JP2020175581A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ｆθレンズを使わない構成において、主走査位置に応じた光量補正を精度よく行うこと。【解決手段】主走査位置に応じて１画素あたりのビットデータ数を決定する画素サイズ演算部７０８と、画像データを駆動部３０４を駆動させるビットパターンに変換する階調特性７０５で、変換後のビットパターンに含まれるビットデータ数が異なり、画像データに応じてビットデータ数が異なるように設定されている複数の階調特性７０５を有し、画素サイズ演算部７０８により決定されたビットデータ数に応じて階調特性７０５を選択するバンク・セレクタ７０９と、バンク・セレクタ７０９により選択された階調特性７０５と画素の濃度値とに基づいて駆動部３０４を駆動させるビットパターンを生成するＰＷＭ変換部７０１と、を備え、感光ドラム１０２は主走査方向に複数のエリアに分割され、バンク・セレクタ７０９は、エリアに応じて階調特性７０５を選択する。【選択図】図２

Description

本発明は、ディジタル複写機など画像形成装置に関し、特に、光学系の倍率補正を行う画像形成装置に関する。

ディジタル複写機等の電子写真方式の画像形成装置では、画像信号に従いレーザを制御して、感光体に静電潜像を形成し、現像、転写、定着の工程を経て画像を形成する。感光体に照射されたレーザ光は、回転多面鏡の回転により感光体の長手方向（以下、主走査方向）に偏向走査される。また、感光体の回転により主走査方向と直交する方向（以下、副走査方向）に走査が行われ、感光体上には２次元の潜像が形成される。また、回転多面鏡の回転による偏向において、ｆθレンズを介して感光体にレーザ光を照射することで、ｆθレンズによる光学補正が行われる。すなわち、長手方向における走査速度や、光路長、入射角度等のレーザ光の走査特性が、ｆθレンズによって均一にされる。

簡略なｆθレンズが用いられる場合、ｆθレンズによる光学補正を行っても残る走査特性の僅かな残差は、画像処理による主走査方向の倍率補正処理によって補正される。例えば、特許文献１では、１画素を主走査方向に分割した単位（以下、分割画素）で各画素を扱い、各画素の階調をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変換する方式が提案されている。この方式は、ＰＷＭ変換された画像データを分割画素の単位の
高い周波数で補間処理して画質劣化を抑える方式である。補間処理により分割画素を挿入、抜き出しする箇所（以下、挿抜箇所）は、一定の倍率であれば主走査方向の中で略一定周期で発生する。分割画素の挿抜箇所の周期とＰＷＭ周期との干渉によるモアレを防止するため、挿抜位置を制御して局所的な濃淡の発生を低減している。

一方、例えば特許文献２では、低コストを追及してｆθレンズを使わない光学構成として、倍率補正を全て電気的な補正により行う方式が提案されている。この方式では、主走査方向を所定のエリアに分割して、エリア毎の倍率に従い、クロック周波数を変調して倍率補正を行う。ｆθレンズを用いない光学構成で、ＰＷＭ信号を倍率制御する構成により低コストの光学系を実現できる。

図１０（ａ）に示すｆθレンズを使わない光学構成の光走査装置では、感光ドラム１０２の端部にいくほどレーザビームは感光ドラム１０２に対して斜めに照射される。このため、感光ドラム１０２の端部における走査速度ｖ（θ）は、感光ドラム１０２の中央部における走査速度ｖ（θ）に比べて速くなる。これにより、同じ時間で走査された画素の主走査方向における幅が、感光ドラム１０２の中央部よりも端部の方が大きくなってしまう。そのため、像高が感光ドラム長手方向中心からの距離に応じて変化する。回転多面鏡から感光ドラムまでの距離Ｒについて、入射角度θを感光ドラム長手方向中心からの距離である像高に直してプロットしたグラフを図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）において、中央（図中、像高０ｍｍ）の倍率を１としたとき、端へ向かうほど高い倍率になり両端では１．２５〜１．３倍の倍率になる特性を示している。こうした特性に対して、例えば特許文献３では、速度特性による倍率をキャンセルするように、倍率特性に従って画素周期を制御して、画像の画素濃度情報と画素周期に応じた露光量を示すルックアップテーブルを用いて倍率補正する方式が提案されている。また、例えば特許文献４では、所望の補正倍率特性に合うように、フィードバックループを用いて画素周期を自動計算し、ハードウェア規模を抑えて精度の高い倍率補正を行う方式について提案されている。

特開２０１３−２２９１３号公報 特開２００４−３３８２８０号公報 特開２０１８−６９６８２号公報 特開２０１７−１７７３７８号公報

上述したように、ｆθレンズを使わない光学構成では、レーザビームの走査速度が感光ドラムの主走査方向に（画素位置に応じて）変化する。これにより、感光ドラム上の中央付近では、レーザビームの走査速度が遅く、露光時間が長いため、画素当りの積分光量が増加し、感光ドラムの端部付近では、レーザビームの走査速度が速く、露光時間が短いため、画素当りの積分光量が減少する。レーザビームの走査速度の特性が、感光ドラムの主走査方向の中央に対して左右対称で、主走査方向の積分光量の変化の特性がレーザビームの走査速度のみに起因する場合には、上述した特許文献３、４の方式で光量補正を行うことが可能である。すなわち、画素濃度情報と画素周期とに応じた露光時間（露光量）のルックアップテーブルに基づいて、積分光量を制御することで、感光ドラム上の画素位置の光量補正を行うことができる。レーザビームの走査速度と画素周期（１画素あたりの周期）とは対応関係にある。そのため、画素周期が長いほど（すなわちレーザビームの走査速度が遅いほど）露光時間を短く設定し、画素周期が短いほど（すなわちレーザビームの走査速度が速いほど）露光時間を長く設定することで、光量を補正することができる。

しかしながら、光学部品の配置が必ずしも感光ドラムの中央に対して対称にならないことやレンズ特性などにより、レーザビームの走査速度以外の光学系の主走査方向の光量ムラが発生する。そのため、レーザビームの走査速度から算出される光量補正特性と、総合的な光量ムラを補正する特性とは、ズレが生じる。図１１は、感光ドラムの主走査方向の画素位置における補正のための光量ゲイン（図中、上段の図）と、感光ドラムの主走査方向の画素位置における補正のための倍率（図中、下段の図）を示すグラフである。横軸は、感光ドラムの主走査方向の画素位置（図中、主走査位置）を示し、中央を３６００画素として、０画素から７２００画素の範囲を示している。一方、上段の図の縦軸は光量ゲインを示し、Ｉａ１、Ｉａ０、Ｉｂ１、Ｉｂ０は、光量ゲイン値を示す。下段の図の縦軸は補正のための倍率を示し、Ｍｂ、Ｍａは補正のための倍率値を示す。上段の図、下段の図の縦軸と横軸の交点は、それぞれ補正のための光量ゲインが１００％、補正のための倍率が１００％を示している。また、感光ドラムの主走査方向の画素位置は、３６００画素を中心に、主走査方向の左右対称に４つの領域０〜３（ａｒｅａ＝０〜３）に分割されている。

