JP4779510B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

Description

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交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該装置における画像形成方法に関するものである。

この種の画像形成装置は、潜像担持体、露光ユニットおよび現像ユニットを有するとともに、次のようにして潜像担持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潜像担持体上にスポット状に結像しながら露光ユニットの偏向器により主走査方向に偏向走査することで画像データに対応する潜像を潜像担持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。

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潜像担持体表面上に往復走査させている。

特開２００２−１８２１４７号公報（第３頁および図９、１０）

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主走査方向の往路および復路の両方向において潜像担持体上に走査させることができる。しかしながら、このように偏向ミラーを用いて往路および復路の両方にスポットを走査させる装置において、ドット集中型の閾値マトリックスを用いて階調を再現するにあたって次のような問題があった。すなわち、ドット集中型の閾値マトリックスを用いた階調再現では、複数の画素を用いて１つのセルを形成するともに、閾値マトリックスに従って、セルが有する複数の画素のうち階調レベルに対応する画素にのみ露光および現像を行ってドットを形成することで、かかるドットにより構成される網点の大きさを階調レベルに応じて変化させて階調を実現している。つまり、階調レベルが低い場合は少ない数の画素を露光現像して小さな網点を形成するとともに、階調レベルが高い場合は多くの数の画素を露光現像して大きな網点を形成する。したがって、網点の大きさにより実現される階調レベルが決まることとなる。

しかしながら、上述のような画像形成装置では、光ビームを潜像担持体表面上にスポット状に結像しながら主走査方向の両方向に走査させているため、副走査方向への走査ピッチは一定でなく、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。よって、同じ階調レベルに対応した網点を形成する場合であっても、走査ピッチの狭いところでは形成される網点が小さいため階調レベルが低くなる一方、走査ピッチの広いところでは形成される網点が大きいため階調レベルが高くなる。その結果、後に詳述するように、副走査方向に４以上の偶数画素のセルを使用した場合、同じ階調レベルの中間調を形成しているにもかかわらず、主走査方向の両端間で濃度差ができるという画像弊害が発生する場合があった。

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表面に光ビームをスポット状に照射しながら偏向ミラー面により主走査方向に往復走査して潜像を形成する画像形成装置において、副走査方向に４以上の偶数画素のセルに対してドット集中型の閾値マトリックスを用いて階調再現を行う場合であっても上記画像弊害を抑制して、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。

この発明にかかる画像形成方法は、その表面が副走査方向に駆動される潜像担持体と、振動する偏向ミラー面によって光源からの光ビームを副走査方向とほぼ直交する主走査方向の第１方向及び該第１方向と逆の第２方向の両方向に走査可能に構成され、第１方向に走査する光ビームを潜像担持体表面にスポット状に照射して複数のスポット潜像を形成し、また第２方向に走査する光ビームを潜像担持体表面にスポット状に照射して複数のスポット潜像を形成する潜像形成部と、複数のスポット潜像の各々を現像してドットを形成する現像部とを備えた画像形成装置において、ドット集中型の閾値マトリックスを用い、複数の画素を有するセルに対してドットによって網点を形成することにより階調を表現して画像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するために、副走査方向に４以上の偶数個の画素を有するセルを副走査方向に複数並べて配置するとともに、副走査方向に互いに隣り合うセルを副走査方向に奇数画素だけ相互に離間させた離間位置を副走査方向におけるセルの所定個数毎に周期的に設け、該離間位置以外で副走査方向において互いに隣り合うセルは副走査方向において相互に接するように配置することを特徴としている。

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、振動する偏向ミラー面によって光源からの光ビームを副走査方向とほぼ直交する主走査方向の第１方向及び該第１方向と逆の第２方向の両方向に走査可能に構成され、第１方向に走査する光ビームを潜像担持体表面にスポット状に照射して複数のスポット潜像を形成し、また第２方向に走査する光ビームを潜像担持体表面にスポット状に照射して複数のスポット潜像を形成する潜像形成部と、複数のスポット潜像の各々を現像してドットを形成する現像部とを備え、ドット集中型の閾値マトリックスを用い、複数の画素を有するセルに対してドットによって網点を形成することにより階調を表現して画像を形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するために、副走査方向に４以上の偶数個の画素を有するセルを副走査方向に複数並べて配置するとともに、副走査方向に互いに隣り合うセルを副走査方向に奇数画素だけ相互に離間させた離間位置を副走査方向におけるセルの所定個数毎に周期的に設け、該離間位置以外で前記副走査方向において互いに隣り合うセルは副走査方向において相互に接するように配置することを特徴としている。

