(57)【要約】【課題】  光源からの光ビームを感光体表面に往路および復路の両方向に走査させる往復走査モードと、いずれか一方向のみに走査させる片側捜査モードとが切換可能な画像形成装置において、片側走査モード時および両側走査モード時の両走査モードにおいて最適な階調再現性を実現する。【解決手段】  本発明では、片側走査モードと両側走査モードの両走査モードのそれぞれについて、階調パッチ画像を形成するとともに該階調パッチ画像の濃度検出結果から両走査モードそれぞれの階調再現特性を求める。そして、潜像形成動作を行うにあたっては、各走査モードについて求められた階調再現特性を用いて潜像形成を行うことで、片側走査モード時および両側走査モード時の両走査モードにおいて最適な階調再現性を実現する。【選択図】  図１２
2011013691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面が副走査方向に駆動される潜像担持体と、光源から照射される光ビームを振動する偏向ミラーにより反射してスポットを前記潜像担持体表面に前記副走査方向に対してほぼ直交する前記主走査方向に走査して潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記潜像担持体表面に前記スポットを前記主走査方向の第１方向にのみ走査する片側走査モードと該第１方向および該第１方向と逆の第２方向の両方向に走査する両側走査モードとを選択的に切り換える走査モード制御手段とを備えた画像形成装置において、予め求められた装置の階調再現特性に基づいてトナー像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記片側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて前記片側走査モード実行時の装置の階調再現特性を求める第１工程と、
前記両側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて前記両側走査モード実行時の装置の階調再現特性を求める第２工程とを備え、
前記片側走査モードでトナー像を形成する際には、前記第１工程で得られた階調再現特性に基づきトナー像を形成する一方、前記両側走査モードでトナー像を形成する際には、前記第２工程で得られた階調再現特性に基づきトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項２】
前記第１工程と前記第２工程とは、同一の階調発生パターンに基づいて、それぞれ前記階調パッチ画像として前記トナー像を形成する請求項１に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項３】
その表面が副走査方向に駆動される潜像担持体と、光源から照射される光ビームを振動する偏向ミラーにより反射してスポットを前記潜像担持体表面に前記副走査方向に対してほぼ直交する前記主走査方向に走査して潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記潜像担持体表面に前記スポットを前記主走査方向の第１方向にのみ走査する片側走査モードと該第１方向および該第１方向と逆の第２方向の両方向に走査する両側走査モードとを選択的に切り換える走査モード制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記片側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて前記片側走査モード実行時の階調再現特性を求める片側用特性検出手段と、
前記両側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて前記両側走査モード実行時の階調再現特性を求める両側用特性検出手段とをさらに備え、
前記片側走査モードでトナー像を形成する際には、前記片側用特性検出手段により求めた階調再現特性に基づきトナー像を形成する一方、前記両側走査モードでトナー像を形成する際には、前記両側用特性検出手段により求められた階調再現特性に基づきトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、副走査方向に駆動される潜像担持体表面に光ビームを副走査方向に対してほぼ直行する主走査方向に走査して画像を形成する画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置では、感光体、露光ユニットおよび現像ユニットを有するとともに、次のようにして感光体上にトナー像を形成する。すなわち、トナー像を示す画像データに基づき露光ユニットの光源を制御するとともに、その光源からの光ビームを露光ユニットの偏向器により偏向することで感光体表面上にスポットを主走査方向に走査させて画像データに対応する潜像を感光体表面上に形成する。そして、該潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。
【０００３】
また、偏向器の小型化および高速化を図るべく、偏向ミラー面を振動させて偏向器として用いることが従来より提案されている（特許文献１参照）。すなわち、この装置では、トーションバーにより支持された偏向ミラーを振動させるとともに、光源から照射される光ビームを該偏向ミラーにより反射して感光体表面上に往復走査させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８２１４７号公報（第３頁および図９、１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような画像形成装置においては、光源からの光ビームを往路および復路の両方において感光体上に走査させる両側走査モードと、いずれか一方でのみ走査させる片側走査モードとを選択的に切り換えることで、印刷態様に応じた画像形成が可能となる。例えば、高解像度を必要としない場合は、往路または復路のいずれか一方でのみ感光体上にスポットを走査させて低解像度で画像を形成するとともに、高解像度が必要となる場合は、往路および復路の両方においてスポットを感光体表面上に走査させることができる。また、このような画像形成装置では、階調を再現することで文字等の線画のみでなく写真等の濃淡を有する画像も印刷することができる。
【０００６】
しかしながら、上述の画像形成装置において、両側走査モードにより感光体上に潜像を形成する場合と片側走査モードにより感光体上に潜像を形成する場合とでは、階調の再現特性に大きな差異が存在する。この理由について説明する。まず、第１の理由は次の通りである。片側走査モード時に比べて両側走査モード時における副走査方向の走査ピッチは狭くなる。したがって、両側走査モード時は片側走査モード時と比較して感光体表面を走査するスポットが隣接する走査線間でより大きく重なることとなる。よって、両側走査モード時は片側走査モード時と比較して該スポットの重複部分においてトナーがより多く付着して、色の濃淡がより濃くなる場合がある。また、第２の理由は次の通りである。上述の画像形成装置において、片側走査モード時は副走査方向の走査ピッチは一定であるのに対し、両側走査モード時は副走査方向における走査ピッチが一定とはならない。したがって、両側走査モード時において、感光体表面上にスポットを走査させて潜像を形成する場合、副走査方向への走査ピッチが一定でないため副走査方向におけるスポットの重なりの程度にばらつきが生じることとなる。つまり、副走査方向の走査ピッチの狭いところでは、副走査方向のスポットの重なりは大きくなるのに対し、副走査方向の走査ピッチの広いところでは、副走査方向のスポットの重なりは小さくなる。したがって、両側走査モード時は、副走査方向の走査ピッチの不均一性に対応して色の濃淡が発生する場合がある。このように、両側走査モードにより感光体上に潜像を形成する場合と片側走査モードにより感光体上に潜像を形成する場合とでは、階調再現特性に大きな差異が存在する。そして、かかる階調再現特性の差異は、両側走査モードと片側走査モードを必要に応じて切換えて画像形成を実行する上述のような装置において、いずれの走査モードにおいても良好な階調再現を実現するうえで大きな妨げとなる。つまり、例えば片側走査モードでは良好な階調再現が得ることができても、両側走査モードに切換えた後には上述の理由により濃淡が濃くなったり不必要な模様が生じる場合があり、逆に両側走査モードで良好な階調再現を得ることができても、片側走査モードに切換えた後に濃淡が薄くなったりする場合がある。
