(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易に精度よくバックグランド露光を行うことができる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】レーザスキャナユニットがトナーを付着させない感光ドラムの非画像部に対し所定の光量で光を照射する画像形成装置であって、非画像部に対し所定の光量で光を照射するためのデータを生成するＣＰＵを備え、ＣＰＵは、非画像部の注目画素と注目画素の周辺画素とに照射される光の光量の積算が所定の光量となるように、画素データを生成する（Ｓ１３０３〜Ｓ１３０５）。【選択図】図８
2017001332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された感光体に、入力された画像データに応じた光を照射し静電潜像を形成する光照射手段と、
前記静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する現像手段と、
を備え、前記光照射手段がトナーを付着させない前記感光体の非画像部に対し所定の光量で光を照射する画像形成装置であって、
前記非画像部に対し前記所定の光量で光を照射するためのデータを生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、前記非画像部の所定の画素と前記所定の画素の周辺の画素とに照射される光の光量の積算が前記所定の光量となるように、前記データを生成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された感光体に、入力された画像データに応じた光を照射し静電潜像を形成する光照射手段と、
前記静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する現像手段と、
を備え、前記光照射手段がトナーを付着させない前記感光体の非画像部に対し光を照射して前記感光体の表面の電位を所定の電位にする画像形成装置であって、
前記非画像部に対し光を照射して前記感光体の表面の電位を所定の電位にするためのデータを生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、前記非画像部の所定の画素と前記所定の画素の周辺の画素とに光が照射されたときの前記感光体の表面の電位が前記所定の電位となるように、前記データを生成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記データは濃度値であり、
前記生成手段は、前記所定の画素の濃度値と所定の濃度値との差分である誤差を、前記周辺の画素の濃度値に拡散させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の画素の濃度値は、予め設定された閾値に応じて決定されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記閾値は、乱数に応じて変更されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記入力された画像データと前記生成手段により生成されたデータを合成する合成手段を備え、
前記光照射手段は、前記合成手段によって合成されたデータに基づいて、前記感光体に静電潜像を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記合成手段は、前記入力された画像データの所定ビットをシフトし、シフトしたデータの下位ビットに前記生成手段により生成されたデータを格納することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記光照射手段は、レーザダイオードを有し、
前記レーザダイオードは、１画素を所定数に分割して発光が制御されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
帯電手段により感光体を帯電する帯電工程と、
前記帯電工程で帯電された前記感光体に、入力された画像データに応じた光を光照射手段により照射し静電潜像を形成する照射工程と、
前記静電潜像に現像手段によりトナーを付着させトナー像を形成する現像工程と、
を備え、前記照射工程においてトナーを付着させない前記感光体の非画像部に対し所定の光量で前記光照射手段により光を照射する画像形成方法であって、
前記非画像部に対し前記所定の光量で光を照射するためのデータを生成する生成工程を備え、
前記生成工程では、前記非画像部の所定の画素と前記所定の画素の周辺の画素とに照射される光の光量の積算が前記所定の光量となるように、前記データを生成することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１０】
帯電手段により感光体を帯電する帯電工程と、
前記帯電工程で帯電された前記感光体に、入力された画像データに応じた光を光照射手段により照射し静電潜像を形成する照射工程と、
前記静電潜像に現像手段によりトナーを付着させトナー像を形成する現像工程と、
を備え、前記照射工程においてトナーを付着させない前記感光体の非画像部に対し所定の光量で前記光照射手段により光を照射する画像形成方法であって、
前記非画像部に対し光を照射して前記感光体の表面の電位を所定の電位にするためのデータを生成する生成工程を備え、
前記生成工程では、前記非画像部の所定の画素と前記所定の画素の周辺の画素とに光が照射されたときの前記感光体の表面の電位が、前記所定の画素と前記周辺の画素とを合わせて前記所定の電位となるように、前記データを生成することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
前記データは濃度値であり、
前記生成工程では、前記所定の画素の濃度値と所定の濃度値との差分である誤差を、前記周辺の画素の濃度値に拡散させることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成方法。
【請求項１２】
前記所定の画素の濃度値は、予め設定された閾値に応じて決定されることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成方法。
【請求項１３】
前記閾値は、乱数に応じて変更されることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成方法。
【請求項１４】
前記入力された画像データと前記生成工程において生成されたデータを合成する合成工程を備え、
前記照射工程では、前記合成工程において合成されたデータに基づいて、前記光照射手段により前記感光体に静電潜像が形成されることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１５】
前記合成工程では、前記入力された画像データの所定ビットをシフトし、シフトしたデータの下位ビットに前記生成工程において生成されたデータを格納することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成方法。
【請求項１６】
前記光照射手段は、レーザダイオードを有し、
