JP5229168B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び、画像形成装置に関する。

従来から、画像形成装置の機能向上に伴い、画像形成装置の単位時間あたりの画像形成速度（ＰＰＭ：Ｐｒｉｎｔｓ Ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅｓ）も増加している。より高速・高精細な画像形成を行うために、面発光レーザ（以下、「ＶＣＳＥＬ」という。）を使用して、マルチビーム露光を行う画像形成装置がある。

自動両面印刷を行う画像形成装置では、画像形成速度の向上に伴い、用紙の第１面記録から第２面記録までの時間が短縮されている。また、画像形成装置自体も小型化している。そのため、用紙の第１面記録面に対応した熱定着から、第２面の記録までの搬送距離が短くなり、高温部から用紙が外れる時間が少なく、また、熱的影響を受ける環境に置かれ冷えにくい状態になる。

このような状態で両面記録した場合、用紙の表裏にそれぞれ対応する第１面及び第２面に印字された画像の倍率差は、例えば、厚さ８０μｍの上質紙を印刷用紙として使用する場合には、熱及び温度変動により、０．２〜０．４％になることがある。

そこで、副走査倍率変倍機能により、副走査方向の画像データの間引きによる縮小、又は、副走査方向の画像データの追加による拡大による補正を行う。これにより、倍率差を解消することができる。しかしながら、形成する画像が高精細化すると、例えば、５ラインおきに１ライン線を形成する周期性のある画像に対して、倍率差を解消する倍率調整のために、ラインを間引き、又は、ラインを追加する場合に、濃度ムラ、モアレ等の大域的な画像欠陥を顕著に発生することがある。

そこで、例えば、特開２００５−１１７６１５号公報（特許文献１）に開示の画像形成装置等の発明は、スクリーンパターンにより階調表現された２値画像の大きさを変更する際に、追加又は削除する画素の位置に所定の周期を設け、さらに、それらの画素が並ぶ角度を規定している。

また例えば、特開２００９−８３４７２号公報（特許文献２）には、マルチビーム潜像形成を行う画像形成装置における書き込み位置の補正を、画像の変倍処理により実現する発明が開示されている。マルチビーム潜像形成は、入力画像データの解像度よりも、高解像度な書き込みが可能である。そこで、特許文献２に記載の画像形成装置は、変倍処理の際に追加又は削除する画素を、入力画像データの解像度ではなく、書き込みの解像度により、決定する。

しかしながら、上記特許文献２に開示の画像形成装置等の発明は、変倍処理の際に追加又は削除する画素位置を一画素単位で定めるため、網点に欠落が発生することがある。

本発明は、上記の点に鑑みて、これらの問題を解消するために発明されたものであり、入力画像よりも高解像度な書込を行う際の変倍処理による画像の劣化を防止する画像処理装置、画像処理方法、及び、画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は次の如き構成を採用した。

本発明の画像形成装置は、入力画像の入力画像解像度よりも高解像度である書込解像度に変換した高解像度画像に対し、主走査方向又は副走査方向に連続する複数の画素から成り、かつ、前記書込解像度における前記入力画像解像度の一画素に相当する画素数以下の画素群を、前記入力画像における画素の境界を跨ぐ位置において、追加又は削除して、変倍補正を行う補正手段と、変倍補正された前記高解像度画像を書き込む画像書込手段と、を有する構成とすることができる。

これにより、入力画像よりも高解像度な書込を行う際の変倍処理による画像の劣化を防止する画像処理装置を提供することができる。

なお、上記課題を解決するため、本発明は、上記画像処理装置における画像処理方法、又は、上記画像処理装置と同一の機能を有する画像形成装置としてもよい。

本発明の画像処理装置、画像処理方法、及び、画像形成装置によれば、入力画像よりも高解像度な書込を行う際の変倍処理による画像の劣化を防止する画像処理装置、画像処理方法、及び、画像形成装置を提供することが可能になる。

図１は、拡大処理の前の画像を説明する図である。 図２は、１２００ｄｐｉの２ｂｉｔの１つの画素を、４８００ｄｐｉの４×４の１６画素にマッピングすることを示す図である。 図３は、画素を追加することにより、拡大処理した例を示す図である。 図４は、本実施の形態の画像形成装置１００の機械的構成を示す図である。 図５は、ＶＣＳＥＬ２００の構成を説明する図である。 図６は、ＶＣＳＥＬ２００と光学装置１３０とが、感光体ドラム１０８を露光する際の概略的な斜視図である。 図７は、本実施形態に係る画像形成装置１００の制御ユニット３００の機能構成を示すブロック図である。 図８は、ＧＡＶＤ３１０の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図９は、画像処理部３４２の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図１０は、画像パスセレクタ３５４とシフト保持用メモリ３５５との動作を説明する図（その１）である。 図１１は、画像パスセレクタ３５４とシフト保持用メモリ３５５との動作を説明する図（その２）である。 図１２は、画像データのＲアドレス値とＦアドレス値との関係を示す図である。 図１３は、画素領域７０６に照射されるレーザスポットを示す図である。 図１４は、副走査方向において、追加する画素位置を説明する図である。 図１５は、入力される画像データの３つの画素を含む斜線を示す図である。 図１６は、画素群が追加された際の、副走査方向にシフトされた画像を示す図である。 図１７は、３箇所に、画素群が追加されたことを示す図である。 図１８は、追加する画素群に含まれる画素が２画素の例を示す図である。 図１９は、データ解像度における画素の交点に、追加又は削除する画素群の位置が合致する場合の処理を説明する図（その１）である。 図２０は、データ解像度における画素の交点に、追加又は削除する画素群の位置が合致する場合の処理を説明する図（その２）である。 図２１は、副走査方向における画素の交点を検知するフィルタを示す図である。 図２２は、主走査方向に画素を追加することを説明する図（その１）である。 図２３は、主走査方向に画素を追加することを説明する図（その２）である。 図２４は、主走査方向における画素の交点を検知するフィルタを示す図である。 図２５は、画素群を追加する画素位置を示す図である。 図２６は、光ビームＬの走査とＦアドレスとの関係を示す図である。 図２７は、本実施形態に係る画像形成方法を説明するフロー図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