【０００７】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、副走査方向に駆動される潜像担持体上に振動する偏光ミラーによりスポットを主走査方向に走査して潜像を形成する画像形成装置において、片側走査モードと両側走査モードとを選択的に切り換え可能に構成するとともに、両側走査モード時および片側走査モード時のいずれにおいても良好な階調再現を実現する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置の制御方法は、その表面が副走査方向に駆動される潜像担持体と、光源から照射される光ビームを振動する偏向ミラーにより反射してスポットを潜像担持体表面に副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に走査して潜像を形成する潜像形成手段と、潜像担持体表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、潜像担持体表面にスポットを主走査方向の第１方向にのみ走査する片側走査モードと該第１方向および該第１方向と逆の第２方向の両方向に走査する両側走査モードとを選択的に切り換える走査モード制御手段とを備えた画像形成装置であって、予め求められた装置の階調再現特性に基づいてトナー像を形成する画像形成装置の制御方法であって、上記目的を達成するために、片側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて片側走査モード実行時の装置の階調再現特性を求める第１工程と、両側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて両側走査モード実行時の装置の階調再現特性を求める第２工程とを備え、片側走査モードでトナー像を形成する際には、第１工程で得られた階調再現特性に基づきトナー像を形成する一方、両側走査モードでトナー像を形成する際には、第２工程で得られた階調再現特性に基づきトナー像を形成することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成装置は、その表面が副走査方向に駆動される潜像担持体と、光源から照射される光ビームを振動する偏向ミラーにより反射してスポットを潜像担持体表面に副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に走査して潜像を形成する潜像形成手段と、潜像担持体表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、潜像担持体表面に前記スポットを主走査方向の第１方向にのみ走査する片側走査モードと該第１方向および該第１方向と逆の第２方向の両方向に走査する両側走査モードとを選択的に切り換える走査モード制御手段とを備えた画像形成装置であって、上記目的を達成するために、片側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて片側走査モード実行時の階調再現特性を求める片側用特性検出手段と、両側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて両側走査モード実行時の階調再現特性を求める両側用特性検出手段とをさらに備え、片側走査モードでトナー像を形成する際には、片側用特性検出手段により求めた階調再現特性に基づきトナー像を形成する一方、両側走査モードでトナー像を形成する際には、両側用特性検出手段により求められた階調再現特性に基づきトナー像を形成することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明（画像形成装置の制御方法および画像形成装置）では、スポットを主走査方向の第１方向にのみ走査する片側走査モードと、該第１方向および該第１方向と逆の第２方向の両方向に走査する両側走査モードとを選択的に切り換えることが可能に構成されている。そして、例えば図７に示すように潜像担持体上にライン潜像を形成する場合、主走査方向の第１方向に走査されるスポットによりライン潜像ＬＩ(+X)が形成される一方、第１方向と逆の第２方向に走査されるスポットによりライン潜像ＬＩ(-X)が形成される。したがって、潜像形成に用いるスポットを第１方向および第２方向に走査させる両側走査モードでは、ライン潜像ＬＩ(+X)、ＬＩ(-X)が副走査方向に交互に形成される。これに対し、スポットを第１方向または第２方向のいずれかの方向にのみ走査させる片側走査モードでは、ライン潜像ＬＩ(+X)、ＬＩ(-X)の一方のみが副走査方向に形成されることとなる。したがって、片側走査モード時と比べて両側走査モード時は、副走査方向の走査ピッチが狭くなるため上述したように色の濃淡が濃くなる傾向にある。
【００１１】
また、このように構成された発明では、潜像担持体表面上にスポットを主走査方向に往復走査するとともに、潜像担持体表面上を主走査方向に対してほぼ直交する副走査方向に駆動している。よって、両側走査モード時における、潜像担持体上でのスポットの走査軌跡は、図１５の一点鎖線で示すようになるため、副走査方向での走査ピッチは一定とならない。したがって、両側走査モード時において、感光体表面上にスポットを走査させて潜像を形成する場合、副走査方向への走査ピッチが一定でないため副走査方向におけるスポットの重なりの程度にばらつきが生じることとなる。つまり、副走査方向の走査ピッチの狭いところでは、副走査方向のスポットの重なりは大きくなるのに対し、副走査方向の走査ピッチの広いところでは、副走査方向のスポットの重なりは小さくなる。したがって、両側走査モード時は、副走査方向の走査ピッチの不均一性に対応して色の濃淡が発生する場合がある。
【００１２】
しかしながら、本発明では、片側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて片側走査モード実行時の階調再現特性を制御する一方、両側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて両側走査モード実行時の階調再現特性を制御するように構成している。つまり、片側走査モードと両側走査モードのそれぞれで階調パッチ画像としてのトナー像を形成し、該トナー像の濃度検出結果に基づいてそれぞれの走査モードにおいて装置の階調再現特性を最適化している。そして、片側走査モードまたは両側走査モードを実行して潜像形成を行うにあたっては、それぞれの走査モードに対して最適化された階調再現特性を用いて潜像形成を行う。したがって、上述したような両側走査モードと片側走査モードでの階調再現特性の差異に拘わらず、いずれの走査モードにおいても良好な階調再現を実現することが可能となる。
【００１３】
また、第１工程と第２工程とは、同一の階調発生パターンに基づいて、それぞれ階調パッチ画像としてトナー像を形成するように構成しても良い。このように構成することで、各走査モードごとに階調発生パターンを設ける必要が無く、構成の簡素化が図られている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】図１の画像形成装置における露光ユニットの構成を示す主走査断面図。
【図４】図３の露光ユニットにおける光ビームの走査領域を示す図。
【図５】図１の画像形成装置における信号処理ブロックを示す図。
【図６】ディザ法についての説明図。
【図７】図１の画像形成装置により形成されるライン潜像を示す図。
【図８】片側走査モード時の階調制御処理の動作を示すフローチャート。
【図９】階調特性の説明図。
【図１０】両側走査モード時の階調制御処理の動作を示すフローチャート。
【図１１】片側走査モード時と両側走査モード時の閾値マトリックスを示す図。
【図１２】画像形成装置の潜像形成動作を示すフローチャート。
【図１３】実施例における閾値マトリックスと階調画像パッチを示す図。
【図１４】実施例における階調制御処理語後の閾値マトリックスを示す図。
