JP2019098619A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易的なfθレンズの構成、またはfθレンズが無い構成でも、光ビームの走査方向において分割領域の境界で倍率微分値を同じにすることで、高画質な画像形成を可能とする画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体と、光源と、偏向手段と、光ビームの走査方向における異なる複数の走査領域1301,1302,1303毎に設定された倍率補正データを記憶する記憶手段と、倍率補正データに基づいて、各倍率補正データに対応する領域に含まれる走査位置毎の画像データを補正し、補正した画像データに基づいて駆動信号を出力する補正手段と、駆動信号で駆動する光源駆動部とを有し、倍率補正データは走査方向における走査位置を変数とする2次関数1304を規定し、複数の領域に含まれる隣接する2つの領域の境界に関し、一方の微分値と、他方の微分値と、が等しくなるように、2つの領域に対応する2つの2次関数の係数がそれぞれ設定される。【選択図】図12
Description
本発明は、画像形成装置に関し、例えば複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に好適な、光走査における倍率補正に関するものである。
従来、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム表面を帯電装置によって均一に帯電し、レーザー光を走査させる露光装置を用いて静電潜像を形成し、現像装置でトナーを付着させて可視画像化する。そして、転写装置によって紙などの記録媒体に転写し、定着装置によってトナー画像を記録媒体に定着する。
このような構成において、露光装置では、ポリゴンミラーの回転と感光体ドラムの回転により、レーザー光が感光体ドラム表面を2次元走査する。このとき、ポリゴンミラーの回転による走査を主走査とし、感光体ドラムの回転による走査を副走査とする。また、ポリゴンミラーの回転による主走査において、レーザー光の光路上にfθレンズを配置して、主走査速度や光路長、入射角度などのレーザー走査特性を均一にしている。
特許文献1では、ローコストを追及してfθレンズを使わない光学構成として、倍率補正を全て電気的な画像処理補正による方式が提案されている。この中では、主走査方向の領域分割を副走査位置によって異なる領域分割を行い、倍率補正することで、領域境界でのモアレや色ずれを抑制する方法が提案されている。
特許文献2では、主走査において各分割領域の倍率誤差が走査端部で累積されて大きくなることを抑制する方法が提案されている。この中で、主走査において各分割区間における部分倍率が全幅倍率に合うように1次式を用いて補正をかける方法を提案している。
ここで、従来のfθレンズを用いる光学構成では、1主走査内の倍率補正は±3%以下の値で行っているが、fθレンズを用いない光学構成では、主走査端部での倍率変動量が大きくなり、画像歪が発生し易くなる。図14に、fθレンズを使わない光学構成の倍率計算を説明する。ポリゴンミラー1501の回転が所定速度で安定している状態では、回転角速度は一定となる。このとき、感光体ドラム1502への照射角度θ、ポリゴンミラー1501と感光体ドラム1502の距離をR、感光ドラム1502の面上の距離L、時間tとし、走査速度v(θ)の導出に関する式1〜4に示す。
ΔL=R×tan(θ+Δθ)−R×tanθ ・・・式1
ΔL/Δθ=R×(tan(θ+Δθ)−tanθ)/Δθ ・・・式2
Δθ→0
ΔL/Δθ=R/cos2θ ・・・式3
ΔL/Δθ=R×(tan(θ+Δθ)−tanθ)/Δθ ・・・式2
Δθ→0
ΔL/Δθ=R/cos2θ ・・・式3
ここで、ポリゴン回転角速度は、Δθ/Δt=ωを用いて、
v(θ)=ΔL/Δt=ΔL/Δθ×Δθ/Δt=Rω/cos2θ ・・・式4
走査速度v(θ)は画素倍率に比例するものであり、横軸に照射角度θ、縦軸に画素倍率をプロットしたグラフを図15に示す。図15では、θ=0°のときv(θ)=Rωで画素倍率を1として正規化している。
v(θ)=ΔL/Δt=ΔL/Δθ×Δθ/Δt=Rω/cos2θ ・・・式4
走査速度v(θ)は画素倍率に比例するものであり、横軸に照射角度θ、縦軸に画素倍率をプロットしたグラフを図15に示す。図15では、θ=0°のときv(θ)=Rωで画素倍率を1として正規化している。
ここで、走査光学系の物理的サイズを小さくするため、距離Lを保って距離Rをなるべく小さくすることが要求され、それに応じて画素倍率の最大値も大きくなっている。
