(57)【要約】【課題】多ビーム走査において、白スジの発生を低減すること、及び網点以外のソリッドなフォントや細線の品質が両立する画像形成装置を大規模な多ビーム化を行うこと無く実現すること。【解決手段】レーザ光源からのレーザ光を、感光体上に集光させ、入力画素信号に応じて、該感光体上に該レーザ光を明滅させながら主走査方向に走査させることにより、複数本の走査線に沿った静電潜像を同時形成する走査光学系５を備えた画像形成装置であって、入力画素値の階調レベルを判定する階調レベル判定部７０を備え、該階調レベル判定部７０で判定した階調レベルに応じて前記レーザ光を明滅させるＰＷＭ信号の基準タイミングからのオフセット量と、出力時間幅を生成するＰＷＭパラメータ生成部３８ａ〜３８ｃ、３９ａ〜３９ｃを有し、同時走査される幾つかのレーザビームチャンネルに対して、前記ＰＷＭパラメータに応じて前記ＰＷＭ信号のオフセット量と出力時間幅を切り替える。【選択図】              図５
2010214672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ露光により表面電位が変化する感光体であって、閉ループ軌道に沿って移動する感光体と、該感光体を一様に帯電させる帯電装置と、複数チャンネルのレーザビーム光を発生するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光を、前記感光体上に集光させるとともに、入力画素信号に応じて、該感光体上に該レーザ光を明滅させながら主走査方向に走査させることにより、複数本の走査線に沿った静電潜像を同時形成する走査光学系を備えた画像形成装置において、
入力画素値の階調レベルを判定する階調レベル判定部を備え、
該階調レベル判定部で判定した階調レベルに応じて前記レーザ光を明滅させるＰＷＭ信号の基準タイミングからのオフセット量と、出力時間幅を生成するＰＷＭパラメータ生成部を有し、同時走査される幾つかのレーザビームチャンネルに対して、前記ＰＷＭパラメータに応じて前記ＰＷＭ信号のオフセット量と出力時間幅を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置において、
前記ＰＷＭパラメータ生成部は、さらに入力画素値が複数の領域に分割された主走査方向のどの領域に属するかを判定する主走査領域判定部を備え、前記ＰＷＭパラメータ生成部は、前記オフセット量および出力時間幅を画素階調値および該レーザ光の主走査方向の領域に応じて同時走査される幾つかのレーザビームチャンネルに対して切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載された画像形成装置において、
前記画素階調値による前記オフセット量および出力時間幅の切り替えを行うレーザビームチャンネルは、同時走査される複数ビームの両端ビームの一方あるいは両方であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載された画像形成装置において、
前記ＰＷＭパラメータ生成部は、さらに特定のレーザビームチャンネルを指定するレジスタと、該レジスタへの設定値に従って、前記画素階調値によるオフセット量および出力時間幅の切り替えを行うレーザビームチャンネルを判定するレーザビームチャンネル判定部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載された画像形成装置において、
前記ＰＷＭパラメータ生成部は、少なくとも１つ以上のレーザビームチャンネルに対して、同一走査線上の偶数番目の画素を処理する第１のＰＷＭ信号生成手段と、同一走査線上の奇数番目の画素を処理する第２のＰＷＭ信号生成手段とを備え、これらの出力の合成で一つの走査線上のレーザー光を明滅させるＰＷＭ信号を形成することを特徴とする画像形成装置である。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載された画像形成装置において、
前記オフセット量は前記ＰＷＭ信号の位相であり、出力時間幅は同露光時間幅であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーあるいはモノクロのプリンタ、コピア等レーザ走査型電子写真方式であって、特に複数のレーザービームを同時走査する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、レーザビームを回転するポリゴンミラーに照射することで走査させ、光学系を用いて感光体上に集光させることにより、感光体上に走査線を形成する走査光学系方式が広く用いられている。
しかし、電子写真のさらなる高速化を求める市場要求により、この走査光学系方式では、ポリゴンミラーの回転数および、レーザビームパルスおよび感光体の応答速度が、技術的限界に近づいてきている。
このため、より多くのレーザビームを同時に射出可能なレーザデバイスの開発により、同時書き込みする走査線数を増やすことで、高速化に対応する方向に技術開発が進められている。
