特開 2024-108081 画像形成装置及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108081

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】画像形成装置及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/47 20060101AFI20240802BHJP

   G03G 15/043 20060101ALI20240802BHJP

   H04N 1/036 20060101ALI20240802BHJP

【ＦＩ】

B41J2/47 101M

G03G15/043

H04N1/036

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012366

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112335

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 英介

(74)【代理人】

【識別番号】100101144

【弁理士】

【氏名又は名称】神田 正義

(74)【代理人】

【識別番号】100101694

【弁理士】

【氏名又は名称】宮尾 明茂

(74)【代理人】

【識別番号】100124774

【弁理士】

【氏名又は名称】馬場 信幸

(72)【発明者】

【氏名】松本 和剛

【テーマコード（参考）】

2C362

2H076

5C051

【Ｆターム（参考）】

2C362AA03

2C362AA13

2C362AA32

2C362BA04

2C362BA60

2C362BA67

2C362BA71

2C362BB15

2C362CA04

2C362CA09

2C362CA13

2C362CA14

2H076AB05

2H076AB06

2H076AB12

2H076AB73

2H076AB75

2H076AB76

2H076DA07

2H076DA17

2H076DA18

2H076DA22

5C051AA02

5C051CA07

5C051DA03

5C051DB02

5C051DB04

5C051DB08

5C051DB30

5C051DE03

5C051DE07

5C051DE30

5C051FA01

(57)【要約】

【課題】 電子的な濃度補正とボウ補正を行う場合に相反則不軌の影響による濃度段差の発生を抑制できる画像形成装置等を提供する。
【解決手段】 画像データに基づき複数の発光素子から出射する光ビームを像担持体表面上に走査する電子写真方式の画像形成装置において、前記画像データを電子的にボウ補正するボウ補正部と、ボウ補正され画像を濃度平滑処理する濃度平滑処理部と、ボウ補正された画像を面跨ぎ露光セグメントの光量補正によって濃度補正する濃度補正処理部と、前記濃度補正処理部の濃度補正の変化率に応じて前記濃度平滑処理部を制御することにより画像の濃度段差を滑らかにする制御部と、ボウ補正、濃度平滑処理された画像データ及び濃度補正された制御信号に基づき、ビーム発光部の複数の発光素子の発光を制御する発光素子ドライバ制御部と、を備えた画像形成装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像データに基づき複数の発光素子から出射する光ビームを像担持体表面上に走査する電子写真方式の画像形成装置において、
前記画像データを電子的にボウ補正するボウ補正部と、
ボウ補正され画像を濃度平滑処理する濃度平滑処理部と、
ボウ補正された画像を面跨ぎ露光セグメントの光量補正によって濃度補正する濃度補正処理部と、
前記濃度補正処理部の濃度補正の変化率に応じて前記濃度平滑処理部を制御することにより画像の濃度段差を滑らかにする制御部と、
ボウ補正、濃度平滑処理された画像データ及び濃度補正された制御信号に基づき、ビーム発光部の複数の発光素子の発光を制御する発光素子ドライバ制御部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記濃度平滑処理は、画像スライド周期を６００dpi換算で１～１５dot分の範囲とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記濃度平滑処理は、画像形成のプロセス速度に応じて濃度平滑処理のパターンを切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

画像データに基づき複数の発光素子から出射する光ビームを像担持体表面上に走査する電子写真方式の画像形成装置の制御方法において、
前記画像データを電子的にボウ補正するボウ補正工程と、
ボウ補正され画像を濃度平滑処理する濃度平滑処理工程と、
ボウ補正された画像を面跨ぎ露光セグメントの光量補正によって濃度補正する濃度補正処理工程と、
前記濃度補正処理部の濃度補正の変化率に応じて前記濃度平滑処理部を制御することにより画像の濃度段差を滑らかにする制御工程と、
前記ボウ補正、濃度平滑処理及された画像データ及び濃度補正された制御信号に基づき、ビーム発光部の複数の発光素子の発光を制御する発光素子ドライバ制御工程と、
を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は画像形成装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザダイオード等の光源から射出される光ビームを走査光学系によって感光体ドラム（像担持体）上に結像させて、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。

【0003】

この種の画像形成装置において、感光体ドラムには、与えられる総光量が同じでも光量と露光時間の関係が異なると潜像形成状態が異なる相反則不軌の現象が生じる。すなわち、ごく短時間に露光した場合は、比較的長い時間をかけて露光した場合に比べ、総露光量が等しいにもかかわらず感光体の電位変化量が少なくなる、相反則不軌が生じる。これがマルチビーム走査光学系の場合、画像濃度ムラとなって現れてくる。

【0004】

従来、特許文献１では、この相反則不軌による画像の濃度ムラに対処するため、光源には主走査方向、副走査方向に発光点を多数個配置したＶＣＳＥＬ（垂直共振器型面発光レーザ）を使い、ある走査周波数以上になるように多重露光し、濃度段差をわからなくする手法が開示されている。しかしながら、この特許文献１の技術では、３２ビーム等のビーム数が膨大になり、駆動させるシステムが複雑になっていた。また、コストが大幅に上昇していた等の課題があった。

