍ］に対する部分倍率［％］を示す図である。図３は、被走査面４０７上での像高ＹがＹ＝Ｋθの走査特性で示される場合の像高Ｙと部分倍率との関係を示している。結像レンズ４０６がＹ＝Ｋθの走査特性を有する場合、図３に示すように、軸上像高（Ｙ＝０）からそれぞれの最軸外像高（Ｙ＝＋ＹｍａｘおよびＹ＝−Ｙｍａｘ）へ向かって部分倍率が大きくなる。これは、軸上像高から最軸外像高へ行くにつれて徐々に走査速度が速くなるためである。例えば、部分倍率３０％は、主走査方向に単位時間だけ光ビームが走査された場合、光ビームにより走査される被走査面４０７上の主走査方向の長さ（以下、走査長という）が、軸上像高における走査長の１．３倍になることを意味する。従って、画像クロックの周期により決定される一定の時間間隔に基づいて主走査方向の画素幅を決定すると、一画素あたりの走査長が軸上像高（Ｙ＝０）と軸外像高（Ｙ≠０）とで異なってしまう。そのため、軸外像高（Ｙ≠０）での主走査方向における一画素あたりの走査長は、軸上像高（Ｙ＝０）での主走査方向における一画素あたりの走査長より長くなり、像高（主走査方向の位置）に従って画素密度が変化する。また、像高Ｙが、軸上像高から離れて最軸外像高に近づくに連れて（像高Ｙの絶対値が大きくなる程）、徐々に走査速度が速くなる。従って、最軸外像高付近の光スポットが被走査面４０７の単位長さを走査するのにかかる時間は、軸上像高付近の光スポットが被走査面４０７の単位長さを走査するのにかかる時間より短い。
【００２４】
上述のような光学特性を有する結像レンズ４０６の場合、主走査位置に従う部分倍率のばらつきが、良好な画質を維持するために望ましくない影響を及ぼす可能性がある。そこで、本実施例では、良好な画質を得るために、部分倍率の補正を行う。特に、回転多面鏡４０５から感光ドラム４までの光路長が短くなる程、走査画角が大きくなるため、軸上像高における走査速度と最軸外像高における走査速度との差が大きくなる。発明者の鋭意検討によれば、光走査装置４００を小型化する場合、最軸外像高における走査速度が軸上像高における走査速度の１２０％以上になることが分かった。この場合、光走査装置４００の走査速度の変化率は、２０％以上である。このような光走査装置４００の場合、主走査位置に従う部分倍率のばらつきの影響を受け良好な画質の維持が難しくなる。
【００２５】
なお、走査速度の変化率Ｃ（％）は、最も遅い走査速度をＶｍｉｎ、最も速い走査速度をＶｍａｘとすると、Ｃ＝（（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／Ｖｍｉｎ）＊１００で表される値である。本実施例の光走査装置４００において、走査速度は、軸上像高（走査領域の中央）で最も遅い走査速度Ｖｍｉｎになり、最軸外像高（走査領域の両端部）で最も速い走査速度Ｖｍａｘになる。なお、発明者の鋭意検討によれば、走査画角が５２°以上である場合、走査速度の変化率が３５％以上になることがわかっている。走査画角が５２°以上になる条件の例は、以下の通りである。
・例１  Ａ４シートの短辺の幅を有する潜像を主走査方向に形成する場合、走査幅Ｗは、２１４ｍｍである（Ｗ＝２１４ｍｍ）。走査角度θが０°の時の反射面４０５ａから被走査面４０７までの光路長Ｄ２（図２）は、１２５ｍｍ以下である（Ｄ２≦１２５ｍｍ）。
・例２  Ａ３シートの短辺の幅を有する潜像を主走査方向に形成する場合、走査幅Ｗは、３００ｍｍである（Ｗ＝３００ｍｍ）。走査角度が０°の時の反射面４０５ａから被走査面４０７までの光路長Ｄ２（図２）は、２４７ｍｍ以下である（Ｄ２≦２４７ｍｍ）。
【００２６】
図３に示すような走査特性を有する光走査装置４００を用いた画像形成装置９において、被走査面４０７上で主走査方向における一画素あたりの走査長が略同じ長さになるように部分倍率補正を補正する。部分倍率補正は、印刷される画像のタイプ（以下、画像タイプという）に従って、画像データに対する変倍処理または画像データに対するビットデータ挿抜により行われる。変倍処理は、一画素単位の分解能で部分倍率を補正する。ビットデータ挿抜は、一画素未満の分解能で部分倍率を補正する。一画素の画像データは、所定の整数値で分割される。一画素は、所定の整数値の数のビットデータからなる。画像データの濃度データは、一画素ごとに複数のビットデータ（以下、ビットデータ群という）へ変換される。ビットデータ挿抜は、ビットデータ群にビットデータを挿入（追加）または抜去（削除）することにより部分倍率補正を行う。ビットデータは、濃度データから変換されたビットデータ群を構成する各ビットデータを示す。ビットデータ挿抜は、ビットデータ群へ一又は二以上のビットデータを挿入すること又はビットデータ群から一又は二以上のビットデータを抜去することである。画像タイプは、写真などの階調表現が質的に求められるグラフィック画像と、文字（テキスト）や罫線画像などの明暗や輪郭の明瞭さが質的に求められる線画像とを含む。本実施例において、グラフィック画像は、所定の階調より大きい階調を有する画像および連続階調画像を含む。線画像は、所定の階調以下の階調のみを有する画像を含む。本実施例において、所定の階調は、５階調である。しかし、所定の階調は、５階調に限定されるものではなく、２階調、３階調、・・・、９階調、１０階調などの任意の値に設定してもよい。画像タイプがグラフィック画像である場合、部分倍率補正は、変倍処理により行われる。画像タイプが線画像の場合、部分倍率補正は、ビットデータ挿抜により行われる。
