JP5402654B2 - 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファックス等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に用いられる画像処理装置に関する。

近年、電子写真プロセスを用いたレーザプリンタ、デジタル複写機などの画像形成装置の高速化、高密度化が進み、露光プロセスを実行する装置として、レーザビームによる光走査装置が採用されている。画像形成の高速化、高密度化の要求に対し、光走査装置側でポリゴンスキャナの高速化により対応すると、ポリゴンミラーの風きり音や駆動モータの駆動音などの騒音が増大するとともに、消費電力の増大や耐久性の劣化などの問題も生ずる。これに対して、光走査装置をマルチビーム化する手法は、上記した環境問題が発生せず、画像形成の高速化、高密度化を実現する方法として有効である。

光走査装置をマルチビーム化する方式において、複数の発光点が等間隔に配列されたＬＤアレイを用い、さらに走査線間隔を不均一にして、飛び越し走査を行なう方式が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このような飛び越し走査を使うと、光源と被走査面間の副走査方向の横倍率が偏向角により異なっても、主走査位置による走査線間隔のばらつきと、濃度むらを低減することができ、高解像度の画像を形成することができる。

ところで、従来、軽印刷と言われていた分野で、上記した画像形成装置が利用されているが、最近の省資源の要請から両面印刷技術が重要である。電子写真方式の両面印刷では、用紙の第１面を記録し、熱定着を行い、次に第２面を記録する方式を採るため、例えば第１面と第２面とでは、０．２％〜０．４％の倍率差が生じる。そこで、倍率調整や曲がり補正などのために画素の間引きあるいは画素の挿入技術が提案されている（例えば、特許文献２、３を参照）。

露光系の解像度が、例えば４８００ｄｐｉとすると、飛び越し走査で形成されるビームの副走査ピッチは約５．２μｍとなる。レーザビームの走査幅がＡ３サイズとすると、約４２０ｍｍの走査幅にわたって、５．２μｍのピッチを維持しなければならないことになる。これは調整が難しく、調整のための工数（コスト）が増大する。

また、装置内部の温度変化などによっても、ピッチが変化してしまうため、５．２μｍを維持することが難しい。そのため、装置が稼動して温度が変化するに伴い、画像に濃度ムラが発生し、画質が安定しないという課題がある。

さらに、ガルバノミラーによる往復走査環境における走査ピッチのムラに起因する濃度ムラの発生に関して、副走査方向に３以上の奇数個の画素を有するセルが、主走査方向に隣接して配置する方式も提案されている（例えば、特許文献４を参照）。ガルバノミラーによる走査線の粗密の発生は規則的であるため、セルを副走査方向に奇数にして、形成される網点が副走査方向に偶数であっても濃度差が解消される。

しかしながら、この方式では、ポリゴンによる飛び越し走査光学系では、必ずしも濃度差が解消できず、また、セルを奇数にすることにより、セルのサイズ選択が制約されることにより、所望のスクリーン線数を得ることができないという課題がある。さらに、前述した、画素の間引きあるいは画素の挿入を行う場合に、この方法では濃度ムラを解消できないという課題がある。

この他に、光量ムラ、ピッチムラを防ぐために、非等方的なディザを使う方式が提案されている（例えば、特許文献５を参照）。
開示されている。

しかしながら、非等方的なディザは一般に、ざらついた印象を与えるため、出力装置の性能を選ぶ傾向があり、必ずしも電子写真プロセスの画像形成装置に適用できるものではない。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、ザラツキがなく、装置内部の温度変化によっても画質が劣化しない、マルチビームの飛び越し走査によるポリゴン光学系に最適であり、また倍率調整のための画素の挿入、削除が行われる画像形成装置に最適な画像処理装置を提供することにある。

