JP2007182031A

JP2007182031A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007182031A
Application number: JP2006002778A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Nakano; 一成中野; Jun Nakai; 潤中井
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-07-19
Also published as: US20070159657A1

Abstract

【課題】擬似高解像度技術を用いて画像形成を行う場合の画像再現性を更に高めること。
【解決手段】入力ディザパターン特定部１０２は、入力ディザ画像を複数のブロックに区分し、各ブロックの入力ディザパターンを特定する。出力ディザ画像生成部１０３は、各ブロックに対して特定された入力ディザパターンを出力ディザパターンに変換する。基準点灯時間特定部１０４は、感光体ドラムの暗電位分布、及び中間感度分布、レーザービームの主走査方向に対する光量分布、並びに出力ディザパターンから各ブロックの基準点灯時間を特定する。区間点灯時間算出部１０５は、各ブロックに対して特定された基準点灯時間を基に、各区間の区間点灯時間を定める。実点灯時間算出部１０６は、主走査方向に隣接する区間同士の実点灯時間の差が制限値以下となるように各区間の区間点灯時間を補正して、各区間の実点灯時間を算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ネットワークプリンタ、デジタル複合機、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。

特許文献１には、例えば解像度が１２００ｄｐｉの原画像を６００ｄｐｉの再現能力しかないプリンタを用いて印刷する場合であっても、各画素のレーザービームの点灯時間を調節することで、擬似的に１２００ｄｐｉの画像を再現する疑似高解像度技術が開示されている。

図１２は、特許文献１に示す技術を説明する図である。この図に従って特許文献１の技術を説明すると、まず、パソコン等の機器から送信された原画像は、公知のディザ法を用いて、入力ディザ画像に変換される。この入力ディザ画像は複数のブロックに細分化され、各ブロックのディザパターンが予め定められた入力ディザパターン（入力テンプレート）Ａ，Ｂ，・・・のいずれに該当するか特定される。そして、特定された入力ディザパターンが、各入力ディザパターンＡ，Ｂ，・・・に対して予め定められた出力ディザパターン（出力テンプレート）Ａ，Ｂ，・・・に変換され、入力ディザ画像が出力ディザパターンからなる出力ディザ画像に変換される。ここで、出力ディザパターンには、像担持体上で、ある画素と隣接する画素との間に画素を補間するようなレーザービームの点灯時間が対応付けられている。したがって、プリンタは、各出力ディザパターンと対応付けられたレーザービームの点灯時間に従って出力ディザ画像を露光すれば、６００ｄｐｉの画像再現能力しかないにも拘わらず、１２００ｄｐｉの解像度の画像を再現することが可能となる。

図１３は、出力ディザパターンＡ，Ｂと、出力ディザパターンＡ，Ｂに従ってレーザービームを点灯させた結果、画素が補間される様子を説明する図であり、（ａ）は出力ディザパターンＡ，Ｂを示し、（ｂ）は補間された画素を示し、（ｃ）はレーザービームの副走査方向に対する光量分布を示すグラフである。（ｃ）に示すグラフは縦軸が強度を示し、横軸が副走査方向を示している。

（ａ），（ｂ）において、６００ｄｐｉラインと標記されたラインは、プリンタが実際にレーザービームを走査する走査線を示し、１２００ｄｐｉラインと標記されたラインは補間される走査線を示している。図１３に示す出力ディザパターンＡ，Ｂは４×４の画素から構成され、右方向はレーザービームが走査される主走査であり、下方向は副走査方向となっている。出力ディザパターンＡは、左上の第１行第１列、第２行第１列、第１行第２列、第２行第２列の４つの画素がレーザービームにより点灯される。出力ディザパターンＢは、第２行第２列、第３行第２列、第１行第４列、第２行第４列の４つ画素がレーザービームにより点灯される。

また、（ａ），（ｂ）に示す主走査方向のハッチングが施された矩形領域の主走査方向の幅は、レーザービームの点灯時間を示している。（ｂ）に示す矩形領域の主走査方向の幅が（ａ）に示す矩形領域の主走査方向の幅より大きいため、出力ディザパターンＢの方が、出力ディザパターンＡよりもパルス点灯時間が長いことが分かる。

（ｂ）に示す出力ディザパターンＢに含まれる第１行第４列、第２行第４列の画素を出力ディザパターンＢと対応付けられた点灯時間及び出力パワーのレーザービームで露光すると、例えば（ｃ）に示すように、第１行第４列の画素に対するレーザービームの強度の副走査方向に対する光量分布Ｂ１と、第２行第４列の画素に対するレーザービームの強度の副走査方向に対する光量分布Ｂ２とが重畳され、光量分布Ｂ３が得られる。この結果、（ｂ）に示す第１行目の６００ｄｐｉラインと第２行目の６００ｄｐｉラインとの中間に位置する１２００ｄｐｉライン上に画素が補間される結果、１２００ｄｐｉの解像度を擬似的に再現することが可能となる。
ＵＳｐａｔｅｎｔ−５１３４４９５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、感光体ドラム等の像担持体の暗電位分布、中間感度分布、及びレーザービームの主走査方向の各位置における光量分布が全く考慮されていないため、適切な合成潜像画素を形成することができず、画像再現性が向上させるうえで更なる改良が望まれている。