【図１５】両側走査モード時における走査ピッチを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明にかかる画像形成装置の実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、いわゆるタンデム方式のカラープリンタであり、潜像担持体としてイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを装置本体５内に併設している。そして、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。すなわち、この画像形成装置では、ユーザーからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から印刷指令がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１からの印刷指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明用シートなどのシート（記録媒体）Ｓに印刷指令に対応する画像を印刷する。
【００１６】
このエンジン部ＥＧでは、４つの感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのそれぞれに対応して帯電ユニット、現像ユニット、露光ユニットおよびクリーニング部が設けられている。このように、各トナー色ごとに、感光体、帯電ユニット、現像ユニット、露光ユニットおよびクリーニング部を備えて該トナー色のトナー像を形成する画像形成手段が設けられている。なお、これらの画像形成手段（感光体、帯電ユニット、現像ユニット、露光ユニットおよびクリーニング部）の構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。
【００１７】
感光体２Ｙは図１の矢印方向（副走査方向）に回転自在に設けられている。より、具体的には、感光体２Ｙの一方端部には、駆動モータＭＴが機械的に接続されている。そして、この駆動モータＭＴと電気的に接続されたモータ制御部１０５が駆動モータＭＴを駆動制御する。これによって感光体２Ｙが回転移動する。このように、この実施形態では、感光体２Ｙの一方端部側のみに駆動モータＭＴからの駆動力を伝達して感光体２Ｙを駆動している。また、この実施形態では、駆動モータＭＴの配設位置、後述する水平同期センサ６０および光ビームの走査方向とが所定関係を満たすように設定されている。なお、この点に関しては、後で詳述する。
【００１８】
このようにして駆動される感光体２Ｙの周りにその回転方向に沿って、帯電ユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙおよびクリーニング部（図示省略）がそれぞれ配置されている。帯電ユニット3Ｙは例えばスコロトロン帯電器で構成されており、帯電制御部１０３からの帯電バイアス印加によって感光体２Ｙの外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。そして、この帯電ユニット３Ｙによって帯電された感光体２Ｙに外周面に向けて露光ユニット６Ｙから走査光ビームＬｙが照射される。これによって印刷指令に含まれるイエロー画像データに対応する静電潜像が感光体２Ｙ上に形成される。このように露光ユニット６Ｙは本発明の「潜像形成手段」に相当するものであり、露光制御部１０２Ｙからの制御指令に応じて動作する。なお、露光ユニット６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）および露光制御部１０２（１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ）の構成および動作については後に詳述する。
【００１９】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット（現像手段）４Ｙによってトナー現像される。この現像ユニット４Ｙはイエロートナーを内蔵している。そして、現像器制御部１０４から現像バイアスが現像ローラ４１Ｙに印加されると、現像ローラ４１Ｙ上に担持されたトナーが感光体２Ｙの表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着する。その結果、感光体２Ｙ上の静電潜像がイエローのトナー像として顕在化される。なお、現像ローラ４１Ｙに与える現像バイアスとしては、直流電圧、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したもの等を用いることができるが、特に感光体２Ｙと現像ローラ４１Ｙとを離間配置し、両者の間でトナーを飛翔させることでトナー現像を行う非接触現像方式の画像形成装置では、効率よくトナーを飛翔させるために直流電圧に対して正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を重畳した電圧波形とすることが望ましい。
【００２０】
現像ユニット４Ｙで現像されたイエロートナー像は、１次転写領域ＴＲｙ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に１次転写される。また、イエロー以外の色成分についても、イエローと全く同様に構成されており、感光体２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像がそれぞれ形成されるとともに、１次転写領域ＴＲｍ１、ＴＲｃ１、ＴＲｋ１でそれぞれ中間転写ベルト７１上に１次転写される。
【００２１】
この転写ユニット７は、２つのローラ７２、７３に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７２を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｒ２に回転させるベルト駆動部（図示省略）とを備えている。また、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して不図示の電磁クラッチにより当接・離間移動可能に構成された２次転写ローラ７４が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、１次転写タイミングを制御することで各トナー像を重ね合わせてカラー画像を中間転写ベルト７１上に形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と２次転写ローラ７４との間の２次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を２次転写する。一方、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、ブラックトナー像のみを感光体２Ｋに形成するとともに、２次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にモノクロ画像を２次転写する。また、こうして画像の２次転写を受けたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に向けて搬送される。
【００２２】
なお、中間転写ベルト７１へのトナー像を１次転写した後の各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、不図示の除電手段によりその表面電位がリセットされ、さらに、その表面に残留したトナーがクリーニング部により除去された後、帯電ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより次の帯電を受ける。
【００２３】