本発明は、副走査方向に駆動される感光体と、一定方向に回転するポリゴンにより前記感光体上を主走査方向に複数のビームを走査し、前記複数のビームは飛び越し走査による書き込み走査光学系であり、画像信号に従って露光し、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置において、入力画像を偶数倍に密度変換を行う密度変換手段と、前記密度変換を行った画像の副走査方向に並ぶ画素のうち、濃度が大きいオン画素の画素数と、濃度が小さいオフ画素の画素数と、をカウントし、前記オン画素の画素数を第１係数で補正した値と、前記オフ画素の画素数を前記第１係数より大きい第２係数で補正した値とを比較することにより、前記画像の副走査方向に並ぶ画素の濃度レベルを判断する判断手段と、前記濃度レベルに基づき、網点もしくは網点の埋め残し部を選択して副走査方向に１画素膨張する１画素膨張手段と、を備えることを最も主要な特徴とする。

１．網点または網点の埋め残し部が、副走査方向に奇数個の連続した画素で構成されているので、飛び越し走査のピッチムラがある場合でも濃度ムラが抑制される。
２．ディザマスクのセルのサイズが奇数に限定されないので、スクリーン角やスクリーン線数の自由度に制限を与えない。また、ディザマスクが等方的でもよいので、どのような電子写真の画像形成装置に適用しても安定で高画質な印刷物を出力できる。
３．元となる入力画像を偶数倍に密度変換を行い、密度変換を行った結果に対して副走査方向に１画素の画素膨張をするようにしたので、簡単な回路構成で実現できる。
４．注目画素周辺の濃度レベルを判断し、その判断結果に基づき、網点もしくは網点の埋め残し部を選択して副走査方向に１画素膨張するようにしたので、濃度レベルに応じて、特に極低濃度部と極高濃度部において適切に濃度ムラを抑制できる。
５．注目画素周辺の濃度レベルの判断としては、副走査方向の画素の並びからその濃度レベルを判断するものであるので、簡単な構成で検出できる。

本発明の画像形成装置の構成を示す。 面発光型半導体レーザの構成を示す。 光学装置が感光体ドラムを露光する構成を示す。 飛び越し走査の走査位置を説明する図である。 制御ユニットの構成を示す。 ＧＡＶＤの詳細な構成を示す。 実施例１に係る画像処理部の構成例を示す。 副走査変倍部の動作を説明する図である。 副走査変倍部の動作を説明する図である。 濃度ムラの発生を説明する図である。 実施例２に係る画像処理部の構成例を示す。 レベル判断部の構成を示す。 網点または網点の埋め残し部の画素を１画素分だけ下側に膨張させた場合の図である。 １画素を４倍の密度に変換処理した例を示す。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

（画像形成装置の説明）
図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す。画像形成装置１００は、ポリゴンミラー１０２ａなどの光学要素を含む光学装置１０２と、感光体ドラム、帯電装置、現像装置などを含む像形成部１１２と、中間転写ベルトなどを含む転写部１２２により構成される。光学装置１０２は、半導体レーザとして図示しないＶＣＳＥＬ２００（図２、図３を参照）を含んで構成される。図１に示す例では、ＶＣＳＥＬ２００から射出された光ビームは、一旦、図示しない第１シリンドリカルレンズにより集光され、ポリゴンミラー１０２ａにより、反射ミラー１０２ｂへと偏向される。

ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）２００とは、同一チップ上に複数の光源（半導体レーザ）を格子状に配置した面発光型半導体レーザである。ＶＣＳＥＬ２００を使用した画像形成装置としては様々な技術があり、本発明の画像形成装置１００の光学装置１０２には、これらの公知技術と同様の構成で、ＶＣＳＥＬ２００が組み込まれている。

図２は、光学装置１０２に組み込まれたＶＣＳＥＬ２００の構成を示す。ＶＣＳＥＬ２００は、図２に示すように、複数の光源ｃｈ１〜ｃｈ４０（複数の発光点）が斜め格子状に配置された半導体レーザアレイを構成している。

画像形成装置１００は、ｆθレンズを使用しないポストオブジェクト型の光学装置１０２を構成する。ｃｈ１〜ｃｈ４０からなる光ビームＬは、図示した実施例では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した数、発生されていて、ポリゴンミラー１０２ａにより偏向されたビームＬは、反射ミラー１０２ｂで反射され、第２シリンドリカルレンズ１０２ｃで再度集光された後に感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａを露光している。

光ビームＬの照射は、上述したように複数の光学要素を使用して行われるため、主走査方向および副走査方向のタイミングの同期がとられる。以下、主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向として定義する。