図１１においてエリア０（ａｒｅａ＝０）とエリア３（ａｒｅａ＝３）では、感光ドラムの主走査方向の画素位置（主走査位置）の中央（３６００）に対称に、それぞれ主走査位置の中央から端部に向かう方向で補正のための倍率がＭｂからＭａへ変化している。一方、エリア０（ａｒｅａ＝０）とエリア３（ａｒｅａ＝３）では、主走査位置の中央側から端部に向かう方向で、補正のための光量ゲイン値が、それぞれＩｂ０からＩａ０、Ｉｂ１からＩａ１へ変化しているが、主走査位置の中央に対して対称にはなっていない。そのため、倍率特性と光量ゲイン特性との対応関係が、エリア０（ａｒｅａ＝０）とエリア３（ａｒｅａ＝３）では異なっており、倍率（又は画素周期）と光量ゲインとを対応付けても光量の補正量に違いが生じ、光量補正が正しく行われないという課題がある。そのため、倍率と光量ゲインを補正するためのプロファイルデータをそれぞれ設けなければならず、メモリ容量が増加するという課題が生じる。

また、補正のための倍率が主走査方向に変化しないのに、光量ゲインが主走査方向に変化する特性が生じることがある。例えば、図１１では、エリア１（ａｒｅａ＝１）とエリア２（ａｒｅａ＝２）では、補正のための倍率は、倍率Ｍｂで一定である。ところが、補正のための光量ゲインは、エリア１（ａｒｅａ＝１）ではＩｂ０で一定だが、エリア２（ａｒｅａ＝２）では主走査方向にＩｂ０からＩｂ１に変化している。そのため、倍率（又は画素周期）と光量ゲインとを対応付けても、光量の補正量に違いが生じ、光量が正しく補正されないエリアが発生するという課題もある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ｆθレンズを使わない構成において、主走査位置に応じた光量補正を精度よく行うことを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）第１の方向に回転する感光体と、光ビームを照射する光源と、前記光源を駆動する駆動部と、を有し、前記感光体上の前記第１の方向に略直交する第２の方向に光ビームを走査して静電潜像を形成する露光手段と、を備える画像形成装置であって、入力された画像データの所定の画素の前記第２の方向における位置に応じて、前記所定の画素について１画素あたりのビットデータ数を決定する決定手段と、前記画像データを、前記駆動部を駆動させるためのビットパターンに変換するための変換条件であって、変換した後のビットパターンに含まれる光ビームを出射させるためのビットデータ数が異なるように、かつ、前記画像データに応じてビットデータ数が異なるように設定されている複数の変換条件を有し、前記決定手段により決定されたビットデータ数に応じて前記複数の変換条件の中から所定の変換条件を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記所定の変換条件と、前記所定の画素の濃度値とに基づいて、前記所定の画素に対して前記駆動部を駆動させるためのＰＷＭ信号を生成するためのビットパターンを生成する生成手段と、を備え、光ビームで走査される前記感光体は、前記第２の方向に複数のエリアに分割され、前記選択手段は、前記エリアに応じて前記変換条件を選択することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、ｆθレンズを使わない構成において、主走査位置に応じた光量補正を精度よく行うことができる。

実施例の画像形成装置全体を示す図、感光ドラムと光走査装置周辺の構成を示す図 実施例の画像処理を示す図 実施例のタイミングチャートを示す図 実施例の画素サイズを可変せず濃度を変化させる動作を説明するブロック図とタイミングチャート 実施例の入力階調とパルス幅を示す図 ＰＷＭデータとＰＷＭ信号の関係を示す図 実施例のページ処理、主走査処理を示すフローチャート 実施例の画素サイズ演算部の処理を示すブロック図 実施例の主走査位置と画素サイズの変化を示すグラフ 従来例のｆθレンズを有しない光走査装置を説明する図 従来例の主走査位置に対する補正倍率、補正光量を説明する図

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、レーザ光が走査される方向であって感光ドラムの回転軸方向を第２の方向である主走査方向、主走査方向に略直交する方向であって感光ドラムの回転方向を第１の方向である副走査方向とする。

［ｆθレンズを使わない系の走査速度］
図１０（ａ）は、ｆθレンズを使わない光学構成、言い換えれば、回転多面鏡２０４から偏向されたレーザ光はそのまま感光ドラム１０２上を走査する構成の補正量を説明する図である。回転多面鏡２０４の角速度をω、感光ドラム１０２への入射角度をθとする。また、感光ドラム１０２にレーザビームが垂直に入射する際の入射角度を０度として、このときの回転多面鏡２０４から感光ドラム１０２までの距離をＲとする。入射角度θが０となる感光ドラム１０２上の位置を基準として、ある入射角度θに対する感光ドラム１０２上におけるレーザビームの走査方向（以下、主走査方向という）の距離をＬとする。レーザビームが時間ｔで距離Ｌを走査するとき、レーザビームの走査速度ｖ（θ）の、概算の導出を（式１）〜（式４）に示す。ここで、入射角度θからΔθだけ角度が変化したときに、感光ドラム１０２上でレーザビームが移動した距離をΔＬとする。

図１０（ａ）に示すように、ｆθレンズを用いない系では、感光ドラム１０２の端部にいくほどレーザビームは感光ドラム１０２に対して斜めに照射される。このため、感光ドラム１０２の端部における走査速度ｖ（θ）は、感光ドラム１０２の中央部における走査速度ｖ（θ）に比べて速くなる。これにより、同じ時間で走査された画素の主走査方向における幅が、感光ドラム１０２の中央部よりも端部の方が大きくなってしまう。レーザビームのスポット形状に言い換えれば、レーザビームのスポット形状は、感光ドラム１０２の端部にいくほど、主走査方向につぶれた形状となってしまう。また、レーザビームの光量に言い換えれば、レーザビームの光量は、感光ドラム１０２の端部にいくほど、小さくなってしまう。

このように、１画素の主走査方向における伸縮の倍率は、走査速度ｖ（θ）に比例する。所定の距離Ｒについて、入射角度θを感光ドラム１０２の長手方向中心からの距離（以下、像高という文言を用いることもある）に直してプロットしたグラフを図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）は、横軸に感光ドラム１０２の主走査方向の中心を０ｍｍとした像高を示し、縦軸に倍率を示す。像高が０ｍｍでは倍率は１．０であり、感光ドラム１０２の両端に向かって倍率は増加し、例えば端部では１．３に近い値となる。