【００２７】
なお、本実施例において、部分倍率は、軸上像高を基準位置として、軸上像高での走査速度に対する他の主走査位置での走査速度のずれ量として表されている。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、軸上像高と異なる位置を基準位置としてもよい。感光体の表面上の光ビームの主走査方向における基準位置での走査速度に対する基準位置と異なる他の位置での走査速度のずれ量としての部分倍率を補正する部分倍率補正を実行してもよい。
【００２８】
次に、画像タイプの判別方法を説明する。図４は、複写動作（コピー機能）における原稿の画像タイプの判別方法の説明図である。まず、図４を参照して、複写動作において操作部２１１で使用者により指定される原稿の画像タイプ（以下、原稿タイプという）を判別する方法を説明する。図４（ａ）は、画像形成装置９に設けられた操作部２１１の表示部に表示される原稿タイプ選択画面１２００を示す図である。使用者は、原稿タイプ選択画面１２００で、複写動作において読み取られる原稿タイプを選択することができる。原稿タイプ選択画面１２００には、文字原稿選択ボタン１２０１、写真原稿選択ボタン１２０２および文字／写真原稿選択ボタン１２０３が配置されている。原稿タイプ選択画面１２００には、更に、選択された原稿タイプを決定するためのＯＫボタン１２０４および原稿タイプの選択をキャンセルするキャンセルボタン１２０５が配置されている。使用者により文字原稿選択ボタン１２０１が押されると、原稿タイプが線画像であると判別される。使用者により写真原稿選択ボタン１２０２が押されると、原稿タイプがグラフィック画像であると判別される。使用者により文字／写真原稿選択ボタン１２０３が押されると、操作部２１１の表示部にレベル調整画面１２０６が表示される。
【００２９】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す文字／写真原稿選択ボタン１２０３が押された場合に表示されるレベル調整画面１２０６を示す図である。原稿に文字と写真が含まれる場合、使用者により文字／写真原稿選択ボタン１２０３が押される。レベル調整画面１２０６には、文字優先ボタン１２０７、写真優先ボタン１２０８、スライダ１２０９、ＯＫボタン１２１０および設定取り消しボタン１２１１が配置されている。使用者は、文字と写真を含む原稿の部分倍率補正における変倍処理とビットデータ挿抜の割合（比重）をレベル調整画面１２０６上のスライダ１２０９により直感的に入力することができる。また、文字優先ボタン１２０７が押されると、スライダ１２０９は、一メモリ左へ移動される。スライダ１２０９が左へ移動すると、部分倍率補正におけるビットデータ挿抜の割合が増える。写真優先ボタン１２０８が押されると、スライダ１２０９は、右へ一メモリ移動される。スライダ１２０９が右へ移動すると、部分倍率補正における変倍処理の割合が増える。スライダ（割合設定部）１２０９の位置により、部分倍率補正における変倍処理とビットデータ挿抜の割合が設定される。例えば、スライダ１２０９が中央に位置する場合、部分倍率補正における変倍処理とビットデータ挿抜の割合がそれぞれ５０％として設定される。部分倍率が３０％である場合、１５％の部分倍率を変倍処理により補正し、１５％の部分倍率をビットデータ挿抜により補正する。ＯＫボタン１２１０は、設定された変倍処理とビットデータ挿抜の割合を決定するために押される。設定取り消しボタン１２１１は、設定された変倍処理とビットデータ挿抜の割合を取り消すために押される。
【００３０】
次に、ページ記述言語データに基づく印刷動作（印刷機能）における画像タイプの判別方法を説明する。ページ記述言語（以下、ＰＤＬという）印刷においては、オブジェクト属性に基づいて画像タイプが判別される。オブジェクト属性は、イメージオブジェクト、グラフィックスオブジェクトおよびテキストオブジェクトを含む。クライアントＰＣ（不図示）上のアプリケーションで作成された印刷データは、プリンタドライバにより、イメージオブジェクト、グラフィックスオブジェクトまたはテキストオブジェクトなどの属性を有するＰＤＬデータへ変換される。画像形成装置９は、クライアントＰＣから受信するＰＤＬデータ中のオブジェクト属性に基づいて変倍処理とビットデータ挿抜を選択的に切り替える。例えば、ＰＤＬデータが文字（テキスト）、罫線画像または５階調以下の階調を有する画像などの線画像の属性のみを有する場合、部分倍率補正は、ビットデータ挿抜により行われる。ＰＤＬデータが写真、５階調より大きい階調を有する画像または連続階調画像などのグラフィック画像の属性を有する場合、部分倍率補正は、変倍処理により行われる。
【００３１】
