(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた複数の補助画素で各画素が構成される画像を画像データに基づき生成し、レーザ光源から発生するレーザ光を感光体に照射することで潜像を形成する画像形成装置であって、
入力された、前記補助画素の単位のレーザ光の点灯または消灯のパターンを規定する点灯パターンに従って、前記レーザ光源を前記補助画素の単位で駆動して前記レーザ光を発生させる駆動手段と、
前記感光体の主走査方向における走査倍率を設定する第１設定手段と、
前記画像データに基づき、前記予め決められた補助画素の数と前記第１設定手段により設定された走査倍率とに応じて、連続する画素において非周期的となるように、前記各画素を構成する整数値である補助画素の数を画素毎に設定することで、連続する画素において非周期的となるように前記点灯パターンを画素毎に設定する第２設定手段と、
前記第２設定手段により設定された点灯パターンを前記駆動手段に出力する出力手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２設定手段は、前記画素毎の点灯パターンを設定する際、前記予め決められた補助画素の数と前記第１設定手段により設定された走査倍率とに応じて、連続する画素において非周期的となるように、前記各画素を構成する補助画素のうち、整数値である点灯する補助画素の数を画素毎に設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２設定手段は、前記各画素において前記点灯する補助画素の数の候補を複数設定すると共に、前記設定された走査倍率に応じて前記候補毎に設定される採用確率に従って、前記候補のうち１つを前記点灯する補助画素の数として採用することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
乱数を発生させる発生手段を有し、前記第２設定手段は、前記候補毎に設定される前記採用確率に対応する閾値を設定すると共に、前記発生手段が発生させた値と前記閾値との比較結果によって、前記候補のうち１つを前記点灯する補助画素の数として採用することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２設定手段は、前記点灯パターンにおける前記各画素を構成する補助画素の数の候補を複数設定すると共に、連続する画素において、前記設定された走査倍率に応じて前記候補毎に設定される採用頻度となるように前記候補のうち１つを採用することを特徴とする請求項３または４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光により感光体に潜像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に記載されるように、入力された画像データをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変換し、レーザ駆動信号とする画像形成装置が知られている。
【０００３】
ＰＷＭパターンを構成する最小の単位を補助画素（あるいは「画素片」を同義に用いる）と定義する。１画素は複数の補助画素で構成される。上記従来の画像形成装置は、像担持体（感光体）の軸方向の正規位置からの傾きや光学系のゆがみなどによる走査長の不均一さを補正するために、ＰＷＭ変換後のレーザ駆動信号に対して、補助画素を追加または削除する構成を備える。また、補助画素を追加または削除するタイミングを生成するためのカウンタ回路を備える。
【０００４】
カウンタ回路は画像形成時にカウント動作を行い、カウンタ値が所定の閾値に到達したタイミングで補助画素を追加または削除するためのタイミング信号を生成する。閾値は走査倍率によって設定される。閾値が低いほど追加・削除の頻度が上昇するため倍率変動が大きくなる。
【０００５】
また、上記カウンタの閾値とは別に、走査長補正方向の情報を保持する。補助画素追加・削除フラグが発生したタイミングにおいて、走査長補正方向が縮小方向であった場合、出力するＰＷＭパターンにおける補助画素を１つ削除し、出力データを補助画素１つ分、前に詰める。逆に、走査長補正方向が拡大方向であった場合、出力するＰＷＭパターンにおける補助画素を１つ追加し、出力データを補助画素１つ分、後ろにシフトさせる。追加する補助画素は、その補助画素が追加される画素位置の１つ前の補助画素と同じ値とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の画像形成装置では、補助画素を追加または削除するタイミングが一定であるため、走査方向に周期性のある画像データとの間で干渉縞（モアレ）が発生するという問題があった。
【０００８】
モアレが発生する具体例を、図１２〜図１４で説明する。説明を簡単にするため、１画素が１６個の補助画素から構成される画像を形成する場合を例示する。
【０００９】