〔本発明の実施の形態〕
図１ないし図３は、高解像度化された画像を拡大処理する際に、画素を追加する例を説明する図である。図１は、拡大処理の前の画像を説明する図である。図１では、斜線のハッチングの例を示す。入力画像データの解像度（以下、「データ解像度」という。）は、１２００ｄｐｉであり、書き込みの解像度（以下、「書込解像度」という。）は、４８００ｄｐｉである。

画像データのレンダリングは、必ずしも書込解像度に限らない。例えば、レンダリング部（以下、「コントローラ部」という。）と、電子写真エンジン部（以下、「エンジン部」という。）とを有する構成において、コントローラ部がオプションとなる場合がある。この場合には、コントローラ部とエンジン部とが、所定のインタフェースで接続される。

このようなオプションのコントローラ部は、従来機種との互換性の維持や、システムのコストを削減する効果がある。

オプションのコントローラ部がエンジン部に接続される構成では、画像のレンダリングの解像度、すなわち、データ解像度が、エンジン部の書込解像度と一致するとは限らない。例えば、画像レンダリングが行われるデータ解像度は１２００ｄｐｉであり、エンジン部の書込解像度が４８００ｄｐｉである等、解像度が異なる場合がある。

そこで、エンジン部では、１２００ｄｐｉの１画素を、４８００ｄｐｉの４×４画素にマッピングして、４８００ｄｐｉの書き込み系に対応させる。図２は、１２００ｄｐｉの２ｂｉｔの１つの画素を、４８００ｄｐｉの４×４の１６画素にマッピングすることを示す図である。図２では、レンダリングされた画像の解像度を「データ解像度」、エンジン部の書き込み解像度を「書込解像度」と表記している。図２の例では、エンジン部は、データ解像度の４倍密処理が可能である。

図１に戻り、図示の斜線のハッチングは、データ解像度の１画素毎に、斜めに配列された画素の集合となる。ここで、書込解像度は、データ解像度の４倍である。そこで、データ解像度の１画素は、書込解像度では１６画素となる。

図３は、図１の斜線のハッチングに対し、画素を追加することにより、拡大処理した例を示す図である。図３では、画素ｐ１及び画素ｐ２が、追加画素である。画素ｐ１を追加することにより、画素ｐ１を含む画素列が、図の縦方向における画素ｐ１より下方で、１画素ずつずれる。これにより、位置ｓ１において、ハッチングの斜線に隙間ができる。

図３に示したように、網点の崩れは、特に、斜めの接続が離れる状況が発生する。接続が離れることにより、斜線の画像形成が不安定になる。これにより、均一画像では濃淡のムラが発生しやすくなり、画質が劣化する。

なお、追加又は削除される画素の周期と、網点の構造は、必ずしも一致するわけではない。そこで、接続の途切れが目立ち易い周期で発生する場合には、画質の劣化がより認識されやすくなる。

図４は、本実施の形態の画像形成装置１００の機械的構成を示す図である。画像形成装置１００は、感光体に対し、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）による書き込みを行って潜像を作成し、これを現像して、記録媒体に転写する。

なお、画像形成装置１００は、タンデム構造による中間転写方式により、画像を形成する。図中の符号において、大文字の「Ｋ」、「Ｙ」、「Ｃ」、「Ｍ」は、それぞれ、「黒色（Ｋ）」、「イエロー（Ｙ）」、「シアン（Ｃ）」、「マゼンダ（Ｍ）」の各色の画像形成に係る部を表す。以下の実施の形態において、各色間で機能及び構成が同一の各部を説明する際には、「Ｋ」、「Ｙ」、「Ｃ」、及び、「Ｍ」を省略した符号で説明する。

画像形成装置１００は、光学装置１３０、画像形成部１１２、１次転写部１５０、２次転写部１６０、及び、定着部１７０を有する。光学装置１３０は、ｆθレンズを使用しない、ポストオブジェクト型である。光学装置１３０は、ポリゴンミラー１３１、反射ミラー１３２Ｋ、反射ミラー１３２Ｙ、反射ミラー１３２Ｃ、反射ミラー１３２Ｍ、第２シレンドリカルレンズ１３３Ｋ、第２シレンドリカルレンズ１３３Ｙ、第２シレンドリカルレンズ１３３Ｃ、及び、第２シレンドリカルレンズ１３３Ｍを有する。

ポリゴンミラー１３１には、ＶＣＳＥＬから射出され図示しない第１シレンドリカルレンズにより集光された光ビームＬが入力される。光ビームＬは、各色に対応した数発生される。ポリゴンミラー１３１は、これらの光ビームＬを、各色に対応した反射ミラー１３２へ偏向させる。

