JP2010120164A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画質の劣化を抑制した画像形成装置と画像形成方法の提供。
【解決手段】Ｓ１：ＭＬＡ（光学倍率が負のレンズアレイ）発光素子のピッチ誤差情報をＭＬＡヘッドに設定しておく。Ｓ２：画像処理を行うモジュール、または、それよりも前段階のモジュールにＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報を格納するメモリを持ち、Ｓ１からの情報を受信して、メモリ内に保存する。Ｓ３：スクリーン処理にてドット間距離を求める際に、Ｓ２のＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報を加算した距離を使用する。Ｓ４：記録媒体に印刷する。Ｓ５：印刷を終了する。
【選択図】図１

Description

本発明は、結像光学系を使用する際の画質劣化を防止する構成とした画像形成装置および画像形成方法に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、２以上の発光素子と、当該発光素子からの光を結像する結像光学系を配した露光ヘッドを用いて像担持体（感光体）に潜像を形成する構成のものが知られている。この結像光学系として、光学倍率がマイナスのレンズ（ＭＬ：倒立光学系）を用いる技術が開発されている。特許文献１には、結像光学系としてＭＬを用いたラインヘッドとこのラインヘッドを用いた画像形成装置が記載されている。

特開２００８-０４９６９２号公報

図８は、倒立光学系のレンズアレイ（ＭＬＡ）を用いた画像形成の例を示す説明図である。図７（ａ）は、基板に感光体の軸方向に相当する主走査方向（Ｘ方向：第１の方向）と、感光体の回動方向に相当する副走査方向（Ｙ方向：第２の方向）に２以上の発光素子２ａを配した露光ヘッドを示している。この露光ヘッドは、図示を省略した前記ＭＬＡを有しており、感光体には、１つの直線の結像スポット６ａが形成される。図８（ａ）は、発光素子２ａ間にピッチのずれがなく、画質が良好で理想的な結像スポット６ａが形成されている。

図８（ｂ）は、発光素子２ｂ間にピッチのずれがあるため、結像スポット６ｂには、第２の方向に縦筋８が形成される例を示している。このように、発光素子の位置が基板に固定されており、発光素子間のピッチ誤差がある場合にそのままＭＬＡを通して感光体に結像させると、感光体上に形成される結像スポットの位置ずれによる濃度ムラや縦筋が発生する。

画像形成装置においては、スクリーン処理を行う場合がある。ＭＬＡに対応する発光素子に配置誤差（ピッチ誤差）が有る場合には、スクリーン処理で出力しようとしたスクリーン画素が正しい位置に表現出来ず、印刷結果として表現される画像に画質劣化を生じる。このため、発光素子間の位置ずれ情報に基ずいた何等かの処理が必要になるが、特許文献１にはこのような場合の対処については記載されていないという問題があった。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、結像光学系を使用する際の画質の劣化を防止した画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
潜像担持体と、
結像光学系、および第１の方向に配設された前記結像光学系で前記潜像担持体に結像される光を発光する発光素子を有する露光ヘッドと、
前記発光素子のアドレス情報を記憶する記憶部と、を設けたことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記アドレス情報は、前記第１の方向に配設される前
記発光素子の間の距離情報である。

また、本発明の画像形成装置は、スクリーン処理部を有し、前記アドレス情報に基づき画像データのスクリーン処理を行う。

また、本発明の画像形成装置は、前記スクリーン処理部に、スクリーンデータを設け、前記スクリーン処理は、前記アドレス情報に基づいて、前記スクリーンデータを補正する。

また、本発明の画像形成装置は、前記発光素子を前記第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向に配設する。

また、本発明の画像形成装置は、前記結像光学系は倒立系である。

本発明の画像形成方法は、倒立系の結像光学系で結像される光を発光する発光素子のアドレス情報を設定する工程と、
前記発光素子の前記アドレス情報を受信して、メモリに保存する工程と、
前記アドレス情報に基づいてスクリーン処理する工程と、
スクリーン処理された画像データを記録媒体に印刷する工程と、
を有することを特徴とする。