画像形成装置９は、部分倍率補正情報に基づいて画像タイプに従う部分倍率補正を行う。画像タイプが線画像であるか、グラフィック画像であるか、線画像とグラフィック画像の両方を含むかに従って、ビットデータ挿抜、倍率処理またはビットデータ挿抜と倍率処理の両方により部分倍率補正が行われる。部分倍率補正情報は、主走査方向の位置に従って変化する部分倍率の補正度合い（部分倍率補正率）から成る情報である。例えば、変倍処理の場合、図３に示すように部分倍率が０％である中央における部分倍率補正率は、１．００である。部分倍率補正率が１．００である場合、変倍処理の倍率（変倍率）は、１００％（等倍）である。また、図３に示すように部分倍率が３５％である端部における部分倍率補正率は、０．７４（＝１００[％]／（１００[％]＋３５[％]））である。部分倍率補正率が０．７４である場合、変倍率は、７４％である。変倍率７４％は、入力画像を７４％へ縮小することを意味する。このように、本実施例では、印刷する画像タイプに従って部分倍率補正の処理が切り替えられる。これによって、ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６を用いた画像形成装置９において、良好な画質を得ることが可能となる。
【００３２】
＜露光制御システム＞
図５は、画像形成装置９における露光制御システム３０１のブロック図である。画像信号生成部１００は、画像変調部１０１、ＣＰＵ（制御部）１０２、ＲＯＭ（記憶部）１０４及びＲＡＭ（記憶部）１０５を有する。画像信号生成部１００は、ＣＰＵ１０２による制御の下で種々の動作を行うように構成されている。画像変調部１０１は、バス１０３によりＣＰＵ１０２に接続されている。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４及びＲＡＭ１０５に電気的に接続されている。ＲＯＭ１０４は、ＣＰＵ１０２により実行されるプログラムを格納している。ＲＡＭ１０５は、プログラムの実行に必要なデータを保存する。画像信号生成部１００は、ホストコンピュータ（不図示）から印刷ジョブ等の情報を受け取り、情報の画像データに従って画像信号としてのＶＤＯ信号１１０を生成する。また、画像信号生成部１００は、画素幅補正手段としての機能を有する。制御部１は、画像形成装置９を制御する。また、制御部１は、光源４０１の光量を制御する輝度補正手段としての機能を有する。レーザ駆動部３００は、ＶＤＯ信号１１０に基づいて電流を光源４０１へ供給し、光源４０１から光ビームを出射させる。
【００３３】
画像信号生成部１００は、画像形成のためのＶＤＯ信号１１０の出力の準備が整った段階で、シリアル通信１１３を介して、印刷開始を指示する信号を制御部１へ送信する。制御部１は、印刷の準備が整った段階で、記録媒体の先端部の位置情報を通知するための副走査同期信号であるＴＯＰ信号１１２と、記録媒体の左端部の位置情報を通知するための主走査同期信号であるＢＤ信号１１１とを画像信号生成部１００へ送信する。画像信号生成部１００は、ＴＯＰ信号１１２およびＢＤ信号１１１を受信すると、所定のタイミングでＶＤＯ信号１１０をレーザ駆動部３００へ出力する。
【００３４】
次に、画像をよりよくするための輝度補正を説明する。制御部１は、集積回路（以下、ＩＣという）３を有する。ＩＣ３は、ＣＰＵ２と、８ビットのデジタル信号をアナログ信号へ変換するＤＡコンバータ（以下、ＤＡＣという）２１と、レギュレータ２２とを内蔵している。ＩＣ３は、レーザ駆動部３００とともに輝度補正手段として機能する。レーザ駆動部３００は、メモリ３０４と、電圧を電流へ変換するＶＩ変換回路３０６と、レーザドライバＩＣ１９と、光源４０１を有する。レーザ駆動部３００は、光源４０１のレーザダイオードである発光部１１へ駆動電流ＩＬを供給する。メモリ（記憶部）３０４には、複数の像高（種走査方向における複数の位置）に対応する部分倍率を含む部分倍率特性情報（プロファイル）と、発光部１１へ供給される補正電流の情報とが保存されている。なお、部分倍率特性情報は、複数の像高（主走査方向における複数の位置）に対応する被走査面４０７上の光スポットの走査速度を含む情報であってもよい。
【００３５】
ＣＰＵ２の制御に基づき、メモリ３０４に保存された情報は、シリアル通信３０７を介してＩＣ３へ送信される。メモリ３０４に保存された発光部１１へ供給される補正電流の情報に従って、ＩＣ３は、レギュレータ２２から出力される電圧（ＶｒｅｆＨ）２３を調整する。電圧２３は、ＤＡＣ２１の基準電圧となる。ＩＣ３は、ＤＡＣ２１へ入力される８ビットのデジタル信号（入力データ）を設定し、ＢＤ信号１１１に同期して、輝度補正用のアナログ電圧（以下、輝度補正アナログ電圧という）３１２を出力する。主走査区間内で増加または減少する輝度補正アナログ電圧３１２は、電圧／電流変換回路（以下、ＶＩ変換回路という）３０６へ入力される。ＶＩ変換回路３０６は、輝度補正アナログ電圧３１２を電流Ｉｄ３１３へ変換し、レーザドライバＩＣ１９へ出力する。なお、本実施例では、制御部１に実装されたＩＣ３が輝度補正アナログ電圧３１２を出力するが、レーザ駆動部３００上にＤＡＣ２１を設けて、レーザドライバＩＣ１９の近傍で輝度補正アナログ電圧３１２を生成してもよい。
【００３６】
レーザドライバＩＣ１９は、ＶＤＯ信号１１０に従って駆動電流ＩＬを発光部１１へ流すか、ダミー抵抗１０へ流すかを切換回路１４により切り換える。切換回路１４は、ＶＤＯ信号に従って光源４０１の発光のＯＮ／ＯＦＦを制御する。発光部１１へ供給される駆動電流ＩＬ（第３電流）は、定電流回路１５で設定された電流Ｉａ（第１電流）からＶＩ変換回路３０６により出力される電流Ｉｄ（第２電流）を差し引いた電流である。フォトダイオード（光電変換素子）１２は、光源４０１に設けられ、発光部１１の輝度（光量）を検出する。定電流回路１５を流れる電流Ｉａは、フォトダイオード１２により検出される輝度が所定の輝度になるように、レーザドライバＩＣ１９の内部回路によるフィードバック制御で自動調整される。発光部１１の光量の自動調整は、いわゆる自動光量制御（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＰＣ）である。電流Ｉａの自動調整による発光部１１の輝度調整は、主走査毎の印刷領域外でＢＤ信号を検出するために発光部１１を発光させている間に実施される。可変抵抗１３の値は、発光部１１が所定の輝度で発光している場合に、所定の電圧がフォトダイオード１２からレーザドライバＩＣ１９へ入力されるように、工場組立て時に調整される。