図５は、ＶＣＳＥＬ２００の構成を説明する図である。ＶＣＳＥＬは、同一チップ上に複数の光源を格子状に配置した面発光型半導体レーザである。図５のＶＣＳＥＬ２００は、複数の光源１００１が配置された半導体レーザアレイである。複数の光源１００１は、ポリゴンミラー１３１の回転軸に対して、所定の角度θで傾斜して設けられる。

図５において、光源の、縦方向の配列を、ａ、ｂ、ｃとし、横方向の配列を、１、２、３、４と表記し、左上の光源はａ１、その右隣の光源をａ２とする。光源１００１が角度θをもって配置されていることにより、光源ａ１と光源ａ２とは、異なる走査位置を露光する。これにより、２つの光源の中心間隔は、４８００ｄｐｉ相当となり、高精度な画像形成を実現することができる。

図４に戻り、光ビームＬは、ポリゴンミラー１３１により偏向された後、反射ミラー１３２で反射され、第２シレンドリカルレンズ１３３で再度集光された後、感光体ドラム１０８を露光する。

光ビームＬの照射は、複数の光学要素を使用して行われるため、主走査方向及び副走査方向に対して、タイミング同期が行われる。なお、主走査方向とは、光ビームの走査方向であり、副走査方向とは、主走査方向に対して直交する方向である。

画像形成部１１２は、感光体ドラム１０８Ｋ、感光体ドラム１０８Ｙ、感光体ドラム１０８Ｃ、感光体ドラム１０８Ｍ、帯電器１０４Ｋ、帯電器１０４Ｙ、帯電器１０４Ｃ、帯電器１０４Ｍ、現像器１０６Ｋ、現像器１０６Ｙ、現像器１０６Ｃ、及び、現像器１０６Ｍを有する。

感光体ドラム１０８は、アルミニウム等の導電性ドラム上に、電荷発生層と電荷輸送層とを有する光導電層を有する。帯電器１０４は、コロトロン、スコロトロン、又は、帯電ローラ等を含み、感光体ドラム１０８の光導電層に対し、表面電荷を付与する。これにより、感光体ドラム１０８は、静電荷を保持する。

感光体ドラム１０８に付与された静電荷に対し、光ビームＬが像上露光することにより、静電潜像が形成される。現像器１０６は、感光体ドラム１０８に形成された静電潜像を現像する。現像器１０６は、例えば、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、及び、規制ブレード等を含む。

１次転写部１５０は、中間転写ベルト１５１、搬送ローラ１５２ａ、搬送ローラ１５２ｂ、搬送ローラ１５２ｃ、１次転写ローラ１１０Ｋ、１次転写ローラ１１０Ｙ、１次転写ローラ１１０Ｃ、１次転写ローラ１１０Ｍ、及び、クリーニング部１１６を有する。

感光体ドラム１０８上に現像された静電潜像は、感光体ドラム１０８と１次転写ローラ１１０とに挟まれる中間転写ベルト１５１に転写される。中間転写ベルト１５１は、搬送ローラ１５２ａないし１５２ｃにより矢印Ａの方向に移動する。これにより、Ｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの順に、静電潜像が中間転写ベルト１５１に転写される。

１次転写ローラ１１０は、中間転写ベルト１５１に転写バイアスを印加して、感光体ドラム１０８上に現像された静電潜像を、中間転写ベルト１５１に転写させる。クリーニング部１１６は、２次転写部１６０で色現像済画像を転写した後の転写ベルト１５１から、転写残現像剤をクリーニングして、次の像形成プロセスへ供給する。

２次転写部１６０は、２次転写ベルト１６１、搬送ローラ１６２ａ、搬送ローラ１６２ｂ、給紙カセット１６５、及び、搬送ローラ１６６を有する。２次転写ベルト１６１は、搬送ローラ１６２ａ及び搬送ローラ１６２ｂにより、搬送され、矢印Ｂの方向に移動する。２次転写ベルト１６１には、給紙カセット１６５から供給される記録媒体１６８が、搬送ローラ１６６等により供給される。記録媒体１６８は、２次転写ベルト１６１に吸着保持されて搬送される。記録媒体は、例えば、上質紙、プラスチックフィルム等である。なお、画像が形成される記録媒体を「受像材」ともいう。

中間転写ベルト１５１に転写され坦持される多色現像済像は、２次転写バイアスが印加されることにより、２次転写ベルト１６１上を搬送される記録媒体１６８に転写される。多色現像済画像を未定着画像として坦持する記録媒体１６８は、２次転写ベルト１６１の搬送により、定着部１７０に供給される。

定着部１７０は、定着部材１７１を有する。定着部材１７１は、定着ローラ等を含む。定着ローラは、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を含む。定着部１７０は、記録媒体１６８と多色現像済画像とを加圧加熱し、印刷物１８０として、画像形成装置１００の外へ出力する。

図６は、ＶＣＳＥＬ２００と光学装置１３０とが、感光体ドラム１０８を露光する際の１色分についての概略的な斜視図である。図６において、ＶＣＳＥＬ２００から射出された光ビームＬは、光ビーム束を整形する第１シレンドリカルレンズ２０２により集光され、反射ミラー２０４及び結像レンズ２０６を経た後、ポリゴンミラー１３１により偏向される。

ポリゴンミラー１３１は、数千から数万回転するスピンドルモータ等により回転駆動される。ポリゴンミラー１３１で反射された光ビームＬは、反射ミラー１３２で反射された後、第２シレンドリカルレンズ１３３により再整形され、感光体ドラム１０８上を露光する。