本発明の目的は、擬似高解像度技術を用いて画像形成を行う場合の画像再現性を更に高めることである。

本発明による画像形成装置は、再現可能な解像度よりも解像度の高い原画像を、擬似高解像度技術を用いて記録紙に印刷する画像形成装置であって、原画像をディザ画像に変換して入力ディザ画像を生成する入力ディザ画像生成手段と、前記入力ディザ画像を複数ブロックに区分して、各ブロックのディザパターンが、予め定められた入力ディザパターンのうち、いずれの入力ディザパターンに該当するかを特定する入力ディザパターン特定手段と、前記原画像を当該原画像の解像度で擬似的に記録紙に印刷させるために入力ディザパターン毎に予め定められた出力ディザパターンを用いて、ブロック毎に特定された入力ディザパターンを変換し、出力ディザ画像を生成する出力ディザ画像生成手段と、像担持体の暗電位の分布及び中間感度の分布、レーザービームの主走査方向に対する光量の分布、及び出力ディザパターンから、前記暗電位、前記中間感度、及び前記光量のバラツキを修正し、かつ、前記出力ディザ画像を前記原画像の解像度で擬似的に印刷するような各ブロックを構成する各画素のレーザービームの点灯時間を示す基準点灯時間を特定する基準点灯時間特定手段と、主走査方向に隣接するブロック同士の基準点灯時間の差が規定値以下となるように基準点灯時間を補正して、各ブロックの実際の点灯時間を示す実点灯時間を算出する実点灯時間算出手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、入力ディザパターン特定手段は、原画像をディザ画像に変換することで得られる入力ディザ画像を複数のブロックに区分し、各ブロックのディザパターンがどの入力ディザパターンに該当するかを特定する。ここで、入力ディザパターンは予め定められた複数種類の入力ディザパターンが存在する。

出力ディザ画像生成手段は、各ブロックに対して特定された入力ディザパターンを各入力ディザパターンに対して予め定められた出力ディザパターンに変換する。ここで、出力ディザパターンは、画像形成装置が再現し得る解像度よりも高い解像度の原画像を、擬似的に原画像の解像度で記録紙に印刷させるために予め定められたディザパターンである。

基準点灯時間特定手段は、感光体ドラムの暗電位分布、中間感度分布、レーザービームの主走査方向に対する光量分布、及び出力ディザパターンから各ブロックの基準点灯時間を特定する。ここで、基準点灯時間は、各ブロックを構成する１画素あたりのレーザービームの点灯時間を定めるものである。

実点灯時間算出手段は、主走査方向に隣接するブロック同士の実準点灯時間の差が規定値以下となるように基準点灯時間を補正して、各ブロックの実点灯時間を算出する。

すなわち、基準点灯時間特定手段により、各ブロックの基準点灯時間が、感光体ドラムの暗電位、中間感度、及びレーザービームの主走査方向の光量のばらつきを修正し、かつ、前記出力ディザ画像を前記原画像の解像度で擬似的に印刷するような時間に特定される。そのため、擬似高解像度技術による原画像の再現性をより高めることができる。

更に、実点灯時間算出手段により、隣接するブロック同士の実点灯時間の差が規定値以下となるように各ブロックの実点灯時間が算出されるため、隣接するブロック同士の濃度差が低くされ、擬似高解像度技術による原画像の再現性をより高めることができる。

また、上記構成において、前記出力ディザ画像を主走査方向に複数の区間に分け、各区間に属するブロックに対して特定された基準点灯時間を基に、各区間の区間点灯時間を算出する区間点灯時間算出手段を更に備え、前記実点灯時間算出手段は、主走査方向に隣接する区間同士の区間点灯時間の差が規定値以下となるように各区間の区間点灯時間を補正して、各区間の実点灯時間を算出することが好ましい。

この構成によれば、区間点灯時間算出手段は、各区間に属するブロックに対して特定された基準点灯時間を基に、各区間の区間点灯時間を定める。実点灯時間算出手段は、主走査方向に隣接する区間同士の実準点灯時間の差が規定値以下となるように区間点灯時間を補正して、各区間の実点灯時間を算出する。そのため、実点灯時間が区間毎に設定される結果、制御の簡素化を図ることができる。

また、上記構成において、前記実点灯時間算出手段は、実点灯時間の算出対象となる注目区間の実点灯時間が、隣接する区間の実点灯時間に対して１／１０以下となるように、各区間の実点灯時間を算出することが好ましい。

この構成によれば、隣接する区間同士の実点灯時間の差を１／１０以下することができ、隣接する区間の濃度差をより低くすることができる。

また、上記構成によれば、前記実点灯時間算出手段は、実点灯時間の算出対象となる注目区間の基準点灯時間が、隣接する区間の実点灯時間に対して、所定の範囲内に存在しない場合、当該範囲内に収まるように前記注目区間の実点灯時間を算出することが好ましい。

この構成によれば、隣接する区間同士の実点灯時間の差をより確実に縮めることが可能となり、隣接する区間の濃度差をより低くすることができる。

また、上記構成において、前記実点灯時間算出手段は、主走査方向に配列されたブロックから構成されるブロックライン毎に、基準点灯時間が最大の区間を特定し、特定した区間から前記ブロックラインの端に位置する区間に向けて順番に実点灯時間を算出し、前記注目区間の基準点灯時間が隣接する区間の実点灯時間に対して所定の範囲内に存在しない場合、当該範囲の下限値を前記注目区間の実点灯時間として算出することが好ましい。