前記レーザダイオードは、１画素を所定数に分割して発光が制御されることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式の画像形成装置において、印字可能領域における非画像部について、レーザスキャナの発光素子を、トナーの付着を起こさない程度に微小に発光させる制御が、画像形成装置に係る様々な課題の解決策として提案されている。ここで、非画像部とは、印字可能領域においてトナーを付着させない部分である。また、レーザスキャナの発光素子を、トナーの付着を起こさない程度に微小に発光させるような制御を、バックグランド露光又は非画像部微小発光という。非画像部に対して、印字可能領域においてトナーを付着させる部分を顕画部という。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ホワイトギャップの抑制を目的とし、バックグランド露光を用いることが提案されている。例えば、シアン色の帯とブラック色の帯を隣接させた画像において、本来であればシアン色の帯とブラック色の帯は隙間なく隣接して形成されるはずである。ところが、夫々の色のトナー像が夫々細く形成されてしまい、記録材上に形成される最終画像においてシアン色とブラック色との間に隙間ができてしまう現象があり、この現象をホワイトギャップという。ホワイトギャップの原因となる顕画部のトナー像の細りは、感光ドラム上に形成された静電潜像のエッジ部で電界が巻き込んでしまうことに起因しており、このトナー像の細りを防止する方法としてバックグランド露光が提案されている。また、例えば、特許文献２では、帯電電圧が印加された感光ドラム表面の電位の不均一性を解消するために、バックグラウンド露光を用いることが提案されている。帯電の際の過帯電による砂地とよばれる現象や、ゴーストとよばれる現象の発生を抑えるため、バックグランド露光により非画像部を安定した暗部電位にするためにバックグランド露光が用いられる。
【０００４】
具体的なバックグランド露光の方法として、特許文献１では、トナー像が形成されない程度の相関性のない微小発光データを、入力された画像に重畳しビデオとして出力することが提案されている。また、特許文献２では、非画像部では、レーザダイオードに微弱発光する程度のバイアス電流を流すことでバックグランド露光を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１２０５０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１７６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１では、画像データにバックグランド露光用のパターンを画像に重畳させているが、バックグランド露光用のパターンはランダムに生成されている。このため、本来目標としている感光ドラムの表面電位との誤差が発生する可能性があり、感光ドラムの表面電位の精度が落ちる可能性がある。また、特許文献２では、トナー像が形成されない程度にレーザを発光させるため、バイアス電流を高精度に制御する必要がある。図１２は、レーザスキャナのレーザダイオード１３０１に流れる電流を制御するレーザドライバ１３００を示す図であり、詳細は実施の形態において後述する。レーザドライバ１３００のバイアス電流源１９００や自動光量制御（以下、ＡＰＣとする）を行うＡＰＣ回路１３２０では、高精度な制御が必要となり、ＡＰＣ回路１３２０が大型化するおそれや、コストアップとなるおそれがある。このように、バックグランド露光をバイアス電流で行う場合には回路規模が増大し、画像データで行う場合には感光ドラムの電位制御の精度が低下する。
【０００７】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、簡易に精度よくバックグランド露光を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下構成を備える。
【０００９】
（１）感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された感光体に、入力された画像データに応じた光を照射し静電潜像を形成する光照射手段と、前記静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する現像手段と、を備え、前記光照射手段がトナーを付着させない前記感光体の非画像部に対し所定の光量で光を照射する画像形成装置であって、前記非画像部に対し前記所定の光量で光を照射するためのデータを生成する生成手段を備え、前記生成手段は、前記非画像部の所定の画素と前記所定の画素の周辺の画素とに照射される光の光量の積算が前記所定の光量となるように、前記データを生成することを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（２）感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された感光体に、入力された画像データに応じた光を照射し静電潜像を形成する光照射手段と、前記静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する現像手段と、を備え、前記光照射手段がトナーを付着させない前記感光体の非画像部に対し光を照射して前記感光体の表面の電位を所定の電位にする画像形成装置であって、前記非画像部に対し光を照射して前記感光体の表面の電位を所定の電位にするためのデータを生成する生成手段を備え、前記生成手段は、前記非画像部の所定の画素と前記所定の画素の周辺の画素とに光が照射されたときの前記感光体の表面の電位が前記所定の電位となるように、前記データを生成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易に精度よくバックグランド露光を行うこと安価に複雑な制御なく、高精度なバックグランド露光を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１、２のカラー画像形成装置全体の概略構成図
【図２】実施例１、２の中央画像処理部のブロック図、レーザスキャナユニットの概略図
【図３】実施例１、２の転写ゴーストの発生原理を説明する図、感光ドラム表面の電位の説明図
【図４】実施例１、２の画像形成処理を示すフローチャート
【図５】実施例１、２の合成画像出力処理を説明するフローチャート、有効画像領域と用紙画像領域を説明する図
【図６】実施例１、２のＢＤ信号と用紙画像領域を説明する図、シフトデータを説明する図、合成画像を説明する図
【図７】実施例１の出力発光パターンのルックアップテーブルを示す図
【図８】実施例１の微弱露光画像生成処理を示すフローチャート
【図９】実施例１の誤差拡散の係数を示す図、微弱露光によるドラム表面の潜像（電位）を説明する図
【図１０】実施例２の微弱露光画像生成処理を示すフローチャート
【図１１】実施例２の閾値生成処理を示すフローチャート
【図１２】従来例のレーザダイオード周辺の回路図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施例を４つの感光ドラムをタンデムに配した４ドラム系のカラー複合装置に適用した実施例について説明する。
【００１４】
［レーザダイオード周辺の回路］
まず、光走査装置が備えるレーザ駆動回路の一例を、図１２を用いて説明する。本実施例の光走査装置は、レーザ光を出射する発光部であるところのレーザダイオード１３０１（以下、ＬＤとする）、レーザ光を受光する受光部であるところのフォトダイオード（以下、ＰＤとする）１３０２、抵抗１３０３を備える。ＬＤ１３０１とＰＤ１３０２は、例えば１つの半導体レーザチップに内蔵されている。抵抗１３０３は、半導体レーザチップと独立した電子部品である。
【００１５】
図１２に示すように、ＬＤ１３０１は、トランジスタ１３０４のコレクタ端子に接続されている。一方、抵抗１３０３は、トランジスタ１３０５のコレクタ端子に接続されている。トランジスタ１３０４のベース端子には後述するＰＷＭ信号であるところのＶＩＤＥＯ信号（ＶＤＯ信号）が入力される。また、トランジスタ１３０５のベース端子にはＶＤＯ信号の反転信号である／ＶＩＤＥＯ信号（／ＶＤＯ信号）が入力される。トランジスタ１３０４のエミッタ端子とトランジスタ１３０５のエミッタ端子は接続されている。