図１２は、濃度値８の画像データに対する１画素分のＰＷＭパターンを示す図である。画像形成装置は、補助画素の単位のレーザ光の点灯または消灯のパターンを規定する点灯パターンであるＰＷＭパターンを画素毎に設定する。例えば、濃度値８の画像データを作像するために、図１２に示されるように、８個分の補助画素区間がＨ（ハイレベル）、その前後の各４個分の補助画素区間がＬ（ローレベル）である２値のＰＷＭパターンへシリアル変換を行う。そして、このＰＷＭパターンをレーザ駆動信号として出力する。１画素を構成する（１画素を複数に分割した）補助画素の数（画素片数）、Ｈレベル及びＬレベルの区間長は、画像形成装置の構成によって異なる。
【００１０】
図１３は、濃度値８の画像データが連続して入力され、且つ走査長変更無し（走査倍率１００％）の場合に出力されるＰＷＭパターンを示す図である。図１３に示すように、図１２に示すＰＷＭパターンが連続して出力される。
【００１１】
図１４は、濃度値８の画像データが連続して入力され、且つ走査長を約６．２５％拡大する場合に出力されるＰＷＭパターンを示す図である。ＰＷＭパターンにおいて補助画素が追加される画素位置が現れる頻度は走査倍率から決定される。走査長を約６．２５％拡大する場合（走査倍率１００．６２５％）は、１６個分の補助画素につき１個の頻度で補助画素の追加を行う。図１４の例では、１画素目の補助画素の追加位置はＰＷＭのＨ区間を６補助画素出力し終わった直後に現れている。画像データの出力が進んでいくと、補助画素の追加位置はＰＷＭパターンに対して位相が変化していき、いずれ全ての位相関係をとり得るため、１画素目の補助画素の追加位置がどこであるかは、以下の議論に影響がない。
【００１２】
図１４に示すように、１画素目における補助画素の追加位置の１つ前の補助画素の値（状態）はＨであるため、１画素目に追加する補助画素は、「Ｈ」として追加し、その結果、それ以後のＰＷＭパターン全体が１補助画素分、後ろにシフトする。その結果、１画素目のＰＷＭパターンのＨ区間の幅は、「８」であったものが「９」となる。
【００１３】
２画素目における補助画素の追加位置は１画素目の補助画素の追加位置から１６補助画素分後方に進んだところに現れる。よって、ＰＷＭパターンのＨ区間を５補助画素出力し終わった直後に位置する。この位置の１つ前の補助画素の値（状態）はＨであるため、ＰＷＭパターンとしてはＨの補助画素を追加し、それ以後のＰＷＭパターン全体を１つ後ろにシフトさせる。同様の処理により、３〜６画素目までは、ＰＷＭパターンとしてＨの補助画素が追加される。その結果、図１４に示すように、ＰＷＭパターンのＨ区間における補助画素追加位置の位相が１つずつ後方に変位していくことがわかる。
【００１４】
次に、７画素目における補助画素の追加位置は、ＰＷＭパターンのＨ区間の直前に現れる。この位置の１つ前の補助画素の値はＬであるため、ＰＷＭパターンとしてはＬの補助画素を追加し、それ以後のＰＷＭパターン全体を１つ後ろにシフトさせる。同様の処理により、７〜１４画素目までは、ＰＷＭパターンとしてＬの補助画素が追加される。１５画素目からは、再びＨの補助画素が追加される。１６画素目では、１画素目と同じ位置に補助画素が追加される。
【００１５】
同じ位置関係に戻ったところ（１６画素目）までを１周期とし、以後、補助画素の追加動作は周期的に繰り返される。１周期の画素数は、補助画素の追加頻度、乃至走査倍率から決定される。ここで、図１４を参照すると、前半の６画素では補助画素としてＨが追加されており、図示範囲では７番以降１１番目の画素まではＬが追加されている。Ｈが追加されている画素は画像濃度が濃くなり、Ｌが追加されている画素は画像濃度が薄くなる。そして、ＨまたはＬが追加される画素が連続するほど濃度階調差が大きくなる。ＨまたはＬがどの程度連続するかは、走査倍率から決定される。
【００１６】
上記処理により、走査方向に周期性のある画像データと補助画素追加のタイミング（画素位置）との関係で干渉縞（モアレ）が発生することで濃度階調差が発生し、画質の低下が起こる。また、上記処理は拡大方向の例であるが、縮小方向であっても同様の処理によりモアレが発生する。
【００１７】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、モアレの発生を抑制して画質低下を低減しつつ走査長を適切に補正することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の画像形成装置は、予め決められた複数の補助画素で各画素が構成される画像を画像データに基づき生成し、レーザ光源から発生するレーザ光を感光体に照射することで潜像を形成する画像形成装置であって、入力された、前記補助画素の単位のレーザ光の点灯または消灯のパターンを規定する点灯パターンに従って、前記レーザ光源を前記補助画素の単位で駆動して前記レーザ光を発生させる駆動手段と、前記感光体の主走査方向における走査倍率を設定する第１設定手段と、前記画像データに基づき、前記予め決められた補助画素の数と前記第１設定手段により設定された走査倍率とに応じて、連続する画素において非周期的となるように、前記各画素を構成する整数値である補助画素の数を画素毎に設定することで、連続する画素において非周期的となるように前記点灯パターンを画素毎に設定する第２設定手段と、前記第２設定手段により設定された点灯パターンを前記駆動手段に出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、モアレの発生を抑制して画質低下を低減しつつ走査長を適切に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】露光制御部の構成を示す図である。