【０００３】
このようなレーザデバイスとしては、例えば、特許文献１に記載されているような、複数の発光部を直線的に配置した端面発光型アレイ型レーザヘッドや、特許文献２に記載されているような、複数の発光部をマトリックス状に配置した面発光型のレーザヘッドが知られている。
しかし、これらの多ビーム走査は、バンディングと呼ばれるレーザビーム走査ピッチに同期した濃度むらを発生するとの新たな問題があることが知られている。この濃度むらの発生要因としては、感光体の時間応答特性に起因して発生する相反則不軌や、副走査方向の送りピッチの誤差などが挙げられる。
【０００４】
このような濃度むらを低減する方法として、例えば特許文献３には、同時走査させるレーザビームの一部の露光強度を調整することで、濃度むらを低減する方法が開示されている。
また、例えば特許文献４には、インタレース（飛び越し走査）を行うことが開示されている。インタレース自体は、古くから知られた手法であるが、特許文献４に記載されたものでは、特に相反則不軌によるバンディングピッチを、視覚特性上認識されにくい（狭い）ピッチに押さえることで目立たなくする方法としてこのインタレースを使用している。
即ち、特許文献４記載の技術は、多ビームによる同時書き込み線数の増加を、高速化に向けるのではなく、高画質化（高密度化）に向けるための技術として用いたものであり、高密度化によって画質調整の自由度を増加させてバンディング等の画質劣化要因を低減するものである。
【０００５】
もちろん、インタレースを併用してビーム数を増加させることは画質向上には効果的であるが、そのまま印画速度の向上につなげるのは困難を伴う。
これは、最終的に形成される走査線の（副走査方向の）密度が、一回の走査で書き込まれる走査線の数と、副走査方向への送りピッチだけに依存して決定されることによる。即ち、副走査方向の走査線密度が決められている系では、どのように飛び越し量を選んだとしても、副走査方向の送りピッチは不変となる。
一方、インタレースを行うことによって、相反則不軌とは逆に、特許文献５に開示されている様な走査線曲がりの問題が顕現化する。これは、光学系の特性等により生じる走査線の副走査方向への湾曲が、単一ビームでは、全走査線で一様になり目立ち難いのに対して、多ビーム走査では、走査線の曲がりがインタレースと干渉することにより、走査線ピッチの不均一として目立ってしまう問題である。
【０００６】
特に、この走査線曲がりの問題では、副走査方向のずれ量が、主走査方向の領域毎に異なることも課題となる。さらに、曲がりによる変位量は同時走査するビーム数とともに増加する傾向もある。
従って、同時走査線数の大規模化とインタレースの併用による画質改善には、ビーム数の増大そのものによる構造の複雑化の他に、画質調整の画像処理系の複雑化も不可避となりコスト高を招くという問題がある。ただ、走査線数の大規模化が速度性能にそれほど寄与しないことを考慮して、始めから走査線密度を十分高くして、同時走査線数もそれ程大きくない程度（例えば１２００ｄｐｉ、８本走査など）に押さえた場合であっても、中間階調表現に網点スクリーンを使用した場合、網点周期との干渉で顕現する筋むらを生じる場合が有る。
【０００７】
この点を、図１２を参照してその現象を説明すると、同図では、縦横の破線で示したグリッドが、印画される画素単位を表しており、黒あるいは斜線で塗りつぶした画素が形成される網点を表している。ここで、横実線９０で示した８画素毎に、８ビーム毎の走査線の送りピッチが副走査方向の送り誤差により縮んだとすると、このビーム送りのずれ部分に乗った斜線で示した網点８８の面積率が、そうでない網点８７の面積率よりも低下する現象が生じる。
さらにそれだけでなく、副走査方向で横実線９０を間に挟まない図の矢印９１で示した部分の網点間隔が同じ方向の他の部分の網点間隔よりも広くなることも相まって、視覚上、領域８９で示した部分に白スジが認識されることになる。
【０００８】
特に、図１２の例の場合に生じる白スジの間隔ｄは、網点の対角線の約２倍周期を持つことになる。特に図１２の例では、バンディング周期そのものが視覚特性上、目につきにくい０．１７ｍｍピッチであっても、白スジ周期は、０．３８ｍｍピッチとなり、目につきやすい画質上の妨害要因となる。
もちろん、送りピッチ精度を完全に合わせることが理想であるが、前述の走査線曲がりの問題により、多ビーム走査では主走査方向全域での厳密な送りピッチ合わせは不可能である。また一般的に、副走査方向の送りピッチが、送り誤差により広がってしまうと、他の変動要因などと相まってベタ画像中にも白スジが発生しやすくなるため、副走査送りピッチは、理想値よりもわずかに狭く調整される傾向にある。
【０００９】
この様な網点との干渉による白スジ低減に応用できそうな従来技術としては、例えば特許文献６に開示される位相シフト制御が知られている。即ち、図１２で送りピッチに掛かる斜線の網点８８に対応する走査線で、位相シフト制御により、斜線の網点８８をわずかに左にずらすことで、領域８９の間隔の広がりを低減し白スジが低減するものである。