【００１６】
ＬＤ１３０１のカソード端子とトランジスタ１３０４のコレクタ端子の間にはバイアス電流源１３１３が接続されている。バイアス電流源１３１３は、一定のバイアス電流Ｉｂｉａｓを引き込む電流源である。なお、本実施例の光走査装置は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの値を可変とする回路構成を用いても良い。
【００１７】
上記の回路構成において、ＶＤＯ信号が「Ｈｉｇｈ」レベルの場合、トランジスタ１３０４がＯＮとなるため、ＬＤ１３０１に電流Ｉとバイアス電流Ｉｂｉａｓを含む電流が流れる。ＶＤＯ信号が「Ｈｉｇｈ」レベルの場合、／ＶＤＯ信号は「Ｌｏｗ」となり、トランジスタ１３０５がＯＦＦとなるため、抵抗１３０３には流れない。
【００１８】
一方、ＶＤＯ信号が「Ｌｏｗ」レベルの場合、トランジスタ１３０４がＯＦＦとなるため、ＬＤ１３０１には、バイアス電流Ｉｂｉａｓが流れ、電流Ｉは流れない。ＶＤＯ信号が「Ｌｏｗ」レベルの場合、／ＶＤＯ信号は「Ｈｉｇｈ」となり、トランジスタ１３０５がＯＮとなるため、抵抗１３０１には電流Ｉが流れる。なお、ＬＤ１３０１にバイアス電流Ｉｂｉａｓのみが流れる場合、ＬＤ１３０１から出射される光は、極わずかであり、感光ドラム上の電位を変位させる光量ではない。
【００１９】
ＶＤＯ信号が「Ｈｉｇｈ」レベル、「Ｌｏｗ」レベルのいずれの場合においても、電流Ｉは、トランジスタ１３０６、コンパレータ１３０７、抵抗１３０８から構成される定電流回路を介してグランドに流れる。
【００２０】
ＰＤ１３０２は、ＬＤ１３０１から出射されたレーザ光を受光し、受光光量に応じた電流Ｉｐｄを生成する。電流Ｉｐｄの値は、抵抗１３１２によって電圧Ｖｐｄに変換される。電圧Ｖｐｄはコンパレータ１３１１の非反転端子に入力されている。コンパレータ１３１１の反転端子には、感光ドラム上における目標光量に対応する電流値に対応する比較電圧Ｖｒｅｆが入力されている。なお、図１２では、比較電圧Ｖｒｅｆは、レーザドライバ１３００内で生成されているが、外部から入力される構成でもよい。
【００２１】
ＡＰＣ回路１３１０は、コンパレータ１３１１の比較結果に基づいてコンデンサ１３０９を充放電する。即ち、ＡＰＣ回路１３１０は、Ｖｒｅｆ＞Ｖｐｄの場合、コンデンサ１３０９を充電する。ＡＰＣ回路１３１０は、Ｖｒｅｆ＜Ｖｐｄの場合、コンデンサ１３０９を放電する。ＡＰＣ回路１３１０は、Ｖｒｅｆ＝Ｖｐｄの場合、コンデンサ１３０９の電圧を維持する。コンデンサ１３０９の電圧を制御することによってＬＤ１３０１から出射されるレーザ光の光量を目標光量に制御することをＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ぶ。
【００２２】
コンデンサ１３０９は、定電流回路のコンパレータ１３０７の非反転端子に接続されている。即ち、コンパレータ１３０７の非反転端子の電位はコンデンサ１３０９の電圧Ｖｃによって規定される。一方、コンパレータ１３０７の反転端子には、電流Ｉに対応する電圧が入力される。即ち、電流Ｉは、抵抗１３０８によって電圧Ｖｉに変換される。図１２に示すように、コンパレータ１３０７の反転端子の電圧はＶｉとなる。コンパレータ１３０７は、反転端子の電圧がＶｃとなるようにトランジスタ１３０６のベース電圧を制御する。
【実施例１】
【００２３】
［カラー複合装置］
図１は実施例１のカラー複合装置全体の概略構成図である。まず、図１を用いて、カラー複合装置を構成するカラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１００及びカラー画像形成装置（以下、カラープリンタという）１０１の概略について説明する。カラースキャナ１００は、原稿１０２の画像を照明ランプ１０３、ミラー群１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及びレンズ１０５を介してカラーセンサ１０６に結像して、原稿のカラーの画像情報を、電気的な画像信号であるカラーの画像データに変換する。カラーの画像データは、中央画像処理部１３３に出力される。また、カラースキャナ１００以外にも、中央画像処理部１３３は外部インターフェース（図２（ａ）参照）を介して、電話回線、ネットワークなどの外部からの入力データを送受信することが可能である。受信したデータがＰＤＬ（Ｐａｇｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）の場合、不図示のＰＤＬ処理部が画像情報に展開することでカラーの画像データを得ることも可能である。
【００２４】
次に、図１のカラープリンタ１０１の概略について説明する。カラープリンタ１０１では、各色のトナーに対し１つずつ設けられた光照射手段であるレーザスキャナユニット１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋにより、カラースキャナ１００から送信されたカラーの画像データを光信号に変換する。ここで、添え字Ｙはイエロー用を、Ｍはマゼンタ用を、Ｃはシアン用を、Ｋはブラック用を、それぞれ示す。なお、特定の色を説明する場合を除いて、添え字ＹＭＣＫは省略する。レーザスキャナユニット１０７は、カラーの画像データを光信号に変換し、原稿画像に対応した光書き込みを行い、各色に設けられた感光ドラム１０８上に静電潜像を形成する。
【００２５】
感光ドラム１０８は、図中矢印方向（反時計回り方向）に回転する。感光体である感光ドラム１０８の回りには、各色に設けられた帯電手段である帯電器１０９や現像手段である現像器１１０が配置されている。また、カラープリンタ１０１は、中間転写体としての中間転写ベルト１１１及び各色に対する第１の転写手段としての転写ブレード１１２を備えている。中間転写ベルト１１１は、不図示の駆動モータにより中間転写ベルト１１１を駆動する駆動ローラ１１３と、従動ローラ１１４、１１５に張架されている。なお、各色の現像器１１０は、静電潜像を現像するために現像剤を感光ドラム１０８の表面に接触させるために回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像パドルなどで構成されている。
【００２６】
また、第２の転写手段である転写ローラ１１６は、中間転写ベルト１１１の従動ローラ１１４に対向する位置に配置され、中間転写ベルト１１１に対して当接した状態と離間した状態の２つの状態となるように離接可能に駆動する離接機構が設けられている。また、中間転写ベルト１１１の表面で従動ローラ１１５に対向する所定位置に、ベルトクリーニングユニット１１７が設けられている。ベルトクリーニングユニット１１７にも離接可能に駆動する離接機構が設けられており、ベルトクリーニングユニット１１７の接離動作タイミングは、次のようになる。プリントスタートから最終色の画像の中間転写ベルト１１１の回動方向における後端部の中間転写ベルト１１１への転写が終了するまでの間は、ベルトクリーニングユニット１１７を中間転写ベルト１１１の面から離間させておく。そして、その後の所定のタイミングに、不図示の接離機構によって、ベルトクリーニングユニット１１７を中間転写ベルト１１１の面に接触させて、ベルトクリーニングユニット１１７によりクリーニングを行う。
【００２７】
カラープリンタ１０１において、まずイエローから画像形成が開始される。その後、中間転写ベルト１１１の回転速度に対し、感光ドラム１０８Ｙと感光ドラム１０８Ｍの間隔だけ遅れたタイミングでマゼンタの画像形成が開始される。次に、中間転写ベルト１１１の回転速度に対し、感光ドラム１０８Ｍと感光ドラム１０８Ｃの間隔だけ遅れたタイミングでシアンの画像形成が開始される。次に、中間転写ベルト１１１の回転速度に対し、感光ドラム１０８Ｃと感光ドラム１０８Ｋの間隔だけ遅れたタイミングでブラックの画像形成が開始される。