【００３７】
図６は、ＢＤ信号（同期信号）とＶＤＯ信号（画像信号）のタイミングチャートである。図６（ａ）は、記録媒体の１ページ分に相当する画像形成動作におけるＴＯＰ信号、ＢＤ信号およびＶＤＯ信号のタイミングチャートである。図６（ａ）において、左から右へ向かって時間が経過する。ＴＯＰ信号１１２の「ＨＩＧＨ」は、記録媒体の先端部が所定の位置に到達したことを表す。画像信号生成部１００は、ＴＯＰ信号１１２の「ＨＩＧＨ」を受信すると、ＢＤ信号１１１に同期して、ＶＤＯ信号１１０を出力する。ＶＤＯ信号１１０に基づいて、光源４０１が発光し感光ドラム４の表面上に潜像を形成する。なお、図６（ａ）は、図示を簡略化するために、ＶＤＯ信号１１０が複数のＢＤ信号１１１を跨いで連続的に出力されているように描かれている。しかし、実際には、ＶＤＯ信号１１０は、ＢＤ信号１１１が出力されてから次のＢＤ信号１１１が出力されるまでの間のうちの所定の期間に出力される（図６（ｂ））。
【００３８】
＜部分倍率補正＞
次に、部分倍率を補正する方法を説明する。部分倍率補正の説明に先立ち、図６（ｂ）を用いて、部分倍率の要因および補正原理を説明する。図６（ｂ）は、ＢＤ信号１１１とＶＤＯ信号１１０とのタイミングチャート、及び、被走査面４０７上に形成される潜像を示す説明図である。図６（ｂ）において、左から右へ向かって時間が経過する。画像信号生成部１００は、ＢＤ信号１１１の立ち上がりエッジを受信すると、感光ドラム４の左端部から所定の距離だけ離れた書き出し位置から潜像の形成を開始できるよう、所定の時間後にＶＤＯ信号１１０を出力する。レーザドライバＩＣ１９は、ＶＤＯ信号１１０に基づいて光源４０１の発光のＯＮ／ＯＦＦを制御し、被走査面４０７上にＶＤＯ信号１１０に従って潜像を形成する。
【００３９】
図６（ｂ）に示すドット形状の潜像Ａ（潜像ｄｏｔ１、潜像ｄｏｔ２）は、最軸外像高および軸上像高においてＶＤＯ信号１１０に基づいて同じ期間だけ光源４０１を発光させて形成される。潜像ｄｏｔ１および潜像ｄｏｔ２は、６００ｄｐｉの１ドット（主走査方向に４２．３μｍの幅）に相当するＶＤＯ信号１１０に基づいて、それぞれ形成される。しかし、光走査装置４００は、上述したように、被走査面４０７上の中央（軸上像高）の走査速度に比べて端部（最軸外像高）の走査速度が速い光学構成を備える。部分倍率補正を実行しない場合、図６（ｂ）に示す潜像Ａ（潜像ｄｏｔ１、潜像ｄｏｔ２）から明らかなように、軸上像高の潜像ｄｏｔ２に比べて、最軸外像高の潜像ｄｏｔ１が主走査方向に拡大する。そこで、主走査方向の位置に応じてＶＤＯ信号１１０の周期や時間幅を補正することにより部分倍率補正を実行する。具体的には、最軸外像高の発光時間間隔を軸上像高の発光時間間隔に比べて短くして、最軸外像高の潜像ｄｏｔ１の主走査方向の長さを短くすることにより、部分倍率補正を実行する。部分倍率補正を実行した場合、図６（ｂ）に示す潜像Ｂ（潜像ｄｏｔ３、潜像ｄｏｔ４）のように、最軸外像高の潜像ｄｏｔ３の主走査方向の長さは、軸上像高の潜像ｄｏｔ４の主走査方向の長さと同じになる。部分倍率補正により、主走査方向に関して、実質的に等間隔に各画素に対応する同じ寸法のドット形状の潜像を形成することができる。これにより、ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６を用いた画像形成装置９であっても、正常な画像を形成することができる。次に、軸上像高から最軸外像高へ向かって離れるに従って、軸上像高からの距離（増加分）に従って光源４０１の発光時間を短くする本実施例による部分倍率補正を説明する。
【００４０】
＜画像変調部＞
図７は、画像変調部１０１のブロック図である。画像変調部１０１は、変倍処理部１２０、濃度変換処理部１２１、ハーフトーン処理部１２２、ＰＷＭ処理部１２３、パラレル−シリアル変換部１２４、位相同期回路（以下、ＰＬＬという）１２７、ＦＩＦＯ１３４およびビットデータ挿抜制御部１３５を有する。一画素に相当するクロック（ＶＣＬＫ）１２５は、変倍処理部１２０、濃度変換処理部１２１、ハーフトーン処理部１２２、ＰＷＭ処理部１２３、パラレル−シリアル変換部（以下、ＰＳ変換部という）１２４およびＰＬＬ１２７へ入力される。ＰＬＬ１２７は、一画素に相当するクロック（ＶＣＬＫ）１２５の周波数を１６倍に逓倍したクロック（ＶＣＬＫｘ１６）１２６をＰＳ変換部１２４、ＦＩＦＯ１３４およびビットデータ挿抜制御部１３５へ出力する。
【００４１】