しかし、このような位相制御では、網点以外のソリッドなフォントや細線なども影響を受けて品質低下を起こすことが問題になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、多ビーム走査において、前述のような網点周期と副走査方向の送りピッチが近い場合に顕著に発生する白スジの発生を低減することと、網点以外のソリッドなフォントや細線の品質とが両立する画像形成装置を、インタレースを伴う大規模な多ビーム化を行うこと無く実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は以下に示す本願発明により達成される。即ち、
請求項１の発明は、レーザ露光により表面電位が変化する感光体であって、閉ループ軌道に沿って移動する感光体と、該感光体を一様に帯電させる帯電装置と、複数チャンネルのレーザビーム光を発生するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光を、前記感光体上に集光させるとともに、入力画素信号に応じて、該感光体上に該レーザ光を明滅させながら主走査方向に走査させることにより、複数本の走査線に沿った静電潜像を同時形成する走査光学系を備えた画像形成装置において、入力画素値の階調レベルを判定する階調レベル判定部を備え、該階調レベル判定部で判定した階調レベルに応じて前記レーザ光を明滅させるＰＷＭ信号の基準タイミングからのオフセット量と、出力時間幅を生成するＰＷＭパラメータ生成部を有し、同時走査される幾つかのレーザビームチャンネルに対して、前記ＰＷＭパラメータに応じて前記ＰＷＭ信号のオフセット量と出力時間幅を切り替えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像形成装置において、前記ＰＷＭパラメータ生成部は、さらに入力画素値が複数の領域に分割された主走査方向のどの領域に属するかを判定する主走査領域判定部を備え、前記ＰＷＭパラメータ生成部は、前記オフセット量および出力時間幅を画素階調値および該レーザ光の主走査方向の領域に応じて同時走査される幾つかのレーザビームチャンネルに対して切り替えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項３の発明は、請求項２に記載された画像形成装置において、前記画素階調値による前記オフセット量および出力時間幅の切り替えを行うレーザビームチャンネルは、同時走査される複数ビームの両端ビームの一方あるいは両方であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項４の発明は、請求項２に記載された画像形成装置において、前記ＰＷＭパラメータ生成部は、さらに特定のレーザビームチャンネルを指定するレジスタと、該レジスタへの設定値に従って、前記画素階調値によるオフセット量および出力時間幅の切り替えを行うレーザビームチャンネルを判定するレーザビームチャンネル判定部を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項５の発明は、前記請求項１に記載された画像形成装置において、前記ＰＷＭパラメータ生成部は、少なくとも１つ以上のレーザビームチャンネルに対して、同一走査線上の偶数番目の画素を処理する第１のＰＷＭ信号生成手段と、同一走査線上の奇数番目の画素を処理する第２のＰＷＭ信号生成手段とを備え、これらの出力の合成で一つの走査線上のレーザー光を明滅させるＰＷＭ信号を形成することを特徴とする画像形成装置である。
請求項６の発明は、請求項１ないし５に記載された画像形成装置において、前記オフセット量は前記ＰＷＭ信号の位相であり、出力時間幅は同露光時間幅であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多ビーム走査において、前述のような網点周期と副走査方向の送りピッチが近い場合に顕著に発生する白スジの発生を低減し、ソリッドなフォントや細線の品質を両立する画像形成装置を、インタレースを伴う大規模な多ビーム化を行うこと無く実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像形成装置を概略的に示した全体構成図である。
【図２】走査光学系の概念図である。
【図３】本実施形態の画像処理装置における画像データの流れを概略的に説明するためのブロック図である。
【図４】ＰＷＭ変換部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】ＰＷＭパラメータ生成部の構成図である。
【図６】ＰＷＭオフセットおよび出力幅ＬＵＴの設定例である。
【図７】ＰＷＭパラメータＬＵＴ選択テーブルの設定例である。
【図８】ＰＷＭ階調信号に対するパルス幅変化の例である。
【図９】ＰＷＭオフセット値に対する位相変化の例である。
【図１０】ＰＷＭ変換部のタイミングチャートの例である。
【図１１】閾値配列の例である。