【図３】入力画像信号からレーザ駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する方法を示す図である。
【図４】ＣＰＵに入力された画像データを１００個の補助画素から構成される１画素へ変換するためのＰＷＭＬＵＴテーブルである。
【図５】補助画素の追加・削除処理のフローチャートである。
【図６】補助画素の追加・削除処理の図５の続きのフローチャートである。
【図７】濃度値８の多値画像データに対する処理の結果、出力されるＰＷＭパターンにおいて、１画素分のＰＷＭパターンとして現れ得るものを示す図である。
【図８】走査倍率が９９．５％で濃度値が８の多値画像データが連続で入力された場合のカウンタ値及び補助画素数の採用決定例を示す図である。
【図９】走査倍率が９９．６％で濃度値が８の多値画像データが連続で入力された場合のカウンタ値及び補助画素数の採用決定例を示す図である。
【図１０】走査倍率が１００％で濃度値が８の多値画像データが連続で入力された場合のカウンタ値及び補助画素数の採用決定例を示す図である。
【図１１】走査倍率が１００．２％で濃度値が８の多値画像データが連続で入力された場合のカウンタ値及び補助画素数の採用決定例を示す図である。
【図１２】従来の画像形成装置において、濃度値８の画像データに対する１画素分のＰＷＭパターンを示す図である。
【図１３】従来の画像形成装置において、濃度値８の画像データが連続して入力され、且つ走査長変更無しの場合に出力されるＰＷＭパターンを示す図である。
【図１４】濃度値８の画像データが連続して入力され、且つ走査長を約６．２５％拡大する場合に出力されるＰＷＭパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。本画像形成装置の基本的な動作について図１を用いて説明する。
【００２３】
原稿給紙装置１の上に積載された原稿は、１枚ずつ順次原稿台ガラス２面上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナ３の部分のランプが点灯し、かつスキャナユニット４が移動して原稿を照射する。原稿の反射光はミラー５、６、７を介してレンズ８を通過し、その後、イメージセンサ部９に入力される。イメージセンサ部９に入力された画像信号は、露光制御部１０に入力される。露光制御部１０は、イメージセンサ部９から入力された画像データに応じて露光制御部１０の内部のレーザ駆動装置（駆動手段）３１（図２参照）を制御し、レーザを出射する。
【００２４】
露光制御部１０が発生させる照射光によって感光体１１上に作られた潜像は、電位センサ１００によって、感光体１１上の電位が所望の値になっているか監視され、次いで、現像器１３によって現像される。
【００２５】
上記潜像工程において、露光制御部１０において画像信号の先頭のラインから順に簾状に感光体１１の表面上に出力される。露光制御部１０の出力ライン毎に同期して感光体ドラム１１は回転駆動され、簾状のライン走査を繰り返すことにより全体の画像を形成する。
【００２６】
また、潜像タイミングに合わせて、転写部材積載部１４、あるいは転写部材積載部１５より転写部材が搬送され、転写部１６において、上記現像されたトナー像が転写部材上に転写される。転写されたトナー像は定着部１７にて転写部材に定着された後、排紙部１８より装置外部に排出される。転写後の感光体１１の表面をクリーナ２５で清掃し、クリーナ２５で清掃された感光体１１の表面を補助帯電器２６で除電して１次帯電器２８において良好な帯電を得られるようにする。その上で、感光体１１上の残留電荷を前露光ランプ２７で消去し、１次帯電器２８で感光体１１の表面を帯電し、この工程を繰り返すことで複数枚の画像形成を行う。
【００２７】
図２は、露光制御部１０の構成を示す図である。イメージセンサ部９から出力された画像信号は、画像処理用ＣＰＵ５０に入力される。画像処理用ＣＰＵ５０は、入力された画像データに基づき画像を生成する。すなわち、画像形成装置の作像モードに応じてＰＷＭテーブル変換を行いレーザ駆動信号としてレーザ駆動装置３１に出力する。またＰＷＭテーブル変換を行った後に、走査倍率の設定に応じて補助画素の追加や削除を行う。以降、画像処理用ＣＰＵ５０を、単に「ＣＰＵ５０」とも呼称する。ＣＰＵ５０が、第１設定手段、第２設定手段及び出力手段の機能を果たす。また、「補助画素」と「画素片」とを同義に用いる。
【００２８】
レーザ駆動装置３１はＣＰＵ５０からレーザ駆動信号を受信し、それに従ってレーザ光源である半導体レーザ４３を補助画素の単位で駆動してレーザ光を発生させる。半導体レーザ４３の内部にはレーザ光の一部を検出するＰＤセンサ（図示せず）が設けられ、このＰＤセンサの検出信号を用いてレーザダイオードのオートパワーコントロール制御を行う。
【００２９】