感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａは、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と、電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。光導電層は、それぞれ感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、または帯電ローラなどで構成される帯電器１０４ｂ、１０６ｂ、１０８ｂ、１１０ｂにより表面電荷が付与される。

各帯電器１０４ｂ、１０６ｂ、１０８ｂ、１１０ｂにより感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ上に付与された静電荷は、光ビームＬにより像状露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ上に形成された静電潜像は、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、規制ブレードなどを含む現像器１０４ｃ、１０６ｃ、１０８ｃ、１１０ｃにより現像され、現像剤像が形成される。

感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ上に担持された現像剤は、搬送ローラ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃにより矢線Ａの方向に移動する中間転写ベルト１１４上に転写される。中間転写ベルト１１４は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの現像剤を担持した状態で２次転写部へと搬送される。２次転写部は、２次転写ベルト１１８と、搬送ローラ１１８ａ、１１８ｂにより構成される。２次転写ベルト１１８は、搬送ローラ１１８ａ、１１８ｂにより矢線Ｂの方向に搬送される。２次転写部には、給紙カセットなどの受像材収容部１２８から上質紙、プラスチックシートなどの受像材１２４が搬送ローラ１２６により供給される。

２次転写部は、２次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト１１４上に担持された多色現像剤像を、２次転写ベルト１１８上に吸着保持された受像材１２４に転写する。受像材１２４は、２次転写ベルト１１８の搬送と共に定着装置１２０へと供給される。定着装置１２０は、シリコーンゴム、フッソゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材１３０により構成され、受像材１２４と多色現像剤像とを加圧加熱し、印刷物１３２として画像形成装置１００の外部へと出力する。多色現像剤像を転写した後の転写ベルト１１４は、クリーニングブレードを含むクリーニング部１１６により転写残現像剤が除去された後、次の像形成プロセスへと供給される。

（ポリゴン光学系の説明）
図３は、ＶＣＳＥＬ２００を含む光学装置１０２が感光体ドラム１０４ａを露光する構成を示す。ＶＣＳＥＬ２００から射出された光ビームＬは、光ビーム束を整形するために使用される第１シリンドリカルレンズ２０２により集光され、反射ミラー２０４および結像レンズ２０６を経た後、ポリゴンミラー１０２ａにより偏向される。ポリゴンミラー１０２ａは、数千〜数万回転するスピンドルモータなどにより回転駆動されている。ポリゴンミラー１０２ａで反射された光ビームＬは、反射ミラー１０２ｂで反射された後、第２シリンドリカルレンズ１０２ｃにより再整形され、感光体ドラム１０４ａ上を露光する。

また、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、反射ミラー２０８が配置されている。反射ミラー２０８は、副走査方向の走査を開始する以前で、光ビームＬを、フォトダイオードなどを含む同期検出装置２１０へと反射させる。同期検出装置２１０は、当該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などの処理を同期する。

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、後述するように、画像データの所定の画像ビットに対応する位置に光ビームＬが露光され、感光体ドラム１０４ａ上に静電潜像を形成する。

（飛び越し走査方式の説明）
図４は、ｃｈ１〜ｃｈ４０の４０ビームからなる光ビームＬによって、感光体上での飛び越し走査が行われる、その走査位置を説明する図である。

感光体上での露光解像度は４８００ｄｐｉ、従って、図４の画素間の間隔（マス目）は約５．２μｍとなる。ある時点での走査Ｓ１とその次のポリゴンミラー面による走査Ｓ２を説明する。まず、ポリゴンミラー面は一度に４０ビームをスキャンする。ビームは４０チャンネルで、中央部の２０チャンネル（ｃｈ２０）目と２１チャンネル（ｃｈ２１）目の間は近接している。その他のチャンネルの間は、１走査ラインの間隙を作って主走査方向に走査するような位置関係に構成されている。

チャンネル２０とチャンネル２１との中間点ａの位置が、副走査方向におけるレンズ群の中央であり、副走査方向に対称になっている。あるポリゴン面で、このような位置関係で水平走査が行われると、次の面では図中のＳ２で示すラインを走査し、Ｓ１のラインの２１チャンネル（ｃｈ２１）と２２チャンネル（ｃｈ２２）との隙間を、今度は１チャンネル（ｃｈ１）が走査するように構成されている。また、Ｙ、Ｃ、Ｍについても同様である。このようにして、４８００ｄｐｉ解像度の書込みユニットが構成されている。