【0005】

特許文献２では、相反則不軌による濃度ムラに対処するため、ｍ回目主走査とｍ＋１回目主走査の重合ラインに現像されるトナー量を算出し、ｍ＋１回目走査の第１番目の光量とｍ回目走査の第Ｎ番目の光量を調整し、相反則不軌の影響を低減させる画像形成装置を提案していたが、以下の課題があった。

【0006】

特許文献２の技術では、電子的なボウ補正を行う場合、濃度補正とボウ補正の部分倍率補正、濃度補正回路の非同期性の影響を受け、濃度補正とボウ補正の同期を容易に実現できず、ボウ補正の境目でスジ画像が発生しやすかった。また、さまざまなばらつきを考慮した精度の高い濃度補正を容易に実現できず、ボウ補正の境目で濃度段差が発生しやすかった。

【0007】

特許文献３には、画像形成における種々の原因に基づく色ズレ抑制のために、レジストマークを形成し、正規の位置に対するズレ量を検出することで、画像書き込み位置を補正する画像形成装置が開示されていたが、これは、ボウ補正自体の手段を述べたものではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１０－１７６０９４号公報

【特許文献2】特開２００７－２３７４００号公報

【特許文献3】特開２０００－１１２２０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本開示は、電子的な濃度補正とボウ補正を行う場合に相反則不軌の影響による濃度段差の発生を抑制できる画像形成装置等を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示は、画像データに基づき複数の発光素子から出射する光ビームを像担持体表面上に走査する電子写真方式の画像形成装置において、前記画像データを電子的にボウ補正するボウ補正部と、ボウ補正され画像を濃度平滑処理する濃度平滑処理部と、ボウ補正された画像を面跨ぎ露光セグメントの光量補正によって濃度補正する濃度補正処理部と、前記濃度補正処理部の濃度補正の変化率に応じて前記濃度平滑処理部を制御することにより画像の濃度段差を滑らかにする制御部と、ボウ補正、濃度平滑処理された画像データ及び濃度補正され制御信号に基づき、ビーム発光部の複数の発光素子の発光を制御する発光素子ドライバ制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置に係るものである。

【0011】

本開示は、画像データに基づき複数の発光素子から出射する光ビームを像担持体表面上に走査する電子写真方式の画像形成装置の制御方法において、前記画像データを電子的にボウ補正するボウ補正工程と、ボウ補正され画像を濃度平滑処理する濃度平滑処理工程と、ボウ補正された画像を面跨ぎ露光セグメントの光量補正によって濃度補正する濃度補正処理工程と、前記濃度補正処理部の濃度補正の変化率に応じて前記濃度平滑処理部を制御することにより画像の濃度段差を滑らかにする制御工程と、前記ボウ補正、濃度平滑処理及された画像データ及び濃度補正された制御信号に基づき、ビーム発光部の複数の発光素子の発光を制御する発光素子ドライバ制御工程と、を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法である。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、電子的なボウ補正を行ったとしても、相反則不軌の影響を受けて、ハーフトーン画像に濃度段差が発生しないように、画像データに濃度平滑処理及び濃度補正を行って、濃度段差を抑制できるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の外観図である。

【図2】画像形成装置及び光走査装置の制御ブロック図である。

【図3】光走査装置のレーザ発光部及びレーザドライバの信号伝達経路の回路図である。

【図4】光走査装置の信号処理及び信号の流れを概略的に説明する図である。

【図5】電子的なボウ補正の説明図である。

【図6】ボウ補正の副作用の説明図である。

【図7】濃度段差の原因を説明する、相反則不軌のイメージ図である。

【図8】濃度段差の原因を説明する、濃淡イメージ図である。

【図9】濃度平滑処理及び濃度補正の説明図である。

【図10】濃度平滑処理の説明図である。

【図11】ＰＤＭシェーディングのイメージ図である。

【図12】重ね合わせ回路の構成説明図である。

【図13】アナログ光量補正信号（Vsw）の変化の様子の説明図である。

【図14】濃度平滑処理のパターンの説明図である。

【図15】濃度平滑処理のパターンの説明図である。

【図16】画像濃度分布に対する濃度平滑処理のパターン選択の説明図であり、（ａ）が画像濃度分布、（ｂ）がTONEパターンの設定例である。

【図17】画像濃度分布に対する濃度平滑処理のパターン選択の他の説明図であり、（ａ）が画像濃度分布、（ｂ）がTONEパターンの設定例である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下図面を参照して本開示の一実施形態について説明する。

【0015】

なお、以下の実施形態は、本開示を説明するための一例であり、特許請求の範囲に記載した発明の技術的範囲が、以下の記載に限定されない。

【0016】

［１． 実施形態］
まず、実施形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。図１は、実施形態に係る光走査装置２００を搭載した画像形成装置１０の外観図、図２は、画像形成装置１０及び光走査装置２００の制御ブロック図である。

【0017】

［１．１ 全体構成］
画像形成装置１０は、図１に示すように、画像形成装置１０の上部に原稿読取部１１２を備えて原稿の画像を読み取り、電子写真方式により画像を出力する情報処理装置である。画像形成装置１０には、多機能プリンタ（Multifunction Printer）を例に挙げることができる。