半導体レーザ４３から発したレーザビームはコリメータレンズ３５及び絞り３２によりほぼ平行光となり、所定のビーム径でポリゴンミラー３３に入射する。ポリゴンミラー３３は矢印の方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射した光ビームが連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射する。偏向ビームとなった光はｆ−θレンズ３４により集光作用を受ける。
【００３０】
一方、ｆ−θレンズ３４は同時に走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行うために、光ビームは、像担持体としての感光体１１上に矢印の方向に等速で走査される。また、ポリゴンミラー３３からの反射光を検出するビームディテクト（ＢＤ）センサ３６が設けられ、ＢＤセンサ３６の検出信号はポリゴンミラー３３の回転とデータの書き込みの同期をとるための同期信号として用いられる。
【００３１】
また、ＰＷＭルックアップテーブル（ＬＵＴ）ＲＡＭ２０１、画像用ＲＡＭ２０２が設けられる。ＣＰＵ５０には、内部カウンタ３００のほか、乱数を発生させる発生手段である内部乱数発生器３０１が内蔵される。また、コントロールパネル３０２に対してユーザからの指示が入力され、その入力情報がＣＰＵ５０に供給される。
【００３２】
次に、ＣＰＵ５０が補助画素を用いてどのように１画素を構成するかを説明する。
【００３３】
図３は、入力画像信号からレーザ駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する方法を示す図である。ＣＰＵ５０には、図３に示す画像クロックを生成する水晶発振器が内蔵されている。画像クロックの１周期が1画素に相当するものとする。ＣＰＵ５０は、画像クロックをｎ逓倍した逓倍クロックを生成する。逓倍クロックは、１画素未満の単位で点灯、消灯制御を行うために画像信号からＰＷＭ信号を生成するためのクロック信号である。すなわち、後述する多値画像データが、例えば、濃度値６、１５、０、６・・として入力された場合、図３に示すようなＰＷＭ信号が生成される。
【００３４】
図４は、ＣＰＵ５０に入力された画像データを１００個の補助画素から構成される１画素へ変換するためのＰＷＭＬＵＴテーブルである。このＰＷＭテーブルはＰＷＭＬＵＴＲＡＭ２０１に予め格納されている。
【００３５】
例えば、ＣＰＵ５０に多値画像データとして濃度値６が入力された場合は、１画素の中で先頭の１〜３１個までの補助画素はＰＷＭパターンとしてＬレベルを出力する。また、３２〜６９個目の補助画素はＰＷＭパターンとしてＨレベル、７０〜１００個目までの補助画素はＬレベルを出力する。
【００３６】
以下に、ＣＰＵ５０による補助画素の追加・削除の処理の詳細を説明する。本実施の形態では、倍率調整（走査長の調整）がされない場合に、予め決められた、１画素を構成する補助画素の数Ｐが、Ｐ＝１００である画像形成装置に対して、濃度値８の多値画像データが連続で入力された場合の画像処理の例を説明する。
【００３７】
図５及び図６は、補助画素の追加・削除処理のフローチャートである。第１の例として、走査倍率Ｇが９９．５％（０．５％縮小）の場合の処理を示す。
【００３８】
以降、変数が多数出てくるため、それらをここにまとめて記載しておく。
・走査倍率Ｇ（％）：感光体１１の主走査方向における走査長を伸縮する度合いを示す設定値である。
・補助画素数算出値Ｎ：倍率変更後（走査長調整後）の１画素を構成する補助画素数を求めるための一時的な算出値であり、小数または整数を執る。
・補助画素数候補Ｎ１、Ｎ２：倍率変更後の１画素を構成する補助画素数の候補であり、整数を執る（Ｎ２＞Ｎ１とする）。
・補助画素数Ｘ：画素毎に設定される倍率変更後の１画素を構成する補助画素の数（整数）であり、補助画素数候補Ｎ１、Ｎ２のいずれか１つが採用される。
・ＬＤ点灯補助画素数候補Ｍ１（ｎ）、Ｍ２（ｎ）：補助画素数ＸのうちＨ（ハイレベル）とするべき補助画素数の候補であり、整数を執る。ｎは、多値画像データの濃度値である。
・ＬＤ点灯補助画素数Ｙ：画素毎に設定される、補助画素数ＸのうちＨ（ハイレベル）とされる補助画素数（整数）であり、ＬＤ点灯補助画素数候補Ｍ１（ｎ）、Ｍ２（ｎ）のいずれか１つが採用される。
・出現頻度ｈ：Ｎ１とＮ２の各々の採用の比率（採用頻度）を定めるための算出値である。
・乱数閾値ｊ：Ｍ１（ｎ）とＭ２（ｎ）の各々の採用確率を定めるための算出値である。
【００３９】
次に、図５、図６のフローチャートに沿って説明する。まず、ステップＳ１０１では、ＣＰＵ５０は、コントロールパネル３０２から入力された走査倍率Ｇを記録し、設定する。次に、ステップＳ１０２では、ＣＰＵ５０は、上記設定された走査倍率Ｇに基づいて、補助画素数候補Ｎ１、Ｎ２を求める。その際、まず、補助画素数算出値Ｎを下記数式１により算出する。
［数１］
Ｎ＝Ｐ×Ｇ÷１００
ＣＰＵ５０は、算出したＮ値に対して最も近い２つの整数を補助画素数候補Ｎ１、Ｎ２（Ｎ２＞Ｎ１）とする。ただし、Ｎが整数の場合は、Ｎ１＝Ｎとする。本例の場合は、走査倍率Ｇが９９．５％であるので、上記数式１により、Ｎ＝１００×９９．５÷１００＝９９．５となる。従って、Ｎ１＝９９、Ｎ２＝１００となる。
【００４０】