［階調特性の対称性］
上述したように、ｆθレンズを使わない構成では、レーザビームの走査速度が感光ドラムの主走査方向に（画素位置に応じて）変化する。これにより、感光ドラム上の中央付近の画素はレーザビームの走査速度が遅く、露光時間が長いため、画素当りの積分光量が増加し、感光ドラムの端部付近の画素はレーザビームの走査速度が速く、露光時間が短いため、画素当りの積分光量が減少する。レーザビームの走査速度の特性が、感光ドラムの主走査方向の中央に対して左右対称で、主走査方向の積分光量変化の特性がレーザビームの走査速度のみに起因する場合には、次のように光量補正を行うことができる。すなわち、画素濃度情報（濃度値）と画素周期とに応じた露光時間のルックアップテーブルに基づいて、積分光量を制御することで、感光ドラム上の画素位置の光量補正を行うことができる。レーザビームの走査速度と画素周期とは対応関係にある。そのため、画素周期が長い（すなわちレーザビームの走査速度が遅い）ほど露光時間を短く設定し、画素周期が短い（すなわちレーザビームの走査速度が速い）ほど露光時間を長く設定することで、光量を補正することができる。

しかしながら、光学部品の配置が必ずしも感光ドラムの中央に対して対称にならないことやレンズ特性などにより、レーザビームの走査速度以外の光学系の主走査方向の光量ムラが発生する。したがって、レーザビームの走査速度から算出される光量補正特性と、総合的な光量ムラを補正する特性とは、ズレが生じることになる。図１１は、感光ドラムの主走査方向の画素位置における補正のための光量ゲイン（図中、上段の図）と、感光ドラムの主走査方向の画素位置における補正のための倍率（図中、下段の図）を示すグラフである。

図１１において、エリア０（ａｒｅａ＝０）とエリア３（ａｒｅａ＝３）では、補正のための倍率は、感光ドラムの主走査方向の画素位置（主走査位置）の中央（３６００）に対して対称な倍率で変化している。一方、補正のための光量ゲインの変化は、主走査位置の中央に対して対称にはなっていない。倍率特性と光量ゲイン特性との対応関係が、エリア０（ａｒｅａ＝０）とエリア３（ａｒｅａ＝３）では異なっているため、倍率（又は画素周期）と光量ゲインを対応付けても光量の補正量に違いが生じ、光量が正しく補正されないという課題がある。また、図１１では、エリア１（ａｒｅａ＝１）とエリア２（ａｒｅａ＝２）では、補正のための倍率は一定であるが、補正のための光量ゲインは、エリア１（ａｒｅａ＝１）では一定だが、エリア２（ａｒｅａ＝２）では主走査方向に変化している。そのため、倍率（又は画素周期）と光量ゲインを対応付けても、光量の補正量に違いが生じ、光量が正しく補正されないエリアが生じる課題がある。

［画像形成装置全体の構成］
図１（ａ）は、複数色のトナーを用いて画像形成を行うデジタルフルカラープリンタ（カラー画像形成装置）の概略断面図である。図１（ａ）を用いて本実施例の画像形成装置１００について説明する。画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部（画像形成手段）１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋ（破線部）が備えられている。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表しており、以下、特定の色について説明する場合を除き、添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。

画像形成部１０１には感光体である感光ドラム１０２が備えられている。感光ドラム１０２の周りには、帯電装置１０３、露光手段である光走査装置１０４、現像装置１０５がそれぞれ設けられている。また、感光ドラム１０２の周りには、クリーニング装置１０６が配置されている。感光ドラム１０２の下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９、１１０とに張架され、画像形成中は図中の矢印Ｂ方向（時計回り方向）に回転する。また、中間転写ベルト１０７（中間転写体）を介して、感光ドラム１０２に対向する位置には、一次転写装置１１１が設けられている。また、本実施例の画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体である用紙Ｓに転写するための二次転写装置１１２、用紙Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３を備える。

画像形成装置１００の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部１０１における画像形成プロセスは同一であるため、画像形成部１０１Ｙを例にして画像形成プロセスを説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。画像形成部１０１Ｙの帯電装置１０３Ｙにより、図中矢印方向（反時計回り方向）に回転駆動される感光ドラム１０２Ｙを帯電する。帯電された感光ドラム１０２Ｙは、光走査装置１０４Ｙから出射される一点鎖線で示すレーザ光によって露光される。これにより、回転する感光ドラム１０２Ｙ上（感光体上）に静電潜像が形成される。感光ドラム１０２Ｙ上に形成された静電潜像は、現像装置１０５Ｙによってイエローのトナー像として現像される。画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋでも、同様の工程が行われる。

転写工程以降の画像形成プロセスについて説明する。転写電圧が印加された一次転写装置１１１は、画像形成部１０１の感光ドラム１０２上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を、中間転写ベルト１０７に転写する。これにより、中間転写ベルト１０７上で各色のトナー像が重ね合わされる。すなわち、中間転写ベルト１０７に４色のトナー像が転写される（一次転写）。中間転写ベルト１０７上に転写された４色のトナー像は、二次転写装置１１２により、手差し給送カセット１１４又は給紙カセット１１５から二次転写部に搬送されてきた用紙Ｓ上に転写される（二次転写）。そして、用紙Ｓ上の未定着のトナー像は定着装置１１３で加熱定着され、用紙Ｓ上にフルカラー画像が得られる。画像が形成された用紙Ｓは排紙部１１６に排紙される。

［感光ドラムと光走査装置］
図１（ｂ）に、感光ドラム１０２、光走査装置１０４、及び、光走査装置１０４の制御部の構成を示す。光走査装置１０４は、マルチビームレーザ光源（以下、レーザ光源）２０１と、コリメータレンズ２０２と、シリンドリカルレンズ２０３と、偏向手段である回転多面鏡２０４とを備える。レーザ光源２０１は、複数の発光素子によりレーザ光（光ビーム）を発生するマルチビームレーザ光源である。コリメータレンズ２０２は、レーザ光を平行光に整形する。シリンドリカルレンズ２０３は、コリメータレンズ２０２を通過したレーザ光を副走査方向へ集光する。なお、本実施例ではレーザ光源２０１は複数のビームを配列したマルチビーム光源を例にして記載するが、単一の光源を用いた場合も同様に動作させるものとする。レーザ光源２０１は、マルチビームレーザ駆動回路（以下、単に駆動部）３０４によって駆動される。回転多面鏡２０４は、回転動作するモータ部とモータ軸に取り付けられた反射ミラーからなる。本実施例では回転多面鏡２０４のミラー面は５面であるが、他の面数でもよい。以下、回転多面鏡２０４の反射ミラーの面を、ミラー面という。回転多面鏡２０４は、回転多面鏡駆動部（以下、駆動部）３０５によって駆動される。また、光走査装置１０４は、種々の情報が格納された記憶手段であるメモリ３０２を有する。