本実施例の部分倍率補正によれば、画像タイプがグラフィック画像である場合、変倍処理部１２０は、部分倍率補正情報に基づいて主走査方向の区間毎に入力画像データ（８ビット）１２８に変倍処理を行う。部分倍率補正情報は、主走査方向の複数の区間のそれぞれに対応する部分倍率補正率を含む。主走査方向の区間毎に部分倍率補正率から変倍率を求め、変倍率に基づいて一画素ごとに入力画像データ（８ビット）１２８を変倍する。濃度変換処理部１２１は、適正な濃度で印刷するための濃度補正テーブルを有する。濃度変換処理部１２１は、濃度補正テーブルを用いて、区間毎に変倍処理された画像データ（８ビット）１２９に濃度変換処理を行う。ハーフトーン処理部１２２は、濃度変換処理された画像データ（８ビット）１３０にディザ法によるハーフトーン処理を行い、多値パラレル４ビットの画像データ１３１を出力する。ＰＷＭ処理部１２３は、ハーフトーン処理された画像データ１３１を光源４０１の発光部１１をＯＮ／ＯＦＦ制御する情報へ変換するためのパルス幅変調処理（以下、ＰＷＭ処理という）用のテーブルを有する。ＰＷＭ処理部１２３は、ＰＷＭ処理用のテーブルを用いて、画像データ（４ビット）１３１にＰＷＭ処理を行う。
【００４２】
ＰＷＭ処理された画像データ（１６ビット）１３２は、パラレル信号である。ＰＳ変換部１２４は、ＰＷＭ処理された画像データ（１６ビット）１３２をシリアル信号１３３へ変換する。ＦＩＦＯ１３４は、シリアル信号１３３を受信し、ラインバッファ（不図示）に蓄積し、所定時間後に、レーザ駆動部３００へシリアル信号としてのＶＤＯ信号１１０を出力する。ビットデータ挿抜制御部１３５は、ＣＰＵ１０２からバス１０３を介して部分倍率特性情報を受信する。ビットデータ挿抜制御部１３５は、部分倍率特性情報に基づいてライトイネーブル信号（ＷＥ）１３６およびリードイネーブル信号（ＲＥ）１３７によりＦＩＦＯ１３４の格納（ライト）および取り出し（リード）を制御する。なお、変倍処理は、図９を用いて後述する。
【００４３】
図８は、ハーフトーン処理およびＰＷＭ処理の説明図である。図８（ａ）は、ハーフトーン処理およびＰＷＭ処理が行われた後の画像データ１３２のスクリーンを示す図である。スクリーンは、主走査方向に３画素、副走査方向に３画素の２００線のマトリクス１５３である。画像データ１３２の濃度表現は、マトリクス１５３により行なわれる。図８（ａ）において、白い部分が光源４０１を発光させない（オフ）部分で、黒い部分が光源４０１を発光させる（オン）部分である。図８（ａ）に示すマトリクス１５３と異なるマトリクス１５３が階調毎に設けられている。マトリクス１５３は、黒い部分と白い部分との面積の比率で階調を表現する。つまり、マトリクス１５３の黒い部分の面積が増えるほど、階調が上がる（濃度が濃くなる）。本実施例において、１つの画素１５７は、被走査面４０７上で６００ｄｐｉの１ドットを形成するために画像データを区切る単位である。図８（ｂ）は、ＰＷＭ処理後の画素１５７およびビットデータ１５６を示す図である。本実施例では、ＰＷＭ処理として、１画素を１６分割する。すなわち、１画素を１６ビットデータで表現する。もちろん、１画素を３２分割してもよい。また、１画素をその他のビット数に分割してもよい。図８（ｂ）は、ＰＳ変換のために１６個のビットデータ１５６に分割された１画素１５７を示している。図８（ｂ）に示すように、１画素は、１画素１５７の１／１６の幅をそれぞれ有する１６個のビットデータ１５６からなる。ビットデータ１５６毎に光源４０１の発光のオン／オフが切り替えられる。つまり、１画素１５７で１６ステップの階調を表現可能である。
【００４４】
＜変倍処理＞
次に、図９を用いて、変倍処理部１２０の動作を説明する。なお、以下では、変倍処理の手法として線形補間法を用いる場合について説明する。図９は、変倍処理部１２０の線形補間処理および変倍処理の動作の説明図である。図９（ａ）は、線形補間処理の説明図である。入力画素８０１、８０２および出力画素８０３が図９（ａ）に示すような位置関係にある場合、出力画素８０３の画素値ｃは、線形補間処理により、以下の式（４）で導出される。
【数４】
2018089866.tif 000006
式（４）において、ａは、出力画素８０３近傍（左側）の入力画素８０１の画素値、ｂは、出力画素８０３近傍（右側）の入力画素８０２の画素値、Ｌａは、図９（ａ）中の符号８０４で示すように入力画素８０１及び８０２に対する出力画素８０３の位相である。
【００４５】
ここで、入力画素８０１の主走査方向の位置をｘａ、入力画素８０２の主走査方向の位置をｘｂ、出力画素８０３の主走査方向の位置をｘとすると、位相Ｌａは、以下の式（５）で導出される。
【数５】
2018089866.tif 000007
式（４）、式（５）に示すように、変倍処理後の出力画素８０３と出力画素８０３近傍の変倍処理前の入力画素８０１及び８０２との位置関係に従って、入力画素８０１及び８０２の画素値ａ及びｂに対して重みづけする。これによって、出力画素８０３の画素値ｃが導出される。
【００４６】