【００２８】
カラースキャナ１００から送信されたカラーの画像データや、ＰＤＬ等の画像データの各色は、中央画像処理部１３３により処理されて後述する記憶手段であるＲＡＭ２０４（図２（ａ）参照）に記憶される。各色の感光ドラム１０８は、帯電器１０９で順次一様に帯電されている。中央画像処理部１３３は、ＲＡＭ２０４に格納されている画像データを読み出す。中央画像処理部１３３は、所定のタイミングを基準として、読み出した画像データに基づき、レーザスキャナユニット１０７により感光ドラム１０８に対してレーザ光による光書き込みを行わせ、順次感光ドラム１０８への静電潜像の形成を開始させる。以下、４ドラムの代表例としてイエローの画像形成について説明を行う。
【００２９】
レーザスキャナユニット１０７Ｙによる感光ドラム１０８Ｙへのレーザ露光が開始されると、イエローの静電潜像（以下、Ｙ潜像という）の感光ドラム１０８Ｙの回転方向における先端部から現像を行うために、現像器１１０Ｙの現像スリーブが回転する。また、現像器１１０Ｙの現像スリーブには、現像電圧が印加される。現像器１１０Ｙはその後も感光ドラム１０８Ｙ上に形成されたＹ潜像の現像動作を継続する。Ｙ潜像の感光ドラム１０８Ｙの回転方向における後端部が現像器１１０Ｙの現像位置を通過したタイミングで、それ以後に現像動作が行われないような状態（現像不作動状態）にする。感光ドラム１０８Ｙ上に形成されたイエローのトナー像（以下、第１画像ともいう）は、中間転写ベルト１１１へと転写ブレード１１２Ｙにより、中間転写ベルト１１１に転写され、中間転写ベルト１１１上に保持される。
【００３０】
これら一連の動作が他のマゼンタ、シアン、ブラックの各ユニットで順次行われ、各色の第１画像が転写ブレード１１２によって中間転写ベルト１１１上に重畳して転写され、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト１１１上に形成される。転写紙を収納する給紙段１１８から搬送された転写紙は、中間転写ベルト１１１に転写されたトナー画像の先端と、転写紙の先端のタイミングを合わせて転写ローラ１１６に給紙され、中間転写ベルト１１１上に転写されたトナー像が転写紙に転写される。ここで、中間転写ベルト１１１に転写されたトナー画像の先端とは、中間転写ベルト１１１に転写されたトナー画像の中間転写ベルト１１１の回動方向における先端をいう。また、転写紙の先端とは、転写紙の搬送方向における先端をいう。トナー像の転写が終了した転写紙は、転写ローラ１１６から分離され、定着部１２４に搬送されて、転写紙上の未定着のトナーが定着される。定着処理が終了した転写紙はトレイ１１９に排出される。
【００３１】
カラープリンタ１０１には、各感光ドラム１０８上で形成された各カラー画像のレジストレーションのずれ、つまり色ずれを補正するために、レジストセンサ１２０が設けられている。更に、カラープリンタ１０１には、濃度制御時にパッチ濃度を測定する濃度センサ１２１がレジストセンサ１２０の近傍に配置されている。濃度制御を行う際には、この濃度センサ１２１により、それぞれのパッチの濃度測定を行う。レジストセンサ１２０及び濃度センサ１２１は、中間転写ベルト１１１上に形成された未定着のトナー画像を測定する。
【００３２】
［中央画像処理部］
図２（ａ）は中央画像処理部１３３のブロック図である。操作パネル２０１はユーザとのインターフェース部であり、ユーザからの操作を受け付け、ユーザへのメッセージを表示する。外部インターフェース２０６は電話回線やネットワークなど外部情報装置からの画像データの受信を行う。ＣＰＵ２０２は、操作パネル２０１、ＲＯＭ２０３、ＲＡＭ２０４、ＰＷＭ回路２０５、レジストセンサ１２０、濃度センサ１２１、レーザスキャナユニット１０７と接続されている。ＣＰＵ２０２は、これらの制御とカラースキャナ１００又は外部インターフェース２０６から入力されてきた画像データの処理や、微弱露光用の微弱露光画像（ドット分散画像ともいう）の生成を行う。
【００３３】
ＲＯＭ２０３は、ＣＰＵ２０２で動作させるプログラムを記憶している。ＲＡＭ２０４は、ＣＰＵ２０２で画像処理を行うため、カラースキャナ１００又は外部インターフェース２０６からの画像データや、微弱露光用の微弱露光画像データ、それらが合成された出力画像（合成画像ともいう）データ等を記憶する。ＰＷＭ回路２０５は、ＣＰＵ２０２で処理された画像データを図１２に示すレーザ駆動用のパルス信号（ＶＤＯ信号および／ＶＤＯ信号）へと変換する。ＰＷＭ回路２０５には、実際には４色分のレーザスキャナユニット１０７が接続されているが、図中ではこれらをまとめてレーザスキャナユニット１０７と表示している。
【００３４】
［レーザスキャナユニット］
図２（ｂ）のレーザスキャナユニット１０７の概略図を用いて、レーザスキャナユニット１０７の説明をする。発光素子（発光部）を有する１ビームのレーザダイオード３０１（以下、ＬＤ３０１という）には、中央画像処理部１３３の画像データに基づいて、レーザドライバ３００から供給される駆動電流Ｉが流れる。ＬＤ３０１は、駆動電流Ｉに応じた強度レベルでレーザ光を発光する。そして、ＬＤ３０１により発光されたレーザ光は、コリメータレンズ３０２によりビーム形状が整形され、かつ平行ビームとされたうえで回転する回転多面鏡３０３により反射されて偏向される。偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ３０４を透過して、回転する感光ドラム１０８の表面上に結像されてドット状のスポットとなる。そして、ドット状のスポットとなったレーザ光は、図中、破線矢印で示した主走査方向（感光ドラム１０８の回転軸方向に平行な方向）に移動（走査）することで走査線を形成し、感光ドラム１０８を露光する。
【００３５】
一方、感光ドラム１０８上の走査線の走査開始位置Ｓよりも主走査方向の上流側の位置にあって、レーザ光が入射する位置に反射ミラー３０５が設けられている。反射ミラー３０５に入射したレーザ光は、ビームディテクト（以下、ＢＤとする）３０６に入射する。ＢＤ３０６はレーザ光が入射したことを検知し、パルス信号（以下、ＢＤ信号という）をＣＰＵ２０２に出力する。ＣＰＵ２０２は、ＢＤ３０６から入力されたＢＤ信号に基づいて、ＶＤＯ信号および／ＶＤＯ信号を出力する。また、感光ドラム１０８を走査した後で、次に感光ドラム１０８を走査する前に、ＬＤ３０１の光量を制御するための上述した自動光量制御（以下、ＡＰＣ制御とする）が行われる。ＡＰＣ制御が行われると、次のレーザ光の走査のためにＬＤ３０１の発光強度（発光レベル）が調整される。なお、ＬＤ３０１は図１２のＬＤ１３０１に、レーザドライバ３００は図１２のレーザドライバ１３００に、それぞれ対応し、ＰＷＭ回路２０５は図１２に示すＶＤＯ信号および／ＶＤＯ信号を出力する。
【００３６】
中央画像処理部１３３は、画像形成中に、感光ドラム１０８表面の画像形成可能領域（感光ドラム１０８の有効領域）のうちの画像部に対して、トナーを付着させる程度の発光強度（以下、プリント発光強度ともいう）で、画像データに基づいて発光する。プリント発光強度での画像データに基づく発光を、以下、通常発光という。更に、感光ドラム１０８表面の画像形成可能領域のうちの非画像部に対しては、トナーを付着させない程度の微小発光強度で、微小発光するような画像データに基づいて微小発光する。
【００３７】
［転写ゴーストと微小発光］
（転写ゴーストの発生原理）