更に、光走査装置１０４は、回転多面鏡２０４によって偏向されたレーザ光を検知し、レーザ光を検知したことに応じて水平同期信号（以下、ＢＤ信号）を出力する信号生成手段であるＢｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ２０７（以下、ＢＤ２０７）を備える。光走査装置１０４から出射したレーザ光は、感光ドラム１０２上を走査する。レーザ光が感光ドラム１０２の回転軸に対して平行に走査されるように、光走査装置１０４と感光ドラム１０２の位置決めがなされている。光走査装置１０４は、回転多面鏡２０４のミラー面が感光ドラム１０２上を一回走査する度に、マルチビームレーザの光ビームのスポットを主走査方向に走査させ、レーザ素子数分の走査ラインを同時に形成する。

次に、光走査装置１０４の制御部（ＣＰＵ３０３）について説明する。ＣＰＵ３０３には、画像データを生成する不図示のコントローラから画像データが入力され、ＢＤ２０７、メモリ３０２、駆動部３０４、駆動部３０５が接続されている。

［回転多面鏡の制御］
ＣＰＵ３０３は、ＢＤ２０７から出力されるＢＤ信号に基づいて走査ラインの書き出し位置の検知と、ＢＤ信号の時間間隔をカウントする。これにより、ＣＰＵ３０３は、回転多面鏡２０４の回転速度を検知し、回転多面鏡２０４が所定の回転速度となるように駆動部３０５に加速減速を指示する。駆動部３０５は、入力された加速減速信号に対応して、回転多面鏡２０４のモータ部に駆動電流を供給し、モータを駆動する。

［画像データの制御］
また、ＣＰＵ３０３は、不図示のコントローラから入力された画像データをＰＷＭ信号に変換する。画像データは各画素の濃度を示す多値のビットパターン（例えば、４ｂｉｔ以上の階調データ）である。ＰＷＭ信号は、この階調データをＰＷＭデータに変換し、変換したＰＷＭデータに基づいて生成される信号である。ＰＷＭ信号は、階調データを後述する表１に示す変換テーブルなどの階調特性に基づいて得られる複数のビットデータを含むビットパターンである。図２は、ＣＰＵ３０３が階調データに基づいてＰＷＭ信号を生成する際の流れを説明するブロック図である。コントローラから入力された階調データは、生成手段であるＰＷＭ変換部７０１によりＰＷＭデータ（図６（ｂ）参照）に変換され、ＰＷＭデータはパラレル／シリアル変換部７０２に出力される。そして、ＰＷＭデータはパラレル／シリアル変換部７０２によりシリアル出力されることによってＰＷＭ信号（図６（ａ）参照）として駆動部３０４に出力される。

ＢＤ２０７から出力されるＢＤ信号毎にリセットされる主走査カウンタ７０３は、画素毎に主走査方向の位置（ｘ）をカウントし、カウント値をプロファイル演算部７０７に出力する。プロファイル演算部７０７は、次のような演算を行い、演算した値を画素サイズ演算部７０８に出力する。すなわち、主走査カウンタ７０３のカウント値が示す主走査方向の位置（以下、主走査位置という）ｘに対して、予め設定した関数（後述する（式５））に従い、理想の分割数である画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）を演算して画素サイズ演算部７０８に出力する。本実施例では、１画素の分割数が２４のときの画素サイズを基準の画素サイズの理想値である１として、画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）を決めている。すなわち、本実施例では、画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）は、１（＝２４／２４）から１．３３・・・（＝３２／２４）の間の値となる。Ｓｒ（ｘ）は、（式５）に示す二次式で表される。ただし、本実施例において、主走査方向の１ラインには７２００画素が含まれており、中央が３６００である。

決定手段である画素サイズ演算部７０８は、次のような演算を行い、演算した値を階調特性セレクタ７０６（７０６ａ、７０６ｂ）に出力する。すなわち、プロファイル演算部７０７から入力された画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）に応じて、後述するフィードバック制御による演算により求めた画素サイズＳ（ｘ）を階調特性セレクタ７０６（７０６ａ、７０６ｂ）に出力する。ここで、画素サイズとは、１画素のビットデータ数である。本実施例では、画素サイズＳ（ｘ）は２４〜３２の複数の画素サイズＳ（ｘ）があり、複数の画素サイズＳ（ｘ）に対応した複数の階調特性１〜Ｎ（Ｎ＝９）（以下、階調特性７０５ともいう）を対応付ける。例えば、１画素の分割数である画素サイズＳ（ｘ）が２４である場合は階調特性１、画素サイズＳ（ｘ）が２５である場合は階調特性２、以降、画素サイズＳ（ｘ）を＋１する毎に、階調特性の番号に＋１した階調特性を対応付けている。階調特性７０５については後述する。

階調特性セレクタ７０６ａ、７０６ｂは、入力した画素サイズＳ（ｘ）＝２４〜３２に応じて、それぞれ階調特性７０５ａ、７０５ｂの階調特性１〜Ｎの中から選択した変換条件である階調特性をそれぞれバンク・セレクタ７０９に出力する。選択手段であるバンク・セレクタ７０９は、バンク・インデックス生成部７１４からのインデックス値の出力に基づいて、インデックス値が０の場合には階調特性セレクタ７０６ａから出力された階調特性７０５ａを選択し、ＰＷＭ変換部７０１にする。また、バンク・セレクタ７０９は、インデックス値が１の場合には階調特性セレクタ７０６ｂから出力された階調特性７０５ｂを選択し、ＰＷＭ変換部７０１に出力する。ＰＷＭ変換部７０１は、画素毎の階調に応じてバンク・セレクタ７０９から画素毎に選択された階調特性７０５（７０５ａ、７０５ｂ）（テーブル）に従い、階調に応じたデータ（図６（ｂ）のＰＷＭデータ）をパラレル／シリアル変換部７０２に出力する。ビットパターンは、例えば、０と１とで表されたデータである。パラレル／シリアル変換部７０２は、ＰＷＭ変換部７０１から入力されたビットパターンに含まれるビットデータをクロック信号に応じて１ビットずつシリアル出力する。これによりシリアル信号に変換し、当該シリアル信号をＰＷＭ信号として駆動部３０４へ出力する。

なお、本実施例において、階調特性７０５ａ、７０５ｂは、不図示のハードディスクに格納されている。ＣＰＵ３０３は、起動時にハードディスクから読み出した階調特性７０５ａ、７０５ｂをメモリ３０２にコピーして、画像処理時にはメモリ３０２にアクセスして高速処理できるよう制御している。

