JP2007334356A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の品質を一定のレベルに維持しつつも、各感光体への画像形成信号の遅延調整用メモリの容量を低減することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、カラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置において、第１のビット長を有し、印刷色毎に設けられる複数の第１の画像データを、少なくともいずれかの印刷色において前記第１のビット長よりも小さな第２のビット長を有する複数の第２の画像データに変換するビット長変換部と、第２の画像データを印刷色毎に一時的に記憶し、第２の画像データに対して印刷色毎に異なる遅延量を設定可能に構成される複数の記憶部と、印刷色毎に設けられ、各々が所定の間隔で配置される複数の感光体と、像担持体を前記複数の感光体に沿って移動させ、像担持体に印刷色を重ねて転写する転写部と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成方法に係り、特に、カラー印刷可能な画像形成装置および画像形成方法に関する。

カラーコピー機やカラープリンタ等の画像形成装置では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）等の複数の印刷色を用いてカラー画像を記録紙等に印刷している。

カラー画像の階調再現性や色再現性を高い水準に維持するためには、各印刷色に対応する画像信号（以下、印刷色信号という）を多ビットの多階調のデータ、例えば８ビットの２５６階調の信号とする必要がある。

一方、近時、画像データの高解像化が急速に進んできており、画像形成装置では多量の画素信号を取り扱う必要がある。このため、各種のデジタル処理において印刷色信号を一時的に記憶させるメモリの容量も急激に増大してきており、画像形成装置に対するコスト圧迫要因となってきている。

これに対応するため、メモリ容量削減を目的とした技術が従来から検討されている。例えば、特許文献１には、３色の印刷色信号Ｃ，Ｍ，Ｙを、画質への影響度によって主濃度、副濃度１、および副濃度２の３つのカテゴリに分類し、主濃度とされた信号は８ビットのままとする一方、副濃度１とされた信号は８ビットから５ビットに、また副濃度２とされた信号は８ビットから４ビットに変換することで、全体の信号ビット数を削減し、メモリ容量も減らすことができる、とする技術が開示されている。

ところで、印刷色信号を一時的に記憶する処理は、画像形成装置の中の複数の部位で行われており、記憶する処理の内容によって必要とするメモリの記憶容量も異なっている。

画像形成装置のうち、タンデム型と呼ばれる画像形成装置は、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の印刷色に対応する４つの感光体ドラムを備える形態である。４つの感光体ドラムは、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順にほぼ等間隔に配列されている。記録紙が４つの感光体ドラムの上を順次通過していく間に４色の現像画像が各感光体ドラムから記録紙上に順に重ねて転写され、記録紙にカラー画像が形成される。記録紙がある感光体ドラム、例えばＹ用の感光体ドラムの転写位置から隣のＭ用の感光体ドラムの転写位置に移動するには所定の移動時間を要する。

通常、感光体ドラムに照射するレーザ発振器と感光体ドラムとの物理的な位置関係は各色とも共通であり、また、感光体ドラムの回転数も各色とも同じである。従って、記録紙の同じ位置にＹ画像とＭ画像を転写するには、Ｍ用の感光体ドラムへの画像形成信号の出力タイミングを、Ｙ用の感光体ドラムへの画像形成信号の出力タイミングよりも記録紙の移動時間分だけ遅延させる必要がある。即ち、Ｍ用のレーザ発振器の駆動信号（以下、単にＭ用信号という）のタイミングを、Ｙ用信号より移動時間“Ｔ”だけ遅延させる必要がある。

同様の観点から、Ｃ用信号はＹ用信号に対して“２Ｔ”遅延させ、Ｋ用信号はＹ用信号に対して“３Ｔ”遅延させる必要がある。

これらの遅延は、Ｍ用信号乃至Ｋ用信号を、アナログ信号に変換する前のデジタル信号の段階でメモリを用いて実現する形態が効率的であり、また通常行われている形態でもある。