そして、主走査方向において各分割区間における部分倍率を変える場合、従来の方法では、各々の領域で値が異なる一定の画素倍率を設定する、あるいは線形補間された画素倍率で補正している(特許文献2)。このとき、例えば32領域に分割した図16において、前者の場合は、走査端部1701に示すように領域境界で倍率差1702が大きくなる。また、後者の場合は、走査端部1703に示すように領域境界で倍率変化率が不連続1704になる。そのため、出力画像に疑似輪郭が発生し易くなる。
本発明の目的は、簡易的なfθレンズの構成、またはfθレンズが無い構成でも、光ビームの走査方向において分割領域の境界で倍率微分値を同じにすることで、高画質な画像形成を可能とする画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体と、光ビームを出射する光源と、前記光源が出射する光ビームが前記感光体上を走査するように、前記光ビームを偏向する偏向手段と、前記光ビームの走査方向における異なる複数の走査領域毎に設定された倍率補正データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記倍率補正データに基づいて、各倍率補正データに対応する領域に含まれる走査位置毎の画像データを補正し、補正した画像データに基づいて駆動信号を出力する補正手段と、前記光源を前記駆動信号で駆動する光源駆動部と、を有し、前記倍率補正データは走査方向における走査位置を変数とする2次関数を規定し、前記変数と前記2次関数とによって演算される演算結果が当該変数に対応する走査位置に形成する画素の倍率を補正するための補正量に相当し、前記複数の領域に含まれる隣接する2つの領域に関して、一方の領域に対応する前記2次関数の微分式と前記2つの領域の境界に相当する変数とによって演算される微分値と、他方の領域に対応する前記2次関数の微分式と前記2つの領域の境界に相当する変数とによって演算される微分値と、が等しくなるように、前記2つの領域に対応する2つの2次関数の係数がそれぞれ設定されていることを特徴とする。
本発明によれば、簡易的なfθレンズの構成、またはfθレンズが無い構成でも、光ビームの走査方向において分割領域の境界で倍率微分値を同じにすることで、高画質な画像形成を可能とする画像形成装置を提供できる。
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。
<第1の実施形態>
(画像形成装置)
図1(a)は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるデジタル複写機の本体構成を示している。具体的には、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルフルカラープリンター(カラー画像形成装置)の概略断面図である。画像形成装置100には、色別に画像を形成する4つの画像形成部101Y、101M、101C、101Kが備えられている。ここで、Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部101Y、101M、101C、101Kはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。
(画像形成装置)
図1(a)は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるデジタル複写機の本体構成を示している。具体的には、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルフルカラープリンター(カラー画像形成装置)の概略断面図である。画像形成装置100には、色別に画像を形成する4つの画像形成部101Y、101M、101C、101Kが備えられている。ここで、Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部101Y、101M、101C、101Kはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。
画像形成部101Y、101M、101C、101Kには、回転可能な感光体ドラム102Y、102M、102C、102Kが備えられている。感光体ドラム102Y、102M、102C、102Kの周りには、帯電装置(帯電器)103Y、103M、103C、103Kがそれぞれ設けられている。また、光走査装置104Y、104M、104C、104K、現像装置(現像器)105Y、105M、105C、105Kがそれぞれ設けられている。
また、感光体ドラム102Y、102M、102C、102Kの下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト(中間転写体)107が配置されている。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とに張架され、画像形成中は図中の矢印B方向に回転する。また、中間転写ベルト107を介して、感光体ドラム102Y、102M、102C、102Kに対向する位置には一次転写装置(転写器)111Y、111M、111C、111Kが設けられている。