反射ミラー２０８は、光ビームＬの副走査方向への走査開始タイミングを同期するために設けられている。反射ミラー２０８は、副走査方向の走査を開始するより前に、光ビームＬを同期検出装置２１０に反射させる。同期検出装置２１０は、フォトダイオード等を含む。同期検出装置２１０は、光ビームを検出すると、副走査を開始させるために同期信号を発生させ、ＶＣＳＥＬ２００への駆動制御信号の生成処理等の処理を同期する。

ＶＣＳＥＬ２００は、後述するＧＡＶＤ３１０から送付されるパルス信号により駆動される。これにより、画像データの所定の画像ビットに対応する感光体ドラム１０８上の位置に、光ビームＬが露光され、静電潜像が形成される。

図７は、本実施形態に係る画像形成装置１００の制御ユニット３００の機能構成を示すブロック図である。制御ユニット３００は、スキャナ部３０２、プリンタ部３０８、及び、主制御部３３０を有する。

スキャナ部３０２は、媒体上に形成された画像を読み取る機能を有し、取得した読み取り画像を、ディジタルデータとしてプリンタ部３０８へ送る。スキャナ部３０２は、ＶＰＵ３０４及びＩＰＵ３０６を有する。ＶＰＵ３０４は、光学的に読み取られた画像信号を、Ａ／Ｄ変換して黒オフセット補正、シェーディング補正を行う。ＩＰＵ３０６は、取得された画像データを、ＲＧＢ表色系の画像データからＣＭＹＫ表色系の画像データへ変換する画像処理を行う。

プリンタ部３０８は、ＧＡＶＤ３１０、ＬＤドライバ３１２、及び、ＶＣＳＥＬ２００を有する。ＧＡＶＤ３１０は、ＶＣＳＥＬ２００の駆動制御を行う。ＧＡＶＤ３１０は、スキャナ部３０２から送られた画像データを、ＶＣＳＥＬ２００の射出する半導体レーザ素子の空間的なサイズに対応するように分割して、高解像度化処理を実行する。

ＬＤドライバ３１２は、ＧＡＶＤ３１０が生成した駆動制御信号により、半導体レーザ素子を駆動させるための電流を、半導体レーザ素子に供する。ＶＣＳＥＬ２００は、２次元的に配置された半導体レーザ素子を有する。

なお、スキャナ部３０２とプリンタ部３０８とは、システムバス３１６を介して主制御部３３０と接続される。主制御部３３０は、スキャナ部３０２及びプリンタ部３０８に対し、指示を出力し、画像読み取り及び画像形成を制御する。

主制御部３３０は、ＣＰＵ３２０、ＲＡＭ３２２、ＲＯＭ３２４、イメージストレージ３２６、及び、インタフェース３２８を有する。ＣＰＵ３２０は、インタフェース３２８を介してユーザからの指令を受け付け、指令に対応する処理を実行するためのプログラムモジュールを呼び出し、コピー、ファクシミリ、スキャナ、イメージストレージ等の処理を実行させる。

ＲＡＭ３２２は、ＣＰＵ３２０が処理する際に使用する処理空間を提供する。ＲＯＭ３２４は、ＣＰＵ３２０の初期設定データ、制御データ、プログラム等を、ＣＰＵ３２０が利用可能に格納する。イメージストレージ３２６は、例えば、ハードディスク装置、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ等の固定又は着脱可能なメモリ装置として構成され、画像形成装置１００が取得した画像データを格納し、各種処理に提供可能とする。インタフェース３２８は、主制御部３３０に対して操作者からの指示等が入力される。

プリンタ部３０８は、スキャナ部３０２が取得した画像データが入力されると、ＧＡＶＤ３１０が画像データを処理して、感光体ドラム１０８に静電潜像として画像を出力させる。この際、ＣＰＵ３２０は、画像を形成する受像材の主走査方向制御及び副走査位置制御を行う。

ＣＰＵ３２０は、副走査方向のスキャンを開始させる場合、ＧＡＶＤ３１０にスタート信号を出力する。ＧＡＶＤ３１０が、スタート信号を受信すると、ＩＰＵ３０６スキャン処理を開始する。その後、ＧＡＶＤ３１０は、図示しないバッファメモリ等に格納された画像データを受信し、その画像データを処理し、ＬＤドライバ３１２に対して出力する。

ＬＤドライバ３１２は、ＧＡＶＤ３１０から受け取った画像データに基づいて、ＶＣＳＥＬ２００の駆動制御信号を生成する。ＬＤドライバ３１２は、この駆動制御信号をＶＣＳＥＬ２００に送出することにより、ＶＣＳＥＬ２００を点灯させる。ＬＤドライバ３１２は、半導体レーザ素子を、ＰＷＭ制御等により駆動させる。

本実施の形態におけるＶＣＳＥＬ２００は、半導体レーザ素子を８ｃｈ有するが、半導体レーザ素子のチャネル数は限定されるものではない。

図８は、ＧＡＶＤ３１０の詳細な機能構成を示すブロック図である。ＧＡＶＤ３１０には、ＩＰＵ３０６からの画像データが入力され、ＬＤドライバ３１２に処理した画像データを出力する。ＧＡＶＤ３１０は、メモリ３４０、画像処理部３４２、及び、出力データ制御部３４４を有する。ＧＡＶＤ３１０は、ＰＬＬ３４６及び同期検出装置２１０が接続される。

メモリ３４０は、同期信号を受信して、ＩＰＵ３０６から送出される画像データを格納して記憶する。メモリ３４０は、ＦＩＦＯバッファ等のメモリであり、ＩＰＵ３０６から送信された画像データを、先入れ／先出し方式で、画像処理部３４２に出力する。