しかしながら、これらの遅延用メモリの容量は画素密度に依存し、近時の高密度画像では無視できない容量となってきている。このため、これらの遅延用メモリの容量低減に対する要望が高まってきている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、タンデム型の画像形成装置および画像形成方法において、画像の品質を一定のレベルに維持しつつも、各感光体への画像形成信号の遅延調整用メモリの容量を低減することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、カラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置において、第１のビット長を有し、印刷色毎に設けられる複数の第１の画像データを、少なくともいずれかの印刷色において前記第１のビット長よりも小さな第２のビット長を有する複数の第２の画像データに変換するビット長変換部と、前記第２の画像データを前記印刷色毎に一時的に記憶し、前記第２の画像データに対して印刷色毎に異なる遅延量を設定可能に構成される複数の記憶部と、前記印刷色毎に設けられ、各々が所定の間隔で配置される複数の感光体と、像担持体を前記複数の感光体に沿って移動させ、前記像担持体に前記印刷色を重ねて転写する転写部と、を備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成方法は、タンデム型の画像形成装置によってカラー画像を形成する画像形成方法おいて、第１のビット長を有し、印刷色毎に設けられる複数の第１の画像データを、少なくともいずれかの印刷色において前記第１のビット長よりも小さな第２のビット長を有する複数の第２の画像データに変換するビット長変換ステップと、前記第２の画像データを前記印刷色毎に一時的に記憶し、前記第２の画像データに対して印刷色毎に異なる遅延量を設定する複数の記憶部に記憶するスッテプと、前記印刷色毎に設けられ、各々が所定の間隔で配置される複数の感光体に感光するステップと、像担持体を前記複数の感光体に沿って移動させ、前記像担持体に前記印刷色を重ねて転写する転写ステップと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置および画像形成方法によれば、タンデム型の画像形成装置および画像形成方法において、画像の品質を一定のレベルに維持しつつも、各感光体への画像形成信号の遅延調整用メモリの容量を低減することができる。

本発明に係る画像形成装置および画像形成方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

（１）画像形成装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係るタンデム型の画像形成装置１の構成例を示す図である。図１に示したように、画像形成装置１は、スキャナ部２、画像形成部３、および給紙部４により構成されている。

スキャナ部２は、原稿台にセットした原稿に光を照射し、原稿からの反射光を複数の光学部材を介して受光素子へ導き、光電変換して画像信号を画像形成部３に供給する。

画像形成部３には、４つのプロセスカートリッジ１１a、１１b、１１c、および１１dが設けられている。プロセスカートリッジ１１a、１１b、１１c、および１１dは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）に対応しており、それぞれ、感光体ドラム（感光体）１２a、１２b、１２c、および１２dを有している。これらの感光体ドラムにトナー等の現像剤の像（トナー像）を形成する。

感光体ドラム１２aは例えば、直径約３０ｍｍの円筒状であり、図示矢印方向へ回転可能に設けられている。感光体ドラム１２aの周囲には回転方向に沿って付設装置が配置されている。まず、付設装置として帯電チャージャ１３aが感光体ドラム１２aの表面に対向して設けられている。帯電チャージャ１３aは、感光体ドラム１２aを一様に負（−）帯電させる。帯電チャージャ１３aの下流には、帯電した感光体ドラム１２aを露光して静電潜像を形成する露光装置１４aが設けられている。露光装置１４aは、スキャナ部２から供給される画像信号に対応して光変調されたレーザービームを用いて感光体ドラム１２aを露光する。なお、露光装置１４aは、レーザービームの代わりにLED（Light Emitting Diode）を用いてもよい。

露光装置１４ａのさらに下流側には、露光装置１４ａにより形成された静電潜像を反転現像する現像器１５ａが設けられている。現像器１５ａには、イエロー（Ｙ）の現像剤が収容されている。

現像器１５ａの下流側では、感光体ドラム１２aに対して当接するように像担持体の１つである中間転写体としての中間転写ベルト１７（像担持体）が設置されている。

中間転写ベルト１７は搬送方向と直交する方向（図面奥行き方向）において、感光体ドラム１２aの軸方法の長さとほぼ等しい長さ（幅）を有する。中間転写ベルト１７は、無端状（シームレス）ベルトの形状をしており、ベルトを所定の速度で回動させる駆動ローラ１８と従動ローラである２次転写対向ローラ１９上に掛渡され、担持される。なお、駆動ローラ１８の下流側には、中間転写ベルト１７を一定のテンションに保持するためのテンションローラ２７が設けられている。