また、本実施形態の画像形成装置100は、中間転写ベルト107上のトナー像を定着するための定着装置(定着器)113を備える。ここで、斯かる構成を有する画像形成装置100の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における当該画像形成プロセスは同一であるため、画像形成部101Yを例にして説明し、画像形成部101M、101C、101Kにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。
まず、画像形成部101Yの帯電装置により、回転駆動される感光体ドラム102Yを帯電する。そして、帯電された感光体ドラム102Y(像担持体)のドラム表面上(被走査面上、所定面上)で、後に詳述する光走査装置104Yにおけるレーザ光源からの光ビームを、ポリゴンミラーの回転により走査方向(主走査方向)に走査露光する。これによって、回転する感光体上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置105Yによってイエローのトナー像として現像される。
以下、転写工程以降の画像形成プロセスについて、画像形成部を例に説明する。一次転写装置111Y、111M、111C、111Kが、転写ベルトに転写バイアスを印加する。これによって、各画像形成部の感光体ドラム102Y、102M、102C、102K上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれ中間転写ベルト107に転写される。これによって中間転写ベルト107上で各色のトナー像が重ね合される。
このように、中間転写ベルト107に4色のトナー像が転写される。すると、中間転写ベルト107上に転写された4色トナー像は2次転写装置112にて、手差し給送カセット114または給紙カセット115から2次転写部に搬送されてきた記録媒体S上に再び転写(2次転写)される。そして、記録媒体S上のトナー像は定着装置113で加熱定着され、排紙部に排紙され、記録媒体(被転写材、記録材、記録紙)S上にフルカラー画像が得られる。
また、画像形成装置は、図1(b)に示すように構成されても良い。図1(b)において、カラー画像形成装置1060には、パーソナルコンピュータ等の外部機器1052からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が入力する。コードデータであるこれらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ1053によって、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、B(ブラック)の各画像信号(ドットデータ)に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置1061、1062、1063、1064に入力される。
そして、これらの光走査装置(詳細は後述)からは、各画像データに応じて変調された光ビーム1041、1042、1043、1044が射出される。そして、これらの光ビームによって、感光ドラム1071、1072、1073、1074の感光面が主走査方向に走査される。本実施形態におけるカラー画像形成装置は、光走査装置(1061、1062、1063、1064)を各々平行に4個並べ、各々がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、B(ブラック)の各色に対応している。
外部機器1052としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置1060とで、カラーデジタル複写機が構成される。
(光走査装置)
図2に、感光体ドラム102と共に、光走査装置104、および、光走査装置104の制御部の構成を示す。なお、各色の感光体ドラムと光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Y、M、C、Kを省略する。
図2に、感光体ドラム102と共に、光走査装置104、および、光走査装置104の制御部の構成を示す。なお、各色の感光体ドラムと光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Y、M、C、Kを省略する。
光走査装置104は、光源として複数のレーザー光(光ビーム)を発生するマルチビームレーザー光源201を備える。また、レーザー光を平行光に整形するコリメータレンズ202と、コリメータレンズ202を通過したレーザー光を副走査方向(感光体の回転方向に対応する方向)へ集光するシリンドリカルレンズ203と、ポリゴンミラー(回転多面鏡)204を備える。なお、レーザー光源201は複数のビームを配列したマルチビーム光源、または単一の光源を用いた場合も同様に動作させるものとする。