【0018】

画像形成装置１０は、図２の制御系図に示すように、主に、制御部１００と、画像入力部１１０と、原稿読取部１１２と、画像処理部１２０と、画像形成部１３０と、操作部１４０と、表示部１５０と、記憶部１６０と、通信部１７０とを備え、光走査装置２００の機能も有する。

【0019】

［１．２ 画像形成装置１０］
図２に示すように、制御部１００は、画像形成装置１０の全体を制御するための機能部である。

【0020】

そして、制御部１００は、各種プログラムを読み出して実行することにより各種機能を実現しており、例えば１または複数の演算装置（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit））等により構成されている。

【0021】

画像入力部１１０は、画像形成装置１０に入力される画像データを読み取るための機能部である。そして、画像入力部１１０は、原稿の画像を読み取る機能部である原稿読取部１１２と接続され、原稿読取部１１２から出力される画像データを入力する。

【0022】

また、画像入力部１１０は、ＵＳＢメモリや、ＳＤカード等の記憶媒体から画像データを入力してもよい。また、他の端末装置と接続を行う通信部１７０により、他の端末装置から画像データを入力してもよい。

【0023】

原稿読取部１１２は、コンタクトガラス（不図示）に載置された原稿を光学的に読み取り、画像処理部１２０へスキャンデータを渡す機能を有する。

【0024】

画像形成部１３０は、画像データに基づく出力データを記録媒体（例えば記録用紙）に形成するための機能部である。例えば、図１に示すように、給紙トレイ１２２から記録用紙を給紙し、画像形成部１３０において記録用紙の表面に画像が形成された後に排紙トレイ１２４から排紙される。画像形成部１３０は、電子写真方式を利用した電子写真プロセスを利用したレーザプリンタにより構成されている。

【0025】

画像形成部１３０の電子写真プロセスは、後述する光走査装置２００によって、感光体ドラム（像担持体）（図示省略）表面に画像データに対応するレーザビーム（レーザ光に相当）を走査して静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーによって現像し、現像したトナー像を記録媒体上に転写し及び定着して画像を形成するものである。

【0026】

画像処理部１２０は、原稿読取部１１２で読み込まれた画像データに基づき、設定されたファイル形式（TIFF，GIF，JPEG等）に変換する機能を有する。そして、画像処理が施された画像データに基づき出力画像を形成する。

【0027】

操作部１４０は、ユーザによる操作指示を受け付けるための機能部であり、各種キースイッチや、接触による入力を検出する装置等により構成されている。ユーザは、操作部１４０を介して、使用する機能や出力条件を入力する。

【0028】

表示部１５０は、ユーザに各種情報を表示するための機能部であり、例えばＬＣＤ（Liquid crystal display）等により構成されている。

【0029】

すなわち、操作部１４０は、画像形成装置１０を操作するためのユーザインターフェースを提供し、表示部１５０には、画像形成装置の各種設定メニュー画面やメッセージが表示される。

【0030】

なお、画像形成装置１０は、図１に示すように、操作部１４０の構成として、操作パネル１４１と、表示部１５０とが一体に形成されているタッチパネルを備えてもよい。この場合において、タッチパネルの入力を検出する方式は、例えば、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式といった、一般的な検出方式であればよい。

【0031】

記憶部１６０は、画像形成装置１０の動作に必要な制御プログラムを含む各種プログラムや、読み取りデータを含む各種データやユーザ情報が記憶されている機能部である。記憶部１６０は、例えば、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成されている。また、半導体メモリであるＳＳＤ（Solid State Drive）を備えてもよい。

【0032】

通信部１７０は、外部の装置と通信接続を行う。通信部１７０としてデータの送受信に用いられる通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）が設けられている。通信Ｉ／Ｆにより、画像形成装置１０でのユーザによる操作によって、画像形成装置１０の記憶部に格納されるデータを、ネットワークを介して接続される他のコンピュータ装置へデータの送受信をすることができる。

【0033】

［１．３ 光走査装置２００］
図２に示すように、画像形成装置１０には光走査装置２００が搭載されている。

【0034】

また、図３は、光走査装置２００におけるレーザ走査ユニット２２０ａからレーザドライバ２１０への信号伝達経路の説明図を示す。

【0035】

図２、図３に示すように、光走査装置２００は、感光体ドラム（図示省略）の副走査方向に対応して配列された複数のレーザ発光素子（半導体レーザ素子（LD: Laser Device））を備え複数ビームのレーザ光（「マルチビーム」に相当）を発光するレーザ発光部２００ａと、レーザ発光部２００ａを制御するレーザドライバ２１０と、画像データに基づきレーザ発光部２００ａから出射するマルチビームを感光体ドラム（図示省略）上に走査する光走査部２２０と、画像データを電子的にボウ補正するボウ補正部２３０と、ボウ補正された画像の濃度段差を濃度平滑処理により滑らかにする濃度平滑処理部２４０と、ボウ補正された画像を面跨ぎ露光セグメントの光量補正によって濃度補正する面跨ぎ露光セグメント光量補正部（濃度補正処理部）２５０と、面跨ぎ露光セグメント光量補正部２５０の濃度補正の変化率に応じて濃度平滑処理部２４０を制御することにより画像の濃度段差を滑らかにする制御部１００と、ボウ補正、濃度平滑処理された画像データ及び、濃度補正された制御信号に基づき、レーザドライバ２１０に制御信号を送信して、レーザ発光部（LD）２００ａに設けられた複数のレーザ発光素子の発光を制御するレーザドライバ制御部２７０と、を備えている。