画像処理部３４２は、メモリ３４０から画像データを読み込んで、画像データの解像度変換、半導体レーザ素子のチャネルの割り当て、及び、画像ビットの追加又は削除の処理を行う。この処理は、画像データの大きさを補正する処理である。追加又は削除する画像ビットは、画像データを変倍するための補正画素である。

処理する画像データは、主走査方向に規定される主走査ラインアドレス値、及び、副走査方向に規定される副走査ラインアドレス値により、感光体ドラム１０８に対して露光する位置が規定される。

本実施の形態におけるアドレス座標は、画像データを主走査ラインアドレス値（以下、「Ｒアドレス値」という。）、及び、副走査ラインアドレス値（以下、「Ｆアドレス値」という。）で指定した場合の、特定の画像ビットに対応する、各アドレス値のセットとする。アドレス座標は、主走査方向のライン及び副走査方向のラインに並んだ画素（すなわち「画素列」）毎に定められる。

出力データ制御部３４４は、画像処理部３４２が生成した画像データに対応するＶＣＳＥＬ２００の駆動制御信号を生成する。出力データ制御部３４４は、Ｆアドレス値及び副走査速度から、画像データを時系列的な駆動パルスに変換する。出力データ制御部３４４は、さらに、同期検出装置２１０に対して同期信号を与えるための同期制御信号を生成して、駆動パルスに追加することにより、駆動制御信号を生成する。

出力データ制御部３４４により生成された駆動制御信号は、ＬＤドライバ３１２に伝送され、ＶＣＳＥＬ２００を駆動する。出力データ制御部３４４は、また、同期検出装置２１０からの同期信号が入力され、ＬＤドライバ３１２への駆動制御信号の伝送を同期させる。

なお、メモリ３４０、画像処理部３４２、及び、出力データ制御部３４４の処理は、ＰＬＬ３４６により、動作クロックを同期する。

図９は、画像処理部３４２の詳細な機能構成を示すブロック図である。画像処理部３４２は、画像処理部３４２は、解像度変換部３５０、副走査変倍部３５２、及び、アドレス生成部３５６を有する。

解像度変換部３５０は、メモリ３４０から取得した画像データに対し、書き込み画素に対応させて、ＶＣＳＥＬ２００のレーザ素子チャネルの割り当てを行う。チャネルの割り当ては、ＶＣＳＥＬ２００のチャネル数のチャネル数及び書き込み画素のサイズに基づく。これにより、入力された画像データを、書込解像度で扱うことができる。

１２００ｄｐｉの画像データを、４８００ｄｐｉの書込解像度で画像形成する際には、解像度変換部３５０は、縦横４倍密度処理を行い、レーザ素子チャネルの駆動割り当てを決定する。

アドレス生成部３５６は、入力される画像データの画素毎に、Ｒアドレス値及びＦアドレス値を生成する。これらのアドレス値は、書込解像度に対応する値である。生成したアドレスは、副走査変倍部３５２に出力される。

副走査変倍部３５２は、解像度変換部３５０から入力される高解像度化された画像データに対し、副走査方向の変倍補正を行う。副走査変倍部３５２は、変倍信号生成部３５３、画像パスセレクタ３５４、及び、シフト保持用メモリ３５５を有する。

変倍信号生成部３５３は、アドレス生成部３５６からの、画像を形成する際に使用するＲアドレス値及びＦアドレス値を受信する。変倍信号生成部３５３は、受信したアドレス値が、画像ビットを追加又は削除するアドレスのアドレス値か否かを判断する。画像ビットを追加又は削除するアドレスの場合には、追加フラグ又は削除フラグ等の変倍信号を生成して、画像パスセレクタ３５４及びシフト保持用メモリ３５５に出力する。

シフト保持用メモリ３５５は、画像ビットをシフトさせるシフト量を保持し、さらに、変倍信号生成部３５３から入力される変倍信号をカウントして保持する。これにより、例えば、主走査の１走査目の８ｃｈのうちの何れか一上のチャネルに画素を追加した後、２走査目の８ｃｈにおいて画素を追加する位置を決定することができる。

画像パスセレクタ３５４は、解像度変換部３５０から入力される書込解像度の画像データに対する拡大又は縮小の処理を行う。より詳細には、主走査方向及び副走査方向のラインに並んだ画素列毎に、Ｒアドレス値及びＦアドレス値で指定された座標のアドレスに位置する画素に対して、画素を挿入又は削除する補正処理を行う。

例えば、拡大時には、画像パスセレクタ３５４には、変倍信号生成部３５３から変倍信号が入力された際に、その変倍信号に対応する画像ビットの値を「白」に対応する値に設定し、以後入力される画像データにおける画素のアドレスを１画素分ずつずらす。

画像パスセレクタ３５４は、変倍信号が入力されない画素に対しては、シフト保持用メモリ３５５から入力されるシフト量を基に、入力される画像データの画素を選択して出力する。

半導体レーザとして、８ｃｈのＶＣＳＥＬ２００を用いる場合には、変倍信号生成部３５３が生成する追加又は削除する画素の位置を示す変倍信号、及び、シフト保持用メモリ３５５が保持するシフト量を示す信号は、８ｃｈ必要となる。これらの信号は、ＶＣＳＥＬ２００の駆動に用いられる。

なお、上記の例では、変倍信号生成部３５３を、副走査変倍部３５２内の独立したモジュールとして設けたが、画像処理部３４２内の他の機能を実現する部と一の機能部として設けてもよい。