ポリゴンミラー204は、回転動作するモータ部とモータ軸に取り付けられた反射ミラーからなる。本実施形態では5面のミラーだが、他の面数でも良い。さらに、ポリゴンミラー204によって偏向されたレーザー光を検知し、レーザー光を検知したことに応じて水平同期信号(以下、BD信号)を出力する信号生成手段であるところのBeamDetector207(以下、BD207)を備える。
光走査装置104から出射したレーザー光は、感光体ドラム102上を走査露光する。レーザー光の走査方向(主走査方向)は、感光体ドラム102の回転軸に対して平行に走査するように、光走査装置104と感光体ドラム102の位置決めがなされている。ポリゴンミラー204のミラー面が感光体ドラム上を一回走査する度に、マルチビームレーザーのレーザー素子数分の走査ラインを同時に形成する。
(光走査装置の制御部208)
次に、図2で、光走査装置104の制御部208について説明する。制御部208は、倍率補正データ(後に詳述する演算された係数an、bn、cn)に基づいて、各倍率補正データに対応する領域に含まれる走査位置毎の画像データを補正し、補正した画像データに基づいて駆動信号を出力する補正手段としても機能する。なお、光ビームの走査方向における異なる複数の走査領域毎に設定された倍率補正データは、記憶手段としてメモリ(例えば図2に示すメモリ209)に記憶されている。
次に、図2で、光走査装置104の制御部208について説明する。制御部208は、倍率補正データ(後に詳述する演算された係数an、bn、cn)に基づいて、各倍率補正データに対応する領域に含まれる走査位置毎の画像データを補正し、補正した画像データに基づいて駆動信号を出力する補正手段としても機能する。なお、光ビームの走査方向における異なる複数の走査領域毎に設定された倍率補正データは、記憶手段としてメモリ(例えば図2に示すメモリ209)に記憶されている。
本実施形態において、上述した倍率補正データは走査方向における走査位置を変数とする2次関数を規定し、変数と2次関数とによって演算される演算結果が当該変数に対応する走査位置に形成する画素の倍率を補正するための補正量に相当する。そして、複数の領域に含まれる隣接する2つの領域に関して、一方の領域に対応する2次関数の微分式と2つの領域の境界に相当する変数とによって演算される微分値は、以下のように設定される。
すなわち、他方の領域に対応する2次関数の微分式と2つの領域の境界に相当する変数とによって演算される微分値と、等しくなるように設定される。このように、2つの領域に対応する2つの2次関数の係数がそれぞれ設定される。
制御部208には、画像データを生成する画像コントローラ(図1(b)に示したプリンタコントローラ1053)から画像データが入力する。そして、制御部208は、BDセンサ207、メモリ209、後に詳述する光源駆動部としてのレーザー駆動部210、ポリゴンミラー駆動部211と接続している。
制御部208は、BDセンサ207から出力されるBD信号を基に主走査ラインの書き出し位置の検知と、BD信号の時間間隔をカウントすることでポリゴンミラー204の回転速度を検知する。そして、ポリゴンミラー204が所定の速度となるようにポリゴンミラー駆動部211に加速減速を指示する。ポリゴンミラー駆動部211は、入力した加速減速信号に対応して、ポリゴンミラー204のモータ部に駆動電流を供給し、モータを駆動する。
(制御部208で行われる画像処理)
図3に、制御部208で行われる画像処理のブロック図を示す。本実施形態では、主走査ラインを画素単位で複数のセグメント(領域0〜領域31の32領域)に分割することを前提とする。領域・画素カウンタ301では、主走査方向に画素カウントを行い、32領域の各々で、領域番号を出力する。更に、各領域内の画素カウント値も出力する。32領域のそれぞれの長さ指定は、予め32領域個別に画素数で指定されている。ここで、図7に示すように、32領域のそれぞれの長さをl0、l1、l2、・・・l30、l31で表す。
図3に、制御部208で行われる画像処理のブロック図を示す。本実施形態では、主走査ラインを画素単位で複数のセグメント(領域0〜領域31の32領域)に分割することを前提とする。領域・画素カウンタ301では、主走査方向に画素カウントを行い、32領域の各々で、領域番号を出力する。更に、各領域内の画素カウント値も出力する。32領域のそれぞれの長さ指定は、予め32領域個別に画素数で指定されている。ここで、図7に示すように、32領域のそれぞれの長さをl0、l1、l2、・・・l30、l31で表す。
