(57)【要約】【課題】濃度変動を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、１画素を所定数に分割した副画素を単位として感光体を露光する露光手段と、露光量の補正対象画素を特定する第１特定手段と、補正対象画素の露光量を画像データに対応する露光量から補正するため、画像データを補正する補正手段と、補正後の画像データに基づき、各画素について、所定数の副画素それぞれを露光するか否かを示す露光パターンを決定する第１決定手段と、副画素数を増加させる挿入対象画素と、副画素数を減少させる抜去対象画素を特定する第２特定手段と、抜去対象画素について抜去する副画素を決定する第２決定手段と、を備えており、第２決定手段は、抜去対象画素が補正対象画素であり、かつ、第１決定手段が決定した露光パターンにおいて露光する副画素が存在すると、露光する副画素から抜去する副画素を選択する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づき画像を形成する画像形成装置であって、
感光体と、
前記感光体に潜像を形成するため１画素を所定数に分割した副画素を単位として前記感光体を露光する露光手段と、
露光量の補正対象画素を特定する第１特定手段と、
前記第１特定手段が特定した補正対象画素の露光量を前記画像データに対応する露光量から補正するため、前記画像データを補正する補正手段と、
補正後の前記画像データに基づき、各画素について、前記所定数の副画素それぞれを露光するか否かを示す露光パターンを決定する第１決定手段と、
副画素数を前記所定数より増加させる挿入対象画素と、副画素数を前記所定数より減少させる抜去対象画素を特定する第２特定手段と、
前記挿入対象画素について副画素の挿入位置を決定し、前記抜去対象画素について抜去する副画素を決定する第２決定手段と、
を備えており、
前記第２決定手段は、前記抜去対象画素が前記補正対象画素であり、かつ、前記第１決定手段が決定した露光パターンにおいて露光する副画素が存在すると、露光する副画素から抜去する副画素を選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１決定手段は、画素の画素値それぞれの露光パターンを示すパターン情報に基づき、各画素の露光パターンを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記パターン情報が示す各画素の露光パターンの内、少なくとも１つの副画素を露光する露光パターンにおいては、前記所定数の副画素の内、共通して露光する副画素が存在し、
前記第２決定手段は、前記抜去対象画素が前記補正対象画素であり、かつ、前記第１決定手段が決定した露光パターンにおいて露光する副画素が存在すると、前記共通して露光する副画素を抜去する副画素として選択することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２決定手段は、前記抜去対象画素が前記補正対象画素であり、かつ、前記第１決定手段が決定した露光パターンにおいて露光する副画素が存在すると、露光する副画素から抜去する副画素をランダムに選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２決定手段は、前記抜去対象画素が前記補正対象画素であり、かつ、前記第１決定手段が決定した露光パターンにおいて露光する副画素が存在すると、露光する副画素の内、最初又は最後に露光する副画素を、抜去する副画素として選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２決定手段は、前記抜去対象画素が前記補正対象画素ではないと、抜去する副画素をランダムに選択することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２決定手段は、前記挿入対象画素に挿入する副画素の位置をランダムに選択することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記挿入対象画素に挿入する副画素は露光しない副画素であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記挿入対象画素が前記補正対象画素であると、前記挿入対象画素に挿入する副画素は露光しない副画素であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１特定手段は、前記画像データにより形成される画像のエッジからの距離に基づき前記補正対象画素を特定することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、補正対象画素に対する露光量の補正量を示す情報に基づき前記画像データを補正することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置における濃度変動の抑制技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、画像形成装置では、画像データに基づく光で感光体を露光して、感光体に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーといった色材により現像することで画像を形成する。