この構成によれば、基準点灯時間が最大の区間からブロックラインの端に位置する区間に向けて順番に実点灯時間が算出され、注目区間の基準点灯時間が隣接する区間の実点灯時間に対して所定範囲に収まらない場合は、注目区間の基準点灯時間が当該範囲の下限値とされるため、基準点灯時間から大きく離れることなく、かつ、隣接する区間の濃度差が縮まるような実点灯時間を算出することができる。

本発明によれば、擬似高解像度技術による原画像の再現性をより高めることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態による画像形成装置の機械的構成を主に示す側面概略図である。本画像形成装置は、本体部２００と、本体部２００の左側に配設された用紙後処理部３００と、ユーザが種々の操作指令等を入力するための操作部４００と、本体部２００の上部に配設された原稿読取部５００と、原稿読取部５００の上方に配設された原稿給送部６００とから構成される。

操作部４００は、表示パネル４０１、スタートキー４０２及びテンキー４０３等を備える。表示パネル４０１は、タッチパネルから構成され、種々の操作画像を表示するとともに、ユーザが種々の操作指令を入力するための種々の操作ボタン等を表示する。この操作ボタンには、ユーザがフォントサイズを拡大する操作指令を入力するための拡大サイズ設定ボタンと、ユーザがフォントサイズを縮小する操作指令を入力するための縮小サイズ設定ボタンとが含まれている。スタートキー４０２は、ユーザが印刷実行指令等を入力するために用いられ、テンキー４０３は、印刷部数等を入力するために用いられる。

原稿給送部６００は、原稿載置部６０１、原稿排出部６０２、給紙ローラ６０３及び原稿搬送部６０４、及びコンタクトガラス６０５等を備え、原稿読取部５００は、スキャナ５０１等を備える。給紙ローラ６０３は、原稿載置部６０１にセットされた原稿を繰り出し、原稿搬送部６０４は、繰り出される原稿を１枚ずつ順にスキャナ５０１上に搬送する。

スキャナ５０１は搬送される原稿を順次読取り、読取られた原稿は原稿排出部６０２に排出される。また、スキャナ５０１は、コンタクトガラス６０５に載置された原稿を読取る場合は、Ａ方向にスライドして原稿を読取る。

本体部２００は、複数の給紙カセット２０１、複数の給紙ローラ２０２、転写ローラ２０３、感光体ドラム２０４、露光装置２０５、現像装置２０６、定着ローラ２０８、排出口２０９、排出トレイ２１０、及び記録紙搬送部２１１等を備える。

感光体ドラム２０４は、矢印方向に回転しながら帯電装置（図示省略）によって一様に帯電される。露光装置２０５は、原稿読取部５００において読取られた原稿の画像データに基づいて生成された変調信号をレーザ光に変換して出力し、感光体ドラム２０４に各色別に静電潜像を形成する。現像装置２０６は、各色の現像剤を感光体ドラム２０４に供給して各色別のトナー像を形成する。

一方、給紙ローラ２０２は、記録紙が収納された給紙カセット２０１から記録紙を引き出し、記録紙搬送部２１１は、引き出された記録紙を転写ローラ２０３へと搬送する。転写ローラ２０３は、搬送された記録紙に感光体ドラム２０４上のトナー像を転写させる。トナー像が転写された記録紙は、記録紙搬送部２１１により定着ローラ２０８へと搬送され、定着ローラ２０８は、転写されたトナー像を加熱して記録紙に定着させる。その後、記録紙は、記録紙搬送部２１１により排出口２０９へと搬送され用紙後処理部３００に搬入される。また、記録紙は、必要に応じて排出トレイ２１０へも排出される。

用紙後処理部３００は、搬入口３０１、記録紙搬送部３０２、搬出口３０３及びスタックトレイ３０４等を備える。記録紙搬送部３０２は、排出口２０９から搬入口３０１に搬入された記録紙を順次搬送し、最終的に搬出口３０３からスタックトレイ３０４へ記録紙を排出する。スタックトレイ３０４は、搬出口３０３から搬出された記録紙の集積枚数に応じて矢印方向に上下動可能に構成されている。

図２は、図１に示す画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。本画像形成装は、原稿読取部１０、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２０、制御部３０、画像メモリ４０、操作表示部５０、印刷部６０、及び画像処理部１００を備えている。

原稿読取部１０は、図１に示す原稿読取部５００から構成され、コピー対象となる原稿の画像データを取得する。通信Ｉ／Ｆ２０は、ＬＡＮボート等から構成され、ＬＡＮを介して接続されたコンピュータから送信される印刷対象となる画像データを受信する。

制御部３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等から構成され、画像形成装置全体を制御する。画像メモリ４０は、ハードディスク等の外部記憶装置から構成され、原稿読取部１０により取得された画像データ、又は通信Ｉ／Ｆ２０により受信された画像データを記憶する。

操作表示部５０は、制御部３０の制御の下、種々の操作画像を表示パネル４０１に表示する。印刷部６０は、図１に示す転写ローラ２０３、感光体ドラム２０４、露光装置２０５、現像装置２０６等から構成され、画像処理部１００により画像処理が施された画像データを記録紙に印刷する。

画像処理部１００は、ＡＳＩＣ等から構成され、原稿読取部１０により取得された原稿の画像データ及び通信Ｉ／Ｆ２０により受信された画像データに対して所定の画像処理を施し、印刷部６０に出力する。