【図１２】図１１の閾値配列に対応する網点画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は本発明の画像形成装置５０を概略的に示した全体構成図である。
最初に現像ユニット６０ｋの構成と動作について説明する。
現像ユニット６０ｋは、図示のように、感光体ドラム１とその周りに配置されたクリーニングローラ５１、帯電器５２、レーザユニット５３および現像ローラ５４から成っている。
画像形成時には、感光体ドラム１は図１の矢印Ａの方向に回転し、クリーニングローラ５１で清掃され、その表面に帯電器５２で電荷が与えられる。次に、レーザユニット５３から照射されるレーザビーム７は、露光制御装置１０の信号に従って、ＯＮ／ＯＦＦしながら感光体ドラム１の表面を走査する（このときのレーザビーム７の走査方向を一般に主走査方向と呼び、感光体ドラム１の回転方向Ａを副走査方向と呼ぶ）。これにより、感光体ドラム１上の露光された部位の電荷が除かれて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像ローラ５４により供給される逆の電位に帯電させたブラック（Ｋ）トナーによって現像されてトナー像となる。現像されたトナー像は、中間転写ベルト６１に転写される。
【００１５】
現像ユニット６０ｃ，６０ｍ，６０ｙの構成も同様であり、それぞれ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成し、逐次、中間転写ベルト６１上に重ねて転写される。転写ローラ５５は、中間転写ベルト６１上に重ねられたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのトナー像を給紙スタッカ５７から供給される連続紙５９に一括転写し、定着器５６はトナー像を加熱圧着することで紙面上に定着させる。画像形成された連続紙は、排紙スタッカ５８に排出される。
【００１６】
図２は本発明の画像形成装置の走査光学系の概念図である。
図２では、基本構造を理解し易くするために、ｆ−θレンズや光路を折り返すミラー等を省略し光路を単純化して図示している。ポリゴンミラー５や多チャンネルのレーザアレイ光源であるＬＤＡ（レーザダイオードアレイ）４は、これらのレンズ群やミラー等とともに、図１のレーザユニット５３に納められている。また、図２では、図１に示す感光体ドラム１の周辺の帯電器５２、現像ローラ５４、転写ローラ５５、クリーニングローラ５１等も省略している。
【００１７】
図２において、感光体ドラム１自身は、矢印Ａの方向（副走査方向の負方向）に回転している。一方、ＬＤＡ４から発せられたレーザビーム７は、矢印Ｃの方向に回転するポリゴンミラーにより振られ、感光体ドラム１上に、矢印Ｂの方向に走査するレーザビーム走査線９を形成する。
ここで、レーザビーム７は、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するレーザ光であり、ＬＤＡ４から８本が同時に照射される（図では４本で略記）。一方、ＬＤＡ４は、等間隔に直線的に配置された８チャンネルのレーザの出力端を有する端面発光型のＬＤＡであり、レーザ出力端の配列方向を、走査方向に対して傾斜させて設置されている。特に、この傾斜角を小さくとることで、感光体ドラム１上に形成されるレーザビーム走査線９の間隔を狭ピッチにするとともに、傾斜角の調整で、このレーザビーム走査線９の間隔を微調整することができる。ただし、このように設けられた傾斜角による書き出しの位置ずれは、書き出し信号のタイミングの調整により容易にそろえることができるため、以後の説明では無視することにする。なお、図中、２は書き出し同期検知手段、３は書き終わり検知手段を示す。
【００１８】
図３は、本実施形態の画像処理装置における画像データの流れを概略的に説明するためのブロック図である。
図中、黒線の矢印が画像データの流れ、破線が同期信号生成部２６で生成される同期信号、画素クロック、および、それらとともに生成される主／副走査カウンタ値の流れを表している。ここで、同期信号生成部２６の生成する同期信号は、レーザユニット５３ｋの書き出し同期検知手段２（図２）からの信号（ＢＤ信号）に基づいて生成されるレーザビームの書き出しタイミングの基準となる信号である。また、これとともに生成される主走査カウンタ値は、主走査方向の画素をカウントするカウンタ値であり、副走査カウンタ値は、副走査方向のラスタ数をカウントするカウンタ値である。また、他のレーザユニット５３ｃ，５３ｍ，５３ｙは、レーザユニット５３ｋのＢＤ信号をマスタとして、それぞれのユニットのＢＤ信号との差分から、ポリゴンの回転数および位相調整とレーザパルスの書き出しタイミング合わせを行う。これらの信号は、図３ではひとまとめにして破線で示している。
【００１９】