【0036】

レーザ発光部２００ａは複数のレーザ発光素子からなり、フォトダイオード（PD）からなる光量検出部２８０によってレーザ発光素子の出力光量を検出する。

【0037】

基準クロック信号発生部２００ｍは、制御の基準クロック信号を発生する、ＢＤ（Beam Detect）センサ２００ｋは光ビームの走査領域の始端側に備えられ、感光体ドラムに静電潜像を書き込むタイミングを制御するものである。なお、図３において、Ｖｃｃは電源電圧である。

【0038】

図３に示すように、ボウ補正部２３０、濃度平滑処理部２４０、面跨ぎ露光セグメント光量補正部（濃度補正処理部）２５０、シェ―ディング補正部３００、レーザドライバ制御部２７０は、光走査装置２００に搭載された電子的な制御構成のレーザ走査ユニット２２０ａ（ＬＳＵ：レーザースキャニングユニット）が制御部１００の指令信号に基づき制御されて実現される。各部の詳細は後に詳述する。

【0039】

［１．４ 制御の内容］
図４は、光走査装置２００の信号処理及び信号の流れを概略的に説明する図である。
図４に示すように、ボウ補正前の画像は、ボウ補正部２３０にてボウ補正処理され、ボウ補正後の画像は濃度平滑処理部２４０にて濃度平滑処理され、処理後の画像（画像データ）は、レーザ走査ユニット２２０ａで所要の処理がされてレーザドライバ（ＬＤＤ）２１０に入力される。

【0040】

面跨ぎ露光セグメント光量補正部２５０においては、ボウ補正部２３０によってボウ補正された画像データに基づき光量補正値算出部２５０ａが面跨ぎ露光セグメントの光量補正値を算出し、ＰＤＭ生成部２５０ｂによって光量補正値をＰＤＭ信号化し、その光量補正値をフィルタ回路２９０ｂにおいてアナログ信号に変換し、その後、重ね合わせ回路２６０に入力する。なお、面跨ぎ露光セグメントの光量補正値は、後述する図７、図８にて説明するように、複数レーザ発光素子が発光するマルチビーム方式の発光部において、端部素子からの露光が相反則不軌によって濃くなる現象を補正するためのものである。例えば、図４中に※の欄に記すように、８ビームのレーザ発光素子（LD1～LD8）の場合、端部の発光素子LD1／LD8が光量補正のため光量補正値が算出され、それ以外の発光素子LD2～LD7の光量補正値は０となる。

【0041】

また、シェーディング補正部３００においては、補正値設定部３００ａが予め実験等で得るなどしたシェーディング補正値を設定し、ＰＤＭ生成部３００ｂでＰＤＭ信号化してフィルタ回路２９０ａに入力する。ＰＤＭ信号のシェーディング補正値をフィルタ回路２９０ａにおいてアナログ信号に変換し、その後、重ね合わせ回路２６０に入力する。重ね合わせ回路２６０から、レーザドライバ２１０の基準信号となる光量補正信号（Vsw）を出力する。

【0042】

以下に各部処理の詳細を説明する。
〔電子的なボウ補正〕
ボウ補正部２３０が行う電子的なボウ補正について図５に基づき説明する。図５に示すように、電子的なボウ補正は、色毎に異なる曲がり成分を打ち消すように、画像データを副走査方向にシフトさせることで色ズレを抑制する処理である。

【0043】

詳しくは、図５（ａ）に示すように、入力された画像データに副走査方向の曲がりがないものでも、実際の光学系の状態等が影響して出力画像に図５（ｂ）に示すような、副走査方向に弓状の曲がりが生じる場合がある。そこで、図５（ｃ）に示すように、画像データには、逆向きに曲がらせるボウ補正をして、図５（ｄ）に示すように、出力画像が直線的になるよう画像をボウ補正する。図５（ｅ）には、ボウ補正する前とボウ補正後の出力画像の例を示している。

【0044】

図６は、ボウ補正の副作用について説明するものである。
図６に示すように、副走査方向に画像をセグメント単位でスライドさせる処理をするだけなので、濃度段差が発生する。図６（ａ）に示すように、画像の一部を副走査方向に１ライン下にずらすだけ（ズレを符号Ｌで示す）で濃度段差が発生する。なお、濃度段差は図６（ｂ）に示すように、副走査方向へのレジ調（Ｒｅｆ、１行、２行～の例を示す）によっても発生する。

【0045】

図７は、濃度段差が発生する原因の説明図である。
相反則不軌という、複数のレーザ発光素子を有するマルチビーム方式の発光部において、走査を跨ぐエリアが濃くなる現象により、ディザパターンにおいて、濃くなる分布が変わるため、濃度段差が生じる。