次に、ステップＳ１０３では、ＣＰＵ５０は、ＬＤ点灯補助画素数候補Ｍ１（ｎ）、Ｍ２（ｎ）を、図４に示すＰＷＭＬＵＴテーブルを参照して求める。図４において、Ｑ（ｎ）（ｎ＝０〜１５）は多値画像データに対するＬＤ点灯補助画素数（ＰＷＭパターンがＨレベルとされる補助画素の数）を示す。また、画素位置は、１画素内におけるＰＷＭパターンがＨとなる場所を示す。例えば、本例の濃度値８の多値画像データでは、Ｑ（８）＝５０なので、Ｈレベル長は５０個の補助画素から構成される。すなわち、１画素内において２５個目〜７４個目の補助画素がＨレベルとなることがわかる。Ｍ１（ｎ）、Ｍ２（ｎ）値は下記数式２、３から算出される。
［数２］
Ｍ１（ｎ）＝Ｑ（ｎ）−（Ｐ−Ｎ２）
［数３］
Ｍ２（ｎ）＝Ｑ（ｎ）−（Ｐ−Ｎ１）
ただし、ｎは０〜１５の整数値である。本例の濃度値８の多値画像データでは、上記数式２により、Ｍ１（８）＝Ｑ（８）−（Ｐ−Ｎ２）＝５０−（１００−１００）＝５０となる。また、上記数式３により、Ｍ２（８）＝Ｑ（８）−（Ｐ−Ｎ１）＝５０−（１００−９９）＝４９となる。同様に、全てのｎ（０〜１５の整数）についてＭ１（ｎ）、Ｍ２（ｎ）を算出する。
【００４１】
次に、ステップＳ１０４では、ＣＰＵ５０は、出現頻度ｈを、Ｎ１、Ｎ２値及び走査倍率Ｇから算出する。出現頻度ｈは、Ｎ１とＮ２の採用頻度が（１−ｈ）：ｈの比率となるとき、走査倍率Ｇで設定された倍率になるような値である。出現頻度ｈは、下記数式４により算出される。
［数４］
Ｎ２×ｈ＋Ｎ１×（１―ｈ）＝Ｇ
本例の走査倍率Ｇ＝９９．５％の場合は、１００×ｈ＋９９×（１−ｈ）＝９９．５となり、ｈ＝０．５となる。つまり、１画素を構成する補助画素数が１００のものと、９９のものとが、採用頻度が０．５：０．５（＝１：１）となり、マクロ的な視点では補助画素数が９９．５相当となるので、走査倍率９９．５％が実現されることになる。
【００４２】
次に、ステップＳ１０５では、ＣＰＵ５０は、コントロールパネル３０２からのプリントジョブスタート指示信号を受信し、作像開始、すなわち、画像形成処理を開始する。また、このとき内部乱数発生器３０１の初期値として固定値を設定する。例えば、内部乱数発生器３０１が１６ｂｉｔであれば初期値として０ｘｆｆｆｆを設定する。作像開始時に、内部乱数発生器３０１の初期値に対して固定値を設定する目的は、作像毎に内部乱数発生器３０１の出力値の遷移を一定とし、画像形成装置の動作状況を把握しやすくするためである。
【００４３】
次に、ステップＳ１０６では、ＣＰＵ５０は、ＢＤセンサ３６の主走査同期信号入力タイミングを基準に画像有効領域を判断する。画像有効領域は画像形成装置の構造上の設計から決定される。ポリゴンミラー３３で反射したビームが感光体１１の表面上に到達する区間を画像有効領域とする。
【００４４】
画像有効領域でない場合は、ＣＰＵ５０は、ステップＳ１０７で、１画素を構成するＬＤ点灯補助画素数Ｙを選択するために用いる内部カウンタ３００の値を「０」にリセットする。そして前記ステップＳ１０６に戻る。一方、画像有効領域である場合は、ＣＰＵ５０は、ステップＳ１０８で、画像用ＲＡＭ２０２から多値画像データを１画素読み取り、それに対応するＰＷＭパターンをＰＷＭＬＵＴＲＡＭ２０１のＰＷＭテーブル（図４参照）から読み取る。
【００４５】
次に、ステップＳ１０９では、ＣＰＵ５０は、内部カウンタ３００のカウンタ値が０以上であるかどうかを判別し、カウンタ値が０以上であればステップＳ１１３へ進み、０未満であればステップＳ１１０へ進む。
【００４６】
ステップＳ１１０では、ＣＰＵ５０は、内部カウンタ３００のカウンタ値にＮ２値を加算し、続くステップＳ１１１では、カウンタ値からＮ値を減算する。そして、ステップＳ１１２では、ＣＰＵ５０は、画素毎に設定される１画素を構成する補助画素数ＸとしてＮ２値を採用する。
【００４７】
一方、ステップＳ１１３では、ＣＰＵ５０は、内部カウンタ３００のカウンタ値にＮ１値を加算し、ステップＳ１１４では、カウンタ値からＮ値を減算する。そして、ステップＳ１１５では、ＣＰＵ５０は、補助画素数ＸとしてＮ１値を採用する。
【００４８】
次に、ステップＳ１１６では、ＣＰＵ５０は、出現頻度ｈで規定される頻度に応じて、ステップＳ１１７、Ｓ１１８のいずれかに処理を進める。すなわち、乱数閾値ｊ≦（内部乱数発生器３０１が出力した乱数値）であるか否かを判別し、Ｙｅｓ／Ｎｏの場合に、それぞれステップＳ１１８、Ｓ１１７に処理を進める。
【００４９】
ここで内部乱数発生器３０１は、画素毎に乱数値を出力する。アルゴリズムとしては一般に広く知られているＭ系列乱数発生アルゴリズムを使用し、上述のように初期値はステップＳ１０５で設定される。ここでは、内部乱数発生器３０１の出力乱数値が１６ｂｉｔの場合を例として説明する。内部乱数発生器３０１は１６ｂｉｔ出力なので、０〜６５５３５の値が出力され得る。
【００５０】
ステップＳ１１６において、ＣＰＵ５０は、まず、乱数閾値ｊを算出する。なお、乱数閾値ｊの算出は、ステップＳ１１６の以前に行っても良く、別途のステップを設けるか、あるいはステップＳ１０５で初期値の設定に伴って実行してもよい。
【００５１】
乱数閾値ｊは、下記数式５により算出される。
［数５］
ｊ＝ｈ×（ｍａｘ乱数値＋１）（小数１桁目を四捨五入）