また、本発明の画像形成方法は、前記発光素子のアドレス情報を設定する工程は、画像処理を行うモジュール、または、露光ヘッドに設けられたモジュールのいずれかに設定する。

本発明の実施形態につき、図により説明する。図５は、本発明の前提技術を示す説明図である。図５は、光学倍率がマイナスのレンズ（ＭＬ）と、発光素子との配置関係を示している。図５において、ＭＬ４には、感光体の軸方向（Ｘ方向、第１の方向）と感光体の回動方向（Ｙ方向、第２の方向）に２以上の発光素子２が配設されており、これらの発光素子により感光体には潜像が形成される。なお、本発明の実施形態においては、Ｘ方向を第１の方向、Ｙ方向を第２の方向、と記載することがある。

発光素子２には、便宜上「１〜Ｎ」の番号を付している。Ｙ方向の図示１列目の発光素子行３ａは、Ｘ方向の図示左側から右側に「２、４、・・・Ｎ」の発光素子が配設されている。Ｙ方向の２列目に配された発光素子行３ｂは、１、３・・・の発光素子が配設されている。ここで、レンズ（ＭＬ）４は、Ｘ方向に２以上配されてレンズアレイ（ＭＬＡ）を構成する。また、レンズ（ＭＬ）をＸ方向とＹ方向に２以上配してレンズアレイ（ＭＬＡ）を構成することができる。ここで、「２、Ｎ」の発光素子は、レンズ（ＭＬ）のＸ方向端部の発光素子である。

図６は、本発明の実施形態を示す説明図である。図６（ａ）は、ＭＬＡに対応して設けられている発光素子行７ａの発光素子間ピッチ位置ずれがない場合を示している。また、図６（ｂ）は、ＭＬＡに対応して設けられている発光素子行７ｂの発光素子間ピッチに位置ずれがある場合を示している。図６（ｃ）は、スクリーンテーブル１１を示している。１１ａはスクリーンテーブル１１の要素である。

結像光学系としてＭＬＡを使用する場合、ＭＬＡ内の発光素子は基板に固定されている。また、画像データをスクリーン処理するスクリーンテーブルが設けられている。ＭＬＡ内に配設されている発光素子の情報を表す座標系と、スクリーンの座標系とは別の座標系
となる。次に、このような座標系について説明する。

発光素子から出た光は露光ヘッドの光学系により、感光体上に潜像が結像される。発光素子は略等間隔で配置されているため、感光体上の潜像も略等間隔となる。このような結像された潜像を座標系と見ることができる。すなわち、主走査方向（Ｘ方向）には発光素子の間隔で格子が刻まれ、副走査方向（Ｙ方向）には感光体の所定送りの間隔で格子が刻まれる。このような座標系を、発光素子座標系（第１の座標系）と定義する。

一方、ワープロやＤＴＰソフトで作成された文書（画像データ）は、文字や図形や写真などから構成されるが、これらは最終出力の紙上の所定の位置に所定の大きさで配置されることが意図されている。この紙上の所定の位置や大きさを規定するために、文書独自の座標系が使われている。これを文書座標系と定義する。

画像データをプリンタで印刷する際には、発光素子の設計上の間隔（例えば300dpi、600dpiなど）に基づく、プリンタに固有なデカルト座標系（直交する軸からなり、座標上の距離間隔が座標のどの位置でも均等な座標系）を有している。印刷の際には、文書座標系からデカルト座標系に変換して最終的に露光ヘッドにデータとして送られている。

露光ヘッドに送信される座標系を論理座標系（第２の座標系）と定義する。この論理座標系は、発光素子座標系と同一の座標系にみなされ、論理座標系で展開したデータは、そのまま露光ヘッドに送られ、発光素子座標系で感光体上に書き込まれている。

しかしながら、発光素子座標系は次のような事情から、デカルト座標系とはかけ離れたものとなってしまっている。発光素子は理想的には略等間隔に配置されているものと考えられているが、露光ヘッドの製作時の精度などにより、ピッチに誤差が生じることがある。これは等間隔を仮定したデカルト座標系とはかけ離れている。また、ＭＬＡの分割レンズの継ぎ目で、座標間隔の乱れが生ずる。このため、論理座標系はデカルト座標系を意図していたにもかかわらず、紙への印刷時には歪んだ座標系に文字や図形や写真が配置されてしまうことになる。