中間転写ベルト１７は、カーボンが均一に分散された厚さ例えば１００μｍのポリイミドにより形成されている。中間転写ベルト１７は、例えば１０^−９Ωｃｍ程度の電気抵抗を有し、半導電性を示す。中間転写ベルト１７の材料としては、体積抵抗値が１０^−８〜１０^−１１Ωｃｍの半導電性を示す材料であればよい。例えば、カーボンを分散したポリイミドの他に、ポリエチレンテフタレート、ポリカーボネイト、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどにカーボンなどの導電粒子を分散させたものでもよい。導電粒子を用いず、組成調整によって電気抵抗を調整した高分子フィルムを用いてもよい。さらにはこのような高分子フィルムにイオン導電性物質を混入したもの、あるいは比較的電気抵抗が低いシリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材でもよい。

感光体ドラム１２aと中間転写ベルト１７との当接位置よりもさらに下流側にはトナークリーナ（クリーニング装置）１６aが設けられている。トナークリーナ１６aは転写後の感光体上の残留トナーをクリーニングブレードで除去する。

駆動ローラ１８と２次転写対向ローラ１９との間には、中間転写ベルト１７の搬送方向に沿ってプロセスカートリッジ１１aの他、プロセスカートリッジ１１b、１１c、および１１dが順次配置されている。各プロセスカートリッジ１１b、１１c、および１１dは、いずれもプロセスカートリッジ１１aと同じ構成を有する。

すなわち、感光体ドラム１２b、１２c、および１２dが各々のプロセスカートリッジのほぼ中心に設けられている。また、感光体ドラム１２b、１２c、および１２dの表面に対向して、帯電チャージャ１３b、１３c、および１３dがそれぞれ設けられている。帯電チャージャ１３b、１３c、および１３dの下流には、帯電した感光体ドラム１２b、１２c、および１２dを露光して静電潜像を形成する露光装置１４b、１４c、および１４dが設けられている。露光装置１４b、１４c、および１４dのさらに下流側には、露光装置１４b、１４c、および１４dにより形成された静電潜像を反転現像する現像器１５b、１５c、および１５dが設けられる。感光体ドラム１２b、１２c、および１２dと中間転写ベルト１７との当接位置よりも下流側には、トナークリーナ１６b、１６c、および１６dが設けられる。なお、現像器１５b、１５c、および１５dには、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）の現像剤、シアン（Ｃ）の現像剤、およびブラック（Ｋ）の現像剤が収容されている。

中間転写ベルト１７はそれぞれの感光体ドラム（感光体１２a乃至１２d）と順次当接する。この中間転写ベルト１７とそれぞれの感光体ドラムとの当接位置近傍には、１次転写ローラ２０a、２０b、２０c、および２０dがそれぞれの感光体ドラムに対応して設けられる。すなわち、１次転写ローラ２０a乃至２０dは、対応する感光体ドラム上方で中間転写ベルト１７に背面接触して設けられ、中間転写ベルト１７を介してプロセスカートリッジ１１a乃至１１dと対向する。１次転写ローラ２０a乃至２０dは、電圧印加手段である正（＋）の図示しない直流電源に接続されている。この正（＋）の印加電圧によって、各感光体ドラム１２ａ〜１２ｄの表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト１７に転写される。

中間転写ベルト１７を駆動する駆動ローラ１８の近傍には、中間転写ベルト１７上の残留トナーを除去して収容する中間転写ベルトクリーナ（トナークリーナ：クリーニング装置）２１が設けられている。

一方、画像形成部３の下部には、用紙（転写材）を収容する給紙部４の給紙カセット２３が設けられる。給紙部４には、給紙カセット２３から用紙を１枚ずつピックアップするピックアップローラ２４がさらに設けられている。画像形成部３の２次転写ローラ２２付近には、レジストローラ対２５が回転可能に設けられる。レジストローラ対２５は、中間転写ベルト１７を挟んで対峙する２次転写ローラ２２と２次転写対向ローラ１９（２次転写部）へ用紙を所定のタイミングで供給する。

また、中間転写ベルト１７の上部には、現像剤を用紙上に定着する定着器２６が設けられる。定着器２６は、トナー像を保持する用紙に所定の熱と圧力をかけて、溶融されたトナー像を用紙に定着させる。