例えば、１６ｂｉｔの場合は、ｍａｘ乱数値は６５５３５なので、ｊ＝０．５×（６５５３５＋１）＝３２７６８となる。乱数閾値ｊの算出により、実質的に、走査倍率Ｇに応じてＬＤ点灯補助画素数候補Ｍ１（ｎ）、Ｍ２（ｎ）の候補毎に、採用確率が規定されることになる。
【００５２】
ステップＳ１１６の判別の結果、ＣＰＵ５０は、乱数閾値ｊ＞（内部乱数発生器３０１の出力乱数値）であれば、画素毎に設定される、補助画素数ＸのうちＨ（ハイレベル）とされるＬＤ点灯補助画素数Ｙとして、Ｍ１値を採用する（ステップＳ１１７）。一方、乱数閾値ｊ＜（内部乱数発生器３０１の出力乱数値）であれば、ＬＤ点灯補助画素数Ｙとして、Ｍ２値を採用する（ステップＳ１１８）。
【００５３】
従って、実質的には、Ｍ１（ｎ）の採用確率がｈ、Ｍ２（ｎ）の採用確率が「１−ｈ」で規定されることになる。ところで、四捨五入により、ｈの値によってはＭ１（ｎ）とＭ２（ｎ）の採用確率として誤差を生じ得る。しかし、内部乱数発生器３０１のｂｉｔ数として、誤差が無視できると見なせる程度に大きいものを採用することで、影響は無視できる。
【００５４】
次に、ステップＳ１１９では、ＣＰＵ５０は、前記ステップＳ１１２またはステップＳ１１５で採用が決定された補助画素数Ｘと、ステップＳ１１７またはステップＳ１１８で採用決定されたＬＤ点灯補助画素数Ｙとに基づくＰＷＭパターンを出力する。このＰＷＭパターンにおいては、例えば、１画素を構成する補助画素数Ｘの中で、ＬＤ点灯補助画素数Ｙを中央に配置させるように発生させる。中央配置をする場合に端数が発生した場合は切り捨てた位置に発生させる。このＰＷＭパターンは、走査倍率Ｇに応じて画素毎に設定される点灯パターンであり、ＬＤ点灯補助画素数Ｙの採用の不規則性によって、連続する画素において非周期的なものとなる。
【００５５】
図７（ａ）〜（ｄ）は、濃度値８の多値画像データに対する処理の結果、出力されるＰＷＭパターンにおいて、１画素分のＰＷＭパターンとして現れ得るものを示す図である。
【００５６】
図７（ａ）はＸ＝１００、Ｙ＝４９の組み合わせ、図７（ｂ）はＸ＝１００、Ｙ＝５０の組み合わせ、図７（ｃ）はＸ＝９９、Ｙ＝４９の組み合わせ、図７（ｄ）はＸ＝９９、Ｙ＝５０の組み合わせを示す。
【００５７】
本例では、出現頻度ｈ＝０．５であるので、補助画素数Ｘとしては９９または１００の値が１：１の比率で採用される。ＬＤ点灯補助画素数Ｙとしては５０または４９の値が１：１の比率で採用される。従って、図７（ａ）〜（ｄ）に示すパターンが同じ比率で登場することになる。
【００５８】
図８でも説明するが、補助画素数Ｘは規則的に採用順序が定められるので、採用比率は正確である。しかし、ＬＤ点灯補助画素数Ｙについては、あくまで確率的に１：１の採用比率となるのであって、必ずしも正確ではない。
【００５９】
次に、ステップＳ１２０では、ＣＰＵ５０は、作像終了かどうか、つまりページ内の画像出力が全て完了したかどうかを判別し、完了していなければ前記ステップＳ１０６に処理を戻す一方、完了すれば本フロー処理を終了する。
【００６０】
図８〜図１１に、前記ステップＳ１０６〜Ｓ１２０の処理の繰り返しによる内部カウンタ３００のカウンタ値及び補助画素数Ｘの採用決定の例を示す。
【００６１】
図８、図９、図１０、図１１は、それぞれ、走査倍率Ｇが９９．５％、９９．６％、１００％、１００．２％で、濃度値が８の多値画像データが連続で入力された場合のカウンタ値及び補助画素数Ｘの採用決定例を示す図である。内部乱数発生器３０１は１６ｂｉｔ出力であるとする。
【００６２】
図８に示すように、ＢＤ信号の入力から画像有効領域となるまでは、内部カウンタ３００のカウンタ値は０のままである。図８のカウンタ演算とは、図６の前記ステップＳ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１４における演算である。演算後のカウンタ値が図８のカウンタ３００のカウンタ値の欄に記載されている。また、カウンタ値が演算された直後に採用が決定される補助画素数Ｘが「Ｘ」の欄に記載されている。
【００６３】
図８に示すように、上記第１の例では、前記ステップＳ１０９の判別の結果、カウンタ値が０であった場合は、カウンタ値＋Ｎ１（Ｎ１＝９９）（ステップＳ１１３）、さらにカウンタ値−Ｎ（Ｎ＝９９．５）（ステップＳ１１４）の処理がなされる。その結果、カウンタ値が−０．５となる。そして、当該画素については、Ｎ１値（９９）が補助画素数Ｘとして採用される（ステップＳ１１５）。
【００６４】
次の画素ついては、前記ステップＳ１０９の判別の結果、カウンタ値が−０．５であるので、カウンタ値＋Ｎ２（Ｎ２＝１００）（ステップＳ１１０）、さらにカウンタ値−Ｎ（Ｎ＝９９．５）（ステップＳ１１１）の処理により、カウンタ値は０となる。そして、当該画素については、Ｎ２値（１００）が補助画素数Ｘとして採用される（ステップＳ１１２）。このような処理が繰り返されることで、カウンタ値は０と−０．５とを交互に執る。また、補助画素数Ｘとしては、Ｎ１値（９９）とＮ２値（１００）とが交互に、規則的な採用順序で定められる。カウンタ値の加減処理により、実質的に、走査倍率Ｇに応じて補助画素数候補Ｎ１、Ｎ２の候補毎に、採用頻度が規定されることになる。
【００６５】