また、ローラ７２の近傍には、転写ベルトクリーナ７５、濃度センサ７６（図２）および垂直同期センサ７７（図２）が配置されている。これらのうち、クリーナ７５は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７２に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７２側に移動した状態でクリーナ７５のブレードがローラ７２に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、２次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。また、濃度センサ７６は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、中間転写ベルト７１の外周面に形成される階調パッチ画像の光学濃度を測定する。さらに、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の副走査方向への回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色のトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。また、ローラ７２、７３の間には、色ずれセンサ７８が配置されており、各色のトナー像の色ずれ量を検出する。
【００２４】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像データを記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。さらに符号１０８は、エンジン各部の使用状況に関する情報を保存しておくためのＦＲＡＭ（強誘電体メモリ）である。
【００２５】
図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニットの構成を示す主走査断面図であり、図４は図３の露光ユニットにおける光ビームの走査領域を示す図であり、図５は図１の画像形成装置における信号処理ブロックを示す図である。以下、これらの図面を参照しつつ、露光ユニット６および露光制御部１０２の構成および動作について詳述する。なお、露光ユニット６および露光制御部１０２の構成はいずれの色成分についても同一であるため、ここではイエローに関する構成について説明し、その他の色成分については相当符号を付して説明を省略する。
【００２６】
この露光ユニット６Ｙ（６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）は露光筐体６１を有している。そして、露光筐体６１に単一のレーザー光源６２Ｙが固着されており、レーザー光源６２Ｙから光ビームを射出可能となっている。このレーザー光源６２Ｙは、図４に示すように露光制御部１０２Ｙの光源駆動部１０２１と電気的に接続されている。そして、次のようにして画像信号に応じて光源駆動部がレーザー光源６２ＹをＯＮ／ＯＦＦ制御してレーザー光源６２Ｙから画像データに対応して変調された光ビームが射出される。以下、図５を参照しつつ説明する。
【００２７】
この画像形成装置では、ホストコンピュータ１００などの外部装置から画像信号が入力されると、メインコントローラ１１がその画像信号に対し所定の信号処理を施す。メインコントローラ１１は、色変換部１１４、画像処理部１１５、２種類のラインバッファ１１６Ａ，１１６Ｂ、走査モード切換部１１６Ｃ、パルス変調部１１７、階調補正テーブル１１８および補正テーブル演算部１１９などの機能ブロックを備えている。
【００２８】
また、エンジンコントローラ１０は、図２に示すＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０７、露光制御部１０２以外に、濃度センサ７６の検出結果に基づきエンジン部ＥＧのガンマ特性を示す階調特性を検出する階調特性検出部１２３を備えている。なお、メインコントローラ１１およびエンジンコントローラ１０においては、これらの各機能ブロックはハードウェアにより構成されてもよく、またＣＰＵ１１１、１０１により実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。そして、メインコントローラ１１およびエンジンコントローラ１０は後述するように装置各部を制御しながら各走査モード実行時の装置の階調再現特性を求める。このようにメインコントローラ１１およびエンジンコントローラ１０は本発明の「片側用特性検出手段」および「両側用特性検出手段」として機能する。
【００２９】
ホストコンピュータ１００から画像信号が与えられたメインコントローラ１１では、色変換部１１４がその画像信号に対応する画像内の各画素のＲＧＢ成分の階調レベルを示したＲＧＢ階調データを、対応するＣＭＹＫ成分の階調レベルを示したＣＭＹＫ階調データへ変換する。この色変換部１１４では、入力ＲＧＢ階調データは例えば１画素１色成分当たり８ビット（つまり２５６階調を表す）であり、出力ＣＭＹＫ階調データも同様に１画素１色成分当たり８ビット（つまり２５６階調を表す）である。色変換部１１４から出力されるＣＭＹＫ階調データは画像処理部１１５に入力される。
【００３０】
この画像処理部１１５は、各色成分ごとに色変換部１１４から入力された各画素の階調データに対しハーフトーニング処理を行う。ハーフトーニング処理としては、複数の画素を使用して１つの網点を構成するとともに該網点の大きさを階調データの階調レベルに応じて成長させて階調再現を実現する手法が用いることができる。また、このような階調データの階調レベルに応じて成長する網点を生成する手法として、ディザ法や誤差拡散法等を用いることができるが、本実施形態では、ディザ法によりハーフトーニング処理を行うこととする。図６は、ディザ法についての説明図である。ディザ法においては、入力された階調データの階調レベルと、閾値マトリックスＭＴＸの各要素の閾値とが比較される。ここで、閾値マトリックスの１要素が１画素に対応するものである。階調データの階調レベルが各要素の閾値よりも大きい場合に、その要素に対応する位置の値が「１」となり、該位置に対応する感光体表面位置に潜像が形成されることとなる。これとは逆に階調データの階調レベルが各要素の閾値よりも小さい場合に、その要素に対応する位置の値が「０」となり、該位置に対応する感光体表面位置には潜像は形成されない。このように、ディザ法では階調データの階調レベルと閾値マトリックスの各要素の閾値とを比較してハーフトーン階調データ得る。なお、図６の例においては、１６階調を再現可能な閾値マトリックスＭＴＸを用い、階調データの階調レベルは４とした。但し、閾値マトリックスＭＴＸとしては、図６の例に限られるものではなく、より高い階調再現性を有するものを使用してもよい。また、閾値マトリックスＭＴＸの閾値の配列方法も図６の例に限られるものではなく、必要に応じて適宜変更できる。
【００３１】
上述のとおり、本実施形態ではディザ法によりハーフトーニング処理を行うこととしている。すなわち、画像処理部１１５は、不揮発性メモリである閾値マトリックス記憶部１１０Ａに記憶されている閾値マトリックスと色変換部１１４から送られてくる階調データとを比較することで、階調データをハーフトーン階調データに変換する。また、本実施形態では、画像形成装置のガンマ特性を常に理想的なものに維持するため、所定のタイミングで閾値マトリックス記憶部１１０Ａに記憶されている閾値マトリックスの内容を画像濃度の実測結果に基づいて更新する階調制御処理を実行する。
【００３２】
この階調制御処理では、各トナー色毎に、ガンマ特性を測定するために予め用意された階調補正用の階調パッチ画像がエンジン部ＥＧによって中間転写ベルト７１上に形成され、各階調パッチ画像の画像濃度を濃度センサ７６が読み取り、その濃度センサ７６からの信号に基づき階調特性検出部１２３が各階調パッチ画像の階調レベルと、検出した画像濃度とを対応させた階調特性（エンジン部ＥＧのガンマ特性）を作成し、メインコントローラ１１の閾値変換テーブル演算部１１０Ｂに出力する。そして、閾値変換テーブル演算部１１０Ｂが、階調特性検出部１２３から与えられた階調特性に基づき、実測されたエンジン部ＥＧの階調特性を補償して理想的な階調特性を得るための閾値変換テーブルを計算により求め、該計算結果に基づいて閾値マトリックス記憶部１１０Ａに記憶されている閾値マトリックスの内容を更新する。こうすることで、この画像形成装置では、装置のガンマ特性のばらつきや経時変化によらず、安定した品質で画像を形成することができる。  
【００３３】