図１０及び図１１は、画像パスセレクタ３５４とシフト保持用メモリ３５５との動作を説明する図である。

図１０は、追加するビットが無い走査の例を示す図である。図１０の入力データ６００は、メモリ３４０から読み出され、書込解像度に変換された１５個の画素であり、注目データ６２０は、ＶＣＳＥＬ２００の副走査方向の８つの画素である。また、各枠の中の数字は、画素の識別子である。注目データ６２０は、画素０から画素７の８つの画素からなる。拡大処理が無い場合、注目データ６２０のアドレスに対応する出力データ６４０は、注目データ６２０と同一であり、シフト量を表すｓｈｉｆｔｎ（ｎ＝０から７）は、全て値０である。

図１１は、変倍信号に対応する処理を示す図である。図１１の例は、追加するビットを含む走査の例である。図１１では、ＶＣＳＥＬ２００の８ｃｈに対応する８個のアドレス毎に、ＶＣＳＥＬ２００の１走査目から３走査目までを示す。入力データ６００は、図１０と同一である。

ＶＣＳＥＬ２００の１走査目では、注目データ６２０に対し、画素０の位置に、１画素が追加される。これにより、出力データ６６０は、ｃｈ０に白画素、ｃｈ１からｃｈ７にそれぞれ、画素０から画素６が対応づけられ、シフト量ｓｈｉｆｔｎは、全て値１である。そこで、カウント値１が、シフト保持用メモリ３５５に保持される。

ＶＣＳＥＬ２００の２走査目では、新たな注目データ６２１に対する追加の画素はない。そこで、出力データ６６１は、ＶＣＳＥＬ２００の１走査目のシフト量を引き継ぎ、シフト量ｓｈｉｆｔｎは、全て値１であり、ｃｈ０からｃｈ７に、それぞれ、画素７から画素１４が対応づけられる。

ＶＣＳＥＬ２００の３走査目では、新たな注目データ６２２に対し、画素１６の位置に、１画素が追加される。これにより、ｓｈｉｆｔｎは、ＶＣＳＥＬ２００の１走査目及び２走査目のシフト量１、にさらに値１を加えた値２となり、ｃｈ０に白画素、ｃｈ１からｃｈ７に、それぞれ、画素１５から画素２１が対応づけられる。そして、シフト保持用メモリ３５５のカウント値は、２となる。

図１２は、画像データのＲアドレス値とＦアドレス値との関係を示す図である。図１２において、画像データ７００に対し、ＶＣＳＥＬ２００の主走査方向の位置を表すアドレスが、Ｒアドレスであり、ＶＣＳＥＬ２００の副走査方向の位置を表すアドレスが、Ｆアドレスである。なお、信号７０２及び信号７０４は、Ｒアドレス及びＦアドレスの書込可能なアドレス範囲のアサート及びネゲートを表す信号である。

Ｒアドレス値、及び、Ｆアドレス値は、受像材の書き込み可能な範囲に含まれる値である。これらのアドレス値に対応して、ＶＣＳＥＬ２００に対する、主走査方向の送り、及び、半導体レーザ素子の点灯制御が行われる。これにより、光ビームＬが、感光体ドラム１０８上を走査し、変倍制御された静電潜像が形成される。

図１３は、ＶＣＳＥＬ２００により、感光体表面７０６に照射されるレーザスポットを示す図である。感光体表面７０６には、８個のレーザスポット７０８が含まれる。レーザスポット７０８は、感光体表面７０６を、副走査方向に４分割、主走査方向に４分割、計１６分割する書込解像度で、照射する。これにより、副走査方向の光ビームのピッチは、読み取りされる画像のデータ解像度より４倍精細の約５ミクロンとなる。具体的には、データ解像度が１２００ｄｐｉである場合に、書込解像度は、４８００ｄｐｉであり、この解像度で潜像形成する。

図１４は、副走査方向において、追加する画素位置を説明する図である。図１４では、副走査位置１００４及び副走査位置１００６が、画素を追加する画素位置を含む主走査ラインである。これらの副走査位置は、主走査ラインの１６ライン毎に１つずつ設けられる。したがって、副走査方向に、６．２５％の拡大処理である。なお、実際には、例えば、０．６２５％の拡大処理を行う場合に、１６０ラインにつき、１ラインを追加することになる。なお、図１４では１００４および１００６は主走査方向のライン状となっているが、主走査座標（Rアドレス値）ごとに副走査位置が異なっていてもよく、副走査１６画素について１画素の追加であれば副走査方向に６．２５％の拡大処理が実現できる。

図１５ないし図２１は、副走査方向に画素を追加する例を説明する図である。なお、図１５ないし図２１で追加される画素の割合が数％〜数十％以上あるが、これは、説明のために追加の頻度を高くしているものである。

図１５は、入力される画像データの３つの画素を含む斜線を示す図である。図１５では、データ解像度の１つの画素の位置を矩形で示す。１つの矩形には、書込解像度の１６個の画素が含まれる。画素位置ｔ１０は、書込解像度において、主走査方向に４画素分並んで追加される予定の画素の位置である。なお、複数の連続して配置する画素からなる画素のクラスタを、「画素群」という。

図１６は、図１５に示す位置に画素群が追加された後の、副走査方向にシフトされた画像を示す図である。図１６では、画素位置ｔ１０からｔ１１の２箇所に、画素群が追加される。画素位置ｔ１０の追加により、データ解像度における２番目の画素に対応する１６画素が、１ライン下にシフトする。これにより、隙間Ｓ１が生じ、線の抜けとなる。