一方、画像データ２０は、外部ＰＣにより展開されたＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各面毎の８ｂｉｔ深さのラスタデータとして、それぞれ画像バッファ２１ｋ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙの画像バッファに蓄積される。画像バッファ２１ｋに蓄積されたデータは、画素クロック毎に副走査方向の８画素づつ読み出され、階調補正回路２２ｋにより階調値を補正した画素値ｎ（８ｉ＋０，ｊ），ｎ（８ｉ＋１，ｊ）・・・ｎ（７ｉ＋１，ｊ）としてＰＷＭ変換部２４ｋへと送出される。また、これと同期して閾値生成回路２３ｋは、内部の閾値配列の要素θ（８ｉ＋０，ｊ），θ（８ｉ＋１，ｊ）・・・θ（８ｉ＋７，ｊ）を主／副カウンタ値を参照して読み出す。ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変換部２４ｋは、これら画素値および閾値｛ｎ（８ｉ＋ｋ，ｊ），θ（８ｉ＋ｋ，ｊ）｝、（ｋ＝０，１・・・７）と主／副カウンタ値を入力として、レーザユニット５３ｋの８個のレーザダイオードを駆動するＰＷＭ信号２５ｋを送出する。
【００２０】
本来画像バッファ２１ｋ以降の動作は、上述のように８ビーム分同時に行われる。これは、処理時間に余裕があれば、同じ処理系でシリアルに行われるが、高速処理が必要な場合は、同形の処理回路をチャンネル数８個分を並列で動作させることになる。これらは、単に同様の処理でしかないので、以下では、説明の簡便化の為に特定のチャンネルの処理に注目して説明する。他のＣ，Ｍ，Ｙの色面に関する動作に関しても同様である。
【００２１】
図４は、ＰＷＭ変換部２４ｋの構成を概略的に示すブロック図である。
ＰＷＭ変換部２４ｋは、入力画素値の階調レベルに応じて、レーザ光を明滅させるＰＷＭ信号の基準タイミングからのオフセット量（位相）ｏｆｓと、出力時間（露光時間）幅ｗｉｄを生成するＰＷＭパラメータ生成部３０と、少なくとも１つ以上のレーザビームチャネルに対して、同一走査線上の偶数番目の画素を処理する第１のＰＷＭ信号生成手段３１、および、同一線上の奇数番目の画素を処理する第２のＰＷＭ信号生成手段３２で構成される。
即ち、ＰＷＭパラメータ生成部３０は、主走査カウンタ値ｉｃｏｕｎｔ、副走査カウンタ値ｊｃｏｕｎｔ、画素値ｎｉ、閾値θｉを入力として、ＰＷＭ信号の基準信号からの上記オフセット量ｏｆｓおよび、上記出力時間（露光時間）幅を規定する信号アサート幅ｗｉｄを生成する。
一方、クロック分離手段３４は、画素クロックｃｌｋｄを分周することで、後述の図１０のクロックｃｌｋｅ，ｃｌｋoを生成する。
【００２２】
第１のＰＷＭ信号生成手段３１および第２のＰＷＭ信号生成手段３２は、それぞれクロックｃｌｋｅ、ｃｌｋｄを基準クロックとし、上記オフセット量ｏｆｓ，信号アサート幅ｗｉｄ信号と、高周波クロック生成手段３５で生成されたＰＷＭクロックｃｌｋｐに基づいて同一走査線上の偶数番目のＰＷＭ信号Ｐｅｖｅｎと同奇数番目のＰＷＭ信号Ｐｏｄｄを生成する。ＯＲ回路３３は、これらを合成してＰＷＭ信号Ｐを出力する。ここで、ＰＷＭ（高周波）クロックｃｌｋｐは、ＰＬＬ（Phase-locked loop）により生成された１画素クロックの４２分割に相当するクロックとしている。ＰＷＭ変換部２４ｃ，２４ｍ，２４ｙも同様である。
【００２３】
図５は、図４におけるＰＷＭパラメータ生成部３０の構成図である。ＰＷＭパラメータ生成部３０は、主に、階調処理部４０、入力画素値の階調レベルを判定する階調レベル判定部７０、入力画素値が複数の領域に分割された主走査方向のどの領域に属するかを判定する主走査領域判定部７１、レーザビームを指定するレジスタ４１への設定値に従って画素階調値による位相及び露光時間巾の切り替えを行うレーザビームチャンネルを判定するレーザビームチャネル判定部７２と、ＰＷＭオフセットＬＵＴ（Look Up Table）３８ａ，３８ｂ，３８ｃおよび、ＰＷＭ出力幅ＬＵＴ３９ａ，３９ｂ，３９ｃで構成される。これらは、画素クロックｃｌｋｄに同期した同期回路であるが、簡素化のために図５では同期クロックは省略している。
【００２４】
階調処理部４０は、画素値ｎｉと閾値θｉの差信号Δｎ＝ｎｉ−θｉと、レジスタ４１に設定された閾値Δｈとの比較に基づいて、出力値（判定値）ｎｏを、Δｎ≦０の場合ｎｏ＝０、０＜Δｎ＜Δｈの場合ｎｏ＝Δｎ、Δｎ≧Δｈの場合ｎｏ＝Δｈを出力する。この出力値ｎｏにより、ＰＷＭオフセットＬＵＴ３８ａ，３８ｂ，３８ｃおよび、ＰＷＭ出力幅ＬＵＴ３９ａ，３９ｂ，３９ｃが参照される。特に、本実施形態では、Δｈ≦７としてｎｏを３ｂｉｔの信号としている（このことは、各出力画素の階調数を白地を除いて７段階以下に想定していることに相当する）。
【００２５】
階調レベル判定部７０は、階調レベル生成手段４３によって閾値テーブル４２のエントリと画素値ｎｉとの比較により２ｂｉｔ値の出力値（判定値）Ｌｎを出力する。ここで、閾値テーブル４２は、予め昇順に与えられた３つのテーブル値ｔ０＜ｔ１＜ｔ２を保持し、階調レベル生成手段は、ｎｉ＜ｔ０の場合Ｌｎ＝０、ｔ０≦ｎｉ＜ｔ１の場合Ｌｎ＝１、ｔ１≦ｎｉ＜ｔ２の場合Ｌｎ＝２、ｎｉ≧ｔ２の場合Ｌｎ＝３の２ｂｉｔの階調レベル値Ｌｎを出力する。特に、本実施形態ではＬｎ＝０が低濃度画像部、Ｌｎ＝３が高濃度画像部に対応している。