このような、全体としては４０ビームからなる飛び越し走査光学系であり、中央の２０−２１ｃｈ間が近接していることにより、８の倍数で飛び越しができる。８の倍数で処理できることは、画像処理のための回路を構成する上でも扱いやすくなる。また、光源としてＶＣＳＥＬ（面発光レーザーダイオード）を利用した場合に光源配置の自由度が高いという利点がある。また、通常の飛び越し走査よりも、１ｃｈ〜４０ｃｈ間の副走査ビーム間隔が狭くなり、最も外側のビームが光軸よりそれ程遠ざかることがなくなるので、副走査ビームピッチのばらつき、ビームスポット径のばらつきが低減できる。また、走査レンズの有効範囲も小さくでき、光学素子の小型化も可能となる、という利点がある。

（画像処理装置の説明）
図５は、画像形成装置１００の制御ユニット３００の構成を示す。制御ユニット３００は、スキャナ部３０２と、プリンタ部３０８と、主制御部３３０として構成されている。スキャナ部３０２は、画像を読み取る手段として機能しており、スキャナが読み取った信号をＡ／Ｄ変換して黒オフセット補正、シェーディング補正、画素位置補正を行うＶＰＵ３０４と、取得された画像を、ＲＧＢ表色系からＣＭＹＫ表色系での画像データとしてデジタル変換するための画像処理を行うＩＰＵ３０６により構成されている。スキャナ部３０２が取得した読み取り画像は、デジタルデータとしてプリンタ部３０８へと送られる。

プリンタ部３０８は、ＶＣＳＥＬ２００の駆動制御を行う制御手段として機能するＧＡＶＤ（Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ Ｖｉｄｅｏ Ｄｅｖｉｃｅ：ビデオ処理ゲートアレイ）３１０と、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給するＬＤドライバ３１２と、２次元的に配置された半導体レーザ素子を実装するＶＣＳＥＬ２００により構成される。本実施例の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。

また、スキャナ部３０２とプリンタ部３０８は、システムバス３１６を介して主制御部３３０と接続されていて、主制御部３３０の指令により、画像読み取りおよび画像形成が制御されている。主制御部３３０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵ）３２０と、ＲＡＭ３２２とを含んでいる。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プログラムモジュールを呼び出して、コピー、ファクシミリ、スキャナ、イメージストレージなどの処理を実行させる。さらに、主制御部３３０は、ＲＯＭ３２４を含み、ＣＰＵ３２０の初期設定データ、制御データ、プログラムなどを格納する。イメージストレージ３２６は、ハードディスク装置、メモリカードなどの固定または着脱自在の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て、ユーザによる各種処理のために利用可能としている。

スキャナ部３０２が取得した画像データについてプリンタ部３０８を駆動して感光体ドラム１０４ａなどに静電潜像として画像を出力する場合、ＣＰＵ３２０は、上質紙、プラスチックフィルムなどの受像材の主走査および副走査方向の制御を実行する。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は、スタート信号を受信すると、ＩＰＵ３０６がスキャン処理を開始する。その後、ＧＡＶＤ３１０は、バッファメモリなどに格納した画像データを受信し、その後、受信した画像データを処理し、処理した画像データをＬＤドライバ３１２に出力する。ＬＤドライバ３１２は、ＧＡＶＤ３１０から画像データを受け取ると、ＶＣＳＥＬ２００の駆動制御信号を生成する。その後、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制御などを使用して駆動させる。本実施例のＶＣＳＥＬ２００は、半導体レーザ素子を４０ｃｈ備えるが、ＶＣＳＥＬ２００のチャネル数はこれに限定されない。

（ＧＡＶＤの機能ブロック図）
図６は、ＧＡＶＤ３１０の詳細な構成を示す。ＧＡＶＤ３１０は、同期信号を受信して、ＩＰＵ３０６から出力される画像データを格納して記憶するＦＩＦＯバッファなどのメモリ３４０を備えていて、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に渡している。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、半導体レーザ素子チャネルの割当て、および画像ビット（すなわち、画像データを変倍するための補正画素）の追加・削除の処理および画像データの副走査方向の補正処理を実行する。