感光体の表面の電位は、露光した潜像領域と、露光しなかった非潜像領域とでは異なり、電位の違いにより、トナーは、潜像領域に付着する様になっている。
【０００３】
特許文献１及び２に記載されている様に、この様な画像形成装置では、潜像領域と非潜像領域の境界、つまり、潜像領域のエッジ付近にトナーが多く付着し、これによりエッジの濃度が高くなる、「エッジ効果」や「吐き寄せ」と呼ばれる現象が生じ得る。特許文献２は、濃度が高くなってしまうエッジ部の画素の光の照射時間をパルス幅変調により変更することで、エッジ部の画素の濃度が高くなることを抑えることを開示している。
【０００４】
また、画像形成装置は、感光体に潜像を形成する際、回転するポリゴンミラーに光を照射して、その反射光が感光体の表面の主走査方向に移動する様にし、これにより、感光体の表面を走査・露光している。ここで、反射光が感光体の表面を一定速度で走査する様に、ｆ−θレンズが使用される。しかしながら、ｆ−θレンズは公差によるばらつきを有しているため、走査速度には変動が生じ、これにより、主走査方向において、画像が部分的に伸縮する。このため、特許文献３は、主走査方向の走査線を幾つかのブロックに分割して、各ブロックに対して１画素未満の副画素を挿入、或いは、各ブロックから副画素を抜去することで画像の伸縮を抑える構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３３８６５号公報
【特許文献２】特開２００３−３４５０７６号公報
【特許文献３】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】
【０００６】
画像形成装置が形成する画像の品質を維持するには、エッジ効果や掃き寄せを抑え、かつ、ｆ−θレンズのばらつきを補正する必要がある。ここで、画像の伸縮を抑えるために抜去する画素が、エッジ効果や吐き寄せにより濃度変動が生じる画素でもあると、副画素の抜去により濃度変動を抑制できなくなる。
【０００７】
本発明は、濃度変動を抑制できる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によると、画像データに基づき画像を形成する画像形成装置は、感光体と、前記感光体に潜像を形成するため１画素を所定数に分割した副画素を単位として前記感光体を露光する露光手段と、露光量の補正対象画素を特定する第１特定手段と、前記第１特定手段が特定した補正対象画素の露光量を前記画像データに対応する露光量から補正するため、前記画像データを補正する補正手段と、補正後の前記画像データに基づき、各画素について、前記所定数の副画素それぞれを露光するか否かを示す露光パターンを決定する第１決定手段と、副画素数を前記所定数より増加させる挿入対象画素と、副画素数を前記所定数より減少させる抜去対象画素を特定する第２特定手段と、前記挿入対象画素について副画素の挿入位置を決定し、前記抜去対象画素について抜去する副画素を決定する第２決定手段と、を備えており、前記第２決定手段は、前記抜去対象画素が前記補正対象画素であり、かつ、前記第１決定手段が決定した露光パターンにおいて露光する副画素が存在すると、露光する副画素から抜去する副画素を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、濃度変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態による画像形成装置の構成図。
【図２】一実施形態による光走査部の構成図。
【図３】一実施形態による画像形成装置の制御構成を示す図。
【図４】一実施形態による画像と当該画像の画素値を示す図。
【図５】図４の画像の補正対象画素を示す図。
【図６】一実施形態による補正幅パラメータ及び補正量パラメータを示す図。
【図７】一実施形態による画素値と露光パターンとの関係を示す図。
【図８】一実施形態による走査線の伸縮補正方法の説明図及び挿抜位置情報を示す図。
【図９】一実施形態による露光パターン決定処理のフローチャート。