上述のようにして得られたハーフトーン階調データは、２種類のラインバッファ１１６Ａ、１１６Ｂに入力される。これらのラインバッファ１１６Ａ、１１６Ｂは画像処理部１５から出力される１ライン画像データを構成するハーフトーン階調データ（画像情報）を記憶するものである点で共通するが、階調データの読出し順序が相違する。すなわち、順方向ラインバッファ１１６Ａは１ライン画像データを構成するハーフトーン階調データを先頭から順方向に出力するものであるのに対し、逆方向ラインバッファ１１６Ｂは最後から逆方向に出力するものである。
【００３４】
そして、こうして出力されるハーフトーン階調データは走査モード切換部１１６Ｃに入力され、走査モード切換信号に基づき一方のラインバッファから出力されるハーフトーン階調データのみが適当なタイミングで走査モード切換部１１６Ｃからパルス変調部１１７に出力される。このように２種類のラインバッファ１１６Ａ、１１６Ｂを設けた主たる理由は、後述するように印刷態様に応じて潜像形成用光ビームの走査モードが相違することに対応するためである。また、走査モード切換部１１６Ｃによって各色成分に対応したタイミングおよび順序で階調データがパルス変調部１１７に入力される。このように、この実施形態では、ラインバッファ１１６Ａ、１１６Ｂおよび走査モード切替部１１６Ｃが本発明の「走査モード制御手段」に相当している。なお、本実施形態では、閾値マトリックス記憶部１１０Ａは、各走査モードに対応した片側閾値マトリックス１１０１と両側閾値マトリックス１１０２を記憶するとともに、それぞれの走査モードにおいて上述の階調制御処理を実行して該片側閾値マトリックス１１０１および該両側閾値マトリックス１１０２を更新するが、これについては後に詳述する。
【００３５】
パルス変調部１１７に入力されたハーフトーニング後の階調データは、各画素に付着させるべき各色のトナードットのサイズおよびその配列を示す多値信号であり、かかるデータを受け取ったパルス変調部１１７は、そのハーフトーン階調データを用いて、エンジン部ＥＧの各色画像の露光レーザパルスをパルス幅変調するためのビデオ信号を作成し、図示を省略するビデオインターフェースを介してエンジンコントローラ１０に出力する。そして、このビデオ信号を受けた露光制御部１０２Ｙの光源駆動部１０２１が露光ユニット６のレーザー光源６２ＹをＯＮ／ＯＦＦ制御する。また、他の色成分についても同様である。
【００３６】
次に、図３および図４に戻って説明を続ける。露光筐体６１の内部には、レーザー光源６２Ｙからの光ビームを感光体２Ｙの表面（図示省略）に走査露光するために、コリメータレンズ６３１、シリンドリカルレンズ６３２、偏向器６５、走査レンズ６６が設けられている。すなわち、レーザー光源６２Ｙからの光ビームは、コリメータレンズ６３１により適当な大きさのコリメート光にビーム整形された後、副走査方向Ｙにのみパワーを有するシリンドリカルレンズ６３２に入射される。そして、シリンドリカルレンズ６３２を調整することでコリメート光は副走査方向Ｙにおいて偏向器６５の偏向ミラー面６５１付近で結像される。このように、この実施形態では、コリメータレンズ６３１およびシリンドリカルレンズ６３２がレーザー光源６２Ｙからの光ビームを整形するビーム整形系６３として機能している。
【００３７】
この偏向器６５は半導体製造技術を応用して微小機械を半導体基板上に一体形成するマイクロマシニング技術を用いて形成されるものであり、共振振動する振動ミラーで構成されている。すなわち、偏向器６５では、共振振動する偏向ミラー面６５１により光ビームを主走査方向Ｘに偏向可能となっている。より具体的には、偏向ミラー面６５１は主走査方向Ｘとほぼ直交する揺動軸（ねじりバネ）周りに揺動自在に軸支されるとともに、作動部（図示省略）から与えられる外力に応じて揺動軸周りに正弦揺動する。この作動部は露光制御部１０２のミラー駆動部（図示省略）からのミラー駆動信号に基づき偏向ミラー面６５１に対して静電気的、電磁気的あるいは機械的な外力を作用させて偏向ミラー面６５１をミラー駆動信号の周波数で揺動させる。なお、作動部による駆動方式は静電吸着、電磁気力あるいは機械力などのいずれの方式を採用してもよく、それらの駆動方式は周知であるため、ここでは説明を省略する。
【００３８】
偏向器６５の偏向ミラー面６５１で偏向された光ビームは図４に示すように最大振幅角θmaxで走査レンズ６６に向けて偏向される。この実施形態では、走査レンズ６６は、感光体２の有効画像領域ＩＲの全域においてＦ値が略同一となるように構成されている。したがって、走査レンズ６６に向けて偏向された光ビームは、走査レンズ６６を介して感光体２の表面の有効画像領域ＩＲに略同一のスポット径で結像される。これにより、光ビームが主走査方向Ｘと平行に走査して主走査方向Ｘに伸びるライン状の潜像が感光体２の有効画像領域ＩＲ上に形成される。なお、この実施形態では、偏向器６５により走査可能な走査領域ＳＲは、図４に示すように、有効画像領域よりも広く設定されている。また、有効画像領域ＩＲは走査領域ＳＲの略中央部に位置しており、光軸に対してほぼ対称となっている。さらに、同図中の符号θirは有効画像領域ＩＲの端部に対応する偏向ミラー面６５１の振幅角を示し、符号θsは次に説明する水平同期センサ６０に対応する偏向ミラー面６５１の振幅角を示している。
【００３９】
また、上記のように構成された装置では、光ビームを主走査方向に往復走査することができる、つまり光ビームを（＋Ｘ）方向にも、（−Ｘ）方向にも走査可能となっている。そして、上記したように１ライン画像データを構成する階調データを記憶部（ラインバッファ１１６Ａ，１１６Ｂ）に一時的に記憶しておき、走査モード切換部１１６Ｃが適当なタイミングおよび順序で階調データをパルス変調部１１７に与える。例えば（＋Ｘ）方向に切り換えられた場合には、図７（ａ）に示すように、ラインバッファ１１６Ａから階調データＤＴ1，ＤＴ2，…ＤＴnの順序で読み出され、各階調データに基づきビームスポットが第１方向（＋Ｘ）に感光体２上に照射されてライン潜像ＬＩ(+X)が形成される。一方、（−Ｘ）方向に切り換えられた場合には、図７（ｂ）に示すように、ラインバッファ１１６Ｂから階調データＤＴn，ＤＴ(n-1)，…ＤＴ1の順序で読み出され、各階調データに基づきビームスポットが第２方向（−Ｘ）に感光体２上に照射されてライン潜像ＬＩ(-X)が形成される。このため、次のように観光体表面に潜像を形成するスポットが印刷態様ごとに、あるいはラインごとに相違させることができる。より具体的には、この実施形態では、印刷指令に含まれる解像度に関する情報（解像度情報）がＲＡＭ１０７に一時的に記憶される。そして、高解像度印刷が指令された場合には、スポットを（＋Ｘ）方向に有効画像領域ＩＲに走査して有効画像領域ＩＲに潜像を形成する動作と、スポットを（−Ｘ）方向に有効画像領域ＩＲに走査して有効画像領域ＩＲに潜像を形成する動作とを交互に繰り返す、いわゆる両側走査モードを実行して潜像を形成する。一方、低解像度印刷が指令された場合には、スポットを（＋Ｘ）方向にのみ走査させる、いわゆる片側走査モードを実行して潜像を形成する。このように、この実施形態では、解像度情報に基づき高解像度印刷と低解像度印刷とでスポットの走査モードを切り換えている。なお、この点に関しては後で詳述する。
【００４０】
また、この実施形態では、該走査方向と駆動モータＭＴの配設位置とは次の関係を満足するように予め設定されている。すなわち、駆動モータＭＴは走査方向（＋Ｘ）の下流側に配置されている。また、図３に示すように、走査方向（＋Ｘ）の上流側において走査光ビームの走査経路の端部を折り返しミラー６９により水平同期センサ６０に導いている。この折り返しミラー６９は走査方向（＋Ｘ）の上流側における走査領域ＳＲの端部に配置され、走査方向（＋Ｘ）の上流側において走査領域ＳＲ内で、かつ有効画像領域ＩＲを外れた位置を移動する走査光ビームを水平同期センサ６０に導光する。そして、水平同期センサ６０により該走査光ビームが受光されてセンサ位置（振幅角θs）を通過するタイミングで信号が水平同期センサ６０から出力される。このように、本実施形態では、水平同期センサ６０を、光ビームが有効画像領域ＩＲを主走査方向Ｘに走査する際の同期信号、つまり水平同期信号Ｈsyncを得るための水平同期用読取センサとして機能させており、水平同期信号Ｈsyncに基づき潜像形成動作を制御する。
【００４１】