【0046】

例えば、図７では、半導体レーザを４チャンネル(LD1～LD4)使用したマルチビーム走査システムで生じた画像濃度ムラの模式図を示している。LD1とLD2の境界領域は、ほぼ同時に露光されているため、短い時間で強い光量が当たっている。一方、LD4とLD1の境界領域は、始めにLD4が露光した後に、ポリゴン面の異なるLD1が露光することになるのでタイムラグ（時間差）が生じ、結果的に長い時間に弱い光量が当たったことになる。そのような相反則不軌の結果、LD4とLD1の境界領域は他の部分よりも画像濃度が濃くなり、濃度ムラが生じる（学術論文「電子写真における静電潜像計測に関する研究」須原博之著；２０１５年７月発行参考）。

【0047】

図８は、相反則不軌が影響した、マルチビームにおけるディザパターンについてミクロレベルの濃淡イメージを示すものである。発光素子は８ビーム構成のもの（LD1～LD8）である。

【0048】

図８から、LD8とLD1の境界領域を跨ぐ部分では他の部分よりも画像濃度が濃くなり、濃度ムラが生じていることが理解される。

【0049】

〔濃度平滑処理、及び、シェーディング処理による濃度補正〕
図９は、濃度平滑処理により濃度段差を滑らかにすると同時に、シェーディング処理によって濃度補正する説明図である。シェーディング処理については、好ましくはＰＤＭ（Pulse Density Modulation：パルス密度変調）シェーディングで濃度補正する。

【0050】

図９（ａ）に示すように、ボウ補正のみ実施されたハーフトーン画像に対して、処理１として濃度平滑処理を行い、濃度段差を滑らかにする。図９（ｂ）に示すように、濃度平滑処理された画像を逆位相で光量を補正してＰＤＭシェーディング処理（ボウ補正用）（面跨ぎ露光セグメント光量補正）によって濃度補正を行い、濃淡の無い最終濃度を得る。
実施形態において、濃度補正に使用するボウ補正用ＰＤＭシェーディング信号は、複数の発光素子の発光タイミングに合わせて相反則不軌による濃度ムラを除去するようにタイミングを合わせて光量補正するように設定したＰＤＭ信号による濃度補正信号である。複数の発光素子の発光タイミングに合わせて相反則不軌による濃度ムラを除去するようにタイミングを合わせて光量補正することは、面跨ぎ露光セグメントを光量補正することと同義である。

【0051】

また、逆位相での面跨ぎ露光セグメントの光量補正は、具体的には、ボウ補正と面跨ぎ露光セグメントの光量補正の２つを利かせた状態で画像を出力させ、濃淡差がなくなるように、後述する濃度平滑処理のパターンを選択するようにしている。それによって、結果的にボウ補正及び濃度平滑処理を利かせた画像に対して、面跨ぎ露光セグメントの光量補正が逆位相になる。
濃度補正のイメージとしては、実験的に求めた濃度平滑処理のパターンによってどのような画像に対しても同じように処理し、面跨ぎ露光セグメントの光量補正は、面跨ぎ露光の有無に応じて光量補正していくことになる。仮に、ボウ補正で隣接するセグメント間の副走査方向のスライドがない場合、濃度平滑処理はそのセグメント間において事実上、無効になる。

【0052】

図１０は濃度平滑処理の説明図である。
濃度平滑処理では、図１０のミクロレベルのイメージで示すように、画像スライドをミクロレベル（図では２４００dpi）で何回か往復させて、濃度変化がマクロレベルで滑らかになるようにするものである。なお、「dpi」は一般に解像度の単位であり、「ドット・パー・インチ（Dots Per Inch）」である。

【0053】

なお、ボウ補正のみであると以下の課題が生じるため、ボウ補正の項目でスジ画像が発生しやすいため、濃度平滑処理を行う。すなわち、課題には、部分が倍率補正、濃度補正回路の非同期性の影響を受け、濃度補正とボウ補正の同期を容易に実現できない場合や、さまざまなばらつきを考慮した精度の高い濃度補正を容易に実現できない場合等がある。

【0054】

ここで、前述の図３において、図２のボウ補正部２３０、濃度平滑処理部２４０、面跨ぎ露光セグメント光量補正部２５０、及びシェーディング補正部３００は、レーザ走査ユニット２２０ａが主に実現するが、対応する具体的構成を説明する。

【0055】

図３に示すように、光走査装置２００おいて、光走査部２２０のレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）２２０ａは、制御部１００で制御されるものである。
レーザ走査ユニット２２０ａには、基準クロック（２００ｍ）やＢＤ信号（２００ｋ）が入力される。
レーザ走査ユニット２２０ａは，制御部１００の制御信号によって、ボウ補正処理部２３０は画像データに電子的ボウ補正処理を行う。濃度平滑処理部２４０は、ボウ補正処理された画像に対して制御部１００の指令に基づき濃度平滑処理を行う。ボウ補正部２３０によって電子的にボウ補正された画像について面跨ぎ露光セグメント光量補正部２５０が相反則不軌に対する濃度補正を行う。シェーディング補正部３００が画像のシェーディング補正処理を行う。このためシェ―ディン補正部３００がシェ―ディン補正信号Vshadeを作成し、ボウ補正部２３０が電子的なボウ補正のためのボウ補正信号Vbow等の制御信号（デジタル信号）を作成して、レーザドライバ制御部２７０がレーザドライバ２１０に入力される制御信号（ボウ補正、面跨ぎ露光セグメントの光量補正による濃度補正、及びシェーディング補正の信号など）の出力を制御する。レーザドライバ制御部２７０によって出力された制御信号に基づき、レーザドライバ２１０は、レーザ発光部２００ａのマルチビーム発光動作を制御する。