【００２６】
同様に、主走査領域判定部７１は、領域信号生成手段４５によって閾値テーブル４４のエントリと主走査カウント値ｉｃｏｕｎｔとの比較で２ｂｉｔの出力値（判定値）Ｌａを出力する。ここで、閾値テーブル４４は、予め昇順に与えられた１６個の主走査方向の書き出し基準からのカウント値ｉ０＜ｉ１＜・・・＜ｉ１５を保持し、主走査カウント値ｉｃｏｕｎｔ＜ｉ０の場合ａｎ＝０、ｉ０≦ｉｃｏｕｎｔ＜ｉ１の場合ａｎ＝１、ｉ１≦ｉｃｏｕｔ＜ｔ２の場合ａｎ＝２、・・・ｉ１５≧ｉｃｏｕｎｔの場合ａｎ＝１５の４ｂｉｔの領域識別値ａｎを出力する。ＬＵＴ（Look Up Table）４６は各領域識別値ａｎに対して、０〜３の２ｂｉｔの領域レベル値Ｌａを対応づけて出力する。
【００２７】
通常は、ｉ０〜ｉ１５の値には描画に有効な走査線幅全域を略１７領域に等分するカウンタ値を登録する。また、ＬＵＴ４６には、各領域識別値ａｎに対応する領域毎に感光体上に形成される走査線の理想位置からの平均変位量に概ね比例して、０〜３の２ｂｉｔ値が割り付けられるよう配分する。
レーザビームチャンネル判定部７２は、レジスタ４７のエントリ値ｃｈと、副走査カウンタ値ｊｃｏｕｎｔの下位３ｂｉｔ値が等しい場合に１、それ以外で０のチャンネル判定値Ｌｃを出力することで、８本のビームチャンネルのうちエントリ値ｃｈで指定したチャンネルを選択する。これも、通常はｃｈ＝０または、ｃｈ＝７を指定する。ただし、ＰＷＭパラメータ生成部をビームチャンネル毎に分けて直接、駆動するレーザビームを対応づけている場合には、ビームチャンネル判定部は実質的に不要となる。
【００２８】
上記のようにして得られた各判定値Ｌｎ，Ｌａ，Ｌｃに対して、ＡＮＤ回路４９は前述の領域レベル値Ｌａの各ｂｉｔとチャンネル判定値ＬｃのＡＮＤ値を出力する。ＬＵＴ７３は、このＡＮＤ回路４９の出力値を下位ｂｉｔとし、階調レベル値Ｌｎを上位ｂｉｔとする値を入力値として、０〜２の３段階の選択信号ｓｅｌを対応づける。この選択信号ｓｅｌから、それぞれ選択手段３６はＰＷＭオフセットＬＵＴ３８ａ，３８ｂ，３８ｃからの出力を選択し、選択手段３７はＰＷＭ出力幅ＬＵＴ３９ａ，３９ｂ，３９ｃからの出力を選択することでＰＷＭパラメータ生成部３０の出力値が得られる。
【００２９】
図６はＰＷＭオフセットＬＵＴ３８ａ，３８ｂ，３８ｃおよびＰＷＭ出力幅ＬＵＴ３９ａ，３９ｂ，３９ｃの設定例を示す。図６のＬＵＴ０が選択信号ｓｅｌ＝０に対応づけられるＰＷＭオフセットＬＵＴ３８ａおよびＰＷＭ出力幅ＬＵＴ３９ａに対応する。同様に、ＬＵＴ１が選択信号ｓｅｌ＝１に対応づけられるＰＷＭオフセットＬＵＴ３８ｂおよびＰＷＭ出力幅ＬＵＴ３９ｂに対応する。ＬＵＴ２が選択信号ｓｅｌ＝２に対応づけられるＰＷＭオフセットＬＵＴ３８ｃおよびＰＷＭ出力幅ＬＵＴ３９ｃに対応する。
【００３０】
特に、選択信号ｓｅｌ＝０に対応するＬＵＴ０は、デフォルト設定として意味付を持たせている。ＬＵＴ０に対応するＰＷＭ信号のパターン例を図８に示す。
図８の横軸は、画素クロック単位を１としている。ＰＷＭ信号生成手段は、これの４２分割を最小単位として出力信号パターンを変化させる。図６の３８ａの例では、ＰＷＭオフセット（ｏｆｓ）を一律に１６、ＰＷＭ出力幅（ｗｉｄ）を６間隔に設定しているので、図８のようにＰＷＭ出力信号パターンは、基準位置から１６／４２画素クロック分遅延した位置でアサートされ、階調処理部４０からの出力値ｎｏ＝０〜７に対応した（６＊ｎｏ＋１６）／４２画素クロックの位置でネゲートされる。
【００３１】
これに対して、図６のＬＵＴ１で示したＰＷＭオフセットＬＵＴ３８ｂとＰＷＭ出力幅ＬＵＴ３９ｂの例では、ＰＷＭ出力信号幅ｗｉｄを均等分割の６／４２画素クロック幅単位よりもｎｏに応じて拡大している。これと同時に、ｗｉｄの拡大幅に対応して、ＰＷＭオフセットを減らしているので、出力パルスパターンとしては、図８のｎｏ＝１〜７に対応するパターンが左側（主走査方向の逆方向）５／４２（約１／８画素）ほどの位相シフトを伴うことになる。同様に、ＬＵＴ２では、１０／４２（約１／４画素）の位相シフトが発生する。
【００３２】
図７には図５のＬＵＴ７３のテーブル設定例を示す。
ＬＵＴ７３の入力値は、最上位の１ｂｉｔがＡＮＤ回路４９の出力値、即ちＬｃ×Ｌａ、下位３ｂｉｔが階調レベル判定部７０の出力値Ｌｎで構成される。
特に図７では、ＡＮＤ回路４９からの出力値である上位の１ｂｉｔが０の場合は、ＬＵＴ７３の出力値である選択信号ｓｅｌは、階調レベル判定部７０の出力値Ｌｎによらず一律デフォルト値ｓｅｌ＝０に割り付けられている。これにより、ビームチャンネルがレジスタ４７に設定されたｃｈと異なる場合、あるいは、主走査領域判定値ＬａにＬａ＝０が指定されている場合には、入力階調値によらず、ＰＷＭパラメータ生成部３０の出力には、図６のＬＵＴ０の設定が選択されることになる。
【００３３】