図９（ｂ）は、変倍処理部１２０のブロック図である。変倍処理部１２０は、座標演算部８０５および補間処理部８０６を有する。座標演算部８０５は、バス１０３を介してＣＰＵ１０２に電気的に接続されている。ＣＰＵ１０２は、レーザ駆動部３００のメモリ３０４に保存された部分倍率特性情報（プロファイル）を座標演算部８０５へ入力する。座標演算部８０５は、部分倍率特性情報に基づいて部分倍率補正情報を生成する。部分倍率補正情報は、主走査方向に分割された複数の区間のそれぞれに設定された複数の部分倍率補正率を含む。入力画像データ１２８は、座標演算部８０５へ入力される。座標演算部８０５は、入力画像データ１２８に対し、入力画素のカウント数、および、入力画素の主走査方向の画素数に基づき、主走査方向の位置、および、副走査方向の位置を導出する。また、座標演算部８０５は、部分倍率補正情報に基づき、出力画素の主走査方向の位置ｘを導出する。そして、座標演算部８０５は、出力画素の主走査方向の位置ｘに基づき、出力画素近傍の入力画素の主走査方向の位置ｘａ、ｘｂを導出し、位置ｘａ、ｘｂにある入力画素の画素値ａ、ｂを導出する。さらに、座標演算部８０５は、出力画素の主走査方向の位置ｘと出力画素近傍の入力画素の主走査方向の位置ｘａ、ｘｂとに基づき、式（５）を用いて位相Ｌａを導出する。補間処理部８０６は、座標演算部８０５が導出した出力画素近傍の入力画素の画素値ａ、ｂと位相Ｌａとに基づき、式（４）を用いて出力画素の画素値ｃを導出する。このようにして、変倍処理部１２０は、変倍処理された画像データ１２９を濃度変換処理部１２１へ出力する。
【００４７】
以下、図９（ｃ）及び図９（ｄ）を用いて、部分倍率特性情報８０８に基づく入力画像データ１２８の変倍処理を説明する。図９（ｃ）は、部分倍率特性情報８０８と部分倍率補正率を示す図である。図９（ｃ）に示す部分倍率補正率は、変倍処理のための部分倍率補正情報８０９を構成する。本実施例の部分倍率特性情報８０８は、図３に示す像高Ｙに対する部分倍率の関係から得られる主走査方向の区間ごとの部分倍率から成る。ここでは、部分倍率特性情報８０８は、主走査方向において２５区間に分割されている。部分倍率特性情報８０８は、各区間に対応する部分倍率を有する。なお、部分倍率特性情報８０８の生成の際、主走査方向に分割される区間の数および分割される区間の幅を主走査方向の位置に従って任意に設定してもよい。部分倍率特性情報８０８を多数の細かい区間に分割することにより、より高精度の変倍処理が可能となる。一方、部分倍率補正情報８０９は、座標演算部８０５が部分倍率に基づき導出する部分倍率補正率から成る情報であり、２５個に分割された各区間に対応する部分倍率補正率を有する。この部分倍率補正率に基づき、以下に説明するように出力画素の主走査方向の位置ｘが導出される。
【００４８】
図９（ｄ）は、図９（ｃ）に示す部分倍率補正率を用いる変倍処理の動作の説明図である。ここでは、部分倍率補正率が０．７４および０．７８である位置（主走査方向における端部）における変倍処理を説明する。図９（ｄ）において、主走査方向における入力画素の位置を○で、出力画素の位置を□で示す。図９（ｄ）に示すように入力画素が一定時間間隔で入力されたときの出力画素間の主走査方向の距離ｄは、以下の式（６）で表される。
【数６】
2018089866.tif 000008
例えば、部分倍率補正率が０．７４である区間における出力画素８１０と８１４の間の距離ｄは、１．３５（ｄ＝１／０．７４）となる。同様に、この区間の隣の部分倍率補正率が０．７８である区間における出力画素８１５と８１９の間の距離ｄは、１．２８（ｄ＝１／０．７８）となる。このように、主走査方向の区間によって異なる部分倍率補正率に基づき、出力画素間の距離ｄを導出できる。なお、出力画素間の距離ｄは、入力画素間の距離を１とした場合の大きさである。
【００４９】
主走査方向にｎ番目（ｎは自然数）の出力画素の位置をｘとすると、ｘは、出力画素間の距離ｄを用いて以下の式（７）で表される。
【数７】
2018089866.tif 000009
式（７）において、ｄ［ｋ］は、主走査方向にｋ番目の出力画素に対する出力画素間の距離であり、詳細には主走査方向にｋ番目の出力画素と主走査方向にｋ−１番目の出力画素との間の距離である。式（６）で示すように、距離ｄは、主走査方向の区間に従って値が更新される。
【００５０】
出力画素近傍の入力画素の主走査方向の位置ｘa、ｘｂは、出力画素の主走査方向の位置ｘを用いて、以下の式（８）および式（９）で表される。
【数８】
2018089866.tif 000010
【数９】
2018089866.tif 000011
式（８）に示すように、主走査方向における出力画素の位置ｘの小数点以下を切り捨てることにより、出力画素近傍（左側）の入力画素の位置ｘａが導出される。また、入力画素間の距離が１であるので、式（９）に示すようにｘａに１を加算することにより、出力画素近傍（右側）の入力画素の位置ｘｂが導出される。導出された出力画素の位置ｘと、入力画素の位置ｘａ、ｘｂとに基づいて、式（５）を用いて、線形補間処理で用いる位相Ｌａが導出される。導出された位相Ｌａに基づいて、式（４）を用いて出力画素の画素値ｃを導出する。
【００５１】
以上の計算により、例えば、図９（ｄ）において部分倍率補正率が０．７４となる区間の出力画素８１４の画素値は、入力画素８１２及び８１３の画素値と、位相８１１の値Ｌａとに基づき、式（４）を用いて導出される。同様に、部分倍率補正情報が０．７８となる区間の出力画素８１９の画素値も、入力画素８１７及び８１８の画素値と、位相８１６の値Ｌａとに基づき、式（４）を用いて導出される。
【００５２】
以上のように、本実施例では、主走査方向に沿って設定された区間に従って出力画素間の距離ｄの値を更新しながら出力画素の主走査方向の位置と画素値とを導出する。これにより、区間毎に適切な変倍率で変倍処理を実行することが可能となる。なお、本実施例では、変倍処理の手法として、線形補間法を用いているが、キュービック法などの他の手法を用いてもよい。