［バンク・インデックス生成部の動作］
バンク・インデックス生成部７１４に関係する各ブロックの動作を図３のタイミングチャートを用いて説明する。図３（ａ）は、前述した図１１の階調特性の補正を行うときの各ブロックのタイミングチャートを示している。図３（ａ）において、「エリア」は、図１１に示すエリア０〜３（ａｒｅａ＝０〜３）を示している。「スタート・インデックス」は、スタート・インデックス７１１から出力されるインデックス値を示し、「エンド・インデックス」は、エンド・インデックス７１２から出力されるインデックス値を示している。「バンク・インデックス」は、バンク・インデックス生成部７１４から出力されるインデックス値を示し、「エリア長」は、エリア長セレクタ７１３から出力される各エリアの画素数を示している。

図２において、エリア生成部７１０は、主走査カウンタ７０３から主走査位置を示すカウント値が入力され、カウント値が示すエリア番号に対応するエリア信号を出力する。エリア長セレクタ７１３は、エリア生成部７１０から出力されたエリア信号に対応するエリアのエリア長を画素数で表した値を、エリア生成部７１０、及びバンク・インデックス生成部７１４に出力する。図１１の例では、エリアは０〜３まであり、それぞれのエリア長は２７００画素、９００画素、９００画素、２７００画素で、エリア毎にエリア長セレクタ７１３から画素数が出力される。また、エリア生成部７１０は、エリア長セレクタ７１３から出力されたエリア長（画素数）と、主走査カウンタ７０３からのカウント値を比較して、エリア長（画素数）とカウント値が一致すると、出力するエリア信号をインクリメントして、切り替える。更に、エリア生成部７１０は、エリア切替え時には、バンク・インデックス生成部７１４にエリア境界信号を出力する。また、スタート・インデックス７１１、エンド・インデックス７１２は、エリア信号に応じて、エリア毎にスタート・インデックス、エンド・インデックスをバンク・インデックス生成部７１４に出力する。

バンク・インデックス生成部７１４は、スタート・インデックス７１１から出力されたスタート・インデックス、及びエンド・インデックス７１２から出力されたエンド・インデックスに基づいて、バンク・インデックスをバンク・セレクタ７０９に出力する。バンク・インデックス生成部７１４は、スタート・インデックスとエンド・インデックスとが同じインデックス値の場合には、そのインデックス値をバンク・インデックスとしてバンク・セレクタ７０９に出力する。一方、バンク・インデックス生成部７１４は、スタート・インデックスとエンド・インデックスとが異なるインデックス値の場合には、各エリアの端部からの主走査位置の距離に応じて、スタート・インデックスとエンド・インデックスの比率を徐々に変化させる。これにより、バンク・インデックス生成部７１４は、バンク・セレクタ７０９により選択される階調特性が、スタート・インデックスにより示される階調特性７０５ａからエンド・インデックスにより示される階調特性７０５ｂに徐々に遷移するように制御する。なお、図３（ａ）に示すように、本実施例では、バンク・インデックス生成部７１４は、エリア０、１では、階調特性７０５ａを選択し、エリア３では、階調特性７０５ｂを選択する。そして、バンク・インデックス生成部７１４は、エリア２では、階調特性７０５ａからエンド・インデックスにより示される階調特性７０５ｂに徐々に遷移するように制御することにより、中間的な露光量で露光したような効果を持たせている。

［バンク・インデックス生成部の構成と動作］
図３（ｂ）は、図３（ａ）のエリア２におけるバンク・インデックスの変化を示した図である。図３（ｂ）は、バンク・インデックス生成部７１４がバンク・セレクタ７０９に出力するインデックス値をスタート・インデックスの値からエンド・インデックスの値を選択する比率を徐々に変化させる様子を示している。バンク・インデックス生成部７１４がスタート・インデックスとエンド・インデックスを選択する比率を徐々に変化させる動作を、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、エリアｎ（Ａｒｅａ−ｎ）を示す図で、エリアｎのエリア長はＬｎであり、エリア内の主走査位置を示す画素カウントＸは０〜Ｌｎ−１の範囲でカウントアップされるものとする。図４（ｂ）はバンク・インデックス生成部７１４の構成を示すブロック図である。レジスタ１６０１及びＤｕｔｙ演算部１６０４は、エリア生成部７１０から出力されるエリア境界信号（不図示）によりリセットされ、これにより画素カウントＸもリセットされる。レジスタ１６０１及びＤｕｔｙ演算部１６０４はリセットされた後、画素カウントＸをインクリメントして、更新する。Ｄｕｔｙ演算部１６０４は、Ｒｏｕｎｄ（Ｘ／（Ｌｎ―１）×１００）を演算し、ｄｕｔｙ信号を出力する。ここで、Ｒｏｕｎｄ（）は、引数の小数点以下を四捨五入した値を返す関数とする。

図４（ｃ）は、エリア長Ｌｎが３０画素とした場合のタイミングチャートの例を示し、エリア内の主走査位置を示す画素カウントＸに応じて、ｄｕｔｙ信号の値が増加していく様子を示している図である。ここで、ｄｕｔｙ信号は、バンク・インデックス生成部７１４において、エンド・インデックスを選択する比率［％］を意味する。加算器１６０２は、レジスタ１６０１が保持している累積値を示すａｃｃ信号と、Ｄｕｔｙ演算部１６０４が出力するｄｕｔｙ信号とを加算して、合計値をａｃｃ＿ａｄｄ信号として、ｍｏｄ演算部１６０３に出力する。ｍｏｄ演算部１６０３は、加算器１６０２から出力されたａｃｃ＿ａｄｄ信号が入力されると、ａｃｃ＿ａｄｄ信号により示される値を１００で除した剰余を、ｍｏｄ信号としてレジスタ１６０１に出力する。また、ｍｏｄ演算部１６０３は、ａｃｃ＿ａｄｄ信号により示される値が１００以上の場合は１、１００未満の場合は０を、ｏｖｅｒｆｌｏｗ信号としてセレクタ１６０５に出力する。レジスタ１６０１は、ｍｏｄ演算部１６０３から出力された剰余を示すｍｏｄ信号を画素ごとに更新して、保持する。また、セレクタ１６０５は、ｍｏｄ演算部１６０３から出力されたｏｖｅｒｆｌｏｗ信号に基づいて、ｏｖｅｒｆｌｏｗ信号が０の場合にはスタート・インデックスのインデックス値を選択し、インデックス信号としてバンク・セレクタ７０９に出力する。一方、セレクタ１６０５は、ｏｖｅｒｆｌｏｗ信号が１の場合にはエンド・インデックスのインデックス値を選択して、インデックス信号としてバンク・セレクタ７０９に出力する。ｏｖｅｒｆｌｏｗ信号は、ｄｕｔｙ信号がエンド・インデックスの選択に反映されたことを示し、ｍｏｄ信号はエンド・インデックスの選択に反映されなかった剰余分を表している。