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およ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１０４ａに対して露光される位置が規定されている。以下、本実施例では、アドレス座標とは、画像データを主走査ラインアドレス値（Ｒアドレス値）および副走査ラインアドレス値（Ｆアドレス値）で指定した場合の特定の画像ビットを与える各アドレス値のセットとして定義する。これらのアドレス値は、アドレス生成部３５４（図７）によって決定される。また、これらのアドレス座標は、主走査方向および副走査方向のラインに並んだ画素（すなわち画素列）ごとに定められている。そして、副走査変倍部３５２（図７）はＲアドレス値および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、画素ビットを挿入する等の変倍処理を行う。変倍された画像データは副走査補正部３６０（図７）により、副走査方向に補正処理が行われる。

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書き込み信号となる出力データを、Ｆアドレス値および副走査速度から時系列的な駆動パルスに変換し、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追加して生成する。生成された駆動制御信号は、ＬＤドライバ３１２に伝送され、ＶＣＳＥＬを駆動する。また、出力データ制御部３４４には、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ている。なお、メモリ３４０、画像処理部３４２、出力データ制御部３４４の処理は、ＰＬＬ３４６により動作クロックに同期している。

図７は、図６の画像処理部３４２の構成（実施例１）を示す。解像度変換部３５０は、メモリ３４０から取得した１２００ｄｐｉ画像データの単位画素に対して、ＶＣＳＥＬ２００による露光解像度に対応して当該画素の照射を行うレーザ素子チャネルに割当てられるように、縦横４倍の密度処理を実施する。これにより、図１４に示すように、データ解像度１２００ｄｐｉの１画素（ａ）は、副走査方向に２の倍数からなる、書き込み解像度４８００ｄｐｉの４×４画素（ｂ）に変換される。

副走査変倍部３５２は、画像パスセレクタ３５８と、シフト保持用メモリ３５６とを備えている。副走査変倍部３５２は、アドレス生成部３５４からの、画像を形成するために使用するＦアドレスおよびＲアドレスを受け取り、処理対象となっているアドレス値が画像ビットを追加（挿入）または削除するアドレス値を含むか否かを判断する。副走査変倍部３５２は、画像ビットを追加・削除するアドレスについては、例えば追加フラグまたは削除フラグなどの変倍指令信号を生成し、画像パスセレクタ３５８およびシフト保持用メモリ３５６に渡す。シフト保持用メモリ３５６は、画像ビットをシフトさせるシフト量を格納しており、変倍指令信号をカウントし保持する。画像パスセレクタ３５８は、画像拡大時であって追加の変倍指令信号が設定されている場合、当該画像ビットのデータを白データに設定し、以後の画像データを１ビット分ずつシフトさせる。変倍指令信号が設定されていない場合は、シフト保持用メモリ３５６からのシフト量を元に、解像度変換部３５０からの入力データを選択し、出力する。

本実施例で、半導体レーザとして４０ｃｈ ＶＣＳＥＬ２００を使用するものとする場合、追加・削除する位置を示す信号およびシフト量を示す信号は４０ｃｈ分割り当てられ、ＶＣＳＥＬ２００の駆動のために使用される。画像ビットの追加・削除の計算は、画像処理部３４２の専用モジュールとして構成することができ、他のモジュールの一部として構成できる。変倍命令信号をカウントする理由は、画像ビットをシフトさせる場合に、例えば、１走査目に画像ビットを追加した後、２走査目の最初に画像ビットを追加する位置を特定するためである。

図８、９を用いて、副走査変倍部の動作を説明する。
副走査変倍部は、図８に示すように、規則的に並んだ黒印の位置に画素（白画素）を挿入することにより、画像を全体に副走査方向にシフトする処理を行う。

図９（ａ）は、４８００ｄｐｉでの元画像を示す。左上から主走査方向に画素がａ０、ａ１、ａ２．．．と並び、次の行は左から主走査方向に画素がｂ０、ｂ１、ｂ２．．．と並び、メモリ内に展開されている。また、主走査方向のアドレスをＲ０、Ｒ１、Ｒ２．．．で表し、副走査方向のアドレスをＦ０、Ｆ１、Ｆ２．．．で表すことにする。