図１７は、画素位置ｔ２１からｔ２２の３箇所に、画素群が追加されたことを示す図である。ここでは、追加される画素群が、データ解像度における画素の境界をまたぐ位置に配置されている。これにより、図１６における隙間Ｓ１は、発生することなく、データ解像度の画素の交点が離れてしまうことを防ぐことができる。

図１８は、追加する画素群に含まれる画素が、２画素の例である。図１８では、画素位置ｔ３１からｔ３６に、２個の書込解像度の画素を含む画素群が追加されている。ここでも、追加される画素群が、データ解像度における画素の境界をまたぐ位置に配置されている。これにより、図１６における隙間Ｓ１は、発生することなく、データ解像度の画素の交点が離れてしまうことを防ぐことができる。

図１９ないし図２１は、データ解像度における画素の交点に、追加又は削除する画素群の位置が合致する場合の処理を説明する図である。図１９は、データ解像度における画素の交点である画素位置ｔ４１が、追加する画素群の位置となっている。これにより、画素位置ｔ４１において、データ解像度の画素の交点が離れてしまう。

図２０は、画素位置ｔ４１に代えて、画素位置ｔ４２において、画素群を追加する例を説明する図である。図２０に示すごとく、追加する画素位置がデータ解像度の交点に合致する場合には、副走査方向の後方にずらすことにより、画素位置ｔ４１において、画素の交点が離れてしまうことを防ぐことができる。

図２１は、画素の交点を検知するフィルタを示す図である。図２１に示す４つのフィルタは、書込解像度における２×２画素の４画素に対応し、印Ｘが設けられた画素位置のみに、画素値が存在する（白画素ではない）場合に、画素の交点であると判断する。なお、図中の矢印は、追加する画素位置が存在するＦアドレスである。

図２２ないし図２４は、主走査方向に画素を追加することを説明する図である。図２２及び図２３において、ＶＣＳＥＬ２００による光ビームＬの走査は、左から右に向かう。図２２は、画素位置ｔ５１から画素位置ｔ５３の３つの画素位置に、画素群が追加されることを説明する図である。図中の矩形は、データ解像度における１画素を示す。

図２２に示すごとく、副走査方向に連続する４つの画素位置毎に、画素群を追加する。画素群が追加される画素位置は、データ解像度における画素の境界を跨いでいる。

図２３は、データ解像度における画素の交点に、追加又は削除する画素群の位置が合致する場合の処理を説明する図である。図２３では、画素位置ｔ５４が、データ解像度の画素の交点となる。そこで、追加する画素位置を、画素位置ｔ５４よりも主走査方向の後方である画素位置ｔ５５に代えることにより、データ解像度における画素の交点が離れることを防ぐことができる。

図２４は、画素の交点を検知するフィルタを示す図である。図２４に示す４つのフィルタは、書込解像度における２×２画素の４画素に対応し、印Ｘが設けられた画素位置のみに画素値が存在する（白画素ではない）場合に、画素の交点であると判断する。なお、図中の矢印は、追加する画素位置が存在するＲアドレスである。

図２５は、画素群を追加する画素位置を示す図である。図２５において、最上部の各欄に記す数字は、Ｒアドレスであり、最左部の各欄に記す数字は、Ｆアドレスである。最下段に記す枠８００は、データ解像度における画素位置を表す。

ここでは、高解像度化として、４倍密処理が行われた例について説明する。追加する画素群は、４画素であり、データ解像度における画素の境界を跨ぐ位置に配置される。最初の０及び１の２つのＲアドレスを１つの画素群とし、Ｒアドレス値が２以降は、４つのアドレス毎に、１つの画素群とする。

図中、画素位置８１０は、Ｆアドレス値が２８の主走査ラインにおいて、Ｒアドレス値が、１０から１３の４つの画素位置に、画素群を追加することを示す。したがって、図２５では、主走査ラインの１６ライン毎に、１ラインが追加される。

図２６は、光ビームＬの走査とＦアドレスとの関係を示す図である。画像７００の左側に設けられた矩形７０５の各枠が、ＶＣＳＥＬ２００の１回の走査に対応する。Ｆアドレスと光ビームＬとが同期することにより、データ解像度をまたぐ複数チャネルを制御することができる。

図２６において、信号７０２及び信号７０４は、それぞれ、Ｒアドレス及びＦアドレスの書込可能なアドレス範囲のアサート及びネゲートを表す信号である。

図２７は、本実施形態に係る画像形成方法を説明するフロー図である。図２３の画像形成方法では、入力された画像データに基づいて、書き込む際の解像度によるＲアドレス値とＦアドレス値とが設定され、さらに、所定の間隔に基づいて、画素を挿入することにより、拡大の変倍処理が行われる。

図２７のステップＳ１０１では、アドレス生成部３５６が、Ｒアドレス値を設定する。ステップＳ１０１に続いてステップＳ１０２に進み、変倍信号生成部３５３が、画素を追加又は削除するＦアドレス値を計算する。この計算は、画像パスセレクタ３５４で使用する変倍方式に対応する。

ステップＳ１０２に続いてステップＳ１０３に進み、変倍信号生成部３５３が、ステップＳ１０１で設定されたＲアドレス値と、ステップＳ１０２で計算されたＦアドレス値とから、アドレスがデータ解像度における画素の接点か否かを判断する。接点の場合には、ステップＳ１０４に進み、接点では無い場合には、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で計算したＦアドレス値に８加算する。ステップＳ１０３又はステップＳ１０４に続いてステップＳ１０５に進み、画像パスセレクタ３５４が、ステップＳ１０４までに計算されたアドレスの画素位置に、画素を追加又は削除する。