例えば、図４（ｃ）において、画素カウントＸが７の場合には、レジスタ１６０１から出力されるａｃｃ信号は７２、Ｄｕｔｙ演算部１６０４から出力されるｄｕｔｙ信号は２４となる。その結果、加算器１６０２から出力されるａｃｃ＿ａｄｄ信号は９６（＝７２＋２４）となる。また、ａｃｃ＿ａｄｄ信号は９６で、９６＜１００なので、ｍｏｄ演算部１６０３から出力されるｏｖｅｒｆｌｏｗ信号は０であり、ｍｏｄ信号は９６となる。そのため、セレクタ１６０５はスタート・インデックスのインデックス値を選択する。次に、画素カウントＸが８の場合には、レジスタ１６０１から出力されるａｃｃ信号は９６、Ｄｕｔｙ演算部１６０４から出力されるｄｕｔｙ信号は２８なので、加算器１６０２から出力されるａｃｃ＿ａｄｄ信号は１２４（＝９６＋２８）となる。また、ａｃｃ＿ａｄｄ信号は１２４であり、１２４≧１００なので、ｍｏｄ演算部１６０３から出力されるｏｖｅｒｆｌｏｗ信号は１であり、そのため、セレクタ１６０５はエンド・インデックスのインデックス値を選択する。また、ｍｏｄ演算部１６０３から出力されるｍｏｄ信号は、エンド・インデックスの選択に反映した分を減じて２４（＝１２４−１００）となる。本実施例では、エリア生成部７１０からのエリア境界信号によって、レジスタ１６０１のａｃｃ信号をリセットしたが、例えば、乱数を用いて走査毎にインデックスの値にバラツキを持たせて、濃度変化が視覚的に目立たないようにしてもよい。また、本実施例では、ｄｕｔｙ信号を主走査位置にエリア内の位置Ｘに線形に変化させたが、ｄｕｔｙ信号を非線形に変化させてもよい。

［階調特性］
本実施例の階調特性７０５とは、１画素の階調データをＰＷＭデータに変換するためのプロファイルであって、そのプロファイルは、テーブル又は関数等で実現できる。本実施例における階調特性は、入力階調（階調データ）に対する黒の幅で表す。各プロファイル、及び各画素サイズで階調特性が定義されている。表１（ａ）は画素サイズＳ（ｘ）が３２の場合の階調特性を示し、表１（ｂ）、（ｃ）は画素サイズＳ（ｘ）が２４の場合の階調特性を示している。本実施例では、階調特性７０５は、画素サイズＳ（ｘ）＝２４から画素サイズＳ（ｘ）＝３２までに対応して階調特性１〜階調特性９を有している構成であるが、この値に限定するものではない。

表１の各表において、左の列は１画素の階調データを示している。一方、右の列の「露光量」は、左の列の階調データに対応する１画素中を所定の分割数で分割した単位を１単位（以下、分割画素という）としたときの黒で表す分割画素の長さ（幅）を示し、ＰＷＭ信号のオン幅を示している。なお、１画素を所定の分割数で分割したときに、１画素中の黒で表す分割画素の長さ（幅）を、以下、黒の長さ（幅）といい、白で表す場合にも、同様に白の長さ等という。ＰＷＭデータを白→黒→白として表すとき、最初の白の長さをＷ、黒の長さをＢ、黒の次の白の長さをＷ’とする。画素サイズ（分割数）をＳとしたとき、Ｂは表１に示す長さとなり、ＷはＷ＝ＩＮＴ（（Ｓ−Ｂ）／２）となり、Ｗ’はＷ’＝Ｓ−Ｂ−Ｗとなるように決定する。ここで、ＩＮＴ（）は、引数の整数部を返す関数とする。例えば、画素サイズＳ（ｘ）が２４（Ｓ＝２４）のとき、入力される階調データが６（‘０１１０’のビットパターン）である場合、ＰＷＭ変換部７０１は、表１（ｂ）から黒の長さＢを１１とする（Ｂ＝１１）。そうすると、黒の前の白の長さＷは、Ｗ＝ＩＮＴ（（２４−１１）／２）＝ＩＮＴ（６．５）＝６、黒の次の白の長さＷ’は、Ｗ’＝（２４−１１−６）＝７となる。すなわち、ＰＷＭ変換部７０１は、表１（ｂ）に基づいて‘０１１０’のビットパターンを‘００００００１１１１１１１１１１１０００００００’に変換する。表１（ｂ）、（ｃ）は、同じ画素サイズであるが、階調特性セレクタ７０６ａ、７０６ｂでは、露光量が異なることを示している。

図５は、表１の各階調特性（ａ）（画素サイズＳ（ｘ）＝３２（３２分割））、（ｂ）（画素サイズＳ（ｘ）＝２４（２４分割））、（ｃ）（画素サイズＳ（ｘ）＝２４（２４分割））を階調データとパルス幅（黒の長さＢ）で表したものである。横軸は階調データ（４ビット１６階調）を、縦軸はＰＷＭ信号のパルス幅（すなわち、黒の長さＢ）を、それぞれ示している。本実施例では、異なる分割数でも階調特性が近似されるように設定している。本実施例では、画素の中央から黒の領域が成長するようなＰＷＭ信号となる（以下、中央成長のＰＷＭ信号）例を示している。しかし、例えば、画素の先端から黒の領域が成長するようなＰＷＭ信号となる（左成長のＰＷＭ信号）ようにしてもよい。左成長のＰＷＭ信号では、ＰＷＭ信号のオン幅を黒、オフ幅を白としたとき、黒の長さをＢ、白の長さをＷ、画素サイズＳとすると、白の長さＷはＷ＝Ｓ−Ｂの式で決定できる。また、黒の領域が画素の後端から成長するようなパターンや、画素の両端から中央に向かって成長するようなパターンでも同様に応用可能である。また、黒の領域の幅（ＰＷＭ信号のオン幅）だけでなく、画素内の位置などの付属情報を一組のセットにした情報を階調特性として扱ってもよく、この場合も同様に応用可能である。

［階調特性とＰＷＭデータとの関係］
画素サイズと階調特性７０５から求めたＷ、Ｂ、Ｗ’のデータをＰＷＭデータとして出力する例を以下に示す。例えば、連続する画素が画素サイズＳ（ｘ）＝３２、２４、２４、階調データ＝１４（‘１１１０’のビットパターン）、１（‘０００１’のビットパターン）、５（‘０１０１’のビットパターン）となっている場合、次のようになる。階調特性セレクタ７０６ａは、画素サイズＳ（ｘ）＝３２に対応する階調特性９（表１（ａ））、画素サイズＳ（ｘ）＝２４に対応する階調特性１（表１（ｂ））、画素サイズＳ（ｘ）＝２４に対応する階調特性１（表１（ｂ））を順に選択する。階調特性セレクタ７０６ａは、選択した階調特性９、階調特性１、階調特性１をバンク・セレクタ７０９に出力する。なお、バンク・インデックス生成部７１４からはインデックス値として０が出力されているものとする。バンク・セレクタ７０９は、インデックス値が０なので、階調特性セレクタ７０６ａから出力される階調特性７０５ａに属する階調特性９、１、１をＰＷＭ変換部７０１に出力する。ＰＷＭ変換部７０１は、バンク・セレクタ７０９から入力された階調特性７０５ａの階調特性９、１、１に応じて、表１からＢ、上述した式からＷ、Ｗ’を求め、ＰＷＭ信号を生成するためのＰＷＭデータをパラレル／シリアル変換部７０２に出力する。