【００５３】
次に、図１０および図１１を用いて、ハーフトーン処理部１２２へ入力される多値パラレル８ビットの画像データ１３０からＦＩＦＯ１３４から出力されるＶＤＯ信号１１０までの処理を説明する。図１０は、ハーフトーン処理の説明図である。図１０（ａ）は、ハーフトーン処理部１２２へ入力される多値パラレル８ビットの画像データ１３０を示す図である。各画素は、８ビットの濃度情報を有する。画素１５０はＦ０ｈ、画素１５１は８０ｈ、画素１５２は６０ｈ、白地部は００ｈの濃度情報を有する。図１０（ｂ）は、マトリクス１５３を示す図である。マトリクス１５３は、図８（ａ）を用いて説明したような２００線で中央から成長するスクリーンである。図１０（ｃ）は、ハーフトーン処理およびＰＷＭ処理されたパラレル１６ビットの画像データ１３２を示す図である。上述したように、各画素１５７は、１６個のビットデータで構成されている。パラレル１６ビットの画像データ１３２は、ＰＳ変換部１２４によりシリアル信号１３３へ変換される。
【００５４】
＜ビットデータ挿抜＞
図１１は、ビットデータ挿抜の説明図である。図１１は、図１０（ｃ）に示す主走査方向に並んだ８個の画素のエリア１５８に対応するシリアル信号１３３を示している。図１１（ａ）は、シリアル信号１３３にビットデータを挿入して画像を主走査方向に延ばす例を示している。図１１（ｂ）は、シリアル信号１３３からビットデータを抜去して画像を主走査方向に短縮する例を示している。ビットデータ挿抜は、ＣＰＵ１０２からバス１０３を介して入力される部分倍率特性情報に基づいて、ビットデータ挿抜制御部１３５がＦＩＦＯ１３４を制御することにより行われる。
【００５５】
図１１（ａ）に示すように、シリアル信号１３３の１００個の連続するビットデータ群へ均等又は略均等な間隔で８個のビットデータが挿入される。これにより、部分倍率を８％増やすように画素幅が変更され、潜像が主走査方向に延ばされる。図１１（ｂ）に示すように、シリアル信号１３３の１００個の連続するビットデータ群から均等又は略均等な間隔で７個のビットデータが抜去される。これにより、部分倍率を７％減らすように画素幅が変更され、潜像が主走査方向に短縮される。このように、ビットデータ挿抜による部分倍率補正においては、主走査方向の走査長が１画素未満の画素幅単位で変更され、画像データの各画素に対応するドット形状の潜像は、主走査方向に実質的に等間隔に形成される。なお、本明細書において、「主走査方向に実質的に等間隔」は、各画素が主走査方向に等間隔に配置されていない場合も含む意味で用いられている。つまり、部分倍率補正を行った結果、画素間隔に多少のバラつきがあってもよく、所定の像高範囲の中で平均的に画素間隔が等間隔となっていればよい。上述したように、均等又は略均等な間隔でビットデータを挿入又は抜去する場合、隣り合う２つの画素同士で画素を構成するビットデータの数を比較すると、画素を構成するビットデータ数の差は０又は１となる。従って、元の画像データに対する部分倍率補正後の画像データの主走査方向の画像濃度のバラつきが抑えられ、良好な画質を得ることができる。また、ビットデータを挿入または抜去する位置は、主走査方向に関して、各走査線（ライン）毎に同じ位置としてもよいし、位置をずらしてもよい。
【００５６】
本実施例の結像レンズ４０６においては、像高Ｙの絶対値が大きくなる程、走査速度が速くなる。そこで、ビットデータ挿抜による部分倍率補正においては、像高Ｙの絶対値が大きくなる程、画像が短くなるよう（１画素の走査長が短くなるよう）にシリアル信号１３３に対してビットデータの挿入および／又は抜去を行う。このようにして、主走査方向に関して実質的に等間隔に各画素に対応する潜像を形成し、適切に部分倍率を補正することができる。
【００５７】
＜部分倍率補正の動作＞
次に、図１２を用いて、部分倍率補正の動作を説明する。図１２は、部分倍率補正の動作を示す流れ図である。部分倍率補正手段としてのＣＰＵ（制御部）１０２は、ＲＯＭ（記憶媒体）１０４に格納されたプログラムに従って部分倍率補正の動作を実行する。部分倍率補正の動作が開始されると、ＣＰＵ１０２は、画像タイプを判別し、判別された画像タイプに基づいて部分倍率補正の方法を選択する（ステップ（以下、Ｓという）１３０１）。ＣＰＵ１０２は、画像タイプに基づいて選択された方法により、部分倍率補正を行う（Ｓ１３０２）。ＣＰＵ１０２は、印刷を行う（Ｓ１３０３）。ＣＰＵ１０２は、部分倍率補正の動作を終了する。
【００５８】
次に、Ｓ１３０１における画像タイプの判別および部分倍率補正方法の選択を説明する。本実施例において、複写動作の場合、操作部２１１により指定される原稿タイプに基づいて画像タイプが判別され、判別された画像タイプに基づいて部分倍率補正方法が選択される（図１３）。ＰＤＬ印刷動作の場合、ＰＤＬデータのオブジェクト属性に基づいて画像タイプが判別され、判別された画像タイプに基づいて部分倍率補正方法が選択される（図１４）。
【００５９】