図８は本実施形態における片側走査モードにおける階調制御処理を示すフローチャートである。まず片側走査モードの設定が行われる（ステップＳ１１）。次に、上述のように決定された走査モードに対応する走査モード切換信号が閾値マトリックス記憶部１１０Ａに与えられる。（ステップＳ１２）。これにより閾値マトリックス記憶部１１０Ａは、片側閾値マトリックス１１０１を画像処理部１１５に出力することとなる。次に、中間転写ベルト７１上に階調パッチ画像が形成される（ステップＳ１３）。かかる階調パッチ画像は、互いに異なる所定の階調レベルを有する複数のトナー像を中間転写ベルトの７１の駆動方向に配列する階調発生パターンに従って、中間転写ベルト上に形成される。なお、それぞれのトナー像の階調レベルがベルトの駆動方向に対して次第に低くなるように、複数のトナー像を配列している。また、最大階調レベルから最小階調レベルまでの全ての階調についてトナー像を形成することもできるが、本実施形態では、所定の階調レベルについてのみトナー像を形成する。また、ステップ１２において閾値マトリックス記憶部１１０Ａは、片側閾値マトリックス１１０１を画像処理部１１５に出力するように設定されている。よって、階調パッチ画像を形成するにあたっては、閾値マトリックス記憶部１１０Ａに記憶されている片側閾値マトリックス１１０１が用いられる。次に、このように形成されたパッチ画像のそれぞれ異なる階調レベルを有する複数のトナー像の濃度を濃度センサ７６により検出する（ステップＳ１４）。次に、階調レベルと検出した画像濃度とを対応させた図９の実線に示すような階調特性を階調特性検出部１２３において作成する（ステップＳ１５）。そして、閾値変換テーブル演算部１１０Ｂにおいて、このように作成された階調特性から、階調特性が階調レベルの変化にともなって線形に画像濃度が変化するように片側閾値変換テーブルを作成し、これに基づいて片側閾値マトリックスの閾値を補正する（ステップＳ１６）。つまり、図９の実線で示すような階調特性が、図９の破線で示すような直線となるように閾値マトリックスの閾値を補正する。ここで、階調パッチ画像においてトナー像が形成されなかった階調レベルに対応する閾値については、片側閾値変換テーブルを線形補完することで求めることとする。そして、補正後の片側閾値マトリックスの内容に閾値マトリックス記憶部１１０Ａに記憶されている片側閾値マトリックス１１０１の内容を更新する（ステップＳ１７）。このように、片側走査モードにおける階調制御処理が本発明の「第１工程」に相当するとともに、更新後の片側閾値マトリックスが、本発明における片側走査モード時の「階調再現特性」に相当する。
【００４２】
図１０は、本実施形態における両側走査モードにおける階調制御処理を示すフローチャートである。まず両側走査モードの設定が行われる（ステップＳ２１）。次に、上述のように決定された走査モードに対応する走査モード切換信号が閾値マトリックス記憶部１１０Ａに与えられる。（ステップＳ２２）。これにより閾値マトリックス記憶部１１０Ａは、両側閾値マトリックス１１０２を画像処理部１１５に出力することとなる。次に、中間転写ベルト７１上に階調パッチ画像が形成される（ステップＳ２３）。かかる階調パッチ画像は、互いに異なる所定の階調レベルを有する複数のトナー像を中間転写ベルトの７１の駆動方向に配列する階調発生パターンに従って、中間転写ベルト上に形成される。なお、それぞれのトナー像の階調レベルがベルトの駆動方向に対して次第に低くなるように、複数のトナー像を配列している。また、最大階調レベルから最小階調レベルまでの全ての階調についてトナー像を形成することもできるが、本実施形態では、所定の階調レベルについてのみトナー像を形成する。また、ステップ２２において閾値マトリックス記憶部１１０Ａは、両側閾値マトリックス１１０２を画像処理部１１５に出力するように設定されている。よって、階調パッチ画像を形成するにあたっては、閾値マトリックス記憶部１１０Ａに記憶されている両側閾値マトリックス１１０２が用いられる。さらに本実施形態では、両側閾値マトリックスと片側閾値マトリックスとが図１１に示すような関係を満たすように構成している。つまり、両側走査モード時は片側走査モード時と比較して副走査方向の走査ピッチが略半分となるため、これに対応して、片側閾値マトリックスの１要素と両側閾値マトリックスの副走査方向Ｙに並ぶ２要素とを対応付けて同一の閾値を有するように構成している。このように本実施形態では、両側走査モード時の階調パッチ画像の階調発生パターンと、方側走査モード時の階調パッチ画像の階調発生パターンとを共通にしている。
【００４３】
このように形成されたパッチ画像のそれぞれ異なる階調レベルを有する複数のトナー像の濃度を濃度センサ７６により検出する（ステップＳ２４）。次に、階調レベルと検出した画像濃度とを対応させた図９の実線に示すような階調特性を階調特性検出部１２３において作成する（ステップＳ２５）。そして、閾値変換テーブル演算部１１０Ｂにおいて、このように作成された階調特性から、階調特性が階調レベルの変化にともなって線形に画像濃度が変化するように両側閾値変換テーブルを作成し、これに基づいて両側閾値マトリックスの閾値を補正する（ステップＳ２６）。つまり、図９の実線で示すような階調特性が、図９の破線で示すような直線となるように両側閾値マトリックスの閾値を補正する。ここで、階調パッチ画像においてトナー像が形成されなかった階調レベルに対応する閾値については、両側閾値変換テーブルを線形補完することで求めることとする。そして、補正後の両側閾値マトリックスの内容に閾値マトリックス記憶部１１０Ａに記憶されている両側閾値マトリックス１１０１の内容を更新する（ステップＳ２７）。このように、両側走査モードにおける階調制御処理が本発明の「第２工程」に相当するとともに、更新後の両側閾値マトリックス１１０１が、本発明における両側走査モード時の「階調再現特性」に相当する。
【００４４】
上述のように、本実施形態では片側走査モードと両側走査モードとが切換え可能に構成されている。このような、画像形成装置では印刷態様に応じて走査モードを切換えて潜像形成動作を行うことができる。そこで、本実施形態では、解像度に応じて走査モードを切換える。つまり、解像度が要求されない場合は、副走査方向の走査ピッチの広い片側走査モードで潜像形成を行うとともに、解像度が要求される場合は、副走査方向の走査ピッチの狭い両側走査モードで潜像形成を行うこととしている。次に、本実施形態における潜像形成動作について説明する。
【００４５】
ホストコンピュータ１００などの外部装置から印刷指令が入力されると、図１２に示すフローチャートにしたがって各感光体に潜像が形成されるとともに、各潜像に基づきカラー画像が形成される。すなわち、ステップＳ３０では、印刷指令に含まれる解像度情報を取得する。そして、その解像度情報に基づき印刷指令が高解像度印刷を要求するものか、低解像度印刷を要求するものかを判断する（ステップＳ３１）。
【００４６】
ステップＳ３１で「ＹＥＳ」と判断される、つまり低解像度印刷と判断されたときには、ステップＳ３６〜Ｓ３９を実行して低解像度で画像を形成し、シートＳに転写して印刷処理を終了する。まず、ステップＳ３６で片側走査モードが設定される。次に、上記のように決定された走査モードに対応する走査モード切換信号が閾値マトリックス記憶部１１０Ａに与えられる。（ステップＳ３７）。これにより閾値マトリックス記憶部１１０Ａは、片側閾値マトリックス１１０１を画像処理部１１５に出力することとなる。よって、画像処理部１１５は、片側閾値マトリックス１１０１を用いてハーフトーン階調データを生成してラインバッファへ出力することとなる。さらに、上記のように決定された走査モードに対応する走査モード切替信号がメインコントローラ１１の走査モード切換部１１６Ｃに与えられる（ステップＳ３８）。一方、これらの指示を受けた走査モード切換部１１６Ｃは、ラインバッファからの階調データの読み出しタイミングおよび順序を固定して１ラインずつ潜像を形成していく。すなわち、順方向ラインバッファ１１６Ａから適当なタイミングおよび順方向（つまり階調データＤＴ1，ＤＴ2，…ＤＴnの順序）で読み出して各階調データに基づき光変調されながら、第１方向に走査されるスポットのみを感光体２上に走査させて潜像を形成する（ステップＳ３９）。こうして、いわゆる片側走査モードが実行されて低解像度で潜像が形成される。さらに、こうして形成された潜像については、トナー現像されて４色のトナー像が形成されるとともに、中間転写ベルト７１上で重ね合わされてカラー画像が形成された後、該カラー画像がシートＳに転写されて低解像度印刷が終了する。