ここで、本実施例の微小発光を行う目的である転写ゴーストという現象の解消について、転写ゴーストの発生原理と微小発光の効果について説明する。図３を用いて転写ゴーストの発生原理について説明する。図３（ａ−１）は転写ゴーストが発生した転写紙Ｐである。転写紙Ｐ上には、ＹトナーとＭトナーで形成された赤色画像１８０１がある。赤色画像１８０１は、Ｙトナーの上にＭトナーが載っており、載り量が多いトナー画像である。更にその副走査方向Ａの後方に黒色の一様なハーフトーン画像１８０２がある。この場合、赤色画像１８０１の副走査方向Ａの後方に感光ドラム１０８の周長１周分（以下、ドラム１周分という）の距離Ｂをおいた部分の黒色のハーフトーン画像１８０３が赤色画像１８０１の形で濃度が薄くなってしまう現象が発生する。この現象を転写ゴーストと呼ぶ。
【００３８】
図３（ｂ−１）〜図３（ｂ−５）を用いて、転写ゴーストの発生原理を説明する。図３（ｂ−１）は黒色用の感光ドラム１０８Ｋと中間転写ベルト１１１近辺の転写位置の拡大図である。また、この拡大図は、図３（ａ−１）の赤色画像１８０１を形成したＹとＭのトナー像が黒色の転写位置に到着した時刻の状態である。図３（ｂ−２）は、赤色画像１８０１が感光ドラム１０８Ｋのニップ部を通過する前の感光ドラム１０８Ｋの表面電位を表した図である。なお、感光ドラム１０８Ｋのニップ部は、感光ドラム１０８Ｋと転写ブレード１１２Ｋが当接して形成される。このとき、感光ドラム１０８Ｋの表面は、帯電器１０９Ｋにより一様にＶｄに帯電されている。以下、感光ドラム１０８Ｋの表面の電位を、感光ドラム１０８Ｋの表面電位という。図３（ｂ−３）は、中間転写ベルト１１１上の赤色画像１８０１が感光ドラム１０８Ｋのニップ部を通過した後の感光ドラム１０８Ｋの表面電位を表した図である。赤色画像１８０１が通過した部分はＹトナー及びＭトナーがある分だけ、抵抗値が高い。そのため、転写ブレード１１２Ｋと感光ドラム１０８Ｋとの間に流れる電流が減少する。そのため、赤色画像１８０１の部分だけ、感光ドラム１０８Ｋの表面電位が異なってしまう。
【００３９】
図３（ｂ−４）は、図３（ｂ−３）の状態になった後に、帯電器１０９Ｋで帯電した後の感光ドラム１０８Ｋの表面電位を表した図である。中間転写ベルト１１１上の赤色画像１８０１が通過しなかった部分の感光ドラム１０８Ｋの電位はＶｄになるが、赤色画像１８０１が通過した部分の感光ドラム１０８Ｋの電位はＶｄとは異なる電位に帯電されてしまう。図３（ｂ−５）は、図３（ｂ−４）の状態で、黒色のハーフトーン画像１８０２の潜像を形成するためにレーザスキャナユニット１０７Ｋにより露光した後の感光ドラム１０８Ｋの表面電位を表した図である。赤色画像１８０１が通過しなかった部分は、露光によって感光ドラム１０８Ｋの表面電位がＶｌとなる。しかし、露光前にＶｄとは異なる電位になっていた赤色画像１８０１が通過した部分は、その影響による電位（残差電位ともいう）が残り、感光ドラム１０８Ｋの表面電位がＶｌにはならない。そのため、赤色画像１８０１が通過した部分だけ感光ドラム１０８Ｋの電位がＶｌとは異なり、現像時にトナーが載り始める電位Ｖｄｃとの電位差が小さくなる。なお、電位Ｖｄｃは、現像電圧である。このように、露光による感光ドラム１０８Ｋの表面電位とトナーが載り始める電位Ｖｄｃとの電位差が小さくなることで、Ｋトナーの感光ドラム１０８Ｋへの載り量が減少する。その結果、赤色画像１８０１と同様の形で、黒色のハーフトーン画像１８０３が薄くなる。以上が転写ゴーストの発生原理である。
【００４０】
（バックグランド露光による転写ゴーストの軽減）
次にバックグランド露光により、転写ゴーストが軽減する原理を説明する。図３（ｂ−６）〜図３（ｂ−９）は本実施例の感光ドラム１０８Ｋの表面電位の推移を表している。図３（ｂ−６）は、赤色画像１８０１がニップ部を通過する前の感光ドラム１０８Ｋの表面電位である。感光ドラム１０８Ｋの表面は、帯電器１０９Ｋにより電位Ｖｄ２（≠Ｖｄ）に一度帯電されるが、レーザスキャナユニット１０７による微弱露光によりＶｄになっている。図３（ｂ−７）は、赤色画像１８０１がニップ部を通過した後の感光ドラム１０８Ｋの表面電位を示す図であり、図３（ｂ−３）と同様である。図３（ｂ−８）は、帯電器１０９Ｋで感光ドラム１０８Ｋ表面を帯電した後の表面電位である。図３（ｂ−８）では、帯電器１０９Ｋにより感光ドラム１０８の表面が、電位Ｖｄより高い電位Ｖｄ２に帯電されることで、赤色画像１８０１による電位残差が電位Ｖｄに帯電されるときより軽減する（図３（ｂ−４）参照）。
【００４１】
図３（ｂ−９）は、黒色のハーフトーン画像１８０２を露光した後の感光ドラム１０８Ｋの表面電位である。黒色のハーフトーン画像１８０２を転写紙Ｐに形成するため、レーザスキャナユニット１０７Ｋにより感光ドラム１０８Ｋの露光を行う。その際のレーザ光の光量は、帯電器１０９Ｋにより電位Ｖｄ２から電位Ｖｌにするため、転写ゴーストが発生した例（図３（ｂ−５））のときよりＬＤ３０１の光量を上げる必要がある。また、帯電器１０９Ｋによる電位Ｖｄ２から露光後の電位Ｖｌにするため、赤色画像１８０１による電位残差は小さくなり、転写ゴーストが軽減する。その結果、図３（ａ−２）のように、図３（ａ−１）に比べて転写ゴーストが軽減した画像１８０４を得ることができる。なお、本実施例では、転写ゴーストの軽減効果を目的としたバックグランド露光について説明したが、本実施例は、バックグランド露光の効果を限定するものではない。
【００４２】
［微弱露光を行う画像形成処理］
以下、本実施例の微弱露光を行う画像形成処理について説明する。図４はＣＰＵ２０２が実行する画像形成動作全体の処理を示すフローチャートである。図４を実行するプログラムはＲＯＭ２０３に格納されている。ステップ（以下、Ｓとする）５０１でＣＰＵ２０２は、外部インターフェース２０６又はカラースキャナ１００から画像データが入力され、入力された画像データをＲＡＭ２０４内の画像データを記憶するための領域（以下、入力画像領域とする）に記憶する。本実施例では、ＲＡＭ２０４内の入力画像領域に記憶される画像データは、例えば６００ｄｐｉで、各画素が４ビットとする。
【００４３】
Ｓ５０２でＣＰＵ２０２は、レーザスキャナユニット１０７による微弱露光を行うための画像データ（図中、微弱露光画像データと記す）を生成し、ＲＡＭ２０４内の微弱露光画像データを記憶するための領域（以下、微弱露光画像領域とする）に記憶する。Ｓ５０２の微弱露光画像データの生成処理についての詳細は後述する。ここで、微弱露光画像データのサイズは、主走査方向にＸ画素、副走査方向にＹ画素とする。Ｘは感光ドラム１０８の露光可能な主走査方向の長さ（以下、主走査幅という）とし、Ｙは印刷対象である転写紙Ｐの最大用紙の長手方向（副走査方向）の長さと略同一とする。例えば、本実施例では、Ｘは６００ｄｐｉで７０１６画素とし、ＹはＡ３サイズの用紙として６００ｄｐｉで９９２２画素とする。また、１画素は４ビット（１６階調）のデータとする。
【００４４】
Ｓ５０３でＣＰＵ２０２は、レーザスキャナユニット１０７により微弱露光を行うための画像データの出力（以下、微弱露光画像出力という）を開始する。ＣＰＵ２０２は、レーザスキャナユニット１０７のＢＤ３０６から出力されるＢＤ信号を基準として、感光ドラム１０８の有効画像領域の主走査方向の先端位置Ｓ（図２（ｂ）参照）にレーザ発光が開始できるように、次のように微弱露光画像の出力を行う。即ち、ＣＰＵ２０２は、ＲＡＭ２０４内の微弱露光画像領域に記憶されている微弱露光画像データを毎画素、主走査方向の画素（７０１６画素）分だけ読み出し、ＰＷＭ回路２０５へ転送する。ＣＰＵ２０２は、ＢＤ３０６から出力されたＢＤ信号毎に、微弱露光画像データの画素のラインを副走査方向に１ライン進める。ここで、ＣＰＵ２０２は、微弱露光画像データの画素のラインが最終ライン（９９２２ライン）に到達していると判断した場合、１ライン目に戻り、副走査方向の先頭から、上述した処理を繰り返す。即ち、ＣＰＵ２０２は、副走査方向に同じ微弱露光画像データを繰り返し出力し続けるように動作する。ＰＷＭ回路２０５の動作詳細は後述する。
【００４５】