（２）画像形成部の機能構成
図２は、画像形成部３の機能構成例を示すブロック図である。

画像形成部３は、画像処理部３０、制御部４０、プリント部５０、および操作・表示部６０を備えて構成されている。

画像処理部３０は、さらにその内部に、スキャナ部（入力部）２から入力されるＲ，Ｇ，Ｂの３原色データを４色の印刷色データＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋに変換する色変換部３１、階調補正を行うγ補正処理部３２、および印刷用のスクリーントーン処理等を行う階調処理部３３を備えている。

図３は、プリント部５０の細部構成例を示す図である。プリント部５０は、画像処理部３０から入力される印刷色データＹ、Ｍ、Ｃ，Ｋ（以下、それぞれＹデータ、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータと呼ぶ場合がある）に対して、少なくとも何れかのデータに対して入力ビット長よりも小さなビット長に変換を行うビット長変換部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを有している。

これらのビット長変換部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、次段にメモリ（記憶部）が接続されている場合にはこれらのメモリの制御も行うものであり、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のＩＣで構成される。

Ｙデータ、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータは、ビット長変換部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄに対しては同時に入力される。

このうち、Ｙデータに関しては、記憶部を介することなく、ビット長変換部（Ｙ用）５１ａから直接レーザ駆動部（Ｙ用）５３ａに入力される。

他方、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータについては、それぞれ記憶部（Ｍ用）５２ｂ、記憶部（Ｃ用）５２ｃ、記憶部（Ｋ用）５２ｄを介して、レーザ駆動部（Ｍ用）５３ｂ、レーザ駆動部（Ｃ用）５３ｃ、レーザ駆動部（Ｋ用）５３ｄに入力される。

各レーザ駆動部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄでは、入力されるＹデータ、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータの大きさに応じて、例えばパスル幅変調信号を生成し、この信号でレーザを駆動しレーザ光を発生させる。レーザ光は各感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに夫々照射され、各感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの表面に静電潜像を形成する。これらの静電潜像は、現像器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄによってトナー現像されてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各現像画像となる。これらの現像画像は、中間転写ベルト１７に中間転写される。

ここで、記憶部（Ｍ用）５２ｂ、記憶部（Ｃ用）５２ｃ、記憶部（Ｋ用）５２ｄは、Ｙデータを基準として、Ｙデータに対する遅延量を適宜設定するために設けられるものである。

図３の右部に示したように中間転写ベルト１７は、矢印Ｚの方向に移動する。このため、感光ドラム（Ｙ用）と中間転写ベルト１７の当接位置Ａから、次に感光ドラム（Ｍ用）と中間転写ベルト１７の当接位置Ｂに達するまでに中間転写ベルト１７は移動距離ｄだけ移動する。この移動距離ｄに相当する遅延を発生させるのが記憶部（Ｍ用）５２ｂの役目である。

仮に、記憶部（Ｍ用）５２ｂによる遅延がないとすると、本来同一の画素であるＹの画素とＭの画素が移動距離ｄだけずれて中間転写ベルト１７に転写されることになるため、正常な画像が形成できなくなる。記憶部（Ｃ用）５２ｃ、記憶部（Ｋ用）５２ｄの役目も同様である。

従って、４つの感光ドラムがほぼ等間隔ｄで配置されているとすると、記憶部（Ｍ用）５２ｂには移動距離ｄに相当する遅延を発生させ、記憶部（Ｃ用）５２ｃには移動距離２ｄに相当する遅延を発生させ、記憶部（Ｋ用）５２ｄにはさらに移動距離３ｄに相当する遅延を発生させる必要がある。

このため、中間転写ベルト１７の移動の順に応じて（即ち、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータの順に）各記憶部５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに必要とされる記憶容量（必要記憶容量）は大きくなる。各記憶部５２ｂ、５２ｃ、５２ｄには、中間転写ベルト１７の移動方向（副走査方向）だけではなく、これに直交する方向（主走査方向）の画素データも記憶させる必要がある。

このため、各記憶部５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの必要記憶容量は無視できない大きさとなる。特に近時は、画像が高分解能化されてきており、必要となる記憶容量は益々増加の傾向にあり、記憶容量の低減化が重要な課題となっている。

必要記憶容量は、当然ながら遅延量だけではなく、データの大きさ（ビット長）にも依存する。本発明のポイントは、このデータのビット長を可能かつ現実的な範囲で低減させることによって各記憶部５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの記憶容量の低減を図るものである。