【0056】

レーザ走査ユニット２２０ａは、特定用途向け集積回路（ＬＳＵＡＳＩＣ）として構成されている。レーザ走査ユニット２２０ａの集積回路（ＬＳＵＡＳＩＣ）には、制御部１００から制御信号と、画像データと、水平同期信号ＨＳＹＮＣや、基準クロック信号２００ｍと、ＢＤ（Beam Detect）センサ２００ｋの検出信号等が入力される。

【0057】

ここで、ボウ補正部２３０は画像データに電子的ボウ補正処理を行う。濃度平滑処理部２４０は、ボウ補正処理された画像に対して制御部１００の指令に基づきボウ補正処理された画像に濃度平滑処理行う。面跨ぎ露光セグメント光量補正部２５０は、ボウ補正処理された画像に対して面跨ぎ露光セグメント光量補正によって濃度補正を行う。シェーディング補正部３００は、周知のシェーディング補正処理を行う。
制御部１００は、面跨ぎ露光セグメント光量補正部２５０の濃度補正の変化率に応じて濃度平滑処理部２４０を制御（実施形態では、例えば後述の図１４、図１５に示すＴＯＮＥパターンを、図１６、図１７に示す画像濃度の傾きに応じて選択する制御）することにより画像の濃度段差を滑らかにする。

【0058】

Vshade信号は、シェーディング用アナログ電圧信号である。
レーザ走査ユニット（ＬＳＵ）２２０ａのシェーディング補正部３００は、補正値設定部３００ａに設定されたテーブル（ＥＥＰＲＯＭ等の記憶部２２０ｂに記憶される）から読みだしたシェーディング補正値がＰＤＭ生成部３００ｂを経てＰＤＭ波信号として出力する。そのシェーディング補正値のＰＤＭ波信号が外付けのフィルタ回路２９０ａによってアナログのシェーディング用電圧信号（Vshade）に変換されて、重ね合わせ回路２６０に入力される。なお、シェーディング補正値は、予め実験等で得られており、記憶部220ｂのほか、画像形成装置の記憶部１６０に記憶される等してもよい。

【0059】

Vbow信号はボウ補正用アナログ電圧信号である。
レーザ走査ユニット（ＬＳＵ）２２０ａのボウ補正部２３０がボウ補正用のＰＤＭ信号を出力して、外付けのフィルタ回路２９０ｂによってアナログのボウ補正用の電圧信号（Vbow）に変換されて重ね合わせ回路２６０に入力される。
重ね合わせ回路２６０によってアナログのシェーディング用電圧信号（Vshade）とアナログのボウ補正用の電圧信号（Vbow）が重ね合わされた信号がレーザドライバ２１０に入力され、マルチビーム発光を制御・補正する。

【0060】

図１１は、ＰＤＭ信号のアナログ変換のイメージを示す。図１１のように、レーザ走査ユニット２２０ａから出力されたデジタルのシェーディング用の信号（ＰＤＭ信号）とボウ補正用の信号（ＰＤＭ信号）は、それぞれがフィルタ回路２９０ａとフィルタ回路２９０ｂによってアナログのシェーディング用電圧信号（Vshade）とボウ補正信号（Vbow）に変換される。

【0061】

図１２は、重ね合わせ回路２６０の基本構成を示す。図１２に示すように、アナログ電圧信号のシェーディング用電圧信号（Vshade）、ボウ補正信号（Vbow）が抵抗Ｒａ、Ｒｂを経由して対地抵抗Ｒｃの加算点によって重ね合わされてアナログ電圧の光量補正信号（Vsw）となり、レーザドライバ２１０に入力される。Ｇは大地である。

【0062】

光量補正信号（Vsw）は、抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃからなる重ね合わせ回路２６０により、Vshade信号とVbow信号との重ね合わせの理に基づき下式（１）によって求められる。
Vsw=(Vshade×RbRc＋Vbow×RcRa)/(RaRb+RbRc+RcRa) ・・・（１）

【0063】

図１３は、レーザドライバ２１０に入力する、アナログの光量補正信号（アナログ基準信号となる）（Vsw）の変化の様子を示すものである。

【0064】

図１３の場合、従来のシェーディングの仕組み（シェーディング設定信号）にボウ補正用ＰＤＭシェーディングの仕組みを重ね合わせたシミュレーション波形を示す。

【0065】

図１３において、信号[1]が従来のシェーディング設定信号、信号[2]がボウ補正用ＰＤＭ設定信号、信号[3]がシェーディング設定信号[1]とボウ補正用PＤＭ設定信号[2]を足し合わせた合成信号、信号[4]がレーザドライバ２１０に入力するアナログの光量補正信号（Vsw）である。