BD信号が入力されると、画素カウンタと領域カウンタがクリアされる。画素カウンタは、0からlnまでカウントする。その後、画素カウンタはクリアされて0からln+1までカウントアップする。nは0〜最大31までである。この動作を繰り返すことで、領域番号とその領域内の画素カウントをプロファイル演算部302に出力する。
プロファイル演算部302は、領域番号に対応したプロファイル関数で画素倍率を計算し、画素サイズ演算部303へ出力する。本実施形態において特徴的なプロファイル演算部302について、詳しくは後述する。
画素サイズ演算部303は、プロファイル演算部302の出力に基づいて1画素を形成するためのビットデータのビット数を示すデータをPWM変換304に出力する。
以下、1画素とビットデータのビット数について、図4で説明する。ビットデータ401は、後段のPWM変換部304にて高速のクロックで出力される最小単位のデータである。各画素のサイズは、PWM信号としてクロック出力される最小単位であるビットデータ401の整数倍によって規定される。図4で、画素周期402はプロファイル演算部302によって決定される周期であり、走査位置によって異なる。。
画素倍率が基準値として1であるとき、各画素における基準サイズは、インチ当りの解像度の設定に応じて定められる。例えば、600DPIで208個のビットデータによって1画素が形成される。そのため、前述のプロファイル演算部302からの倍率指定が0.81609のとき、208×0.81609+α≒169個のビットデータによって1画素が形成される。ここで、αは前画素サイズ計算時の小数部で、PWM変換304に出力されない画素サイズの小数部を累積させることで全体サイズの誤差をなくしている。
PWM変換部304は、画素濃度入力と、その画素に対応する画素サイズ演算部303からの画素サイズ入力とから、レーザ駆動部210へレーザー駆動信号としてのPWM信号(パルス幅変調信号)を出力する(図4)。これにより、レーザ駆動部210は、マルチビームレーザー光源201を、画素サイズ演算部303で演算された各画素のサイズと、各画素に対応した画像データ値(濃度)とに対応する駆動信号で駆動する。
ここで、各画素のサイズに応じて各画素に対応した濃度毎のPWM信号に関するデータがテーブルとして記憶されていると、迅速にPWM信号を出力できるため好ましい。本実施形態では、PWMテーブル305(図5)をLUT(ルックアップテーブル)として利用し、PWM信号を出力するためのPWMパターンを生成する。PWMパターンは、高速クロックによりパラシリ変換されてレーザー駆動信号(PWM信号)として出力される。
PWMテーブル305(図3)は、画素濃度と画素サイズからPWM信号を生成するためのLUTで、例えば濃度が0〜15の4ビットデータで基準画素サイズが230のLUTが図5に示されている。図5は、画素サイズ200から201、202・・・、230・・・、259、260のそれぞれで、濃度0〜15に対してのWL(WhiteLeft)、B(Black)、WR(WhiteRight)のビットデータのテーブル(ビットパターン)を示す。
WL、B、WRは、図4に示すPWM波形403の開始点からのビットデータのビット数指定で、左の白の長さWL(WhiteLeft)404と、B(Black)405と、WR(WhiteRight)406を表している。
図3に示すように、PWM変換部304から出力されたレーザー駆動信号は前述の光走査装置104のレーザー駆動部210に接続されて、レーザー光源201を駆動することで画像形成を行う。
以下、本実施形態に係るプロファイル演算部302の動作を、より詳しく説明する。本実施形態のプロファイル関数は、各領域(各セグメント)で個別に設定できる曲線関数として2次関数Prnで定義されている。そして、各領域(各セグメント)における2次関数の係数an、bn、cnが予め設定されている。すなわち、2次関数Prnは、以下の2次関数である。
Prn(x)=anx2+bnx+cn(nは整数0〜31で領域(セグメント)を示す)
各領域(各セグメント)における2次関数の係数an、bn、cnは、各領域で個別に設定(特定)される。すなわち、後述するように予め測定された部分倍率M0、M1、M2、・・・M30、M31を基に計算(演算)される。
各領域(各セグメント)における2次関数の係数an、bn、cnは、各領域で個別に設定(特定)される。すなわち、後述するように予め測定された部分倍率M0、M1、M2、・・・M30、M31を基に計算(演算)される。
<各領域(各セグメント)における部分倍率の測定>
図6に、各領域(各セグメント)における部分倍率の測定のフローチャートを示す。走査光検知時間測定701では、図7に示す光走査装置104の組み立て時に光走査線(光走査ライン)801上にBDセンサ207とドラム上に10mm間隔で配置されたセンサ802を用いて,各センサ802間の走査時間を測定する。