【００４７】
ステップＳ３１で「ＮＯ」と判断される、つまり高解像度印刷と判断されたときには、ステップＳ３２〜Ｓ３５を実行して高解像度で画像を形成し、シートＳに転写して印刷処理を終了する。まず、ステップＳ３２で両側走査モードが設定される。次に、上記のように決定された走査モードに対応する走査モード切換信号が閾値マトリックス記憶部１１０Ａに与えられる。（ステップＳ３３）。これにより閾値マトリックス記憶部１１０Ａは、両側閾値マトリックス１１０２を画像処理部１１５に出力することとなる。よって、画像処理部１１５は、両側閾値マトリックス１１０２を用いてハーフトーン階調データを生成してラインバッファへ出力することとなる。さらに、上記のように決定された走査モードに対応する走査モード切換信号がメインコントローラ１１の走査モード切換部１１６Ｃに与えられる（ステップＳ３４）。一方、これらの指示を受けた走査モード切換部１１６Ｃはラインバッファからの階調データの読み出しタイミングおよび順序を１ラインごとに交互に切換える。これにより、次のようにして高解像度の潜像が形成される。すなわち、スポットを（＋Ｘ）方向に有効画像領域ＩＲに走査して有効画像領域ＩＲに潜像を形成する動作と、スポットを（−Ｘ）方向に有効画像領域ＩＲに走査して有効画像領域ＩＲに潜像を形成する動作とが交互に繰り返される（ステップＳ３５）。こうして、いわゆる両側走査モードが実行されて高解像度で潜像が形成される。さらに、こうして形成された潜像については、トナー現像されて４色のトナー像が形成されるとともに、中間転写ベルト７１上で重ね合わされてカラー画像が形成された後、該カラー画像がシートＳに転写されて高解像度印刷が終了する。
【００４８】
このように、本実施形態では、片側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて片側走査モード実行時の階調再現特性を制御する一方、両側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて両側走査モード実行時の階調再現特性を制御するように構成している。つまり、片側走査モードと両側走査モードのそれぞれで階調パッチ画像としてのトナー像を形成し、該トナー像の濃度検出結果に基づいてそれぞれの走査モードにおいて装置の階調再現特性を最適化している。したがって、両側走査モードと片側走査モードでの階調再現特性の差異に拘わらず、いずれの走査モードにおいても良好な階調再現を実現することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態では、階調制御処理を行うにあたり、片側走査モードと両側走査モードとで、同一の階調発生パターンに基づいて、それぞれ階調パッチ画像としてトナー像を形成するように構成している。このように構成することで、各走査モードごとに階調発生パターンを設ける必要が無く、構成の簡素化が図られている。
【００５０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、要求される解像度に基づき両側走査モードと片側走査モードとを切換えているが、走査モードを切換える判断基準はこれらに限られるものではなく、両側走査モードと片側走査モードとを切換可能に構成されている画像形成装置全般について適用可能である。
【００５１】
また、本発明ではディザ法によりハーフトーニング処理を行っているが、ハーフトーニング処理としてはディザ法に限られるものではなく、例えば、誤差拡散法を用いても良い。
【００５２】
また、上記実施形態では、片側走査モードにおいてスポットを（＋Ｘ）方向にのみ走査させているが、スポットを（−Ｘ）方向にのみ走査にしてもよい。要は、スポットを主走査方向Ｘの第１方向（＋Ｘ）または第２方向（−Ｘ）に片方向走査させるように構成すればよい。
【００５３】
また、上記実施形態は、いわゆるタンデム方式のカラープリンタについて本発明を適用したものであるが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく、例えばいわゆる４サイクル方式のプリンタや単色印字のみを行うモノクロプリンタについても適用可能である。
【００５４】
また、上記実施形態では、中間転写ベルトなどの中間転写媒体に一時的にカラー画像を形成した後に該カラー画像をシートＳに転写する画像形成装置に対して本発明を適用しているが、各トナー像を直接シート上で重ね合わせてカラー画像を形成する装置に対しても適用可能である。
【００５５】
また、上記実施形態では、振動する偏向ミラー面６５１をマイクロマシニング技術を用いて形成しているが、偏向ミラー面の製造方法はこれに限定されるものではなく、振動する偏向ミラー面を用いて光ビームを偏向して潜像担持体上に光ビームを走査させる、いわゆる画像形成装置全般に本発明を適用することができる。
【実施例】
【００５６】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５７】
図１３（ａ）は、本実施例において用いられる片側閾値マトリックスである。本実施例では、該片側閾値マトリックスを用いて図１３（ｃ）に示すような、２，４，６，８，１０，１２，１４，１６階調レベルを有する階調パッチ画像を、片側走査モードを実行して中間転写ベルト上に形成した。そして、実施形態で説明した階調制御処理と同様の手順により、該階調パッチ画像の濃度検出結果から得られた片側閾値変換テーブルが表１である。そして、階調パッチ画像において形成されなかった階調レベル１，３，５，７，９，１１，１３，１５については、表１を線形補完して補足することで、図１４（ａ）に示す片側閾値マトリックスが得られた。そして、片側走査モードにより潜像を形成するにあたっては、図１４（ａ）に示す片側閾値マトリックスを用いてハーフトーニング処理が実行される。
【００５８】
【表１】
2011013691.tif 000003
【００５９】
図１３（ｂ）は、本実施例において用いられる両側閾値マトリックスである。このように本実施例では、両側走査モード時は片側走査モード時と比較して副走査方向の走査ピッチが略半分となるため、これに対応して、片側閾値マトリックスの１要素と両側閾値マトリックスの副走査方向Ｙに並ぶ２要素とを対応付けて同一の閾値を有するように構成している。よって、該両側閾値マトリックスを用いて２，４，６，８，１０，１２，１４，１６階調レベルを有する階調パッチ画像を、両側走査モードを実行して中間転写ベルト上に形成した場合、図１３（ｃ）に示すような、片側走査モードを実行して形成される階調パッチ画像と同じ階調発生パターンを有する階調パッチが像が得られることとなる。そして、実施形態で説明した階調制御処理と同様の手順により、該階調パッチ画像の濃度検出結果から得られた両側閾値変換テーブルが表２である。そして、階調パッチ画像において形成されなかった階調レベル１，３，５，７，９，１１，１３，１５については、表１を線形補完して補足することで、図１４（ｂ）に示す片側閾値マトリックスが得られた。そして、両側走査モードにより潜像を形成するにあたっては、図１４（ｂ）に示す片側閾値マトリックスを用いてハーフトーニング処理が実行される。
【００６０】
【表２】
2011013691.tif 000004
【００６１】
このように、本実施例では、片側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて片側走査モード実行時の階調再現特性を制御する一方、両側走査モードを実行して階調パッチ画像としてトナー像を形成するとともに、該トナー像の濃度検出結果に基づいて両側走査モード実行時の階調再現特性を制御するように構成している。つまり、片側走査モードと両側走査モードのそれぞれで階調パッチ画像としてのトナー像を形成し、該トナー像の濃度検出結果に基づいてそれぞれの走査モードにおいて装置の階調再現特性を最適化している。そして、片側走査モードまたは両側走査モードを実行して潜像形成を行うにあたっては、それぞれの走査モードに対して最適化された階調再現特性を用いて潜像形成を行うことができる。したがって、両側走査モードと片側走査モードでの階調再現特性の差異に拘わらず、いずれの走査モードにおいても良好な階調再現を実現することが可能となる。