なお、図１および図３では、各感光ドラム上の現像画像を一旦中間転写ベルト１７に中間転写する形態を示しているが、この他、中間転写ベルト１７と類似の構成をもつ搬送ベルトによって、搬送ベルトと各感光ドラムの間に記録用紙（像担持体）を搬送させ、記録用紙上に直接転写する形態に対しても、本発明の要旨をそのまま適用できる。

図４は、本発明に係る実施形態と比較のため、参考として通常のプリント部のビット長変換部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄと記憶部１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの細部構成例を示している。

画像処理部３０から出力されるＹデータ、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータは、それぞれ、８ビットの階調ビットと２ビットの位置制御用ビットによって構成されている。階調ビットは、Ｙデータ、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータのそれぞれの大きさを表すものであり、８ビットの階調ビットによって０から２５５の範囲の大きさのデータを表現している。

一方、位置制御用ビット（図４では括弧がきで示した２ビット）は、パルス幅変調される各画素の印刷位置を調整するためのビットである。位置制御用ビットによる印刷位置の調整概念を図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す。

階調ビットによってパルス幅変調されるレーザ光のパルス幅が定まるが、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）の例では、最大パルス幅に対して１／５の幅となるパルス幅が階調データによって定まった場合を例示している。このうち、図５（Ａ）は、位置制御用ビットが「０１」又は「１０」の時に対応する図であり、１／５のパスル幅の信号（黒色のハッチングで示した信号）が略正方形で示される画素領域の中央に位置するように設定される。

一方、位置制御用ビットが「００」の場合には、図５（Ｂ）に示したように、１／５のパスル幅の信号が画素領域の左端に位置するように設定される。また、位置制御用ビットが「１１」の場合には、図５（Ｃ）に示したように、１／５のパスル幅の信号が画素領域の右端に位置するように設定される。

このように、２ビットの位置制御用ビットによって、画素領域中の表示位置が変更可能となり、画像全体として連続的で滑らかな画像が表現できるように工夫されている。

従って、記憶部１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの記憶容量を考える場合には、階調ビット（８ビット）に加えて位置制御用ビット（２ビット）も考慮する必要が有り、実際のビット長は８ビットではなく１０ビットとなる。

通常のプリント部（図４）は、画像処理部３０から出力されてきたＹデータ、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータのビット長を変更することなくレーザ駆動部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに出力する形態である。即ち、通常のビット長変換部１０１ａでは、（本実施形態との比較のため、“ビット長変換”という名称は付しているものの）入力されたビット長は変更することなくそのままレーザ駆動部（Ｙ用）５１ａへ出力し、同様にビット長変換部１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄもビット長を変更することなく記憶部（ＳＲＡＭ）１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄへ出力している。

記憶部１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄで用いられる記憶デバイスとしては、高速アクセス性の観点から半導体メモリＩＣが通常用いられている。例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）が用いられている。

このため、記憶部１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを以下、ＳＲＡＭ（Ｍ用）１０２ｂ、ＳＲＡＭ（Ｃ用）１０２ｃ、ＳＲＡＭ（Ｋ用）１０２ｄと呼ぶ場合がある。

前述したように、ＳＲＡＭ（Ｍ用）１０２ｂ、ＳＲＡＭ（Ｃ用）１０２ｃ、ＳＲＡＭ（Ｋ用）１０２ｄは、中間転写ベルト１７の移動距離を補正するための遅延用メモリとして用いられるものであり、その必要記憶容量はＭデータ用、Ｃデータ用、Ｋデータ用の順で大きくなる。

他方、半導体メモリＩＣの最大記憶容量は、１２８Ｍｂｉｔ、２５６Ｍｂｉｔ、５１２Ｍｂｉｔというように、２の倍数の単位で通常提供されている。

このため、図４に示した通常の形態では、Ｍデータ用には最大記憶容量が１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭが２個、Ｃデータ用とＫデータ用には最大記憶容量が２５６ＭｂｉｔのＳＲＡＭが２個用いられている。Ｃデータ用の必要記憶容量は、Ｋデータ用の必要記憶容量よりも小さいものの、Ｍデータ用の１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個では不足するため、次に大きな記憶容量である２５６ＭｂｉｔのＳＲＡＭを２個使用するという選択を強いられることになっている。

図６は、本発明の実施形態に係るプリント部５０のビット長変換部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、およびＳＲＡＭ（記憶部）５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの細部構成例を示す図である。