図6に、各領域(各セグメント)における部分倍率の測定のフローチャートを示す。走査光検知時間測定701では、図7に示す光走査装置104の組み立て時に光走査線(光走査ライン)801上にBDセンサ207とドラム上に10mm間隔で配置されたセンサ802を用いて,各センサ802間の走査時間を測定する。
ここで、領域長l0=20mm、l1=l2=・・・=l30=l31=10mmとして設計されている。図8に,BDセンサ207を走査レーザー光が通過した時間を0とした各センサ802の走査レーザー光の通過時間の測定値を示す。sns0〜31はBDセンサ207に続くセンサ802(図7)である。
図6に示すセンサ間時間702において、各領域(各セグメント)の走査時間をt0、t1、t2、・・・t30、t31として、走査光検知時間測定701の測定値から時間差を求める。各領域(各セグメント)の走査時間を、図9に示す。
次に、理想走査速度計算部703で、理想走査速度としての基準走査速度(ドラム上を一定速度で走査する)vrefを、BDセンサ207(sns0)から各センサ802の最も下流側のセンサ(sns30)までの距離、走査時間から以下のように計算する。
次に、センサ間走査速度計算704で、各領域の走査時間t0、t1、t2、・・・t30、t31と領域長l0、l1、l2、・・・l30、l31から、各領域(各セグメント)の走査速度を以下のように計算する。
vn=ln/tn(nは0〜31)・・・式6
次に,センサ間倍率計算705で、各領域(各セグメント)における部分倍率を計算する。ドラム表面への画像書込み倍率は走査速度vnに比例するため、理想走査速度を1とすると、ドラム表面への画像書込み倍率はvn/vrefとなる。ここで、ドラム表面への画像書込み倍率を1にするため、元画像を縮小することになる。そのため、これを補正するために、各領域(各セグメント)における画像処理の画像倍率を逆数のvref/vnとする。すなわち、式6を代入すると画像倍率Mn=vref×tn/lnとなる。図10に、各領域で計算した部分倍率M0、M1、M2、・・・M30、M31を示す。
次に,センサ間倍率計算705で、各領域(各セグメント)における部分倍率を計算する。ドラム表面への画像書込み倍率は走査速度vnに比例するため、理想走査速度を1とすると、ドラム表面への画像書込み倍率はvn/vrefとなる。ここで、ドラム表面への画像書込み倍率を1にするため、元画像を縮小することになる。そのため、これを補正するために、各領域(各セグメント)における画像処理の画像倍率を逆数のvref/vnとする。すなわち、式6を代入すると画像倍率Mn=vref×tn/lnとなる。図10に、各領域で計算した部分倍率M0、M1、M2、・・・M30、M31を示す。
このように、本実施形態では、主走査ラインを画素単位で複数のセグメント(領域0〜領域31)に分割し、各セグメントにおける部分倍率のデータを第1の倍率データとする。そして、第1の倍率データにおけるそれぞれの部分倍率の逆数となる倍率のデータを第2の倍率データ(M0〜M31)とする。
そして、以下に述べるように第2の倍率データを基に、各セグメントの境界において主走査方向で上流側の倍率微分値(倍率傾き)と下流側の倍率微分値(倍率傾き)が同じになるように主走査方向の位置と倍率に関する曲線関数を定める。そして、各セグメントにおける各画素位置の画素倍率より、各セグメントにおける各画素のサイズを演算する。このような処理を制御部208が行う。
以下、第2の倍率データを基に、主走査方向の位置と倍率に関する曲線関数を用いて、各セグメントにおける各画素位置の画素倍率を取得することについて説明する。本実施形態では、各セグメントに応じた曲線関数として、各セグメントに応じた2次関数を用いて。各セグメントにおける各画素位置の画素倍率を取得する。各セグメントに応じた2次関数は、Prn(x)=anx2+bnx+cn(nは0〜31)で表わされ、各セグメント(nは0〜31)で係数an、bn、cnを演算する。
<領域0>
図11のフローチャートで、領域(セグメント)0において2次関数の係数an、bn、cnを演算するフローを説明する。図12は、第2の倍率データに関する領域0と領域1の拡大図である。倍率M0、M1、M2はそれぞれ領域0(1301)、領域1(1302)、領域2(1303)の倍率で、図10からM0=0.81609、M1=0.85470、M2=0.88019である。領域0はBDからドラム先端までの領域(主走査方向で最も上流側)で、全領域の最初のため、2次関数(部分倍率曲線)1304の始まり位置の倍率微分値(倍率傾き)が規定できない。
図11のフローチャートで、領域(セグメント)0において2次関数の係数an、bn、cnを演算するフローを説明する。図12は、第2の倍率データに関する領域0と領域1の拡大図である。倍率M0、M1、M2はそれぞれ領域0(1301)、領域1(1302)、領域2(1303)の倍率で、図10からM0=0.81609、M1=0.85470、M2=0.88019である。領域0はBDからドラム先端までの領域(主走査方向で最も上流側)で、全領域の最初のため、2次関数(部分倍率曲線)1304の始まり位置の倍率微分値(倍率傾き)が規定できない。