【００６２】
また、本実施形態では、階調制御処理を行うにあたり、片側走査モードと両側走査モードとで、同一の階調発生パターンに基づいて、それぞれ階調パッチ画像としてトナー像を形成するように構成している。このように構成することで、各走査モードごとに階調発生パターンを設ける必要が無く、構成の簡素化が図られている。
【符号の説明】
【００６３】
２，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体（潜像担持体）、４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…現像ユニット（現像手段）、  ６，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ…露光ユニット（潜像形成部）、  ６０…水平同期センサ（検出器）、  ６２，６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋ…レーザー光源、  ７１…中間転写ベルト（転写媒体）、  ６５１…偏向ミラー面、  ＤＴ1，ＤＴ2，ＤＴ(n-1)，ＤＴn…階調データ（画像情報）、  ＩＲ…有効画像領域、  Ｌy，Ｌm，Ｌc，Ｌk…走査光ビーム、  ＬＩ(+X)，ＬＩ(-X)…ライン潜像、  ＭＴ…駆動モータ（駆動手段）、  ＰＴ，ＰＴ1，ＰＴ2，ＰＴ3…走査ピッチ、    ＳＲ…走査領域、  Ｘ…主走査方向、  Ｙ…副走査方向
【図１】
2011013691.tif 000005
【図２】
2011013691.tif 000006
【図３】
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【図４】
2011013691.tif 000008
【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】
2011013691.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に駆動される潜像担持体と、
振動する偏向ミラーにより光を反射することで、前記潜像担持体に前記第１の方向に対して直交もしくは略直交する第２の方向に光を走査する潜像形成部と、
前記潜像担持体に前記第２の方向の一方に光を走査する片側走査モードと、前記潜像担持体に前記第２の方向の前記一方および当該一方と逆の他方に光を走査する両側走査モードとを選択的に切り換える走査モード制御部と、
前記潜像形成部が前記片側走査モードを実行して前記潜像担持体に形成する潜像を前記現像部が現像することで形成される像の濃度検出結果に基づいて前記片側走査モード実行時の階調再現特性を求める片側用特性検出部と、
前記潜像形成部が前記両側走査モードを実行して前記潜像担持体に形成する潜像を前記現像部が現像することで形成される像の濃度検出結果に基づいて前記両側走査モード実行時の階調再現特性を求める両側用特性検出部と、
前記片側走査モードで像を形成する際には、前記潜像形成部が前記片側走査モードにより形成する潜像を前記現像部が現像することで行なう像の形成を前記片側走査モード実行時の階調再現特性に基づいて制御し、前記両側走査モードで像を形成する際には、前記潜像形成部が前記両側走査モードで形成する潜像を前記現像部が現像することで行う像の形成を前記両側走査モード実行時の階調再現特性に基づいて制御する像形成制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の方向は副走査方向であり、前記第２の方向は主走査方向である請求項１に記載の画像形成装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、潜像担持体が駆動される方向に対して直交する方向に光ビームを走査して、潜像担持体に潜像を形成する画像形成装置に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第１の方向に駆動される潜像担持体と、振動する偏向ミラーにより光を反射することで、潜像担持体に第１の方向に対して直交もしくは略直交する第２の方向に光を走査する潜像形成部と、潜像担持体に前記第２の方向の一方に光を走査する片側走査モードと、潜像担持体に第２の方向の一方および当該一方と逆の他方に光を走査する両側走査モードとを選択的に切り換える走査モード制御部と、潜像形成部が片側走査モードを実行して潜像担持体に形成する潜像を現像部が現像することで形成される像の濃度検出結果に基づいて片側走査モード実行時の階調再現特性を求める片側用特性検出部と、潜像形成部が両側走査モードを実行して潜像担持体に形成する潜像を現像部が現像することで形成される像の濃度検出結果に基づいて両側走査モード実行時の階調再現特性を求める両側用特性検出部と、片側走査モードで像を形成する際には、潜像形成部が片側走査モードにより形成する潜像を現像部が現像することで行なう像の形成を片側走査モード実行時の階調再現特性に基づいて制御し、両側走査モードで像を形成する際には、潜像形成部が両側走査モードで形成する潜像を現像部が現像することで行う像の形成を両側走査モード実行時の階調再現特性に基づいて制御する像形成制御部と、を備えることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このとき、第１の方向は副走査方向であり、第２の方向は主走査方向であるように構成しても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このように構成された発明（画像形成装置）では、スポットを主走査方向（第２の方向）の第１方向（一方）にのみ走査する片側走査モードと、該第１方向（一方）および該第１方向（一方）と逆の第２方向（他方）の両方向に走査する両側走査モードとを選択的に切り換えることが可能に構成されている。そして、例えば図７に示すように潜像担持体上にライン潜像を形成する場合、主走査方向（第２の方向）の第１方向（一方）に走査されるスポットによりライン潜像ＬＩ(+X)が形成される一方、第１方向（一方）と逆の第２方向（他方）に走査されるスポットによりライン潜像ＬＩ(-X)が形成される。したがって、潜像形成に用いるスポットを第１方向（一方）および第２方向（他方）に走査させる両側走査モードでは、ライン潜像ＬＩ(+X)、ＬＩ(-X)が副走査方向（第１の方向）に交互に形成される。これに対し、スポットを第１方向（一方）または第２方向（他方）のいずれかの方向にのみ走査させる片側走査モードでは、ライン潜像ＬＩ(+X)、ＬＩ(-X)の一方のみが副走査方向（第１の方向）に形成されることとなる。したがって、片側走査モード時と比べて両側走査モード時は、副走査方向（第１の方向）の走査ピッチが狭くなるため上述したように色の濃淡が濃くなる傾向にある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、このように構成された発明では、潜像担持体表面上にスポットを主走査方向（第２の方向）に往復走査するとともに、潜像担持体表面上を主走査方向（第２の方向）に対してほぼ直交する副走査方向（第１の方向）に駆動している。よって、両側走査モード時における、潜像担持体上でのスポットの走査軌跡は、図１５の一点鎖線で示すようになるため、副走査方向（第１の方向）での走査ピッチは一定とならない。したがって、両側走査モード時において、感光体表面上にスポットを走査させて潜像を形成する場合、副走査方向（第１の方向）への走査ピッチが一定でないため副走査方向（第１の方向）におけるスポットの重なりの程度にばらつきが生じることとなる。つまり、副走査方向（第１の方向）の走査ピッチの狭いところでは、副走査方向（第１の方向）のスポットの重なりは大きくなるのに対し、副走査方向（第１の方向）の走査ピッチの広いところでは、副走査方向（第１の方向）のスポットの重なりは小さくなる。したがって、両側走査モード時は、副走査方向（第１の方向）の走査ピッチの不均一性に対応して色の濃淡が発生する場合がある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】