本実施形態と通常の形態の相違点は、Ｃデータ用のビット長変換部（Ｃ用）５１ｃにおいて、階調ビットを８ビットから６ビットに低減する変換を行っている点と、Ｃデータ用のＳＲＡＭ（Ｃ用）５２Ｃの最大記憶容量を通常の形態の２５６Ｍｂｉｔ×２から１２８Ｍｂｉｔ×２に低減している点である。

階調ビット数を低減することによって必要記憶容量は当然低減するが、その反面、画像の階調が粗くなる。このため、階調ビットの許容値（下限）を予め設定しておく必要がある。

図７（Ａ）は、副走査方向に連続的に濃度が変化するグラデュエーション画像を６ビットの階調で表現した画像例を示す図である。一方、図７（Ｂ）は、同様のグラデュエーション画像を４ビットの階調で表現した画像例を示す図である。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）からわかるように、階調ビット数を６ビットとした場合には、それ程階調の離散的な変化（“階調とび”）は目立たない。これに対して、階調ビット数を４ビットとした場合には、ビットの切換え点による“階調とび”が目立つ。

このことから、階調ビット数の下限は、５ビット以上、好ましくは６ビット以上に設定する必要があることがわかる。

前述したように、記憶部の必要記憶容量は、ビット数（階調ビット数に位置制御用の２ビットを加えたビット数）と遅延量によって定まる。

他方、記憶部を構成する半導体メモリＩＣ（ＳＲＡＭ）の最大記憶容量は、通常１２８Ｍｂｉｔ、２５６Ｍｂｉｔのように２の倍数となっている。

従って、必要記憶容量を満足させる範囲で、半導体メモリＩＣの個数が最小となるような階調ビット数を見出すことが、最もコストパフォーマンスに優れ、かつ現実的な階調ビット数の決定方法であるということができる。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、上記の観点から、Ｍデータ、Ｃデータ、Ｋデータの階調ビット数を決定する具体的な方法について説明する図である。

図８（Ａ）は、記憶部を１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個で構成したときに実現できる記憶容量と必要な記憶容量の関係を、階調ビット数をパラメータとして示した図である。また、図８（Ｂ）は、記憶部を２５６ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個で構成したときに実現できる記憶容量と必要な記憶容量の関係を階調ビット数をパラメータとして示した図である。

まず、図８（Ａ）から説明する。図８（Ａ）では、記憶容量を遅延距離に換算して表示している（図８（Ｂ）でも同様である）。

前提として、各感光ドラムの間隔ｄを９０ｍｍとしている。従って、Ｙデータを基準とした場合、Ｍデータの画素位置をＹデータ入力の画素位置に一致させるためには、間隔ｄ（９０ｍｍ）を中間転写ベルト１７が移動する量だけ画像データを遅延させる必要がある。そこで、この９０ｍｍの移動距離に相当する記憶容量がＳＲＡＭ（Ｍ用）に必要な記憶容量となる。図８（Ａ）の「Ｍ」のグループには、９０ｍｍと付した横線の太いバーによって必要となる記憶容量をこの移動距離に換算した量として示している。

他方、階調ビットを８ビットとした場合（実際には位置制御用の２ビットが付加されるため１０ビットとなる）、１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個に記憶できる画素数が計算できる。この画素数から、主走査方向の画素数を所定数（例えば７２００画素）としたときの副走査方向（中間転写ベルト１７の移動方向)の画素数が求まる。そして、副走査方向の画素数から副走査方向の距離（遅延させるべき距離）に換算することができる。

このような換算の結果、階調ビット数を８ビットに設定した場合に、１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個で実現可能な最大遅延距離が求まる。具体的にはその距離は図８（Ａ）の「Ｍ」の縦バーに示した約１５７ｍｍとなる。

同様にして、階調ビット数を７ビットに設定した場合、および６ビットに設定した場合に対して、１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個で実現可能な最大遅延距離が求めると、それぞれ、約１７３ｍｍと約１９７ｍｍとなる。これらの遅延距離の大きさを図８（Ａ）の「Ｍ」のグループの位置に縦バーの長さとして示している。