よって、領域0のみ第2の倍率データにおける3つのデータM0、M1、M2から2次関数1304を計算する。ここで、2次関数1304は以下のように表わされる。
Pr0(x)=a0x2+b0x+c0・・・式7
Pr0(x)=a0x2+b0x+c0・・・式7
そして、測定値3点2次関数代入1201で、3つのデータM0、M1、M2を式7に代入すると、
Pr0(0)=a002+b00+c0=M0・・・式8
Pr0(l0)=a0l0 2+b0l0+c0=M1・・・式9
Pr0(l0+l1)=a0(l0+l1)2+b0(l0+l1)+c0=M2・・・式10
Pr0(0)=a002+b00+c0=M0・・・式8
Pr0(l0)=a0l0 2+b0l0+c0=M1・・・式9
Pr0(l0+l1)=a0(l0+l1)2+b0(l0+l1)+c0=M2・・・式10
係数計算1202では、式8、9、10の連立3元2次方程式を解く。式8より、
c0=M0=0.81609となる。また、式9より、a0l0 2+b0l0=M1−M0であり、係数a0について解くと
c0=M0=0.81609となる。また、式9より、a0l0 2+b0l0=M1−M0であり、係数a0について解くと
これにM0、M1、M2、l0、l1を代入すると、
次に領域最後の傾き計算1203では、領域0と領域1の境界での倍率変化の傾きを求める。傾きは微分値なので式7より、
<領域1>
次に、主走査方向で下流側に隣接する領域(セグメント)1の倍率2次関数の係数a1、b1、c1の計算を図13のフローチャートで説明する。第2の倍率データにおける2つのデータM1、M2と、前領域(領域0)との境界の倍率微分値(倍率傾き)が同じことから計算する。ここで倍率2次関数1305を
Pr1(x)=a1x2+b1x+c1・・・式14
とする。
次に、主走査方向で下流側に隣接する領域(セグメント)1の倍率2次関数の係数a1、b1、c1の計算を図13のフローチャートで説明する。第2の倍率データにおける2つのデータM1、M2と、前領域(領域0)との境界の倍率微分値(倍率傾き)が同じことから計算する。ここで倍率2次関数1305を
Pr1(x)=a1x2+b1x+c1・・・式14
とする。
測定値2点2次関数代入1401で、2つのデータM1、M2を式14に代入すると、
Pr1(0)=c1=M2 ・・・式15
Pr1(l1)=a1l1 2+b1l1+c1=M2・・・式16
Pr1(0)=c1=M2 ・・・式15
Pr1(l1)=a1l1 2+b1l1+c1=M2・・・式16
領域境界傾き1402で、前領域最後の倍率微分値(領域0と領域1の境界において主走査方向で上流側の倍率傾き)と現領域の最初の倍率微分値(領域0と領域1の境界において下流側の倍率傾き)を等しくすると、以下の式を満足する。
係数計算1403では、式14、15、16の連立3元2次方程式を解く。
式15よりc1=0.85470
式16より、上述の領域0と同様にして、a0について解くと
式15よりc1=0.85470
式16より、上述の領域0と同様にして、a0について解くと
式17より
2a0l0+b0=b1
a0、l0、b0を代入して、b1を求めると、
2a0l0+b0=b1
a0、l0、b0を代入して、b1を求めると、
次に,領域最後の傾き計算1404で、領域1と領域2の境界での倍率変化の傾きを求める。上述の領域0と同様にして、
となる。式19は次の領域の係数計算に使用する。
<領域2〜31>
領域2〜31の2次関数の係数a2、b2、c2〜a31、b31、c31については、上述の領域1と同様の計算で求める。
領域2〜31の2次関数の係数a2、b2、c2〜a31、b31、c31については、上述の領域1と同様の計算で求める。
このようにプロファイル演算302では予め設定されている各領域の倍率(2次関数)で画素単位の画素倍率を計算する。この時、隣合う領域の境界で倍率傾きを等しくすることを特徴とする。これにより、倍率変動が滑らかに連続するため、倍率補正による画像モアレ、疑似輪などの発生を抑制できる。
(変形例)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
(変形例1)
上述した実施形態では、各セグメントにおける第2の倍率データを基に、各セグメントに応じた曲線関数を用いて、各セグメントにおける各画素位置での画素倍率を演算したが、本発明はこれに限られない。例えば、各セグメントにおける第2の倍率データとしてM0〜M31の全データから1つの曲線関数を用いて各画素位置における画素倍率を演算するようにしても良い。