ステップＳ１０５に続いてステップＳ１０６に進み、アドレス値を、出力データ制御部３４４に転送する。出力データ制御部３４４は、転送されたアドレスに基づいて、ＬＤドライバ３１２を制御するパルス信号とレーザ駆動信号とを生成し、ＬＤドライバ３１２に出力する。

ステップＳ１０６に続いてステップＳ１０７に進み、ステップＳ１０１で設定したＲアドレスにおける、副走査範囲の処理が終了したか否かを判断する。処理が終了した場合には、ステップＳ１０８に進み、処理が終了していない場合には、ステップＳ１０２に戻って処理を繰り返す。

ステップＳ１０７に続くステップＳ１０８では、主走査範囲の処理を終了したか否かを判断する。主走査範囲の処理が終了している場合には、処理を終了し、主走査範囲の処理が終了していない場合には、ステップＳ１０１に戻って処理を繰り返す。

（コンピュータ等による実現）
なお、本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等で実現されてもよい。また、本発明の実施形態に係る画像形成方法は、例えば、ＣＰＵがＲＯＭやハードディスク装置等に記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭ等のメインメモリをワークエリアとして使用し、実行される。

以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。

以上のように、本発明にかかる画像処理装置は、画像形成に有用であり、特に、マルチビーム潜像形成を行う画像形成装置に適している。

１００ 画像形成装置
１０４、１０４Ｋ、１０４Ｙ、１０４Ｃ、１０４Ｍ 帯電器
１０６、１０６Ｋ、１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ 現像器
１０８、１０８Ｋ、１０８Ｙ、１０８Ｃ、１０８Ｍ 感光体ドラム
１１０、１１０Ｋ、１１０Ｙ、１１０Ｃ、１１０Ｍ １次転写ローラ
１１２ 画像形成部
１１６ クリーニング部
１３０ 光学装置
１３１ ポリゴンミラー
１３２、１３２Ｋ、１３２Ｙ、１３２Ｃ、１３２Ｍ 反射ミラー
１３３、１３３Ｋ、１３３Ｙ、１３３Ｃ、１３３Ｍ シレンドリカルレンズ
１５０ １次転写部
１５１ 中間転写ベルト
１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ 搬送ローラ
１６０ ２次転写部
１６１ ２次転写ベルト
１６２ａ、１６２ｂ 搬送ローラ
１６５ 給紙カセット
１６６ 搬送ローラ
１６８ 記録媒体
１７０ 定着部
１７１ 定着部材
１８０ 印刷物
２０２ シレンドリカルレンズ
２０４ 反射ミラー
２０６ 結像レンズ
２０８ 反射ミラー
２１０ 同期検出装置
３００ 制御ユニット
３０２ スキャナ部
３０８ プリンタ部
３１２ ＬＤドライバ
３１６ システムバス
３２６ イメージストレージ
３２８ インタフェース
３３０ 主制御部
３４０ メモリ
３４２ 画像処理部
３４４ 出力データ制御部
３５０ 解像度変換部
３５２ 副走査変倍部
３５３ 変倍信号生成部
３５４ 画像パスセレクタ
３５５ シフト保持用メモリ
３５６ アドレス生成部

特開２００５−１１７６１５号公報 特開２００９−８３４７２号公報

Claims (5)

1. 入力画像の入力画像解像度よりも高解像度である書込解像度に変換した高解像度画像に対し、主走査方向又は副走査方向に連続する複数の画素から成り、かつ、前記書込解像度における前記入力画像解像度の一画素に相当する画素数以下の画素群を、前記入力画像における画素の境界を跨ぐ位置において、追加又は削除して、変倍補正を行う補正手段と、
   変倍補正された前記高解像度画像を書き込む画像書込手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記画素群が、前記入力画像解像度における画素の斜め方向の接点に位置する場合に、前記補正手段は、前記画素群の位置を、該画素群が並ぶ方向に直交する方向にずらすことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記画像書込手段は、主走査方向の複数の画素列の書込を一の走査で行い、前記複数の画素列の副走査方向における端部は、前記入力解像度における画素の境界とは、異なることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 入力画像の入力画像解像度よりも高解像度である書込解像度に変換した高解像度画像に対し、主走査方向又は副走査方向に連続する複数の画素から成り、かつ、前記書込解像度における前記入力画像解像度の一画素に相当する画素数以下の画素群を、前記入力画像における画素の境界を跨ぐ位置において、追加又は削除して、変倍補正を行う補正手段と、
   感光体ドラムに、主走査方向の複数の画素列に対応する複数の光ビームを一の走査により照射して、変倍補正された前記高解像度画像を潜像として形成する画像書込手段と、
   前記潜像を現像した現像画像を媒体に転写する転写手段と、
   転写された前記現像画像を前記媒体に定着させる定着手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 入力画像の入力画像解像度よりも高解像度である書込解像度に変換した高解像度画像に対し、主走査方向又は副走査方向に連続する複数の画素から成り、かつ、前記書込解像度における前記入力画像解像度の一画素に相当する画素数以下の画素群を、前記入力画像における画素の境界を跨ぐ位置において、追加又は削除して、変倍補正を行う補正ステップと、
   変倍補正された前記高解像度画像を書き込む画像書込ステップと、
   を有することを特徴とする画像処理方法。

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