図６は、白を０、黒を１として表したＰＷＭデータ（ビットパターン）とＰＷＭ信号との対応関係を説明する図である。図６（ｂ）は、ＰＷＭ変換部７０１からパラレル／シリアル変換部７０２に出力されるＰＷＭデータを示す。図６（ａ）は、パラレル／シリアル変換部７０２がＰＷＭデータをシリアル列に変換して１をハイレベル、０をローレベルとして出力するＰＷＭ信号を示す。例えば、１画素目は、画素サイズＳ（ｘ）が３２、階調データが１４（‘１１１０’のビットパターン）である。ＰＷＭ変換部７０１は、表１の（ａ）の階調データ１０に対応するＢ＝２２を用いて、Ｗ＝５、Ｗ’＝５と求め、Ｗ、Ｂ、Ｗ’に対応する０、１からなるＰＷＭデータを出力する。２画素目、３画素目についても、Ｗ、Ｂ、Ｗ’を同様に求めるものとし、説明を省略する。

［ページ処理のフロー］
本実施例のページ処理について、副走査方向の処理を図７（ａ）で、主走査方向の処理を図７（ｂ）で、それぞれ説明する。まず、図７（ａ）の副走査方向の処理について説明する。ページ処理が開始されると、ステップ（以下、Ｓとする）１５０２でＣＰＵ３０３は、副走査方向のカウンタｖ＿ｃｏｕｎｔを初期化する（ｖ＿ｃｏｕｎｔ＝０）。Ｓ１５０８でＣＰＵ３０３は、ＢＤ２０７から出力されるＢＤ信号と同期して、ロー・アクティブ（負論理）の信号として生成される主走査同期信号が出力されたか否かを判断する。Ｓ１５０８でＣＰＵ３０３は主走査同期信号が出力されていないと判断した場合、処理をＳ１５０８に戻す。Ｓ１５０８でＣＰＵ３０３は、主走査同期信号が出力されたと判断した場合、処理をＳ１５０４に進める。Ｓ１５０４でＣＰＵ３０３は、１ライン分の主走査処理を実行する。Ｓ１５０４の主走査処理の詳細は、図７（ｂ）を用いて後述する。Ｓ１５０５でＣＰＵ３０３は、副走査方向のカウンタｖ＿ｃｏｕｎｔをインクリメントする（ｖ＿ｃｏｕｎｔ＋＋）。Ｓ１５０６でＣＰＵ３０３は、副走査方向のカウンタｖ＿ｃｏｕｎｔを参照し、カウンタ値が所定値に達しているか否か、すなわち、１ページ分の副走査方向の処理が終了したか否かを判断する。Ｓ１５０６でＣＰＵ３０３は、副走査方向の処理が終了していないと判断した場合、処理をＳ１５０８に戻す。Ｓ１５０６でＣＰＵ３０３は、副走査方向の処理が終了したと判断した場合、ページ処理を終了する。

［主走査方向の処理］
図７（ａ）のＳ１５０４の主走査方向の処理の動作を、図７（ｂ）を用いて説明する。図７（ａ）のＳ１５０４の主走査方向の処理が開始されると、Ｓ１４０２でＣＰＵ３０３は、主走査方向のカウンタｈ＿ｃｏｕｎｔを初期化する（ｈ＿ｃｏｕｎｔ＝０）。Ｓ１４０３でＣＰＵ３０３は、プロファイル演算部７０７により画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）（図中、理想プロファイルと記す）を演算する。上述したように、主走査方向のカウンタｈ＿ｃｏｕｎｔが示す主走査位置ｘにおける画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）は、（式５）で表される。

Ｓ１４０４でＣＰＵ３０３は、画素サイズ演算部７０８により画素サイズＳ（ｘ）を演算する。画素サイズＳ（ｘ）の演算処理は、後述する。Ｓ１４０５でＣＰＵ３０３は、階調特性セレクタ７０６ａ、７０６ｂ、及びバンク・セレクタ７０９により、画素サイズ演算部７０８から入力された画素サイズＳ（ｘ）に対応する階調特性７０５を選択する。Ｓ１４０６でＣＰＵ３０３は、バンク・セレクタ７０９により選択された階調特性に応じて、入力された階調データを、ＰＷＭ変換部７０１により図６で説明したようなＰＷＭデータに変換してパラレル／シリアル変換部７０２に出力する。パラレル／シリアル変換部７０２は、入力されたＰＷＭデータをＰＷＭ信号に変換し出力データを決定する。ＣＰＵ３０３は、ＰＷＭ変換部７０１により変換されたＰＷＭ信号を駆動部３０４に出力する。

Ｓ１４０７でＣＰＵ３０３は、主走査方向のカウンタｈ＿ｃｏｕｎｔをインクリメントする（ｈ＿ｃｏｕｎｔ＋＋）。Ｓ１４０８でＣＰＵ３０３は、主走査方向のカウンタｈ＿ｃｏｕｎｔが所定値に達しているか否か、すなわち、１ライン分の主走査方向の処理が終了したか否かを判断する。Ｓ１４０８でＣＰＵ３０３は、主走査方向の処理が終了していないと判断した場合、処理をＳ１４０３に戻す。Ｓ１４０８でＣＰＵ３０３は、主走査方向の処理が終了したと判断した場合、主走査方向の処理を終了し、処理を図７（ａ）のＳ１５０５に進める。

［画素サイズＳ（ｘ）の決定処理］
以下、図７（ｂ）のＳ１４０４における画素サイズ演算部７０８の動作を、図８を用いて説明する。画素サイズ演算部７０８は、画素毎に目標となる画素サイズの理想値である（式５）で表されるＳｒ（ｘ）が入力されると、次のように動作する。画素サイズ演算部７０８は、主走査方向における前の位置の画素から繰り越された、後述する遅延部８０６からの出力である量子化誤差を、減算器８０１により理想値Ｓｒ（ｘ）から減算した値Ｓａ（ｘ）を量子化部８０２に出力する。ここで、現在の画素の主走査位置をｘ、以前の画素（主走査方向における１つ前の画素）の主走査位置をｘ−１とする。量子化部８０２は、（式６）の条件を満たすｎを求め、求めたｎを画素サイズＳ（ｘ）として出力する。