【図１０】一実施形態による副画素の挿抜位置決定処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１２】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置の構成図である。画像形成装置１００は、４つの画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｂｋを備えている。ここで、参照符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ及びＢｋは、使用するトナー、つまり色材の色が、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックであることを示している。他の参照符号についても同様に末尾の文字により使用するトナーの色を区別する。しかしながら、トナーの色を区別する必要がない場合には、末尾の文字を除いた参照符号を使用する。画像形成部１０１の感光体１０２は、像担持体であり、画像形成時、図中の矢印の方向に回転駆動される。帯電部１０３は、感光体１０２の表面を一様な電位に帯電させる。光走査部１０４は、感光体１０２を光で走査・露光して感光体１０２に静電潜像を形成する。現像部１０５は、静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。一次転写部１１１は、転写バイアスを出力し、感光体１０２のトナー像を中間転写ベルト１０７に転写する。なお、各感光体１０２のトナー像を重ねて中間転写ベルト１０７に転写することで、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト１０７に形成される。クリーニング部１０６は、中間転写ベルト１０７に転写されず、感光体１０２に残留したトナーを除去する。
【００１３】
中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と、従動ローラ１０９及び１１０とにより張架され，画像形成時、図中の矢印Ｂ方向に回転駆動される。したがって、中間転写ベルト１０７に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１０７の回転により、二次転写部１１２の対向位置へと搬送される。一方、給紙カセット１２０の記録材は、搬送ローラ１２１、１２２、１２３及び１２４により、二次転写部１１２の対向位置へと搬送される。二次転写部１１２は、転写バイアスにより中間転写ベルト１０７のトナー像を記録材に転写する。なお、記録材に転写されず、中間転写ベルト１０７に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ１１４によって回収される。記録材は、その後、搬送ベルト１１５により定着部１１３に搬送される。定着部１１３は、記録材を加熱・加圧してトナー像を記録材に定着させる。トナー像の定着後、記録材は、搬送ローラ１４１、１４２により排紙部１４０に排出される。
【００１４】
図２は、光走査部１０４の構成図である。コリメータレンズ２０２は、光源２０１が出射した光を平行光に整形する。シリンドリカルレンズ２０３は、コリメータレンズ２０２を通過したレーザ光をポリゴンミラー（回転多面鏡）２０４の反射面に照射する。ポリゴンミラー２０４の反射面で反射した光は、第１走査レンズ２０５及び第２走査レンズ２０６を経て感光体１０２の表面を照射する。画像形成時、ポリゴンミラー２０４は、回転駆動され、これにより、感光体を照射する光は、図の走査方向に移動し、感光体１０２に静電潜像を形成する。なお、第１走査レンズ２０５は、感光体１０２における走査速度を一定にするためのｆ−θレンズである。
【００１５】
また、第１走査レンズ２０５と第２走査レンズ２０６の間の、感光体１０２の走査範囲外には、ＢＤミラー２０８が配置される。ＢＤミラー２０８で反射した光は、ＢＤレンズ２０９を介してＢＤセンサ２０７によって検出される。このＢＤセンサ２０７による光の検出タイミングは、感光体１０２に潜像を形成する際の同期タイミングとして使用される。この同期タイミングに基づき感光体１０２に静電潜像を形成することで、感光体１０２における静電潜像の形成開始位置が揃えられる。
【００１６】
図３は、本実施形態による画像形成装置の制御構成を示している。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２に格納された制御プログラムを実行して画像形成装置の制御を行う。なお、その際、ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３を作業領域として使用する。ネットワークＩＦ（インタフェース）３０４は、外部コンピュータから画像データを受信する。ビットマップメモリ３０５は、ラスタデータに展開した画像データを格納する。入出力部３０６は、画像形成装置のセンサからの信号を受信したり、モータ等のアクチュエータへの信号の出力を行ったりする。不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ３０７は、画像形成装置の電源がオフとなっても保持しておくべき情報を格納する。