Ｓ５０４でＣＰＵ２０２は、画像データを出力するタイミングであるか否かを判断する。即ち、ＣＰＵ２０２は、ＢＤ３０６から入力されるＢＤ信号毎に、画像データを出力するタイミングであるか否かを判断する。ここでいう画像データの出力とは、転写紙Ｐに載せる画像、言い換えれば感光ドラム１０８上に形成された潜像をトナーにより現像する画像のことであり、Ｓ５０１で入力された画像データのことである。Ｓ５０４でＣＰＵ２０２は、画像データを出力するタイミングではないと判断した場合、Ｓ５０３の微弱露光画像の出力を継続する。Ｓ５０４でＣＰＵ２０２は、画像データを出力するタイミングであると判断した場合、Ｓ５０５で合成画像データの出力を行う。
【００４６】
（合成画像出力処理）
Ｓ５０５でＣＰＵ２０２が行う合成画像データの出力処理について、図５（ａ）に示すフローチャートを用いて説明する。Ｓ６０１でＣＰＵ２０２は、感光ドラム１０８の有効画像領域であるか否かを判断する。ここで、感光ドラム１０８の有効画像領域とは、感光ドラム１０８上に露光することで潜像を形成できる領域である。図５（ｂ）は感光ドラム１０８とＢＤ３０６から出力されるＢＤ信号を示す図であり、図５（ｂ）の左右方向が主走査方向に相当する。感光ドラム１０８上にレーザ光を走査することが可能な領域（以下、走査可能領域とする）は、ＢＤ信号を基準とした所定時間に対応する。ＣＰＵ２０２は、ＢＤ信号を基準として、不図示のタイマにより時間を計測することで、計測した時間に基づき、感光ドラム１０８上の有効画像領域か否かを判断する。
【００４７】
Ｓ６０１でＣＰＵ２０２は、感光ドラム１０８の有効画像領域であると判断した場合はＳ６０２の処理に進み、感光ドラム１０８の有効画像領域ではない、即ち有効画像領域外であると判断した場合はＳ６０３の処理に進む。Ｓ６０２でＣＰＵ２０２は、感光ドラム１０８の用紙画像領域か否かを判断する。ここで、感光ドラム１０８の用紙画像領域とは、転写紙Ｐに印刷したい画像を出力する範囲であり、図５（ｂ）を用いて説明する。感光ドラム１０８の用紙画像領域は、ＢＤ３０６から出力されるＢＤ信号を基準とした所定時間に対応する。また、感光ドラム１０８の用紙画像領域は、有効画像領域と同じ又は有効画像領域より小さい領域となり、出力する画像サイズに応じて異なる。Ｓ６０２でＣＰＵ２０２は、用紙画像領域であると判断した場合はＳ６０４の処理に進み、用紙画像領域ではない、即ち用紙画像領域外であると判断した場合はＳ６０９の処理に進む。
【００４８】
Ｓ６０４でＣＰＵ２０２は、入力画像の該当画素の画像データ（以下、画素データともいう）を取得する。図６（ａ）を用いて、該当画素の説明を行う。図６（ａ）は、ＢＤ３０６から出力されるＢＤ信号に対する副走査方向の用紙画像領域の範囲を示したタイミングチャートである。各色の副走査方向の書き出しタイミングは、用紙画像領域の先頭各色が色ずれなく、用紙の所定位置に出力されるタイミングで決定される。また、用紙画像領域の副走査方向の長さは印刷対象の画像サイズに対応する。そのため、該当画素の副走査方向の座標は、用紙画像領域の先頭から、現在走査しようとしているＢＤ信号が入力された数で決定される。また、該当画素の主走査方向の座標は、図５（ｂ）で説明しているように、ＢＤ信号が出力されたタイミングからの時間で決定される。このようにして、ＣＰＵ２０２は、ＲＡＭ２０４上の入力画像領域から、該当画素に対応する座標の画素データを取り出す。
【００４９】
Ｓ６０５でＣＰＵ２０２は、Ｓ６０４で取得した入力画像の該当画素の画素データを２ビット（所定ビット）シフトして、シフトデータを生成する。ここで、図６（ｂ−１）は、Ｓ６０４で取得した入力画像の該当画素の画素データを示す図、図６（ｂ−２）は、Ｓ６０５で画素データを２ビットシフトした後の様子を示す図である。入力画像の画素データは４ビットデータであり、ビット（図中、ｂｉｔと図示、以下同様）０にはｂ０、ビット１にはｂ１、ビット２にはｂ２、ビット３にはｂ３というデータが、それぞれ格納されている。４ビットのデータを２ビットシフトして、下位２ビット（下位ビット）にデータ「０」を格納することで、６ビットのデータ（ビット０〜ビット５）にする。Ｓ６０５でＣＰＵ２０２が生成した６ビットのデータをシフトデータとする。図６（ｂ−１）の入力画像データのシフトデータは、ビット（図中、ｂｉｔと図示、以下同様）０には０、ビット１には０、ビット２にはｂ０、ビット３にはｂ１、ビット４にはｂ２、ビット５にはｂ３というデータが、それぞれ格納されている。
【００５０】
Ｓ６０６でＣＰＵ２０２は、微弱露光画像の該当画素の画素データと、Ｓ６０５で生成したシフトデータの該当画素データの論理和演算を行う。図６（ｃ−１）は、Ｓ６０５で生成されたシフトデータを示す図、図６（ｃ−２）は、微弱露光画像データを示す図、図６（ｃ−３）は、シフトデータと微弱露光画像データの合成画像を示す。図６（ｃ−１）のシフトデータは６ビットに拡張されているが、下位２ビットには０が格納されている。例えば、シフトデータには、ビット０には０、ビット１には０、ビット２にはＤ０、ビット３にはＤ１、ビット４にはＤ２、ビット５にはＤ３というデータが、それぞれ格納されている。シフトデータの下位２ビットと微弱露光画像データの２ビットの論理和を取り、最終的には図６（ｃ−３）に示すように６ビットの合成画像データを得る。即ち、これらの一連の演算で、入力画像データの画素が上位４ビット、微弱露光画像データが下位２ビットとなった合成画像データが得られる。例えば、微弱露光画像データのビット０にはＢ０、ビット１にはＢ１というデータが、それぞれ格納されている。合成画像データは、ビット０にはＢ０、ビット１にはＢ１、ビット２にはＤ０、ビット３にはＤ１、ビット４にはＤ２、ビット５にはＤ３というデータが、それぞれ格納されている。
【００５１】
Ｓ６０７でＣＰＵ２０２は、合成画像データの該当画素の画素データを出力発光パターン用のルックアップテーブル（以下、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）という）を用いてＬＤ３０１の出力発光パターン（ＰＷＭパターン）に変換する。ＣＰＵ２０２は、変換したＬＤ３０１の出力発光パターンをＰＷＭ回路２０５へ出力する。
【００５２】
ここで、図７は、ＣＰＵ２０２が合成画像データの画素のデータをＬＤ３０１の発光パターンに変換するためのＬＵＴを示す図である。画素のデータは、濃度階調（濃度値）である。本実施例では、ＬＤ３０１は１画素を所定数に分割した、例えば３３分割した精度で発光制御が行えるものとする。即ち、本実施例では、１画素は３３個のビットデータからなるものとする。
【００５３】
図７は合成画像データの画素の６ビット（１６進数で０ｘ００〜０ｘ３Ｆ）の値に応じたＬＤ３０１の出力発光パターンを示している。図７で、出力発光パターンのうち、黒いブロックはＬＤ３０１をＯＮさせるビットデータを示しており、白いブロックは、ＬＤ３０１をＯＦＦさせるビットデータを示している。例えば、濃度値が０ｘ００の画素では、３３個のビットデータは全てＬＤ３０１をＯＦＦさせる信号である。また、例えば、濃度値が０ｘ３Ｃ〜０ｘ３Ｆの画素では、３３個のビットデータは全てＬＤ３０１のＯＮ（発光）させる信号である。図６（ｃ−３）で説明した合成画像データの下位２ビットは図６（ｃ−２）の微弱露光画像データと等価である。このため、合成画像データが０ｘ００〜０ｘ０３となる場合は、微弱露光用のパターン（以下、微弱露光パターンとする）とし、トナー像が形成されない程度の露光時間となるようなパターンとすることが望ましい。また、合成画像データが０ｘ０４〜０ｘ３Ｆとなる場合は、画像露光用のパターン（以下、画像露光パターンという）となる。なお、合成画像データの下位２ビットは微弱露光用のデータであるため、下位２ビットの変動は、出力する画像露光パターンに影響を与えないようになっている。このようにＣＰＵ２０２は、ＬＵＴで変換した出力発光パターンをＰＷＭ回路２０５に出力する。