まず、図１３を用いて、複写動作における画像タイプの判別および部分倍率補正方法の選択を説明する。図１３は、原稿タイプに基づく部分倍率補正方法の選択動作を示す流れ図である。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ（記憶媒体）１０４に格納されたプログラムに従って原稿タイプに基づく部分倍率補正方法の選択動作を実行する。複写動作における原稿タイプに基づく部分倍率補正方法の選択動作が開始されると、ＣＰＵ１０２は、操作部２１１の表示部に図４（ａ）に示す原稿タイプ選択画面１２００を表示する（Ｓ１４０１）。ＣＰＵ１０２は、原稿タイプ選択画面１２００の写真原稿選択ボタン１２０２が押されたか否かを判断する（Ｓ１４０２）。写真原稿選択ボタン１２０２が押されると、原稿タイプ（原稿の画像タイプ）がグラフィック画像であると判別される。写真原稿選択ボタン１２０２が押された場合（Ｓ１４０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０２は、部分倍率補正方法として変倍処理を選択する（Ｓ１４０３）。写真原稿選択ボタン１２０２が押されていない場合（Ｓ１４０２でＮＯ）、ＣＰＵ１０２は、文字原稿選択ボタン１２０１が押されたか否かを判断する（Ｓ１４０４）。文字原稿選択ボタン１２０１が押されると、原稿タイプ（原稿の画像タイプ）が線画像であると判別される。文字原稿選択ボタン１２０１が押された場合（Ｓ１４０４でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０２は、部分倍率補正方法としてビットデータ挿抜を選択する（Ｓ１４０５）。文字原稿選択ボタン１２０１が押さていない場合（Ｓ１４０４でＮＯ）、ＣＰＵ１０２は、図４（ｂ）に示すレベル調整画面１２０６において設定されている変倍処理とビットデータ挿抜の割合に基づく部分倍率補正を選択する（Ｓ１４０６）。ＣＰＵ１０２は、原稿タイプに基づく部分倍率補正方法の選択動作を終了する。
【００６０】
次に、図１４を用いて、ＰＤＬ印刷動作における画像タイプの判別および部分倍率補正方法の選択を説明する。図１４は、オブジェクト属性に基づく部分倍率補正方法の選択動作を示す流れ図である。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ（記憶媒体）１０４に格納されたプログラムに従ってオブジェクト属性に基づく部分倍率補正方法の選択動作を実行する。ＰＤＬ印刷動作におけるオブジェクト属性に基づく部分倍率補正方法の選択動作が開始されると、ＣＰＵ１０２は、ＰＤＬデータを受信する（Ｓ１５０１）。ＣＰＵ１０２（画像タイプ判別部）は、ＰＤＬデータのオブジェクト属性を判別する（Ｓ１５０２）。ＣＰＵ１０２は、オブジェクト属性にグラフィック画像が含まれるか否かを判断する（Ｓ１５０３）。グラフィック画像は、写真または所定の階調より大きい階調を有する画像である。オブジェクト属性にグラフィック画像が含まれる場合（Ｓ１５０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０２は、部分倍率補正方法として変倍処理を選択する（Ｓ１５０４）。変倍処理は、写真または所定の階調より大きい階調を有する画像などの階調表現が質的に求められるグラフィック画像の部分倍率補正に適している。オブジェクト属性にグラフィック画像が含まれていない場合（Ｓ１５０３でＮＯ）、ＣＰＵ１０２は、部分倍率補正方法としてビットデータ挿抜を選択する （Ｓ１５０５）。ビットデータ挿抜は、文字（テキスト）、罫線画像または所定の階調以下の階調のみを有する画像などの明暗や輪郭の明瞭さが質的に求められる線画像の部分倍率補正に適している。
【００６１】
図１５は、異なる部分倍率補正が行われた出力画像を示す図である。図１５は、グラフィック画像と線画像にそれぞれ変倍処理とビットデータ挿抜による部分倍率補正を行った場合の出力画像を示している。画像タイプとして、記録媒体の中央部と端部にグレースケールが印刷されたグラフィック画像と、「優」という文字が印刷された線画像を準備した。画像タイプが「グラフィック画像」の場合、記録媒体の端部９０１で比較すると、変倍処理による部分倍率補正を行うことにより、ビットデータ挿抜による部分倍率補正の場合に見られる階調段差を抑制することができる。一方、画像タイプが「線画像」の場合、「優」の文字のエッジ部９０２で比較すると、ビットデータ挿抜による部分倍率補正を行うことにより、変倍処理による部分倍率補正の場合に見られるエッジ部の解像感（目視による解像度）の劣化を抑制することができる。
【００６２】
本実施例によれば、印刷する画像の画像タイプに従って部分倍率補正方法を切り替えることにより濃淡表現における階調段差、解像感の低下という画質劣化を抑制することができる。また、本実施例によれば、画像タイプに従って部分倍率補正方法を選択することができる。
【００６３】
［その他の実施例］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ））によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６４】
４・・・感光ドラム（感光体）
９・・・画像形成装置
１０２・・・ＣＰＵ（制御部）
４０１・・・光源
４０５・・・回転多面鏡（偏向装置）
４０６・・・結像レンズ
【図１】
2018089866.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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