【００１７】
図４（Ａ）は、ネットワークＩＦ３０４を介して受信した画像データに対応する画像４０１を示している。画像４０１は、黒画素で構成される四角形の領域４５０を含んでいる。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の画像に対応するラスタデータ４０２を示している。図４（Ｂ）においては、黒画素の画素値を１６とし、白画素の画素値を０としている。なお、ハーフトーンなどの中間調の画素である場合はその濃度に応じて、１〜１５の画素値となる。図５は、エッジ効果や吐き寄せにより、付着するトナー量が変化する画素を示す補正対象画素データ４０３を示している。図５において、"１"で示す画素は、トナー量の増加が見込まれる画素、つまり、補正対象画素である。一方、"０"で示す画素は、補正対象ではない画素を示している。なお、補正対象画素は、図６に示す補正幅パラメータにより特定される。図６の表における条件１〜３は、画像形成装置の動作環境に対応する。例えば、温度、湿度、或いは、温度と湿度の組み合わせを、条件１から３に対応する３段階に分類する。そして、画像形成時の温度、湿度、或いは、温度と湿度の組み合わせを測定し、測定値に対応する条件を使用する。例えば、条件１を使用する場合、補正幅パラメータは、２画素となっている。これは、トナーを付着させる画素領域である領域４５０のエッジの画素から２つの画素を補正対象画素とすることを示している。よって、図５の"１"で示す画素が補正対象画素となる。また、図６において、条件１の補正量パラメータは５０％を示している。これは、補正対象画素の画素値を、元の画素値の５０％に補正すること、つまり、補正対象画素の露光量を、画像データに対応する露光量の５０％に補正することを示している。補正幅パラメータと補正量パラメータは、実験等により予め求めてＲＯＭ３０２に格納しておく。なお、本実施形態においては、条件を環境により決定したが他のパラメータを使用することができる。例えば、温度や湿度に代えて、或いは、温度や湿度に加えて画像形成装置の使用状態情報を使用することもできる。ここで、使用状態情報とは、画像形成装置を使用することで増加する値であり、感光体１０２の回転数や、印刷枚数や、累積利用時間等である。さらに、本実施形態では、総ての補正対象画素に対して同じ補正量パラメータを適用しているが、エッジの画素からの距離に応じて異なる補正量パラメータを適用する構成であっても良い。
【００１８】
図７は、画素の画素値と、当該画素を露光するための光源２０１の駆動信号であるＰＷＭ信号のパターンとの関係を示すパターン情報を示している。なお、図７に示すパターン情報は、ＲＯＭ３０２に格納されている。本実施形態において、各画素の画素値は、０〜１６のいずれかであるものとし、１画素を１６個の副画素に分割し、副画素を単位として露光を行う。ここで、パターン情報とは、各画素値に対し、１画素を構成する副画素それぞれについて露光するか否かを示す情報である。図７において、値１は露光する副画素を、値０は露光しない副画素を示している。なお、１画素を構成する副画素数は１６個に限定されず、他の所定数であっても良い。また、図７では、濃度が増加するに応じて、走査方向の後端側（０番目の副画素）から露光する副画素数を増やしている。しかしながら、走査方向の先端側（１５番目の副画素）から露光する副画素数を増やす構成であっても、中央から露光する副画素数を増やす構成であっても良い。さらに、露光する副画素が連続しない構成であっても良い。
【００１９】
図８は、ｆ−θレンズのばらつきによる画像の伸縮を抑えるための副画素の挿抜の説明図である。本実施形態においては、１画素の主走査方向の長さが短くなる場合、副画素を挿入することで１画素を構成する副画素数を増加させる。一方、１画素の主走査方向の長さが長くなる場合、副画素を抜去することで１画素を構成する副画素数を減少させる。これにより、１画素の主走査方向の長さの変動を抑え、画像の伸縮を抑える。なお、副画素を挿抜する画素は、図８（Ｂ）に示す、挿抜位置情報で示される。挿抜位置情報は、例えば、感光体１０２の画像領域を走査方向において均等な長さの複数の領域に分割し、各領域の走査時間を測定することで作成し、ＥＥＰＲＯＭ３０７に格納しておく。例えば、図８（Ａ）においては、主走査方向をＡ１〜Ａ５の５つの区間に分割している。図８（Ｂ）に示す様に、挿抜位置情報は、副画素の挿抜を行うべき画素の走査線上における位置と、副画素の挿入であるか抜去であるかを示す情報である。なお、感光体１０２の１つの走査線において最初に露光する画素が１画素目となる。
【００２０】