Ｍデータに関していえば、必要となる遅延量９０ｍｍに対して、１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個で実現できる最大遅延量は、階調ビットが８ビットの場合約１５７ｍｍ、７ビットの場合約１７３ｍｍ、６ビットの場合約１９７ｍｍであり、何れの階調ビット数であっても必要となる遅延量を満足している。

この場合、階調ビット数の設定は、８、７、６の何れのビット数でも可能であるが、ＳＲＡＭの最大記憶容量とＳＲＡＭの個数は何れも同じであるため、相対的に階調性の高い８ビットを階調ビット数として選択するのが最もコストパフォーマンス的には優れる。

一方、Ｃデータの場合、必要となる遅延量は１８０ｍｍとなる。これに対して、１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個で実現できる最大遅延量は、Ｍデータに対する最大遅延量と同じである。従って、必要となる遅延量１８０ｍｍを満足するのは、階調ビットを６ビットに設定した場合（最大遅延量約１９７ｍｍ）だけである。

従来は、階調ビット数を８ビットに固定的に限定していたため、この場合の最大遅延量である１５７ｍｍは必要となる遅延量１８０ｍｍを満足しないものとして判断し、１２８ｂｉｔのＳＲＡＭ２個ではなく、さらにその上の２５６Ｍｂｉｔ２個の形態を採用していた。

これに対して、本実施形態では、階調ビット数を８ビットに固定的に限定するのではなく、８ビットから６ビットの許容範囲の中で柔軟的に選択可能としている。この結果、Ｃデータ用の記憶部の構成を２５６ｂｉｔのＳＲＡＭ２個の構成から、より安価な１２８ｂｉｔのＳＲＡＭ２個で構成することが可能となる。

他方、Ｋデータの場合、必要となる遅延量は２７０ｍｍとなる。この場合、１２８ＭｂｉｔのＳＲＡＭ２個で実現できる最大遅延量は、３つのいずれの階調ビット数であっても必要となる遅延量を満足しない。

そこで、この場合には、ひとつ上の記憶容量である、２５６ＭｂｉｔのＳＲＡＭを２個使用する形態となる。

図８（Ｂ）は、２５６ＭｂｉｔのＳＲＡＭを２個使用した場合に実現できる遅延量を、各階調ビット８、７、６ビットに対して求めたものと、必要となる遅延量（これは図８（Ａ）と同じ）を図示したものである。

２５６ＭｂｉｔのＳＲＡＭを２個使用した場合では、階調ビット数が８では約３１４ｍｍの最大遅延量、階調ビット数が７では、約３４５ｍｍの最大遅延量、また階調ビット数が６では、約３９５ｍｍの最大遅延量が実現できる。これらは何れも必要となる遅延量を満足するものである。

そこで、Ｋデータに対しては、２５６ＭｂｉｔのＳＲＡＭを２個使用するものとし、階調ビット数としては最も階調性に優れる８ビットを選択するものとしている。

上記の方法によって選択した階調ビット数と、ＳＲＡＭの使用形態を図示したものが、先に図示した本実施形態に係る構成例（図６）である。

以上説明してきたように、本実施形態によれば、タンデム型の画像形成装置および画像形成方法において、画像の品質を一定のレベルに維持しつつも、各感光体への画像形成信号の遅延調整用メモリの容量を低減することができる。

なお、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成例を示す図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成例を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置のうち、プリント部の構成例を示す図。 本発明の実施形態との比較のため、通常用いられているプリント部の細部構成例を示す図。 位置制御用ビットの動作概念を示す図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置のうち、プリント部の細部構成例を示す図。 階調ビット数とグラデュエーション画像の階調変化の程度の一例を示す図。 本実施形態に係る階調ビット数の選択方法の概念を説明する図。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ スキャナ部（入力部）
３ 画像形成部
１２ 感光ドラム（感光体）
１７ 中間転写ベルト（像担持体）
３０ 画像処理部
４０ 制御部
５０ プリント部
５１ ビット長変換部
５２ 記憶部
５３ レーザ駆動部
６０ 操作・表示部

Claims (18)

1. カラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置において、
   第１のビット長を有し、印刷色毎に設けられる複数の第１の画像データを、少なくともいずれかの印刷色において前記第１のビット長よりも小さな第２のビット長を有する複数の第２の画像データに変換するビット長変換部と、
   前記第２の画像データを前記印刷色毎に一時的に記憶し、前記第２の画像データに対して印刷色毎に異なる遅延量を設定可能に構成される複数の記憶部と、
   前記印刷色毎に設けられ、各々が所定の間隔で配置される複数の感光体と、
   像担持体を前記複数の感光体に沿って移動させ、前記像担持体に前記印刷色を重ねて転写する転写部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の記憶部は、
   前記像担持体の移動の下流側にある感光体に対応する印刷色の遅延量が上流側にある感光体に対応する印刷色の遅延量よりも大きくなるように設定され、
   各記憶部の記憶容量は、前記遅延量と前記第２のビット長によって求められる必要記憶容量に基づいて定められる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記各記憶部は、
   最大記憶容量の異なる複数の半導体メモリＩＣの組み合わせで構成され、
   前記複数の半導体メモリＩＣの組み合わせは、その最大記憶容量の合計が、前記必要記憶容量を満たす範囲で最小となるような組み合わせである、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１のビット長は８ビットであり、前記第２のビット長は６ビットである、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記第１のビット長は８ビットであり、前記第２のビット長は６ビットである、ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記各印刷色は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックである、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. カラー画像を印刷するタンデム型の画像形成装置において、
   第１のビット長を有し、印刷色毎に設けられる複数の第１の画像データを、少なくともいずれかの印刷色において前記第１のビット長よりも小さな第２のビット長を有する複数の第２の画像データに変換するビット長変換手段と、
   前記第２の画像データを前記印刷色毎に一時的に記憶し、前記第２の画像データに対して印刷色毎に異なる遅延量を設定可能に構成される複数の記憶手段と、
   前記印刷色毎に設けられ、各々が所定の間隔で配置される複数の感光手段と、
   像担持体を前記複数の感光体に沿って移動させ、前記像担持体に前記印刷色を重ねて転写する転写手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記複数の記憶手段は、
   前記像担持体の移動の下流側にある感光体に対応する印刷色の遅延量が上流側にある感光体に対応する印刷色の遅延量よりも大きくなるように設定され、
   各記憶手段の記憶容量は、前記遅延量と前記第２のビット長によって求められる必要記憶容量に基づいて定められる、
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記各記憶手段は、
   最大記憶容量の異なる複数の半導体メモリＩＣの組み合わせで構成され、
   前記複数の半導体メモリＩＣの組み合わせは、その最大記憶容量の合計が、前記必要記憶容量を満たす範囲で最小となるような組み合わせである、
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記第１のビット長は８ビットであり、前記第２のビット長は６ビットである、ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
11. 前記第１のビット長は８ビットであり、前記第２のビット長は６ビットである、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
12. 前記各印刷色は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックである、ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
13. タンデム型の画像形成装置によってカラー画像を形成する画像形成方法おいて、
    第１のビット長を有し、印刷色毎に設けられる複数の第１の画像データを、少なくともいずれかの印刷色において前記第１のビット長よりも小さな第２のビット長を有する複数の第２の画像データに変換するビット長変換ステップと、
    前記第２の画像データを前記印刷色毎に一時的に記憶し、前記第２の画像データに対して印刷色毎に異なる遅延量を設定する複数の記憶部に記憶するスッテプと、
    前記印刷色毎に設けられ、各々が所定の間隔で配置される複数の感光体に感光するステップと、
    像担持体を前記複数の感光体に沿って移動させ、前記像担持体に前記印刷色を重ねて転写する転写ステップと、
    を備えたことを特徴とする画像形成方法。
14. 前記複数の記憶部は、
    前記像担持体の移動の下流側にある感光体に対応する印刷色の遅延量が上流側にある感光体に対応する印刷色の遅延量よりも大きくなるように設定され、
    各記憶部の記憶容量は、前記遅延量と前記第２のビット長によって求められる必要記憶容量に基づいて定められる、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。
15. 前記各記憶部は、
    最大記憶容量の異なる複数の半導体メモリＩＣの組み合わせで構成され、
    前記複数の半導体メモリＩＣの組み合わせは、その最大記憶容量の合計が、前記必要記憶容量を満たす範囲で最小となるような組み合わせである、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像形成方法。
16. 前記第１のビット長は８ビットであり、前記第２のビット長は６ビットである、ことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。
17. 前記第１のビット長は８ビットであり、前記第２のビット長は６ビットである、ことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成方法。
18. 前記各印刷色は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックである、ことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。

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