特に本実施の形態では、画像処理部１００は、入力ディザ画像生成部１０１、入力ディザパターン特定部１０２、出力ディザ画像生成部１０３、基準点灯時間特定部１０４、区間点灯時間算出部１０５、実点灯時間算出部１０６、入力ディザパターン記憶部１０７、出力ディザパターン記憶部１０８、基準点灯時間決定テーブル記憶部１０９、暗電位分布記憶部１１０、中間感度分布記憶部１１１、及び光量分布記憶部１１２を備えている。

入力ディザ画像生成部１０１は、制御部３０によって指定された印刷対象となる１枚の原画像の画像データを画像メモリ４０から読み出し、読み出した画像データに対して、組織的ディザ法等の公知のディザ法を用いて原画像の画像データをディザ画像に変換する。ここで、原画像の画像データは、モノクロの多値画像であるものとする。また、入力ディザ画像生成部１０１により生成されるディザ画像を入力ディザ画像と呼ぶことにする。また、入力ディザ画像は２値画像であるものとする。

入力ディザパターン特定部１０２は、入力ディザ画像を所定行×所定列（例えば８×８）の合計６４個の画素から構成される複数のブロックに区分し、各ブロックに現れるディザパターンが、入力ディザパターン記憶部１０７に記憶された複数種類の入力ディザパターンのうち、いずれの入力ディザパターンに該当するかを、公知のテンプレートマッチングにより特定する。なお、この処理の詳細は特許文献１に開示されている。

出力ディザ画像生成部１０３は、出力ディザパターン記憶部１０８を参照することにより、各ブロックに対して特定された入力ディザパターンを、各入力ディザパターン対して予め定められた出力ディザパターンに変換し、出力ディザパターンから構成される出力ディザ画像を生成する。ここで、出力ディザパターンは、入力ディザパターンに対して解像度が例えば１／２であるが、この出力ディザパターンを感光体ドラム２０４に露光した場合、擬似的に入力ディザパターンの解像度を再現し得るようなディザパターンを有している。なお、この処理の詳細は、上記特許文献１に開示されている。

基準点灯時間特定部１０４は、暗電位分布記憶部１１０、中間感度分布記憶部１１１、及び光量分布記憶部１１２を参照して、感光体ドラム２０４上での各ブロックの露光位置を特定し、特定した露光位置に対する感光体ドラム２０４の暗電位及び中間感度、並びにレーザービームの光量を特定する。そして、特定した暗電位、中間感度、レーザービームの光量、及びブロックの出力ディザパターンから、各ブロックの１画素に対するレーザービームの点灯時間を定める基準点灯時間を、基準点灯時間決定テーブル記憶部１０９を参照することにより特定する。

区間点灯時間算出部１０５は、出力ディザ画像の主走査方向の各ラインを所定画素毎に複数の区間に区分し、各区間に属する出力ディザパターンに対して特定された基準点灯時間の代表値（平均値、中央値等）を算出し、算出した代表値を各区間における１画素の点灯時間である区間点灯時間として算出する。ここで、区間の大きさは、各ブロックの主走査方向の画素数の例えば整数倍であるものとする。従って、区間には複数の出力ディザパターンが含まれることになる。

実点灯時間算出部１０６は、レーザービームの１画素の実際の点灯時間を示す実点灯時間を区間毎に算出する。具体的には、注目するある区間（注目区間）に対する実点灯時間と隣接する区間の実点灯時間との差が、当該隣接する区間の実点灯時間の１／１０以下となるように、各区間の実点灯時間を算出する。

入力ディザパターン記憶部１０７は、予め定められた複数種類の入力ディザパターンを記憶している。出力ディザパターン記憶部１０８は、各入力ディザパターンに対して予め定められたディザパターンである出力ディザパターンを記憶する。ここで、出力ディザパターンは、記録紙に印刷する画像の解像度を擬似的に原画像の解像度で印刷するために各入力ディザパターンに対して予め定められたディザパターンを有している。なお、出力ディザパターンの詳細については特許文献１に開示されている。

基準点灯時間決定テーブル記憶部１０９は、基準点灯時間特定部１０４が基準点灯時間を特定する際に用いられる基準点灯時間決定テーブルを記憶している。基準点灯時間決定テーブルは、暗電位、中間感度、レーザービームの光量、及び出力ディザパターンに対する基準点灯基準時間を記憶する４次元のテーブルである。ここで、基準点灯時間決定テーブルは、暗電位、中間感度、及びレーザービームの光量のバラツキを修正し、かつ、出力ディザ画像を原画像の解像度で擬似的に印刷することができるように予め定められた基準点灯時間を記憶している。

暗電位分布記憶部１１０は、感光体ドラム２０４の暗電位分布を記憶している。図４（ａ）は暗電位分布記憶部１１０が記憶する暗電位分布の一例を示したグラフである。図４（ａ）に示すグラフは、感光体ドラム２０４の主走査方向のある１ラインにおける暗電位分布を示し、縦軸が暗電位を示し、横軸が感光体ドラム２０４の主走査方向の位置を示している。また、図４（ａ）に示すグラフの左側の端点は、感光体ドラム２０４の画像形成領域の主走査方向の左端の暗電位を示し、右側の端点は、感光体ドラム２０４の右端の暗電位を示している。図４（ａ）に示すように、暗電位は位置が左端から右端に向かうにつれて増大していることが分かる。なお、暗電位分布記憶部１１０は、このような暗電位分布を複数ライン分記憶している。また、この暗電位分布は、実験等により予め得られたものである。