【００５４】
ＰＷＭ回路２０５は、クロック信号に同期して出力発光パターンを１ビットずつレーザドライバ３００に出力する。ＰＷＭ回路２０５から１ビットずつ出力された出力発光パターンは、図１２で説明したＰＷＭ信号に相当する。そして、レーザドライバ３００によって駆動されたＬＤ３０１は、トナー像を形成する部分は画像露光パターンに従って感光ドラム１０８を露光し、画像を形成しない部分も微弱露光パターンの何れかで感光ドラム１０８を露光する。これにより、本実施例では、感光ドラム１０８上にバックグランド露光を行うことができる。図５（ａ）のフローチャートの説明に戻り、Ｓ６０８でＣＰＵ２０２は、入力画像データの全画素について出力したか否かを判断する。Ｓ６０８でＣＰＵ２０２は、全画素について出力していないと判断した場合はＳ６０１の処理に戻り、全画素について出力したと判断した場合、図４のフローチャートに戻る。
【００５５】
（微弱露光画像生成処理）
Ｓ５０２でＣＰＵ２０２が行う微弱露光画像データ生成処理について図８を用いて詳細に説明する。図８は微弱露光画像データを生成するためにＣＰＵ２０２が行う処理のフローチャートである。上述したように、微弱露光は、電位Ｖｄ（図３（ｂ−６）のＶｄ２に相当）に帯電している感光ドラム１０８の表面電位をＶｄ＿ｂｇ（図３（ｂ−６）のＶｄに相当）にすることが目的である。感光ドラム１０８の表面電位をＶｄからＶｄ＿ｂｇにするための手段としては、上述した１画素を３３分割した精度でＬＤ３０１を点灯させる制御を行う。ただし、微弱露光後の感光ドラム１０８の電位をＶｄ＿ｂｇに精度よく制御するためには、１画素３３分割ではＶｄ＿ｂｇにできない可能性がある。ここで、本実施例では、１画素を３３個のビットデータで構成される場合、３３個のビットデータのうち２．５個のビットデータ分（以下、２．５／３３画素のように表記する）を点灯させたときを理想的な微弱露光とする。このため、本実施例の場合、３／３３画素を点灯させる制御では、感光ドラム１０８の表面電位Ｖｄ＿ｂｇが理想的な電位より低すぎてしまい、２／３３画素を点灯させる制御では、感光ドラム１０８の表面電位Ｖｄ＿ｂｇが理想的な電位より高すぎてしまう。図８を用いて、この課題を解決する微弱露光画像の生成方法を説明する。
【００５６】
Ｓ１３０１でＣＰＵ２０２は、注目画素の座標を示す変数、ＸｘとＹｙを０に初期化する。ここで、注目画素とは処理する画素のことである。上述したとおり、微弱露光画像データは、主走査方向に７０１６画素、副走査方向に９９２２画素であり、注目画素の位置を示す座標をＸｘとＹｙとする。Ｓ１３０２でＣＰＵ２０２は、ＲＡＭ２０４上に設けられた誤差格納領域を初期化する。誤差格納領域は、後述する量子化の誤差を格納する領域である。誤差格納領域は微弱露光画像データと同じ画素数で対応するものとする。
【００５７】
Ｓ１３０３でＣＰＵ２０２は、ＲＡＭ２０４上の誤差格納領域に記憶された現在処理中の注目画素の座標（Ｘｘ、Ｙｙ）に対応する誤差の値を、目標濃度Ｄｒｅｆに加算する。ここで、上述したように、微弱露光の目標濃度Ｄｒｅｆは、図７の微弱露光パターンの合成画像データの画素が３／３３画素となる出力発光パターンのデータ０ｘ０３と２／２２画素となる出力発光パターンのデータ０ｘ０２との間である。これにより、目標濃度Ｄｒｅｆは、２．５となる（Ｄｒｅｆ＝２．５）。なお、目標濃度Ｄｒｅｆに対応する光量でＬＤ３０１を発光させたとき、感光ドラム１０８の表面の電位は、トナーが付着しない電位となっている。Ｓ１３０４でＣＰＵ２０２は、後述する閾値と目標濃度に誤差を加算した値とを比較し、微弱露光画像データの注目画素の濃度を決定する。ここで、微弱露光画像データの注目画素（位置Ｘｘ、Ｙｘ）の濃度をＤ［Ｘｘ、Ｙｙ］とする。本実施例では、表１に示すように、予め設定された閾値を用いて注目画素の濃度を決定する。
【００５８】
【表１】
2017001332.tif 000003
【００５９】
ここで表１は、一列目に上述した閾値となる目標濃度と誤差を加算した値（目標濃度＋誤差）を、二列目に注目画素（Ｘｘ、Ｙｙ）の微弱露光画像濃度Ｄ［Ｘｘ、Ｙｙ］を示す。例えば、注目画素について、Ｓ１３０３でＣＰＵ２０２が目標濃度に誤差を加算した値が２．５となった場合、ＣＰＵ２０２は、表１から注目画素の微弱露光画像濃度Ｄ［Ｘｘ、Ｙｙ］を２に決定する。ＣＰＵ２０２は、決定した注目画素の微弱露光画像濃度Ｄ［Ｘｘ、Ｙｙ］を注目画素の位置Ｘｘ、Ｙｙに該当するＲＡＭ２０４上のアドレスに書き込む。これにより、２．５という３ビット相当のデータを２ビットのデータにすることで、画像の諧調を落とすことができる。
【００６０】
Ｓ１３０５でＣＰＵ２０２は、注目画素での誤差から、注目画素の周辺の画素（以下、周辺画素という）の誤差値を算出し、ＲＡＭ２０４上の誤差格納領域の該当箇所に格納する。ここで、注目画素の誤差とは、目標濃度Ｄｒｅｆに対する注目画素の濃度との差分となる（Ｄｒｅｆ−Ｄ［Ｘｘ、Ｙｙ］）。例えば、Ｄｒｅｆ＝２．５、Ｄ［Ｘｘ、Ｙｙ］＝２の場合、注目画素での誤差は０．５（＝２．５−２）となる。図９（ａ）に注目画素の誤差から周辺の誤差値を算出する際の係数、即ち、誤差を周辺に拡散する際の係数を示す。注目画素の座標が（Ｘｘ、Ｙｙ）であり、注目画素の主走査方向における隣の画素の座標は（Ｘｘ＋１、Ｙｙ）である。なお、注目画素の隣の画素（座標（Ｘｘ＋１、Ｙｙ））は、次の注目画素となる画素でもある。このとき、座標（Ｘｘ＋１、Ｙｙ）の誤差Ｅｎｅｗ［Ｘｘ＋１、Ｙｙ］は、図９（ａ）の係数を用いて以下の式で表せる。
2017001332.tif 000004
ここで、Ｅｏｌｄは、対象となる画素についてＲＡＭ２０４上の誤差拡散領域に現在格納されている値であり、注目画素についてＳ１３０５で算出された新たな誤差を更に追加することで、Ｅｎｅｗとなる。同様に、その他の周辺画素に拡散される誤差は、図９（ａ）の係数を用いて以下の式で表せる。
2017001332.tif 000005
【００６１】
Ｓ１３０６でＣＰＵ２０２は、主走査方向のＸｘの値を１インクリメントする（Ｘｘ＝Ｘｘ＋１）。即ち、ＣＰＵ２０２は、注目画素を主走査方向に１画素ずらし、主走査方向に処理をスキャンしている。Ｓ１３０７でＣＰＵ２０２は、Ｘｘの値がＸと一致（Ｘｘ＝＝Ｘ）したか否かを判断する。Ｘは微弱露光画像データの主走査方向のサイズであり、主走査方向の後端まで処理をしたか否かを判断したことになる。本実施例では、主走査方向のサイズＸは７０１６画素としている。
【００６２】
Ｓ１３０７でＣＰＵ２０２は、Ｘｘの値がＸと一致したと判断した場合、Ｓ１３０８の処理に進み、Ｘｘの値がＸと一致していない判断した場合、Ｓ１３０３の処理に戻る。このように、ＣＰＵ２０２は、主走査方向の後端まで、即ち、主走査方向のサイズＸ分が終わるまで処理を繰り返す。Ｓ１３０８でＣＰＵ２０２は、Ｘｘの値を０に初期化する。Ｓ１３０９でＣＰＵ２０２は、副走査方向のＹｙを１インクリメントする（Ｙｙ＝Ｙｙ＋１）。即ち、ＣＰＵ２０２は、注目画素を副走査方向に１画素ずらし、副走査方向に処理をスキャンしている。Ｓ１３１０でＣＰＵ２０２は、Ｙｙの値がＹと一致（Ｙｙ＝＝Ｙ）したか否かを判断する。Ｙは微弱露光画像データの副走査方向のサイズであり、副走査方向の後端まで処理をしたか否かを判断したことになる。本実施例では、副走査方向のサイズＹは９９２２画素としている。Ｓ１３１０でＣＰＵ２０２は、Ｙｙの値がＹと一致したと判断した場合、微弱露光画像データ生成処理を終了して図４の処理に戻る。一方、Ｓ１３１０でＣＰＵ２０２は、Ｙｙの値がＹと一致しないと判断した場合、Ｓ１３０３の処理に戻り、副走査方向の後端まで、即ち、副走査方向のサイズＹ分が終わるまで処理を繰り返す。
【００６３】