閾値テーブル８０３は、基準となる分割数Ｄｂａｓｅを元に（式６）で用いる閾値を量子化部８０２と後述する逆量子化部８０４に出力する。また、逆量子化部８０４には、量子化部８０２から画素サイズＳ（ｘ）も入力されている。例えば、本実施例では、基本となる分割数Ｄｂａｓｅ＝２４としている。逆量子化部８０４は、閾値テーブル８０３から入力された閾値１／Ｄｂａｓｅ（＝１／２４）を、量子化部８０２から入力された画素サイズＳ（ｘ）に乗算して逆量子化し（Ｓ（ｘ）×１／Ｄｂａｓｅ）、減算器８０５に出力する。ここで、画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）は画素サイズＳ（ｘ）が２４のときを１とする値であるのに対して、画素サイズＳは１画素の分割数（例えば２４）であり、スケールが異なるため、逆量子化部８０４はスケールをあわせる処理を行っているともいえる。

減算器８０５は、逆量子化部８０４から入力された値（Ｓ（ｘ）×１／Ｄｂａｓｅ）から画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）を減じ（（Ｓ（ｘ）×１／Ｄｂａｓｅ）−Ｓｒ（ｘ））、量子化における誤差の成分（量子化誤差）を遅延部８０６に出力する。遅延部８０６は、１画素分だけ遅延して減算器８０１を介して、次の画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ＋１）に量子化誤差をフィードバックする。以上のフィードバック処理を繰り返しながら、画素サイズ演算部７０８は、画素サイズＳ（ｘ）を画素の分割数に相当する整数として階調特性セレクタ７０６ａ、７０６ｂに出力する。なお、本実施例では、１ライン中の主走査方向における先頭の画素の量子化による誤差は０である。

画素サイズ演算部７０８の主走査方向における全体の出力結果を図９（ａ）に示す。図９（ａ）の横軸は主走査位置（ｘ）を示し、縦軸は画素サイズ演算部７０８が各主走査位置ｘに対応して出力した画素サイズＳ（ｘ）を示す。図９（ａ）に示すように、主走査方向の両端部では２４分割、中央部では３２分割で、フィードバック制御によりそれぞれ２種類の画素サイズを行き来している様子を示す。すなわち、主走査方向の両端部では、画素サイズＳ（ｘ）＝２４と画素サイズＳ（ｘ）＝２５のいずれかが選択され、所定の画素の範囲で、画素サイズの平均値が画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ）となるように制御されている。

また、主走査方向の０番目の画素から１００番目の画素までの先頭側の画素に対応して画素サイズ演算部７０８から出力された画素サイズＳ（ｘ）の出力の変化を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）に示すように、主走査方向の位置０から位置１００までの画素については、画素サイズＳ（ｘ）が２４と２５を行き来していることがわかる。更に、画素の主走査位置ｘが大きくなるほど画素サイズＳ（ｘ）＝２５が出力される頻度が増えており、言い換えれば画素サイズＳ（ｘ）＝２４が出力される頻度が減っており、画素サイズＳ（ｘ）が２４から２５へ移行していることもわかる。以上の画素サイズ制御により、減算器８０５で目標値Ｓｒ（ｘ）と量子化したデータを比較して量子化誤差を算出する。そして、減算器８０１で次の画素の画素サイズＳ（ｘ）を算出するときに前回までの量子化誤差を組み込むことで、複数の画素で目標の画素サイズに達するように構成している。

本実施例では、理想の倍率情報のプロファイル（画素サイズの理想値Ｓｒ（ｘ））から自動演算で画素サイズＳ（ｘ）を演算することで、プロファイル情報を格納するメモリの容量を最小限にでき、ハードウェア規模の増大を抑えている。そして、画素サイズ毎に、階調データ（画素濃度情報）と露光量から構成されたテーブル（ルックアップテーブル）を設けることにより、１つ目の課題である倍率と露光量の対応付けが異なるエリアが主走査位置内にあっても正確な光量補正を行うことができる。また、主走査方向に画素ごとに画素サイズが等しく、階調データが異なるプロファイル情報を有する複数のテーブルを数画素単位で小刻みに切替えることで、視覚的に中間的な露光量で露光したような効果を持たせ、中間的な濃度を表すよう制御する。これにより、２つ目の課題である倍率変化しないエリアで補正用の光量ゲインを滑らかに調整することができる。なお、本実施例では、ｆθレンズを使わない光学構成の光走査装置を例に説明したが、例えば、精度の低いｆθレンズを用いる光学構成の光走査装置についても適用することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、ｆθレンズを使わない構成において、主走査位置に応じた光量補正を精度よく行うことができる。

１０２ 感光ドラム
３０４ 駆動部
７０１ ＰＷＭ変換部
７０５ 階調特性
７０８ 画素サイズ演算部
７０９ バンク・セレクタ

Claims (6)

1. 第１の方向に回転する感光体と、
   光ビームを照射する光源と、前記光源を駆動する駆動部と、を有し、前記感光体上の前記第１の方向に略直交する第２の方向に光ビームを走査して静電潜像を形成する露光手段と、
   を備える画像形成装置であって、
   入力された画像データの所定の画素の前記第２の方向における位置に応じて、前記所定の画素について１画素あたりのビットデータ数を決定する決定手段と、
   前記画像データを、前記駆動部を駆動させるためのビットパターンに変換するための変換条件であって、変換した後のビットパターンに含まれる光ビームを出射させるためのビットデータ数が異なるように、かつ、前記画像データに応じてビットデータ数が異なるように設定されている複数の変換条件を有し、前記決定手段により決定されたビットデータ数に応じて前記複数の変換条件の中から所定の変換条件を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された前記所定の変換条件と、前記所定の画素の濃度値とに基づいて、前記所定の画素に対して前記駆動部を駆動させるためのＰＷＭ信号を生成するためのビットパターンを生成する生成手段と、
   を備え、
   光ビームで走査される前記感光体は、前記第２の方向に複数のエリアに分割され、
   前記選択手段は、前記エリアに応じて前記変換条件を選択することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記選択手段は、それぞれの前記エリア内の前記第２の方向における位置に応じて、前記変換条件を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記変換条件は、同一のビットデータ数で異なるビットパターンに変換する変換条件を複数、有し、
   前記選択手段は、前記エリア内の前記第２の方向における位置に応じて、前記変換条件を所定の比率で切り替えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記変換条件は、前記画像データの濃度値を示す階調データと、連続する所定の濃度の長さを示す前記ビットパターンとを対応付けた情報であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記露光手段は、前記光源から照射された光ビームを偏向する偏向手段を備え、
   前記偏向手段から偏向された光ビームはそのまま前記感光体上を走査することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記露光手段は、前記光源から照射された光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段から偏向された光ビームの光学補正を行い、光ビームを前記感光体に導くｆθレンズと、を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。