中間感度分布記憶部１１１は、感光体ドラム２０４の中間感度分布を記憶している。図４（ｂ）は中間感度分布記憶部１１１が記憶する中間感度分布の一例を示したグラフである。図４（ｂ）に示すグラフは、図４（ａ）に示す暗電位分布と同一ライン上の中間感度分布を示し、縦軸が中間感度を示し、横軸が上記ライン上の位置を示している。また、図４（ｂ）に示すグラフの左側の端点は感光体ドラム２０４の画像形成領域の主走査方向の左端の中間感度を示し、右側の端点は感光体ドラム２０４の画像形成領域の主走査方向の右端の中間感度を示している。なお、中間感度分布記憶部１１１は、複数ライン分の中間感度分布を記憶している。また、この中間感度分布は実験等により予め得られたものである。

光量分布記憶部１１２は、レーザービームの主走査方向における光量分布を記憶している。図４（ｃ）は光量分布記憶部１１２が記憶するレーザービームの主走査方向の光量分布を示したグラフであり、縦軸は光量を示し、横軸は主走査方向の位置（像高）を示している。また、図４（ｃ）に示すグラフの左側の端点は感光体ドラム２０４の画像形成領域の主走査方向の左端の位置に照射されるレーザービームの光量を示し、右側の端点は感光体ドラム２０４の画像形成領域の主走査方向の右端のレーザービームの光量を示している。図４（ｃ）のグラフに示すように、光量は主走査方向に左端から中央部に向かうにつれて増大し、中央部から右端に向かうにつれて減少していることが分かる。なお、この光量分布は実験的に予め得られたものである。ここで、この光量のばらつきは、レーザービームを感光体ドラムへと導く、ｆθレンズ等の光学系の特性に応じて生じるものである。

一定の光量を感光体ドラム２０４に与えた場合、暗電位が低い位置と暗電位が高い位置との露光後の電位を比べると、暗電位が低い位置の方が、暗電位が高い位置よりも電位が低くなる。従って、一定濃度の画像を得るためには、暗電位が低い位置の点灯時間を暗電位が高い位置の点灯時間よりも長くすればよい。

また、一定の光量を感光体ドラム２０４に与えた場合、中間感度が低い位置と中間感度が高い位置との露光後の電位を比べると、中間感度が低い位置の方が、中間感度が高い位置よりも電位が高くなる。従って、一定濃度の画像を得るためには、中間感度が低い位置の点灯時間を中間感度が高い位置の点灯時間よりも長くすればよい。

また、感光体ドラム２０４の暗電位及び中間感度を一定とした場合、一定濃度の画像を得るためには、レーザービームの光量が高い位置の点灯時間に対して、レーザービームの光量が低い位置の点灯時間を長くすればよい。

従って、図４に示すように主走査方向を例えば３つの区間に区切った場合、区間Ａでは中間感度が高く、光量及び暗電位が低く、区間Ｂでは光量が高く、中間感度及び暗電位は中間程度、区間Ｃでは、光量及び中間感度が低く、暗電位が高い。そのため、基準点灯時間テーブルが記憶する基準点灯時間は、上述した感光体ドラム２０４の特性から、一定濃度の画像を得るために、区間Ａ、区間Ｂ、区間Ｃの順で点灯時間を短く設定するような時間に設定されている。

図５は、図４に示す特性を有する画像形成装置により露光される出力ディザパターンを示した図であり、（ａ）は区間Ａに対する点灯時間を示し、（ｂ）は区間Ｂに対する点灯時間を示し、（ｃ）は区間Ｃに対する点灯時間を示している。

区間Ａは、区間Ｂ，Ｃに対して点灯時間が短く設定されているため、（ａ）に示すように、各画素の主走査方向の幅が、区間Ｂ，Ｃの場合に比べて短くなっていることが分かる。区間Ｂは、区間Ａ，Ｃに対して中間の点灯時間が設定されているため、（ｂ）に示すように、各画素の主走査方向の幅が、区間Ａより長く、区間Ｃより短くなっていることが分かる。更に、区間Ｃは、区間Ａ，Ｂに対して点灯時間が長く設定されているため、（ｃ）に示すように、各画素の主走査方向の幅が、区間Ａ，Ｂの場合に比べて長くなっていることが分かる。

次に、本画像形成装置による動作について図３のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１において、入力ディザ画像生成部１０１は、制御部３０の制御の下、画像メモリ４０から１枚の原画像の画像データを読み出し、入力ディザ画像を生成する。

ステップＳ２において、入力ディザパターン特定部１０２は、入力ディザ画像を複数のブロックに分割し、各ブロックに対応する入力ディザパターンを特定する。ステップＳ４において、出力ディザ画像生成部１０３は、各ブロックに対して特定された入力ディザパターンに対応する出力ディザパターンを特定し、出力ディザ画像を生成する。

ステップＳ５において、基準点灯時間特定部１０４は、各ブロックの感光体ドラム２０４上での露光位置を特定し、特定した露光位置に対する感光体ドラム２０４の暗電位、中間感度、及びレーザービームの光量を特定し、特定した、暗電位、中間感度、レーザービームの光量、及び出力ディザパターンから各ブロックの基準光量を、基準点灯時間決定テーブル記憶部１０９を参照して特定する。