上述した実施形態では、各セグメントにおける第2の倍率データを基に、各セグメントに応じた曲線関数を用いて、各セグメントにおける各画素位置での画素倍率を演算したが、本発明はこれに限られない。例えば、各セグメントにおける第2の倍率データとしてM0〜M31の全データから1つの曲線関数を用いて各画素位置における画素倍率を演算するようにしても良い。
(変形例2)
また、上述した実施形態では、曲線関数として2次関数を用いたが、3次以上の関数を用いても良い。また、分割される領域(セグメント)の数は32に限られない。
また、上述した実施形態では、曲線関数として2次関数を用いたが、3次以上の関数を用いても良い。また、分割される領域(セグメント)の数は32に限られない。
204・・ポリゴンミラー、208・・制御部、210・・レーザー駆動部
Claims (9)
- 感光体と、
光ビームを出射する光源と、
前記光源が出射する光ビームが前記感光体上を走査するように、前記光ビームを偏向する偏向手段と、
前記光ビームの走査方向における異なる複数の走査領域毎に設定された倍率補正データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記倍率補正データに基づいて、各倍率補正データに対応する領域に含まれる走査位置毎の画像データを補正し、補正した画像データに基づいて駆動信号を出力する補正手段と、
前記光源を前記駆動信号で駆動する光源駆動部と、
を有し、
前記倍率補正データは走査方向における走査位置を変数とする2次関数を規定し、
前記変数と前記2次関数とによって演算される演算結果が当該変数に対応する走査位置に形成する画素の倍率を補正するための補正量に相当し、
前記複数の領域に含まれる隣接する2つの領域に関して、一方の領域に対応する前記2次関数の微分式と前記2つの領域の境界に相当する変数とによって演算される微分値と、他方の領域に対応する前記2次関数の微分式と前記2つの領域の境界に相当する変数とによって演算される微分値と、が等しくなるように、前記2つの領域に対応する2つの2次関数の係数がそれぞれ設定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記複数の領域におけるそれぞれ測定された倍率のデータを第1の倍率データとし、前記第1の倍率データにおけるそれぞれの倍率の逆数となる倍率のデータを第2の倍率データとするとき、
前記第2の倍率データを基に、前記倍率補正データを取得することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1の倍率データを、前記複数の領域のそれぞれに設けた各センサの間の距離と、各センサの間を前記光ビームが通過する時間から演算される走査速度の基準走査速度に対する比として取得することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記走査方向で最も上流側の領域において、前記2次関数をf(x)=a0x2+b0x+c0とし、前記第2の倍率データのうち3つの前記領域に対応した値に基づき、係数a0、b0、c0を特定することを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。
- 前記走査方向で最も上流側の領域を除くそれぞれの領域において、前記2次関数をf(x)=anx2+bnx+cn(nは整数)とし、前記第2の倍率データのうち2つの前記領域に対応した値と、上流側で隣接する前記領域の境界における前記2次関数の微分式と前記2つの領域の境界に相当する変数とによって演算される微分値と、に基づき、係数an、bn、cnを特定することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記補正手段は、前記複数の領域における各画素のサイズを演算する画素サイズ演算部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画素サイズ演算部で演算された各画素のサイズと、各画素に対応した画像データ値とに対応する駆動信号としてのPWM信号を生成するためのルックアップテーブルを有することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記各画素のサイズは、前記PWM信号としてクロック出力される最小単位であるビットデータの整数倍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。
- 前記各画素における基準サイズは、インチ当りの解像度の設定に応じて定められることを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。
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