これに対して、画像を副走査方向にシフトする処理（伸ばす処理）を行う。シフトするときには画素を挿入する（逆に縮小する場合には画素を削除する）。

図９（ｂ）は、画像と対応付けて画素（白画素）の挿入位置を＊印で示す（変倍指令信号）。この挿入位置は規則的に並んでいるので、実際にはメモリに展開せずに、ロジック回路によって主走査および副走査を与えることにより、挿入位置に該当するか否かを調べる。

変倍のための読み出し処理を説明する。
Ｆ０について、まずＲ０のａ０を読み出す。ここは、図９（ｂ）のように、挿入位置に該当するので、画素データとして白を出力する。そして、図９（ｄ）に示すように、シフト保持レジスタＲ０のところに「１」を書き込む。次に、Ｒ１のａ１を読み出す。ここは、挿入位置に該当しないので、ａ１がそのまま出力される。このようにして最初の行を処理する。図９（ｃ）のＦ０の行は、この処理結果を示す。

次のＦ１行に処理が移る。Ｒ０について、最初の画素は、本来はｂ０を読み出すところであるが、Ｒ０についてはシフト保持レジスタが「１」になっているので、１つ上のＦ０のデータを読み出す。そのため、出力はａ０になる。

Ｒ１に移ると、ここはシフト保持レジスタが「０」になっているので、データをそのまま読み出し、出力はｂ１になる。図９（ｃ）のＦ１の行は、この処理結果を示す。

同様に処理を行い、Ｆ１４について説明する。Ｒ０はシフト保持レジスタが「１」なので、１つ上のデータを読み出し、出力はｉ０になる。Ｒ１は挿入位置に該当するので、白画素を出力する。そして、図９（ｅ）に示すように、シフト保持レジスタのＲ１に「１」をセットする。Ｒ２はシフト保持レジスタが「０」なので、そのままｊ２が出力される。

上記した操作を繰り返すことにより、図９（ｃ）のように、出力画像は元画像（ａ）と比較して、徐々に副走査方向にずれることになる。これにより、シフト操作が達成される。

このとき、露光に使用するビームが変化するわけではないので、副走査方向にｈ０〜ｋ０の画素は、図９（ａ）ではＦ１２〜の４ビームであるが、図９（ｃ）ではＦ１３〜の４ビームとなり、網点の形成を考えた場合、使用するビームが用紙内でずれることになる。

上記した変倍処理が実行される理由を説明する。従来技術で述べたように、両面印刷で第１面（表面）を記録し、定着した際に、用紙が副走査方向に縮むことがあり、第２面（裏面）を記録すると、表裏の印刷ずれが発生する。そこで、定着時の副走査方向の縮みを解消するために、第２面（裏面）の印刷時に、画像を副走査方向にシフトすることにより、表裏の印刷ずれを補正している。

図７に戻り、本実施例における副走査補正部３６０は、副走査変倍後の画像データの下エッジ側を１画素分膨張させるための回路ブロックである。副走査方向に変倍された画像データは、１ラインディレイ部３６１に送られ、元データと、１ラインディレイさせたデータが合成部３６２においてＯＲ合成される。これにより、画像データはその下側エッジ部が１画素分だけ膨張させられる。

図１３（ａ）は、４×８画素の網点を示す。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の網点を１画素分だけ下側（副走査方向）に膨張させた場合の図である。このように、副走査補正部３６０に入力する画像データは副走査方向に偶数画素（図１３（ａ）は８画素）となるように構成し、さらに副走査補正部３６０は、副走査方向に１画素分だけ膨張させることにより、副走査方向の連続した画素の数は、必ず奇数画素（図１３（ｂ）は９画素）になるように構成される。

（＋１画素膨張の作用効果の説明）
このように副走査方向に奇数画素数になるようにすることにより、副走査の飛び越しピッチムラによる画像濃度ムラが解消される理由を説明する。