図６は、出力ディザ画像を構成する各ブロックと露光位置との関係を示した図であり、（ａ）は出力ディザ画像に設定されたブロックを示し、（ｂ）は感光体ドラム２０４を示している。本実施の形態では、図６に示すように感光体ドラム２０４の周面に等しい間隔で主走査方向（長手方向）に例えば８本の直線を引くことで得られるラインＬ１〜Ｌ８上の各々に設定されたｎ個のサンプル点Ｐ１〜Ｐｎに対して予め測定された暗電位及び中間感度が暗電位分布記憶部１１０及び中間感度分布記憶部１１１に記憶されているものとする。

ここで、制御部３０は、１枚の出力ディザ画像のうち、先頭の１ラインが図６（ｂ）に示すラインＬ１上に露光されるように感光体ドラム２０４及び露光装置２０５を制御する。従って、基準点灯時間特定部１０４は、露光対象となる画素の座標から感光体ドラム２０４の露光位置を特定することができる。（ａ）に示す左上のブロックＢＬ１の露光位置が、（ｂ）に示す領域ＢＬ１´であるとすると、基準点灯時間特定部１０４は、感光体ドラム２０４上に存在するサンプル点の中から、領域ＢＬ１´の中心に対して最短距離に位置するラインＬ１上のサンプル点Ｐ１を特定する。そして、特定したラインＬ１上のサンプル点Ｐ１の暗電位、中間感度、及びレーザービームの光量を暗電位分布記憶部１１０、中間感度分布記憶部１１１、及び光量分布記憶部１１２を参照して特定する。

次に、基準点灯時間特定部１０４は、ブロックＢＬ１に対して特定された出力テンプレートと、ラインＬ１上のサンプル点Ｐ１の暗電位、中間感度、及びレーザービームの光量からブロックＢＬ１に対する基準点灯時間を特定する。基準点灯時間特定部１０４は、以上のような処理をブロックＢＬ２等の残りのブロックに対して実行し、各ブロックに対する基準点灯時間を特定する。

図７は、基準点灯時間特定部１０４によって特定される基準点灯時間の一例を示した表である。この表から分かるように、基準点灯時間特定部１０４は、例えば、あるブロックに対して特定された暗電位、中間感度、及びレーザービームの光量が２７０Ｖ、１００Ｖ、及び０．８μＪ／ｃｍ^２であり、かつ、当該ブロックの出力ディザパターンが１である場合、当該ブロックの基準点灯時間を３．０ｎｓと特定する。

また、基準点灯時間特定部１０４は、例えば、あるブロックに対して特定された暗電位、中間感度、及びレーザービームの光量が２７０Ｖ、１２０Ｖ、及び０．８μＪ／ｃｍ^２であり、かつ、当該ブロックの出力ディザパターンが２である場合、当該ブロックの基準点灯時間を３．５ｎｓと特定する。

図３に示すステップＳ６において、区間点灯時間算出部１０５は、主走査方向の各ラインを一定画素毎に区分し、各区間に対する基準点灯時間である区間点灯時間を算出する。図８は、区間点灯時間算出部１０５が、区間点灯時間を算出する処理を示す図である。

まず、区間点灯時間算出部１０５は、出力ディザ画像の主走査方向のラインＬ１を一定画素（図８では１６画素）毎に区分し、ラインＬ１を複数の領域に区分する。次に、区間１に属するブロックＢＬ１〜ＢＬ４の基準点灯時間が、各々Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に特定されたとすると、Ｔ１〜Ｔ４の平均値を算出し、算出した平均値を区間１に対する区間点灯時間として算出する。

図３に示すステップＳ７において、実点灯時間算出部１０６は、区間毎に算出された区間点灯時間の中から、主走査方向の各ラインにおいて、区間点灯時間が最大となる最大区間を特定する。例えば、あるライン上において、６つの区間１〜６が存在し、各区間の区間点灯時間がＴ１〜Ｔ６であり、区間３の区間点灯時間であるＴ３が最も長いとすると、最大区間は、区間Ｔ３となる。

ステップＳ８において、実点灯時間算出部１０６は、最大区間を基準として、各区間に対する実点灯時間を算出する。ステップＳ９において、印刷部６０は、制御部３０の制御の下、ステップＳ８で算出された実点灯時間に従って、出力ディザ画像を露光し、記録紙に画像を形成する。

図９は、図８に示すステップＳ８の詳細な処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０において、実点灯時間算出部１０６は、出力ディザ画像の主走査方向に配列されたブロックから構成されるブロックラインの中から、注目ブロックラインを特定する。

ここで、実点灯時間算出部１０６は、まず、出力ディザ画像の副走査方向の１番目のブロックラインから最終のブロックラインに向けて順番に注目ブロックラインを特定していく。

ステップＳ１１において、実点灯時間算出部１０６は、注目ブロックラインに含まれる区間のうち、実点灯時間の算出対象となる区間を注目区間として特定する。ここで、実点灯時間算出部１０６は、まず、最大区間を注目区間として特定する。次に、最大区間から左端の区間に向けて順番に注目区間を特定していく。次に、最大区間から右端の区間に向けて順番に注目区間を特定していく。なお、これは一例にすぎず、最初に右端の区間に向けて注目区間を特定し、次に左端の区間に向けて注目区間を特定してもよい。

さらに、最大区間が左端に位置する場合は、右端の区間に向けて順番に注目区間を特定していけばよい。また、最大区間が右端に位置する場合は、左端の区間に向けて順番に注目区間を特定していけばよい。