このように、発光素子間のピッチ誤差を有するＭＬＡの座標系（第１の座標系）に対して、スクリーン処理の座標系（第の座標系）は、等間隔の座標系で処理される。よって、スクリーン処理の座標系で最適化された出力位置が、ＭＬＡの座標系で表現出来ない。そこで、本発明の実施形態においては、ＭＬＡ固有の発光素子間のピッチ誤差情報（アドレス情報）をＭＬＡヘッドに設定し、このピッチ誤差情報（アドレス情報）画像処理モジュールへ送信する。画像処理モジュールは、スクリーン処理時に、ＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報を感光体に形成される潜像のドット間距離に加えて、出力ドットの決定を行うようにしている。

図２は、本発明の実施形態を示す説明図である。図２（ａ）は、ＭＬＡに対応して配設された発光素子行７ｂの発光素子間にピッチずれがある例を示している。図２（ｂ）は、ＭＬＡに対応して配設された発光素子行７ａの発光素子間にピッチずれがない例を示している。図２（ｃ）は、図２（ａ）と図２（ｂ）とのピッチ誤差情報をアドレスとしてデータ７で示している。ここで、アドレスはＭＬＡの座標系として、感光体の軸方向（Ｘ方向、第１の方向）における発光素子間の距離を数値で示すものである。（イ）〜（ヌ）は、０．０００〜０．００１のアドレスに対応させている。このようなＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報を、スクリーンの座標系に反映し、感光体に形成される潜像のドット間距離を求める際に使用する。

図３は、本発明の実施形態を示す説明図である。図３において、１２は図２（ｃ）の発
光素子のピッチ誤差情報を加味したスクリーン座標を模式的に示すスクリーンテーブルである。（イ）〜（ヌ）は、図２（ｃ）のアドレス情報に対応している。このように、図３ではスクリーンテーブルを発光素子のピッチずれに基ずいて形成している。

画像データのスクリーン処理には、ＡＭスクリーンとＦＭスクリーンが知られている。次に、それぞれのスクリーン処理について説明する。
ＡＭスクリーンの場合（ＡＭスクリーンは、角度と線数により画像を表現する）。（１）ＭＬＡの座標系におけるドット間のピッチ誤差をスクリーンモジュール内のメモリへ読み込む。（２）前記（１）のずれをスクリーン処理の座標系の各画素間隔に加える。（３）前記（２）のスクリーン処理の座標を用いて、各色のスクリーン処理を行う。（各色のＡＭスクリーンのスクリーン角度、ドット配列の乱れを軽減させる様にドットを成長させる）

ＦＭスクリーンの場合（ＦＭスクリーンはドットの密度により階調を表現する）。（１）ＭＬＡの座標系におけるドット間のピッチ誤差をスクリーンモジュール内のメモリへ読み込む。（２）前記（１）のずれをスクリーン処理の座標系の各画素間隔に加える。（３）前記（２）のスクリーン処理の座標を用いて、クラスタの分散性、成長時のドットの方向性を調べ、スクリーン処理を行う。この処理は、クラスタの分散性を高くし、成長時にドット方向性が均一化するようにするものである。以上の処理により、ＭＬＡの座標系で、クラスタの分散性が高く、ドット成長時の方向性が均一となるＦＭスクリーン処理が可能である。

図１は、本発明の実施形態を示すフローチャートである。図１の処理手順について説明する。
Ｓ１：ＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報をＭＬＡの個体情報として、ＭＬＡヘッドに設定しておく。
Ｓ２：画像処理を行うモジュール、または、図４に示すメインコントローラ（ＭＣ）３１、エンジンコントローラ（ＥＣ）３３、ヘッドコントローラ（ＨＣ）３４、のいずれかのモジュールにＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報を格納するメモリを設け、Ｓ１からの情報を受信して、当該メモリ内に保存する。
Ｓ３：スクリーン処理にてドット間距離を求める際に、Ｓ２のＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報を加算した距離を使用する。
Ｓ４：記録媒体に印刷する。
Ｓ５：印刷を終了する。