飛び越し走査の場合、例えば図４に示すように走査ラインが構成される。しかし、調整や温度変化によって、走査ビームピッチがずれを生じる。

図１０は、走査ラインがずれていないときと、ずれてビームピッチずれが生じた場合のドット形成を示す。丸印がビームの走査位置を示す。楕円が形成される網点を示す。

ビームピッチが副走査方向にずれていないとき、副走査方向に４個の偶数個の結合画素で網点画像を構成すると、図１０（ａ）の網点２１０で示すような副走査方向の結合となる。ところが、温度変化などで、ビームピッチがずれる。そうすると、図１０のｃｈ２、３、４、５、６とｃｈ２３、２４、２５、２６、２７は別のポリゴン面による走査であり、図１０（ｂ）で示すような副走査位置になるので、（ａ）の網点２１０の形成ドットは、（ｂ）の網点２１２のようになる。装置内で（ａ）の領域と（ｂ）の領域が存在すると、網点２１０と網点２１２のように同一の露光エネルギーであるが、副走査のサイズが異なる部分が発生し、すなわち濃度ムラが発生する。

さらに、副走査変倍による画素挿入によって、画像の位置がずれる場合を考える。たとえば、（ｂ）の網点２１２が副走査方向（図下側）に向かって１画素ずれたとすると、４画素の結合状態は（ｃ）の網点２１４となる。（ｂ）と（ｃ）を比較すると、どちらも４ビームでの露光で同一であるが、副走査方向の長さが異なっていることがわかる。このため、トナー像は（ｂ）に比べて（ｃ）の方が薄くなる。つまり、副走査変倍とビームピッチずれにより、さらなる濃度ムラが発生してしまう。

ここで、本発明においては、副走査方向に１画素膨張しているので、副走査方向の４画素の結合は、５画素の結合に変換され、そして、露光が行われる。この場合、図１０（ａ）の露光の場合は図１０（ｄ）の網点２１６になる。同じく、図１０（ｂ）は図１０（ｅ）の網点２１８に、図１０（ｃ）は図１０（ｆ）の網点２２０のように露光される。

図１０（ｄ）〜図１０（ｆ）の網点２１６、２１８、２２０を比較すると、どちらも５ビームでの露光で露光エネルギーは同一である。また副走査方向の長さもほぼ同一となっているのがわかる。このためトナー像はほぼ同じ濃度となるため、ビームピッチずれがあっても濃度ムラを防止することができる。

なお、図７の構成では、合成制御信号により、副走査方向の膨張をＯＦＦにするモードも設けている。すなわち、副走査方向を膨張することにより、濃度がやや濃くなってしまう。装置内部の調整が十分で、副走査変倍を使わないときに、濃くしたくないユーザもあり、そのような場合には、副走査方向の膨張をＯＦＦにすることによって膨張の機能をＯＦＦにすることもできる。

図１１は、実施例２に係る画像処理部３４２の構成例を示す。１２００ｄｐｉの入力画像は、解像度変換部３５０により、縦横４倍の４８００ｄｐｉの画像に変換される。変換された画像に対して、副走査変倍部３５２は、所定の画素挿入もしくは画素削除を行う。

変倍された画像は、副走査補正部３６０に入力される。副走査補正部３６０は、画像をいったん画像バッファ３６３へ保存する。このバッファの値をレベル判断部３６４で判断し、主走査方向の各画素ごとに、注目画素の副走査方向の画素のＯＮ、ＯＦＦの並びから、画像の階調レベルが濃い部分（所定の閾値以上）か淡い部分（所定の閾値未満）かを判断する。

淡い部分であると判断された場合には、実施例１と同様に、黒画素（ＯＮ側）の画素を拡大するようにＯＲ合成回路３６６を機能させる。これにより、ＯＮ画素の下側のエッジが拡大される。

濃い部分であると判断された場合には、逆に画素のＯＦＦ側（白側）の画素を拡大するようにＡＮＤ合成回路３６７を機能させる。これにより、ＯＦＦ画素の下側のエッジが拡大される。そして、セレクタ３６８は、レベル判断部３６４が淡い部分と判断したときＯＲ合成回路３６６の出力を選択し、濃い部分と判断したときＡＮＤ合成回路３６７の出力を選択する。