ステップＳ１２において、実点灯時間算出部１０６は、注目区間の区間点灯時間が、隣接する前の注目区間の実点灯時間に対して所定の制限値範囲内にあるか否かを判定する。そして、注目区間の区間点灯時間が前の注目区間の実点灯時間の制限値範囲内に存在する場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、注目区間の実点灯時間をそのまま、実点灯時間として算出する。一方、注目区間の区間点灯時間が前の注目区間の実点灯時間の制限値範囲内に存在しない場合（Ｓ１２でＮＯ）、前の注目区間の実点灯時間に対する制限値範囲の下限値が、実点灯時間として算出される。

図１０は、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を説明する図である。この図において縦軸は区間点灯時間又は基準点灯時間を示し、横軸は像高を示している。

区間２が注目区間である場合、区間２の区間点灯時間は、区間１の実点灯時間に対して、制限値範囲内に存在しているため、区間２の区間点灯時間がそのまま、実点灯時間として算出される。なお、制限値範囲は、例えば区間１の場合、区間１の実点灯時間をＴ１とすると、制限値Ｋ１は、１／１０・Ｔ１で定められ、Ｔ１から制限値Ｋ１を減じた時間とＴ１に制限値Ｋ１を加えた時間までが制限値範囲とされる。

一方、区間３が注目区間である場合、区間３の区間点灯時間は、区間２の実点灯時間に対して、制限値範囲内に存在していないため、区間２の実点灯時間であるＴ２から区間２の制限値Ｋ１を減じた時間、すなわち、区間２の制限値範囲の下限値が実点灯時間として算出される。

図９に示すステップＳ１５において、実点灯時間算出部１０６は、１ラインを構成する全区間に対する実点灯時間の算出が終了したか否かを判定し、終了したと判定した場合は（Ｓ１５でＹＥＳ）、処理をステップＳ１１に戻し、終了したと判定しなかった場合は（Ｓ１５でＮＯ）、処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ１６において、実点灯時間算出部１０６は、出力ディザ画像を構成する全ブロックラインに対する処理が終了した場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、処理が終了され、全ブロックラインに対する処理が終了していない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、処理がステップＳ１０に戻される。

図１１は、最大区間から実点灯時間を順次算出する場合のメリットを説明する図であり、（ａ）は最大区間から実点灯時間を順次算出しなかった場合を示し、（ｂ），（ｃ）は最大区間から実点灯時間を順次算出した場合を示している。

また、（ａ）〜（ｃ）に示す図において、縦軸は時間を示し、横軸は像高を示し、曲線は区間点灯時間を示し、四角又は丸形状の点は、実点灯時間を示している。

（ａ）の場合、左端に最大区間が存在するにも拘わらず、右端の区間から順番に実点灯時間が算出されているため、実点灯時間が区間点灯時間よりも短く設定される区間が生じてしまい、これらの区間は、区間点灯時間によって定められる基準の濃度が得られず、画像再現性が低下してしまう。

すなわち、（ａ）の場合、右から２番目の区間に対する実点灯時間は、右端の区間の実点灯時間に対して制限値範囲に属するように、実点灯時間が定められているが、右端の区間の方が２番目の区間よりも実点灯時間が短いため、２番目の区間は実点灯時間が区間点灯時間よりも短く算出されてしまう。

一方、（ｂ），（ｃ）に示すように最大区間から実点灯時間を算出した場合、実点灯時間が区間点灯時間よりも短く算出されないため、区間点灯時間によって定められる基準の濃度を得ることが可能となり、画像再現性が向上する。

例えば、（ｃ）に示の場合、左端から１番目及び２番目の区間は、実点灯時間と区間点灯時間とが相違しているが、実点灯時間は区間点灯時間よりも長く算出されているため、区間点灯時間によって定められる基準の濃度を得ることが可能となる。

以上説明したように、本画像形成装置によれば、入力ディザパターン特定部１０２は、原画像をディザ画像に変換することで得られる入力ディザ画像を複数のブロックに区分し、各ブロックのディザパターンがどの入力ディザパターンに該当するかを特定する。

出力ディザ画像生成部１０３は、各ブロックに対して特定された入力ディザパターンを各入力ディザパターンに対して予め定められた出力ディザパターンに変換する。

基準点灯時間特定部１０４は、感光体ドラムの暗電位分布、及び中間感度分布、レーザービームの主走査方向に対する光量分布、並びに出力ディザパターンから各ブロックの基準点灯時間を特定する。

区間点灯時間算出部１０５は、各区間に属するブロックに対して特定された基準点灯時間を基に、各区間の区間点灯時間を定める。実点灯時間算出部１０６は、主走査方向に隣接する区間同士の実点灯時間の差が制限値以下となるように各区間の区間点灯時間を補正して、各区間の実点灯時間を算出する。

すなわち、基準点灯時間特定部１０４により、出力ディザパターンの基準点灯時間が、感光体ドラムの暗電位及び中間感度、並びにレーザービームの主走査方向の光量のばらつきを修正するような時間に特定される。そのため、擬似高解像度技術による原画像の再現性をより高めることができる。

また、実点灯時間算出部１０６により、隣接する区間の実点灯時間の差が制限値以下となるように各区間の実点灯時間が算出されているため、隣接する区間同士の濃度差を低くし、擬似高解像度技術による原画像の再現性をより高めることができる。

なお、本実施の形態では、像担持体として感光体ドラム２０４を例に挙げて説明したが、タンデム型の画像形成装置を採用する場合は、像担持体は転写ベルトとなる。また、上記実施の形態では、原画像の解像度は画像形成装置の再現可能な解像度に対して２倍であるものとして説明したが、これに限定されず、原画像の解像度が画像形成装置の再現可能な画像度より高ければ、本発明は適用可能である。