図９は、画像形成時のフローチャートである。ＣＰＵ３０１は、Ｓ１０で、補正幅パラメータに基づき、画素が補正対象画素であるか否かを判定する。補正対象画素ではないと、当該画素の画素値に応じたＰＷＭパターン（露光パターン）をパターン情報から決定する。一方、補正対象画素であると、補正量パラメータに基づいて画素値を補正し、補正後の画素値に基づきパターン情報を用いてＰＷＭパターンを決定する。ＣＰＵ３０１は、図９の処理を各画素に対して行う。
【００２１】
図１０は、図９の処理により各画素のＰＷＭパターンを決定した後に行う処理のフローチャートである。ＣＰＵ３０１は、Ｓ２０で、挿抜位置情報を参照して、処理対象の画素が、副画素の挿抜対象の画素であるか否かを判定する。処理対象の画素が、副画素の挿抜対象ではないと、ＣＰＵ３０１は、副画素の挿抜は行なわずに処理を終了する。一方、処理対象の画素が、副画素の挿抜対象の画素であると、ＣＰＵ３０１は、Ｓ２１で、挿抜位置情報に基づき、処理対象の画素が、副画素の挿入対象画素であるか、抜去対象画素であるかを判定する。処理対象の画素が、挿入対象画素である場合、ＣＰＵ３０１は、副画素の挿入位置を決定する。具体的には、ＣＰＵ３０１は、図９の処理で決定したＰＷＭパターンの任意の副画素の前又は後ろに副画素を挿入すると決定する。本実施形態では、ＣＰＵ３０１は、ランダムに挿入位置を決定するものとする。しかしながら、固定的な位置であっても良い。また、挿入する副画素は、本実施形態では、露光しないものとする。
【００２２】
一方、Ｓ２１において、処理対象の画素が、抜去対象画素である場合、ＣＰＵ３０１は、Ｓ２２において、処理対象の画素が、補正対象画素であるか否かを補正幅パラメータにより判定する。処理対象の画素が、補正対象画素ではないと、ＣＰＵ３０１は、Ｓ２４において、図９の処理で決定したＰＷＭパターンの任意の位置から副画素を抜去する。この位置は、本実施形態では、ランダムに選択するものとする。しかしながら、固定的な位置であっても良い。一方、Ｓ２２において、処理対象の画素が、補正対象画素であると、ＣＰＵ３０１は、Ｓ２３において、図９の処理で決定したＰＷＭパターンの露光する副画素のいずれかを抜去する。なお、図９の処理で決定したＰＷＭパターンにおいて、１画素を構成する副画素の総てが露光しないものであると、ＣＰＵ３０１は、何れかの副画素を抜去対象として選択する。本実施形態においては、図７に示す様に、露光する副画素が存在する画素値において０番目の副画素は共通して露光する様になっている。この様な場合、例えば、０番目の副画素を抜去する構成とすることができる。しかしながら、露光する副画素からランダムに選択して抜去する構成とすることもできる。或いは、露光する副画素の最初の副画素や、最後の副画素といった様に、所定基準で選択する構成とすることができる。
【００２３】
以上、エッジ効果や吐き寄せによる濃度が高くなる補正対象画素が、副画素の抜去対象画素である場合、露光する副画素を抜去する。これにより、補正対象画素の濃度が高くなることを抑え、走査速度の変動による画像の伸縮を抑えることができる。
【００２４】
なお、本実施形態においては、挿入対象画素に挿入する副画素は、露光しない副画素とした。しかしながら、挿入する位置の前又は後ろの副画素が露光する副画素である場合には露光し、露光しない副画素であれば露光しない構成であっても良い。さらに、本実施形態では、挿入対象画素については、補正対象画素であるか否かに拘らず同じ処理としている。しかしながら、挿入対象画素が補正対象画素であるか否かで処理を分ける構成とすることもできる。例えば、挿入対象画素が補正対象画素であると、ランダムな位置、固定的な位置、或いは、所定基準で選択した位置に露光しない副画素を挿入する。一方、挿入対象画素が補正対象画素ではないと、ランダムな位置、固定的な位置、或いは、所定基準で選択した位置に副画素を挿入し、挿入した副画素を露光するか否かを例えば、前又は後ろの副画素に基づき決定する構成とすることができる。これにより、補正対象画素に副画素を挿入にする場合に、補正対象画素の濃度が高くなることを抑えることができる。
【００２５】
［その他の実施形態］
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、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１０２：感光体、１０４：光走査部、３０１：ＣＰＵ
【図１】
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【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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