【0066】

図１４、図１５は、濃度平滑処理のパターンの例を示すものである。
濃度平滑処理は、濃度平滑処理部２４０が６００dpi単位で行い、制御部１００の指令によって図１４、図１５に示すパターンのどれをどの順番で何回実施するかを任意に選択するものである。

【0067】

すなわち、実施形態の濃度平滑処理部２４０は、前述の図１０に示すように、画像スライドをミクロレベルで何回か往復させて濃度変化がミクロレベルで滑らかになるようにするが、制御部１００が面跨ぎ露光セグメント光量補正部（濃度補正処理部）２５０の濃度補正の変化率に応じて濃度平滑処理部２４０の濃度平滑処理のパターンの選択を制御することにより画像の濃度段差を濃度変化に応じて滑らかにする。

【0068】

前述のように、濃度平滑処理を行うのは、部分が倍率補正、濃度補正回路の非同期性の影響を受け、濃度補正とボウ補正の同期を容易に実現できない場合や、さまざまなばらつきを考慮した精度の高い濃度補正を容易に実現できない場合がある等の課題に対処するためであるが、図１０に示すような単一パターンで一律に濃度平滑処理をするだけでは、濃度変化率が異なる画像ではマクロレベルで濃度ムラが発生する可能性がある。
そこで、実施形態では、濃度平滑処理による濃度ムラを防止するため、複数の濃度平滑処理用のパターンの中から濃度変化率に応じたパターンを適切に選択して濃度ムラを防止しようとするものである。

【0069】

実施形態の例では、図１４、図１５に示すように、濃度平滑処理のパターン（TONEパターン）を１５種類（TONEパターン１～１５）用意している。各TONEパターン１～１５は、主走査方向をトータルで１６dot（ドット）として、種々のドット幅で主走査方向に一または複数領域に分割した画像領域のうち適宜に選択した否スライド領域に対して副走査方向にスライドさせたパターンとしている。

【0070】

すなわち、濃度平滑処理の画像スライド周期を６００dpi換算で１～１５dot分の範囲としている。
これにより、６００dpiの1dotよりも大きい単位で切り替えるので、ドットが孤立しにくくなり、白筋も発生しにくくなる。また、６００dpiの１５dotよりも小さい単位で切り替えるので、バンディング現象が発生しにくくなるものである。

【0071】

実施形態で採用するTONEパターンは、図１４に示すように、TONEパターン１は、否スライド１５dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたものとなる。
TONEパターン２は、否スライド７dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたものが２組となる。

【0072】

TONEパターン３は、否スライド５dot領域に対して１dotの領域をスライドさせ、そのスライド１dot領域に隣り合って否スライド４dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの２組となる。
TONEパターン４は、否スライド３dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの４組である。

【0073】

TONEパターン５は、否スライド３dot領域に対して１dotの領域をスライドさせ、その１dot領域に隣り合ってスライドさせない２dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの４組である。
TONEパターン６は、否スライド２dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの４組と、その１dot領域に隣り合った否スライド１dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの２組である。

【0074】

TONEパターン７は、否スライド２dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの２組と、その１dot領域に隣り合った否スライド１dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの５組である。
TONEパターン８は、否スライド１dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの８組である。

【0075】

TONEパターン９は、否スライド１dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの５組と、それに隣合う否スライド１dot領域に対して２dotの領域をスライドさせたもの２組である。
TONEパターン１０は、否スライド１dot領域に対して１dotの領域をスライドさせたもの２組と、それに隣合う否スライド１dot領域に対して２dotの領域をスライドさせたもの４組である。

【0076】

TONEパターン１１は、否スライド１dot領域に対して２dotの領域をスライドさせたもの４組と、それに隣合う否スライド１dot領域に対して３dotの領域をスライドさせたものである。
TONEパターン１２は、否スライド１dot領域に対して３dotの領域をスライドさせたもの４組である。

【0077】

図１５に示すように、TONEパターン１３は、否スライド１dot領域に対して４dotの領域をスライドさせたもの２組と、それに隣合う否スライド１dot領域に対して５dotの領域をスライドさせたものである。
TONEパターン１４は、否スライド１dot領域に対して７dotの領域をスライドさせたもの２組である。
TONEパターン１５は、否スライド１dot領域に対して１５dotの領域をスライドさせたものである。

【0078】

以上の実施形態のTONEパターンは例であって、その他のTONEパターンを設定できる。例えば、主走査方向のドット数や、dot幅を別のものに変形設定することもできる。

【0079】

図１６、図１７は、濃度平滑処理の設定方法を説明するものである。
ボウ補正とボウ補正用濃度補正のみを利かせた状態で画像出力し、画像出力信号の濃度の変化率に基づき濃度平滑処理のパターン（図１４～図１５のTONEパターン）を設定する。この場合、画像形成装置のプロセス速度に応じて濃度平滑処理のパターンを切り替えている。図１６が第１プロセス速度時のパターン設定例を示し、図１７は第２プロセス速度（第１プロセス速度×２／３）時のパターン設定例を示す。

【0080】

第１プロセス速度時は、図１６（ａ）に示すように、画像濃度分布をしているとする。破線の領域がボウ補正のみの濃いエリアとなり、そのエリアにおいて、曲線で示す濃度変化率（濃度補正値の変化率）について複数領域、例えば３つの領域に分ける（第１の傾きΔ１領域、第２の傾きΔ２領域、第３の傾きΔ３領域）に分割し、その各領域の変化率に応じて濃度平滑処理のパターンを選択して設定する。