一方、ＬＤ点灯補助画素数Ｙについては、図８には記載がないが、前記ステップＳ１１６の判別の結果、内部乱数発生器３０１の出力乱数値が、乱数閾値ｊ未満であればＭ１値（５０）が採用される（ステップＳ１１７）。ｊ≦出力乱数値であれば、Ｍ２値（４９）が採用される。すなわち、出力乱数値が、０〜３２７６７であればＭ１値（５０）が採用され、３２７６８〜６５５３５であれば、Ｍ２値（４９）が採用される。この例に限れば、確率的にみて、Ｍ１値とＭ２値とが採用される度合いは同じである。
【００６６】
第２の例（走査倍率Ｇが９９．６％）では、図９に示すようになる。まず、上記数式１により、補助画素数算出値Ｎ＝９９．６と算出される。補助画素数候補Ｎ１、Ｎ２は、Ｎ値に対して最も近い２つの整数（Ｎ２＞Ｎ１）であるから、それぞれ９９、１００となる。ＬＤ点灯補助画素数候補Ｍ１（ｎ）、Ｍ２（ｎ）については、ｎ＝８として、上記数式２、３により、５０、４９と算出される。出現頻度ｈについては、上記数式４により０．６と算出される。乱数閾値ｊについては、上記数式５により、「３９３２２」となる。
【００６７】
図９に示すように、この第２の例では、前記ステップＳ１０９の判別の結果、カウンタ値が０であった場合は、カウンタ値＋Ｎ１（Ｎ１＝９９）（ステップＳ１１３）、さらにカウンタ値−Ｎ（Ｎ＝９９．６）（ステップＳ１１４）の処理がなされる。その結果、カウンタ値が−０．６となる。そして、当該画素については、Ｎ１値（９９）が補助画素数Ｘとして採用される（ステップＳ１１５）。
【００６８】
次の画素については、前記ステップＳ１０９の判別の結果、カウンタ値が−０．６であるので、カウンタ値＋Ｎ２（Ｎ２＝１００）（ステップＳ１１０）、さらにカウンタ値−Ｎ（Ｎ＝９９．６）（ステップＳ１１１）の処理により、カウンタ値は−０．２となる。そして、当該画素については、Ｎ２値（１００）が補助画素数Ｘとして採用される（ステップＳ１１２）。このような処理が繰り返されることで、補助画素数Ｘとしては、Ｎ１値（９９）とＮ２値（１００）とがほぼ４：６の比率で規則的に採用される。
【００６９】
一方、ＬＤ点灯補助画素数Ｙについては、図９には記載がないが、出力乱数値が、０〜３９３２１であればＭ１値（５０）が採用され、３９３２２〜６５５３５であれば、Ｍ２値（４９）が採用される。この例に限れば、Ｍ１値とＭ２値との採用確率の比率は６：４である。
【００７０】
第３の例（走査倍率Ｇが１００％）では、図１０に示すようになる。第１、第２の例と同様に、各変数が求められ、Ｎ＝１００となり、Ｎが整数であるので、Ｎ１＝１００、Ｎ２＝１０１となる。また、Ｍ１＝５１、Ｍ２＝５０、ｈ＝０、ｊ＝０となる。この例では、図１０に示すように、カウンタ値は常に０となり、補助画素数Ｘとしては常にＮ１＝１００が採用される（ステップＳ１１５）。ＬＤ点灯補助画素数Ｙとしては、常にＭ２＝５０が採用される（ステップＳ１１８）。
【００７１】
第４の例（走査倍率Ｇが１００．２％）では、図１１に示すようになる。第１〜第３の例と同様に、各変数が求められ、Ｎ＝１００．２となり、Ｎ１＝１００、Ｎ２＝１０１となる。また、Ｍ１＝５１、Ｍ２＝５０、ｈ＝０．２、ｊ＝１３１０７となる。この例では、図１１に示すように、カウンタ値は、０→−０．２→０．６→０．４→０．２→０というように推移する。補助画素数Ｘとしては、Ｎ１値（１００）とＮ２値（１０１）とがほぼ８：２の比率で規則的に採用される。
【００７２】
一方、ＬＤ点灯補助画素数Ｙについては、図１１には記載がないが、出力乱数値が、０〜１３１０６であればＭ１値（５１）が採用され、１３１０７〜６５５３５であれば、Ｍ２値（５０）が採用される。この例に限れば、Ｍ１値とＭ２値との採用確率の比率は２：８である。
【００７３】
本実施の形態によれば、連続する画素において非周期的となるように画素毎にＬＤ点灯補助画素数Ｙが選択・採用されるので、モアレの発生を抑制し、モアレに起因する濃度階調差を抑え、画質の低下を低減することができる。従って、画質低下を低減しつつ走査長を適切に補正することができる。
【００７４】
しかも、走査倍率Ｇに応じてＬＤ点灯補助画素数候補Ｍ１、Ｍ２の各々に設定される採用確率に従って、これら候補Ｍ１、Ｍ２のいずれか１つがＬＤ点灯補助画素数Ｙとして採用される。これにより、Ｈレベルの補助画素の追加位置が不規則でありながら、全体的にみれば、ＬＤ点灯補助画素数Ｙが多値画像データの濃度値８に沿ったものとなる。特に、ＬＤ点灯補助画素数候補Ｍ１、Ｍ２の採用決定は、内部乱数発生器３０１の出力乱数値との比較結果に基づいてなされるので、確率の偏りが小さく、構成も簡単である。
【００７５】
ところで、補助画素数ＸとしてＮ１値とＮ２値との採用順はカウンタ値によって定まり、順番が固定的であった。しかし、１周期で決まった採用頻度で採用されるように構成すればよく、順番は問わない。従って、用いる手法は、例示したカウンタ値による決定手法に限られない。
【００７６】
また、補助画素数Ｘの決定は規則的であったが、連続する画素において非周期的となるようにＰＷＭパターンを画素毎に設定する上では、補助画素数Ｘについても、ＬＤ点灯補助画素数Ｙと同様に、Ｎ１値とＮ２値とに採用確率を設定するようにしてもよい。その場合、図６のステップＳ１１６と同様の判定ステップをステップＳ１０９として設け、内部乱数発生器３０１の出力乱数値と乱数閾値ｊとの比較によってＮ１値とＮ２値のいずれかを選択・採用するようにしてもよい。