これに対して、例えば、レジスタ４７に設定されたｃｈと同じビームチャンネルで、主走査領域判定値ＬａにＬａ＝３が指定されている主走査領域では、階調レベルＬｎ＝０，１に対応する低濃度画像部でｓｅｌ＝２により、図６のＬＵＴ２のテーブル値が選択される。同様に、階調レベルＬｎ＝２に対応する中間濃度画像部ではＬＵＴ１が選択され、階調レベルＬｎ＝３に対応する高濃度画像部ではデフォルト設定のＬＵＴ０が選択される。
他の主走査領域判定値Ｌａ＝１，２についても同様であるが、特にいづれのＬａ値の場合も、高濃度階調レベルＬｎ＝３に対応する選択信号ｓｅｌをデフォルトのｓｅｌ＝０に割り付けていることで、黒文字・高濃度細線などの描画ではＰＷＭのシフトが発生しないようになっている。
【００３４】
図９は、ＰＷＭオフセット値（ｏｆｓ）の設定効果を信号アサート幅ｗｉｄ＝４２（１画素クロック幅に対応）の場合を例として示す。
図９の横軸も図８同様、１画素クロック幅を１としている。太線で示したｏｆｓ＝１６が、先の図６でデフォルトテーブルとしたＬＵＴ０の設定値である。
これに対して、ｏｆｓ＝０を設定した場合で、パルスの位置を左側（主走査方向の書き出し側）に１６／４２≒０．３８画素、ｏｆｓ＝３１を指定した場合で、１５／４２≒０．３６画素ほど、１／４２画素単位でシフトされる。
【００３５】
図１０は、図４に示す主な信号の関係の一例を示す図である。
既に述べたように、画素値ｎｉは、画素クロックｃｌｋｄに同期してＰＷＭパラメータ生成部３０に読み込まれる。第１のＰＷＭ信号生成手段３１は、ｃｌｋｄを分周したｃｌｋｅの立ち上がりを契機として、ＰＷＭパルスＰｅｖｅｎを出力する。このとき、Ｐｅｖｅｎのはデフォルトでは、ｏｆｓ＝１６に従ってｃｌｋｄクロック単位の１６／４２ほど遅延してアサートされる。このデフォルトのタイミングを図１０では縦の破線で示している。
【００３６】
同様に、第２のＰＷＭ信号生成手段３２は、ｃｌｋｄを分周したｃｌｋｏの立ち上がりを契機として、Ｐｅｖｅｎ同様の遅延でＰＷＭパルスＰｏｄｄを出力する。これらの合成波形Ｐが、最終的なＰＷＭ変換部２４ｋ等のＰＷＭ出力波形となる。これに対して、ＰＷＭオフセット値としてデフォルトとしたｏｆｓ＝１６より小さな値が指定された場合には、対応するＰＷＭ波形は、パルス８０の様に、破線のデフォルトに対応するタイミングよりは、前方にシフトされ、直前のパルス８１との間隔が狭められることになる。
特に、このようなＰＷＭ波形の位相シフトにより、前後のパルスが重なってしまう場合には、それらを結合したパルスが、デフォルトタイミングの破線をまたいで形成されることになる（図示せず）。これにより、位相シフトによる前後パルスのコンフリクトも自然に回避されることになる。
【００３７】
図１１は、図３に示す閾値生成部２３ｃで使用する閾値配列の例を示す。
特に図１１の例は、一般的にはシアン（Ｃ）あるいはマゼンタ（Ｍ）で使用されることの多い閾値配列例であるので、以下ではシアン（Ｃ）に対する処理を想定して説明する。
図１１は、領域８５に示すように配置された０〜２７３までの７間隔の閾値４０個を、主走査方向（図１１の左から右）、副走査方向（図１１の上から下）ともに周期的に閉じるように反復して配置したものである。
【００３８】
先の図５におけるレジスタ４１の設定値Δｈを、この閾値間隔に合わせて、Δｈ＝７とすることにより、先のデフォルトＬＵＴ０設定で、各画素毎のＰＷＭによる階調数として、白地を除いて、１／７，２／７，．．．７／７の７段階の階調数が得られる。これと領域８５の閾値配置による階調数として４０段階の組み合わせと白地を合わせて、４０×７＋１＝２８１段階の階調表現が可能となる。階調補正回路２２ｃは、この出力レンジに合わせて、８ｂｉｔの入力階調値を０〜２８０の２８１階調のレンジで補正階調値に写像することで、階調処理部４０のレンジ整合を取っている。
【００３９】
これにより、図１１の例では、１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉの解像度の画像形成装置で、１インチ（２５．４ｍｍ）当たりの線数が約１９０線、スクリーン角度が約１８．４度の網点が形成される（１２００ｄｐｉは、２５．４ｍｍ当たり１２００画素の解像度）。例えば、入力画素値ｎｉが一様にｎｉ＝２８の場合、図１１の黒枠の領域８６で示した閾値に対応する画素が出力画像として印画され、網点が形成される。
【００４０】
図１２は、図１１の閾値配列により形成される網点画像の概念図を示す。
図１１の領域８６に対応して形成される網点が、黒の正方形で示した網点８７および斜線の網点８８である（図１１では、図が煩雑になるのを避けるため、代表点にのみ付番）。また、縦横の点線で示したグリッドが画素単位を示している。ただし、図１２は、横実線９０で示した８画素毎に、８ビーム毎の走査線の送りピッチが１／２画素幅ほど縮んだ状況を表しており、これにより、８画素毎の横実線９０に掛かる斜線の網点８８は画素幅の５０％分副走査方向に縮んでいる。
【００４１】
このとき、斜線の網点８８の面積率が周囲の正常な網点８７の面積率よりも低下するだけでなく、副走査方向で横実線９０を間に挟まない図の矢印９１で示した部分の網点間隔が同じ方向の他の部分の網点間隔よりも広くなる現象が生じる。このため、視覚上は領域８９で示した部分に白スジが生じた様に認識されることになる。特に、このとき生じる白スジの間隔ｄは、網点の対角線の約２倍の約０．３８ｍｍとなり、視覚特性上、本来の送りピッチ誤差の間隔である８画素ピッチ（＝  ０．１７ｍｍ）よりも目につきやすい白スジとなる。