本発明の実施の形態による画像形成装置の機械的構成を主に示す側面概略図である。図１に示す画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。本画像形成装置による動作を示すフローチャートである。（ａ）は暗電位分布記憶部が記憶する暗電位分布の一例を示したグラフであり、（ｂ）は中間感度分布記憶部が記憶する中間感度分布の一例を示したグラフであり、（ｃ）は光量分布記憶部が記憶するレーザービームの主走査方向の光量分布を示したグラフである。図４に示す特性を有する画像形成装置により露光される出力ディザパターンを示した図であり、（ａ）は区間Ａに対する点灯時間を示し、（ｂ）は区間Ｂに対する点灯時間を示し、（ｃ）は区間Ｃに対する点灯時間を示している。出力ディザ画像を構成する各ブロックと露光位置との関係を示した図であり、（ａ）は出力ディザ画像に設定されたブロックを示し、（ｂ）は感光体ドラム２０４を示している。基準点灯時間特定部によって特定される基準点灯時間の一例を示した表である。区間点灯時間算出部が、区間点灯時間を算出する処理を示す図である。図８に示すステップＳ８の詳細な処理を示すフローチャートである。ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を説明する図である。最大区間を特定して当該区間の実点灯時間を算出し、当該区間から端の区間に向けて順次、実点灯時間を算出した場合のメリットを説明する図であり、（ａ）は最大区間から実点灯時間を順次算出しなかった場合を示し、（ｂ），（ｃ）は最大区間から実点灯時間を順次算出した場合を示している。特許文献１に示す技術を説明する図である。出力ディザパターンＡ，Ｂと、出力ディザパターンＡ，Ｂに従ってレーザービームを点灯させた結果、画素が補間される様子を説明する図であり、（ａ）は出力テンプレートＡ，Ｂを示し、（ｂ）は補間された画素を示し、（ｃ）はレーザービームの副走査方向に対する光量分布を示すグラフである。（ｃ）に示すグラフは縦軸がビーム強度を示し、横軸が副走査方向を示している。

符号の説明

１０原稿読取部
２０通信Ｉ／Ｆ
３０制御部
４０画像メモリ
５０操作表示部
６０印刷部
１００画像処理部
１０１入力ディザ画像生成部
１０２入力ディザパターン特定部
１０３出力ディザ画像生成部
１０４基準点灯時間特定部
１０５区間点灯時間算出部
１０６実点灯時間算出部
１０７入力ディザパターン記憶部
１０８出力ディザパターン記憶部
１０９基準点灯時間決定テーブル記憶部
１１０暗電位分布記憶部
１１１中間感度分布記憶部
１１２光量分布記憶部

Claims

再現可能な解像度よりも解像度の高い原画像を、擬似高解像度技術を用いて記録紙に印刷する画像形成装置であって、
原画像をディザ画像に変換して入力ディザ画像を生成する入力ディザ画像生成手段と、
前記入力ディザ画像を複数ブロックに区分して、各ブロックのディザパターンが、予め定められた入力ディザパターンのうち、いずれの入力ディザパターンに該当するかを特定する入力ディザパターン特定手段と、
前記原画像を当該原画像の解像度で擬似的に記録紙に印刷させるために入力ディザパターン毎に予め定められた出力ディザパターンを用いて、ブロック毎に特定された入力ディザパターンを変換し、出力ディザ画像を生成する出力ディザ画像生成手段と、
像担持体の暗電位の分布及び中間感度の分布、レーザービームの主走査方向に対する光量の分布、及び出力ディザパターンから、前記暗電位、前記中間感度、及び前記光量のバラツキを修正し、かつ、前記出力ディザ画像を前記原画像の解像度で擬似的に印刷するような各ブロックを構成する各画素のレーザービームの点灯時間を示す基準点灯時間を特定する基準点灯時間特定手段と、
主走査方向に隣接するブロック同士の基準点灯時間の差が規定値以下となるように基準点灯時間を補正して、各ブロックの実際の点灯時間を示す実点灯時間を算出する実点灯時間算出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
前記出力ディザ画像を主走査方向に複数の区間に分け、各区間に属するブロックに対して特定された基準点灯時間を基に、各区間の区間点灯時間を算出する区間点灯時間算出手段を更に備え、
前記実点灯時間算出手段は、主走査方向に隣接する区間同士の区間点灯時間の差が規定値以下となるように各区間の区間点灯時間を補正して、各区間の実点灯時間を算出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記実点灯時間算出手段は、実点灯時間の算出対象となる注目区間の実点灯時間が、隣接する区間の実点灯時間に対して１／１０以下となるように、各区間の実点灯時間を算出することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
前記実点灯時間算出手段は、実点灯時間の算出対象となる注目区間の基準点灯時間が、隣接する区間の実点灯時間に対して、所定の範囲内に存在しない場合、当該範囲内に収まるように前記注目区間の実点灯時間を算出することを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
前記実点灯時間算出手段は、主走査方向に配列されたブロックから構成されるブロックライン毎に、基準点灯時間が最大の区間を特定し、特定した区間から前記ブロックラインの端に位置する区間に向けて順番に実点灯時間を算出し、前記注目区間の基準点灯時間が隣接する区間の実点灯時間に対して所定の範囲内に存在しない場合、当該範囲の下限値を前記注目区間の実点灯時間として算出することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。