図１２は、レベル判断部３６４の構成例を示す。レベル判断部３６４は各主走査アドレスごとに、副走査方向の画素の並びを調べて、階調レベルを判断する。副走査方向には注目画素の前後４０画素分のバッファ３８１を持っている。このとき、注目画素が白（ＯＦＦ）であるとすると、そのＯＦＦ画素の連続した数を注目レベル並び数部３８２でカウントする。また、副走査方向にその次に連なる注目画素と逆の（この場合ＯＮ画素）画素の連続した数を非注目レベル並び数部３８３でカウントする。

そして、並び数部３８２と３８３のカウント値は、補正係数部３８４、３８５で補正が行われる。係数補正部は、並び数部３８２、３８３が白をカウントするか、黒をカウントするかで異なり、本実施例では白（ＯＦＦ）の並び数の方には係数１が、黒（ＯＮ）の並び数の方には、係数３／４が適用される。黒の並び数を３／４としているのは、白と黒の並び数が同じときにも淡い部分と判断するように、淡い部分と判断する閾値を濃い側にずらしているためである。この図１２の場合、レベル判断部３６４では、濃い部分と判断される。したがって、注目画素の下側に白１画素が付加されるように、ＡＮＤ合成回路３６７が機能する。

図１３は、副走査方向に網点（ａ）もしくは網点の埋め残し部（ｃ）が１画素分、拡大する例を示す。淡いところにある網点（ａ）が副走査方向に８画素の並びであるところが、本発明の処理により、（ｂ）に示すように、副走査方向に９画素の奇数画素の並びに膨張される。濃いところにある網点の埋め残し部（ｃ）は、副走査方向に４画素の並びであるところが、本発明の処理により、（ｄ）に示すように、副走査方向に５画素の奇数画素の並びに膨張される。

本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した各実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

３５０ 解像度変換部
３５２ 副走査変倍部
３５４ アドレス生成部
３５６ シフト保持用メモリ
３５８ 画像パスセレクタ
３６０ 副走査補正部
３６１ １ラインディレイ
３６２ ＯＲ合成部

特開２００６−２１５２７０号公報 特開２００９−８３４７２号公報 特許第４２５３８４３号公報 特開２００７−６２０９９号公報 特許第４２２０６５４号公報

Claims (5)

1. 副走査方向に駆動される感光体と、一定方向に回転するポリゴンにより前記感光体上を主走査方向に複数のビームを走査し、前記複数のビームは飛び越し走査による書き込み走査光学系であり、画像信号に従って露光し、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置において、
   入力画像を偶数倍に密度変換を行う密度変換手段と、
   前記密度変換を行った画像の副走査方向に並ぶ画素のうち、濃度が大きいオン画素の画素数と、濃度が小さいオフ画素の画素数と、をカウントし、前記オン画素の画素数を第１係数で補正した値と、前記オフ画素の画素数を前記第１係数より大きい第２係数で補正した値とを比較することにより、前記画像の副走査方向に並ぶ画素の濃度レベルを判断する判断手段と、
   前記濃度レベルに基づき、網点もしくは網点の埋め残し部を選択して副走査方向に１画素膨張する１画素膨張手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記画像に対して画素の挿入、削除を行う変倍手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 副走査方向に駆動される感光体と、一定方向に回転するポリゴンにより前記感光体上を主走査方向に複数のビームを走査し、前記複数のビームは飛び越し走査による書き込み走査光学系であり、画像信号に従って露光し、電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成方法において、
   入力画像を偶数倍に密度変換を行う密度変換工程と、
   前記密度変換を行った画像の副走査方向に並ぶ画素のうち、濃度が大きいオン画素の画素数と、濃度が小さいオフ画素の画素数と、をカウントし、前記オン画素の画素数を第１係数で補正した値と、前記オフ画素の画素数を前記第１係数より大きい第２係数で補正した値とを比較することにより、前記画像の副走査方向に並ぶ画素の濃度レベルを判断する判断工程と、
   前記濃度レベルに基づき、網点もしくは網点の埋め残し部を選択して副走査方向に１画素膨張する１画素膨張工程と、
   を含む画像処理方法。
4. 請求項３記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
5. 請求項４記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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