【００７７】
結局、モアレ抑制の効果に限れば、Ｘ値、Ｙ値の少なくとも一方の採用決定において不規則性を持たせれば良い。例えば、図６のステップＳ１１２とステップＳ１１７とを入れ替えると共に、ステップＳ１１５とステップＳ１１８とを入れ替えてもよい。また、不規則性を実現する上で、乱数を用いることも必須でない。
【００７８】
また、上記実施の形態では、補助画素数候補Ｎ１、Ｎ２、ＬＤ点灯補助画素数候補Ｍ１（ｎ）、Ｍ２（ｎ）の数は、（同じ濃度値に対して）２つであったが、複数設定されればよく、３つ以上の候補を設定してもよい。
【００７９】
例えば、４つの場合の一例を示す。Ｐ＝１００、Ｇ＝９９．５％で、補助画素数候補として、Ｎ値（１００）に近い整数であるＮ１〜Ｎ４の４個を設けるとする。Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の値は９８、９９、１００、１０１する。ＬＤ点灯補助画素数候補についても、Ｍ１〜Ｍ４の４個を設ける。上記数式２、３を応用して、Ｍ１〜Ｍ４（ｎ）＝Ｑ（ｎ）−（Ｐ−Ｎ４〜Ｎ１）の式を用いる。ｎ＝８とすると、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の値は５１、５０、４９、４８となる。また、上記数式４を応用して、Ｎ３×ｈ＋Ｎ２×（１―ｈ）＝Ｇの式から出現頻度ｈを算出する。さらに、上記数式５を応用してｊ２＝ｈ×（ｍａｘ乱数値＋１）の式により乱数閾値ｊ２を算出する。
【００８０】
そして、乱数閾値ｊ１、ｊ３を、ｊ１＝ｊ２／２、ｊ３＝３×ｊ２／２により算出する。内部乱数発生器３０１の出力乱数値が乱数閾値ｊ１、ｊ２、ｊ３と比較してどの領域に属するかによって、ＬＤ点灯補助画素数Ｙを決定する。すなわち、出力乱数値が属するのが小さい領域順に、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４をＬＤ点灯補助画素数Ｙとして採用する。
【００８１】
なお、ＣＰＵ５０に入力される画像データを複数個の補助画素から構成される１画素へ変換する上で、ＰＷＭＬＵＴテーブルを用いることは例示であり、演算式等、これ以外の手法を用いてもよい。
【００８２】
ところで、モアレの発生を抑制して画質低下を低減しつつ走査長を適切に補正するためには、次のような手法も考えられる。すなわち、感光体１１に形成される画像の主走査方向の幅を増加させるために、補助画素が主走査方向における非周期的な位置に挿入されるように制御するようにしてもよい。以下、このような制御例について説明する。
【００８３】
図１４に示す従来例では、補助画素の挿入位置（追加位置）は、周期的な位置であった。これに対し、本願の制御例では、補助画素の挿入位置を非周期的な位置とする。この場合、ＣＰＵ５０は、主走査方向の画像幅を増加させるために、主走査方向における非周期的な位置に補助画素を挿入するべく、ＰＷＭ信号を補正する。その際、ＣＰＵ５０は、補助画素が挿入される位置の直前または直後に位置する補助画素と同一の露光条件（同一の値であり、ＨまたはＬ）で、挿入される補助画素が形成されるようにＰＷＭ信号を補正する。図３に例示するように、ＰＷＭ信号の立ち上がっている幅（図３の横方向の長さ）が、直前の補助画素の濃度値によって定まっている。なお、挿入される補助画素の露光条件は、それの直後に位置する補助画素と同一としてもよい。
【００８４】
また、補助画素を挿入する位置を非周期とするために、ＣＰＵ５０は、挿入位置を、乱数を用いて決定する。その場合、ＣＰＵ５０は、主走査方向において、補助画素が挿入される位置が、コントロールパネル３０２から入力された走査倍率Ｇに応じた頻度で発生するように露光制御部１０及び現像器１３を制御するのがよい。用いる乱数としては、例えば、上記の内部乱数発生器３０１が発生させるものを用いてもよい。あるいは、所定の乱数データを記憶した装置を設け、該装置の乱数データを用いてもよい。
【００８５】
この本願の制御例においては、ＣＰＵ５０が、制御手段、変換手段、補正手段、設定手段を構成し、露光制御部１０及び現像器１３が形成手段を構成する。
【符号の説明】
【００８６】
１１  感光体
３１  レーザ駆動装置
４３  半導体レーザ
５０  画像処理用ＣＰＵ
３０１  内部乱数発生器
【図１】
0005836684.tif 000002
【図２】
0005836684.tif 000003
【図３】
0005836684.tif 000004
【図５】
0005836684.tif 000005
【図６】
0005836684.tif 000006
【図１２】
0005836684.tif 000007
【図１３】
0005836684.tif 000008
【図１４】
0005836684.tif 000009
【図４】
0005836684.tif 000010
【図７】
0005836684.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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