図４は、本発明の実施形態を示すブロック図である。図４において、３０は画像形成装置（プリンタ）で、メインコントローラ（ＭＣ）３１、エンジンコントローラ（ＥＣ）３３、ヘッドコントローラ（ＨＣ）３４、エンジン部（ＥＧ）３６を有している。また、外部ＰＣなどのプリントサーバ（ホストコンピュータＰＣ）２０から、メインコントローラ（ＭＣ）３１へ画像形成指令を出力する。ホストコンピュータＰＣ２０には、発光素子間のピッチ情報（アドレス情報）を記憶するメモリ２２を設ける。また、画像形成部（プリンタドライバ）２３を設ける。画像形成部（プリンタドライバ）２３には、色変換モジュール２４、スクリーン処理モジュール２５、印刷画像データを格納するページメモリ２６が設けられている。

メインコントローラ（ＭＣ）３１には、ＭＬＡの冗長ドットなどの固体情報を記憶するメモリ３２が設けられている。なお、メモリ３２には、エンジンコントローラ（ＥＣ）３３、ヘッドコントローラ（ＨＣ）３４からのデータも格納している。

ヘッドコントローラ（ＨＣ）３４には、ヘッド制御モジュール３５が設けられている。
ヘッド制御モジュール３５は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のＭＬＡヘッド３７Ｃ、３７Ｍ、３７Ｙ、３７Ｋに対して印刷データを送信する。エンジンコントローラ（ＥＣ）３３は、ヘッド制御モジュール３５とエンジン部（ＥＧ）３６を制御する。エンジン部（ＥＧ）３６には、画像をスキャンして濃度測定を行う画像スキャン、濃度測定部が設けられている。

図４においては、データ処理を次のように行う。（１）ホストコンピュータ（ＰＣ）２０は、メインコントローラ（ＭＣ）３１に対して印刷指令を送信し、ヘッドデータを設定する（Ｄａ）。（２）メインコントローラ（ＭＣ）３１は、このヘッドデータの設定をエンジンコントローラ（ＥＣ）３３に送信する（Ｄｂ）。（３）エンジンコントローラ（ＥＣ）３３は、ヘッドコントローラ（ＨＣ）３４にヘッドデータの設定を送信する（Ｄｃ）。（４）ヘッドコントローラ（ＨＣ）３４は、各ＭＬＡヘッドにヘッドデータの設定を送信する（Ｄｄ）。

（５）各ＭＬＡヘッドは、ヘッド情報をヘッドコントローラ（ＨＣ）３４に送信する（Ｄｅ）。（６）エンジンコントローラ（ＥＣ）３３は、ヘッドコントローラ（ＨＣ）３４からヘッド情報を取得する（Ｄｆ）。（７）メインコントローラ（ＭＣ）３１は、エンジンコントローラ（ＥＣ）３３からヘッド情報を取得する（Ｄｇ）。（８）ホストコンピュータ（ＰＣ）２０は、メインコントローラ（ＭＣ）３１からステータス情報と、ヘッド情報を取得する（Ｄｈ）。

感光体に形成される印刷画像で、感光体の回動方向に１行目〜４行目の４行の画像が印刷されているものとする。この場合には、１行毎にＭＬＡを点灯させた印刷画像をスキャンする印刷画像の濃度分布を測定し、印刷画像のドット位置を測定する。次に、前記印刷画像のドット位置の測定結果をスクリーンテーブルに反映する。この処理には、色変換用パラメータ値の変更、スクリーンテーブル、または、スクリーン処理用パラメータ値の変更が含まれる。以上の処理をＭＬＡの行数繰り返す。このような機能を持つ装置により、スクリーンテーブルを作成する。

図４の構成では、メインコントローラ（ＭＣ）３１に、各色に対応したＭＬＡの冗長ドットなどの固体情報を記憶するメモリ３２を設けている。このようなＭＬＡの固体情報を記憶するメモリ３２は、すべての露光ヘッドに設けられている。

ＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報の取得要求は、図４のブロック図において次の経路で行う。プリンタドライバ（又は画像処理モジュール）（２３）→メインコントローラ（３１）→エンジンコントローラ（３３）→ヘッドコントローラ（３４）→各ＭＬＡヘッド（３７Ｃ〜３７Ｋ）。

ＭＬＡ内の発光素子のピッチ誤差情報の取得は、図４のブロック図において次の経路で行う。各ＭＬＡヘッド（３７Ｃ〜３７Ｋ）→ヘッドコントローラ（３４）→エンジンコントローラ（３３）→メインコントローラ（３１）→プリンタドライバ（又は画像処理モジュール）（２３）。

本発明の実施形態においては、４つの感光体に４つのラインヘッドで露光し、４色の画像を同時に形成し、１つの無端状中間転写ベルト（中間転写媒体）に転写する、タンデム式カラープリンター（画像形成装置）に用いるラインヘッドを対象としている。

図７は、発光素子として有機ＥＬ素子を用いたタンデム式画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個のラインヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものである。

図７に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１、従動ローラ５２、テンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３により図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して、所定間隔で感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味している。感光体４１Ｋ〜４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

また、露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、クリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。各ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。

６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６７は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６９は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードである。

以上、本発明の画質の劣化を抑制した画像形成装置および画像形成方法をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明の実施形態を示すフローチャートである。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図を示す説明図である。 本発明の前提技術を示す説明図である。

符号の説明

１・・・基板、２・・・発光素子、３・・・発光素子グループ（スポットグループ）、４・・・レンズ（ＭＬ）、６ａ、６ｂ・・・結像スポット、７ａ、７ｂ・・・発光素子行、８・・・縦筋、１１、１２・・・スクリーンテーブル、２０・・・ホストコンピュータ
（ＰＣ）、２２・・・ＭＬＡの固体情報を記憶するメモリ、２３・・・プリンタドライバ（画像処理部）、２４・・・色変換モジュール、２５・・・スクリーン処理モジュール、２６・・・ページメモリ、３０・・・画像形成部（プリンタ）、３１・・・メインコントローラ（ＭＣ）、３３・・・エンジンコントローラ（ＥＣ）、３４・・・ヘッドコントローラ（ＨＣ）、３５・・・ヘッド制御モジュール、３６・・・エンジン部（ＥＧ）、３７Ｃ、３７Ｍ、３７Ｙ、３７Ｋ・・・ＭＬＡヘッド、３８Ｃ、３８Ｍ、３８Ｙ、３８Ｋ・・・ＭＬＡヘッドに設けたメモリ、４１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）・・・感光体、５０・・・中間転写媒体、１０１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）・・・露光ヘッド、Ｐ・・・記録媒体、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ・・・画像形成ステーション

Claims (8)

1. 潜像担持体と、
   結像光学系、および第１の方向に配設された前記結像光学系で前記潜像担持体に結像される光を発光する発光素子を有する露光ヘッドと、
   前記発光素子のアドレス情報を記憶する記憶部と、を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記アドレス情報は、前記第１の方向に配設される前記発光素子の間の距離情報である請求項１に記載の画像形成装置。
3. スクリーン処理部を有し、前記アドレス情報に基づき画像データのスクリーン処理を行う請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記スクリーン処理部に、スクリーンデータを設け、前記スクリーン処理は、前記アドレス情報に基づいて、前記スクリーンデータを補正する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記発光素子を前記第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向に配設する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記結像光学系は倒立系である請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 倒立系の結像光学系で結像される光を発光する発光素子のアドレス情報を設定する工程と、
   前記発光素子の前記アドレス情報を受信して、メモリに保存する工程と、
   前記アドレス情報に基づいてスクリーン処理する工程と、
   スクリーン処理された画像データを記録媒体に印刷する工程と、
   を有することを特徴とする画像形成方法。
8. 前記発光素子のアドレス情報を設定する工程は、画像処理を行うモジュール、または、露光ヘッドに設けられたモジュールのいずれかに設定する請求項７に記載の画像形成方法。

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