【００４２】
これに対して、本発明を図５のレジスタ４７の設定値ｃｈを、横実線９０の描画に対応するビームチャンネル（ｃｈ＝０）として適用した場合、斜線の網点８８に対する入力画素値が低濃度レンジ（Ｌｎ＝０）かつ、副走査方向の変位の大きいＬａ＝３の領域であれば、図６のＬＵＴ２が選択され、ＰＷＭレベル値ｎｏが最大のｎｏ＝７であっても、網点８８は、約１／４画素ほど面積率が増加するとともに、書き出し位置は図１２の左方向に約１／４画素シフトすることになる。これによって、網点８８の濃度低下が補償されると同時に領域８９の広がりが改善され白スジの発生が低減される。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本実施形態に係る画像処理装置は、上記発明の効果の項に記載した効果に加え以下の効果を有する。
即ち、入力画素値が複数の領域に分割された主走査方向のどの領域に属するかを判定する主走査領域判定部を備え、前記ＰＷＭパラメータ生成部は、前記位相および露光時間幅を前記画素階調値および該レーザ光の主走査方向の領域に応じて同時走査される複数のレーザビームチャンネルに対して切り替えることにより、走査線曲がりにより、主走査領域により副走査方向のずれ量が異なる領域に対しても領域毎に最適な調整を施すことができる。
また、前記画素階調値による前記位相および露光時間幅の切り替えを行うレーザビームチャンネルを、同時走査される複数ビームの両端ビームの一方あるいは両方のみに制限することにより、最低限の目的の効果を維持しつつ、処理回路の規模を軽減し、製品コストが下げられる。
さらに、前記ＰＷＭパラメータ生成部は、特定のレーザビームチャンネルを指定するレジスタと、該レジスタへの設定値に従って、前記画素階調値による位相および露光時間幅の切り替えを行うレーザビームチャンネルを判定するレーザビームチャンネル判定部を備えることにより、ビーム構成数の異なる機種ラインナップに対してもコストの増加を招くこと無く柔軟に対応することができる。
さらに、前記ＰＷＭパラメータ生成部は、少なくとも１つ以上のレーザビームチャンネルに対して、同一走査線上の偶数番目の画素を処理する第１のＰＷＭ信号生成手段と、同一走査線上の奇数番目の画素を処理する第２のＰＷＭ信号生成手段とを備え、これらの出力の合成で一つの走査線上のレーザー光を明滅させるＰＷＭ信号を形成することにより、位相シフトによる露光開始／終了タイミングのコンフリクトが簡易な実装により容易に回避される。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・感光体ドラム、２・・・書き出し同期検知手段、３・・・書き終わり同期検知手段、４・・・ＬＤＡ、５・・・ポリゴンミラー、７・・・レーザビーム、９・・・走査線、１０・・・露光制御装置、２０・・・画像データ、２１・・・画像バッファ、２２・・・階調補正回路、２３・・・閾値生成回路、２４・・・ＰＷＭ変換部、２５・・・ＰＷＭ信号、２６・・・同期信号生成部、３０・・・ＰＷＭパラメータ生成部、３１・・・第１のＰＷＭ信号生成手段、３２・・・第２のＰＷＭ信号生成手段、３３・・・ＯＲ回路、３４・・・クロック分離手段、３５・・・高周波クロック生成手段、３６・・・選択手段、３７・・・選択手段、３８・・・ＰＷＭオフセットＬＵＴ、３９・・・ＰＷＭ出力幅ＬＵＴ、４０・・・階調処理部、４１・・・レジスタ、４２・・・閾値テーブル、４３・・・階調レベル生成手段、４４・・・閾値テーブル、４５・・・領域信号生成手段、４６・・・ＬＵＴ、４７・・・レジスタ、４８・・・比較手段、４９・・・ＡＮＤ回路、５０・・・画像形成装置、５１・・・クリーニングローラ、５２・・・帯電器、５３・・・レーザ（走査光学系）ユニット、５４・・・現像ローラ、５５・・・転写ローラ、５６・・・定着器、５７・・・給紙スタッカ、５８・・・排紙スタッカ、５９・・・連続紙、６０・・・現像ユニット、６１・・・中間転写ベルト、７０・・・階調レベル判定部、７１・・・主走査領域判定部、７２・・・レーザビームチャンネル判定部。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開２００１−２６４６５７
【特許文献２】特開２００４−２７６５３２
【特許文献３】特開２００３−１８２１３９
【特許文献４】特開２００４−７７７１４
【特許文献５】特開平７−２０９５９６
【特許文献６】特開２００５−５３０９５
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010214672.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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