【0081】

濃度平滑処理のパターンの選択は、図１６（ｂ）に示すように、第１の傾きΔ１領域では、濃度補正の傾きが小さいので、濃度の変化率が小さく、TONEパターンはTONEパターン１→TONEパターン１→TONEパターン２→TONEパターン２の順に設定する。
第２の傾きΔ２領域では、濃度補正の傾きが大きいので、濃度変化率が大きく、TONEパターンはTONEパターン３→TONEパターン５→TONEパターン７→TONEパターン９→TONEパターン１１→TONEパターン１３の順に設定する。
第３の傾きΔ３領域では、濃度補正の傾きが小さいので、濃度変化率が小さく、TONEパターンはTONEパターン１４→TONEパターン１４→TONEパターン１５→TONEパターン１５の順に設定する。

【0082】

そして、速度が第１プロセスと遅い（異なる）第２プロセス速度は、図１７（ａ）に示すように、画像濃度分布をしているとする。破線の領域がボウ補正のみの濃いエリアとなり、そのエリアにおいて、曲線で示す濃度変化率（濃度補正値の変化率）について複数領域、例えば４つの領域に分ける（第１の傾きΔ１領域、第２の傾きΔ２領域、第３の傾きΔ３領域、第４の傾きΔ４領域）に分割し、その各領域の変化率に応じて濃度平滑処理のパターンを選択して設定する。

【0083】

濃度平滑処理のパターンの選択は、図１７（ｂ）に示すように、第１の傾きΔ１領域では、傾きが小さいので、濃度の変化率が小さく、TONEパターンはTONEパターン１→TONEパターン１→TONEパターン２の順に設定する。
第２の傾きΔ２領域では、濃度補正の傾きが大きいので、濃度変化率が大きく、TONEパターンはTONEパターン４→TONEパターン７→TONEパターン１０→TONEパターン１２の順に設定する。

【0084】

第３の傾きΔ３領域では、濃度補正の傾きが小さいので、濃度変化率が小さく、TONEパターンはTONEパターン１４→TONEパターン１４→TONEパターン１５の順に設定する。
第４傾きΔ４領域では、濃度補正の傾きがゼロであるので、濃度変化せず、TONEパターンはTONEパターン１５→TONEパターン１５→TONEパターン１５→TONEパターン１５の順に変化なく設定する。

【0085】

［１．５ 作用・効果］
・特徴点１
実施形態に係る画像形成装置は、電子的なボウ補正を行ったとしても、相反則不軌の影響を受けて、ハーフトーン画像に濃度段差が発生しないように、濃度平滑処理及び濃度補正により、濃度段差を抑制する構成において、濃度補正の変化率に応じた濃度平滑処理を行うことものである。したがって、濃度平滑処理領域での濃度ムラを抑制することができる。

【0086】

・特徴点２
特徴点１の構成において、濃度平滑処理の画像スライド周期を６００dpi換算で１～１５dotの範囲としている。６００dpiの1dotよりも大きい単位で切り替えるので、ドットが孤立しにくくなり、白筋も発生しにくくなる。また、６００dpiの１５dotよりも小さい単位で切り替えるので、バンディング現象が発生しにくくなるなどの優れた作用効果を奏する。

【0087】

・特徴点３
特徴点１の構成において、プロセス速度に応じて濃度平滑処理のパターンを切り替えるものである。これにより、プロセス速度が変化しても、濃度平滑領域における濃度ムラを抑制することができる。

【0088】

以上、実施形態について説明してきたが、具体的な構成は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

【0089】

また、実施形態において、各装置で動作するプログラムは、上述の実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的に一時記憶装置（例えばＲＡＭ）に蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤの記憶装置に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。

【0090】

ここで、プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えばＲＯＭや不揮発性メモリカード等）、光記録媒体・光磁気記録媒体（例えば、DVD（Digital Versataile Disc）、MO（magneto Optical Disc）、MD（Mini Disc）、CD（Compact Disc）、Blu-ray（登録商標） Disc等）の光記録媒体、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等の非一時的記録媒体であればいずれでもよい。

【0091】

また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本開示の機能が実現される場合もある。

【0092】

また、プログラムを市場に流通させる場合、可搬型の記憶装置にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されるサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれるのはもちろんである。

【0093】

また、上述した実施形態における各装置の一部または全部を典型的には集積回路であるLSI（Large Scale Integration）として実現してもよい。各装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路または汎用プロセッサーで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能であることはもちろんである。

【符号の説明】

【0094】

１０ 画像形成装置
２００ 光走査装置
２００ａ レーザ発光部
２１０ レーザドライバ
２２０ 光走査部
２２０ａ レーザ走査ユニット
２３０ ボウ補正部
２４０ 濃度平滑処理部
２５０ 面跨ぎ露光セグメント光量補正部
２６０ 重ね合わせ回路
２７０ レーザドライバ制御部
２９０ａ フィルタ回路
２９０ｂ フィルタ回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】