上述したように、本実施例のように１画素を３３分割した精度でＬＤ３０１の発光制御を行う場合、３／３３画素の点灯ではＶｄ＿ｂｇが低すぎ、２／３３画素の点灯ではＶｄ＿ｂｇが高すぎる。このような場合、注目画素の濃度を目標濃度から減少させ、減少させた分の目標濃度との誤差を周辺画素に拡散させる。このように、本実施例は、目標とする微弱露光の光量を誤差拡散する構成である。これにより、出力の１画素あたりの分解能が少ない場合でも、注目画素とその周辺画素を合わせ、複数の画素（ドット）で所定の濃度、言い換えれば所定の光量を実現する。即ち、面積諧調として目標濃度、言い換えればＬＤ３０１の目標の光量でバックグランド露光を行うことができる。本実施例では、３ビットで目標濃度を作っているが、目標濃度のビット数を多くすることで、より精度の高いバックグランド露光を行うことができる。ここで、図９（ｂ−１）、図９（ｂ−２）を用いて本実施例の効果を説明する。
【００６４】
図９（ｂ−１）に示す図は、主走査方向に並ぶ感光ドラム１０８上の３画素２００１と、同一の光量でＬＤ３０１により微弱露光を行った場合の破線円で示す感光ドラム１０８に照射される光ビームのスポット２００２を示す。また図９（ｂ−２）に示す図は、上部に示す微弱露光を行った結果、感光ドラム１０８上に形成される潜像を示す図であり、潜像の深さは感光ドラム１０８の表面電位を表している。図９（ｂ−１）に示すように、感光ドラム１０８上における光ビームのスポット２００２は感光ドラム１０８上の１画素２００１より大きく、各画素についてガウス分布に従い潜像が形成される。３画素２００１について形成される潜像は、破線で示される各画素について形成されるガウス分布の潜像２００３の積算となり、感光ドラム１０８上には、３画素２００１について一点鎖線で示される積算光量による潜像２００４が形成される。
【００６５】
また、図９（ｂ−２）に示す図では、感光ドラム１０８上の３画素２００１のうち、真ん中の画素２００５の濃度が低い微弱露光画像の場合の例を示している。真ん中の画素２００５の濃度が低いため、ＬＵＴにより画像データを出力発光パターンに変換した結果は、１画素内の点灯時間が短いため、真ん中の画素２００５に対応する潜像２００６は両側の画素に対応する潜像よりも浅くなる。言い換えれば、真ん中の画素２００５に対応する感光ドラム１０８の表面電位が、両側の画素に対応する感光ドラム１０８の表面電位よりも高くなる。そのため、図９（ｂ−２）に示すように、感光ドラム１０８上に形成される一点鎖線で示される積算光量による潜像２００７は、図９（ｂ−１）に比べてある程度滑らかに潜像が浅くなる。即ち、微弱露光を行うことによって、感光ドラム１０８の表面電位の制御を細かく行うことができる。
【００６６】
本実施例では、注目画素の誤差は、微弱露光画像データと同じ画素数分の領域をＲＡＭ２０４上に確保しているが、実装の形態を変えることにより少ない領域を確保することもできる。このような詳細な実現手段は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００６７】
以上、本実施例によれば、簡易に精度よくバックグランド露光を行うことができる。
【実施例２】
【００６８】
本実施例は、ＣＰＵ２０２が実行する図４で説明したＳ５０２の微弱露光画像データ生成処理が実施例１と異なり、他の構成は実施例１と同様である。このため、実施例１で説明した構成と同じ構成には同じ符号を用い、説明を省略する。
【００６９】
図１０は、本実施例の微弱露光画像データを生成するためにＣＰＵ２０２が行う処理のフローチャートである。Ｓ１５０１でＣＰＵ２０２は、注目画素の座標を示す変数、ＸｘとＹｙを０に初期化する。この処理は実施例１で説明した図８のＳ１３０１の処理と同様の処理である。本実施例では、更に、３２ビットの乱数であるＲｒを初期化する。初期化は０以外の値とする。この乱数Ｒｒの詳細は後述する。なお、本実施例では乱数Ｒｒを３２ビットとしたが、ＣＰＵ２０２の演算処理能力に応じて他のビット数としてもよい。Ｓ１５０２、Ｓ１５０３の処理は、図８で説明したＳ１３０２、Ｓ１３０３の処理と同様であり、説明を省略する。なお、本実施例でも目標濃度Ｄｒｅｆを２．５とする。
【００７０】
Ｓ１５１１でＣＰＵ２０２は、閾値を生成する。図１１のフローチャートを用いてＳ１５１１でＣＰＵ２０２が実行する閾値生成処理について詳細に説明する。Ｓ１６０１でＣＰＵ２０２は、乱数Ｒｒの値をＲｏｌｄに格納する。Ｒｏｌｄは、閾値を算出する際に用いる変数である。Ｓ１６０２でＣＰＵ２０２は、乱数Ｒｒを算出する。本実施例では、乱数Ｒｒの算出する際の疑似乱数の生成を行う生成多項式を以下の式とする。
2017001332.tif 000006
【００７１】
よって、ＣＰＵ２０２は、現在の乱数値をＲｏｌｄ、生成後の新しい乱数値をＲｒとした場合、以下の計算を行う。
2017001332.tif 000007
ＣＰＵ２０２は、これらの式を用いて３２ビットの乱数Ｒｒを算出する。
【００７２】
Ｓ１６０３でＣＰＵ２０２は、閾値を生成する。ＣＰＵ２０２は、Ｓ１６０２で算出した乱数Ｒｒの下位２ビット（Ｒｒ［１：０］とする）を閾値とする。
【００７３】
（閾値の決定方法）
【表２】
2017001332.tif 000008
【００７４】
ここで、表２を用いて説明する。表２の（ａ）〜（ｃ）は、乱数ＲｒのＲｒ［１：０］が所定の値の場合について、一列目に閾値となる目標濃度と誤差を加算した値（目標濃度＋誤差）を、二列目に注目画素（Ｘｘ、Ｙｙ）の微弱露光画像濃度Ｄ［Ｘｘ、Ｙｙ］を示す。表２（ａ）に示すように、乱数ＲｒのＲｒ［１：０］が０の場合、実施例１の表１に示す閾値と比較すると、表２（ａ）では０．２５だけ全体的に下がった閾値になる。また、表２（ｂ）に示すように、乱数ＲｒのＲｒ［１：０］が１の場合、実施例１の表１に示す閾値と比較すると、表２（ｂ）では０．２５だけ全体的に上がった閾値になる。更に、表２（ｃ）に示すように、乱数ＲｒのＲｒ［１：０］が２又は３の場合、実施例１の表１に示す閾値と同等の閾値となる。このように、Ｓ１６０２で算出された乱数Ｒｒの値に応じて閾値を変更することで、全面一様である理想的な微弱露光画像に誤差拡散をかけても、一定周期のテクスチャが発生することがない。
【００７５】
図１０のＳ１５０４でＣＰＵ２０２は、Ｓ１５１１で生成した閾値と目標濃度に誤差を加算した値とを比較し、注目画素の濃度を決定する。本実施例では、注目画素の濃度は、表２のように、乱数Ｒｒの値によって閾値が変わっている状態で決定する。Ｓ１５０５〜Ｓ１５１０の処理は、図８のＳ１３０５〜Ｓ１３１０までの処理と同様であるため、説明を省略する。
【００７６】
本実施例のように、誤差拡散で諧調を落とす際に、閾値を乱数に応じてランダムに決定することで、一様な濃度の画像を誤差拡散した際に発生する周期的なテクスチャを軽減することができる。
【００７７】
以上、本実施例によれば、簡易に精度よくバックグランド露光を行うことができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０７    レーザスキャナユニット
１０８    感光ドラム
１０９    帯電器
２０２    ＣＰＵ
【図１】
2017001332.tif 000009
【図２】
2017001332.tif 000010
【図３】
2017001332.tif 000011
【図４】
2017001332.tif 000012
【図５】
2017001332.tif 000013
【図６】
2017001332.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
2017001332.tif 000017
【図１０】
2017001332.tif 000018
【図１１】
2017001332.tif 000019
【図１２】
2017001332.tif 000020