このように構成された発明（画像形成方法および画像形成装置）では、光ビームを潜像担持体上にスポット状に照射しながら主走査方向の第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ことが可能に構成されている。そして、例えば図６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、光ビームが潜像担持体上にスポット状に照射されながら、主走査方向の第１方向に走査されて複数のスポット潜像が主走査方向に沿って並んでライン潜像ＬＩ(+X)が形成される一方、第１方向と逆の第２方向に光ビームが走査されて複数のスポット潜像が主走査方向に沿って並んでライン潜像ＬＩ(-X)が形成される。その結果、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ととなる。

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光ビームを主走査方向に往復走査するとともに、潜像担持体表面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、潜像担持体上での光ビームの走査軌跡（スポット潜像の形成軌跡）は例えば図７の一点鎖線で示すものとなり、副走査方向での走査ピッチは一定とならない。そして、このような副走査方向での走査ピッチの不均一性は、走査軌跡の主走査方向における端部付近で特に顕著となる。したがって、本願発明にかかる画像形成方法または画像形成装置のように、副走査方向に４以上の偶数個の画素を有するセルに対してドット集中型の閾値マトリックスにより階調再現を行う場合、主走査方向の一方端では中間調濃度が高くなり、他方端では中間調濃度が低くなるという画像弊害が発生する場合があった。この理由について次に詳述する。

図９は主走査方向に１画素で副走査方向に４画素の１×４のセル（１×４セル）と該１×４セルに対応する１〜４の閾値を有する閾値マトリックス（１×４閾値マトリックス）とを用いた場合の階調再現についての説明図であり、図１０および図１１は、上述の画像弊害が発生する理由を説明する図である。なお、本明細書においては、主走査方向にＮ画素で副走査方向にＭ画素のセルを「Ｎ×Ｍセル」と称し、該Ｎ×Ｍセルに対応する閾値マトリックスを「Ｎ×Ｍ閾値マトリックス」と称する。ここで、図１０の一点鎖線は潜像担持体上での光ビームの走査軌跡（スポット潜像の形成軌跡）を、実線楕円（斜線部分）はスポットにより露光されるとともに該露光領域を現像してドットが形成される領域を、太い実線の長方形は１×４セルを表す。また、上記画像弊害の発生理由についての説明は、簡単のため１×４セルを用いて説明することとする。まず、図１０、１１を用いた画像弊害が発生する理由説明の前に、図９を用いて１×４閾値マトリックスの動作について説明する。

図９（ａ）は１×４閾値マトリックスを示す図であり、図９（ｂ）は該１×４閾値マトリックスを用いた場合における１×４セル内の網点の成長を示す図である。同図（ａ）に示す１×４閾値マトリックスは、ドット集中型の閾値マトリックスであり、階調レベルの増大に応じて網点の大きさを成長させている。具体的には、階調レベルが１〜４へと増大するに従って、同図（ｂ）に示すように１×４セルの有する４つの画素のうち斜線部分の画素が各階調レベルに応じて露光されることで、網点が成長することとなる。そして、このような１×４閾値マトリックスを用いて階調再現を行う場合の上記画像弊害について、図１０および図１１を用いて説明する。

図１０および図１１は、階調レベル２の中間調を形成する場合を示している。この場合には、１×４セルＣＬ14を構成する４つの画素のうち閾値１と２に対応する２つの画素（図１１の中央２つの画素）のみにスポット潜像を形成することになり、そのスポット潜像に対応する光ビームの走査軌跡は広ピッチ側（図１０および図１１の左手側）で比較的離間しているのに対し、狭ピッチ側（図１０および図１１の右手側）で比較的接近している。このため、図１０や図１１の「潜像形成」欄に図示するように、これらの画素に形成されるスポット潜像の副走査方向Ｙでのピッチは広ピッチ側で広いのに対し、狭ピッチ側で狭くなっている。そして、こうして形成された潜像をトナー現像することで得られる２ドットは図１１の「網点形成」欄に図示するように広ピッチ側で比較的離れ、セルＣＬ14に占めるドット面積率は大きくなっている。これに対し、狭ピッチ側では、２ドットは比較的接近し、セルＣＬ14に占めるドット面積率は広ピッチ側よりも小さくなっている。このように走査軌跡のピッチが相違することにより、同じ階調レベルに対応する網点を形成しているにもかかわらず「網点大」と「網点小」が形成されてしまう。しかも、セルＣＬ14を単純に主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに並べた従来装置では、図１０に示すように、 左端における１×４セルＣＬ14に対するドット面積率が最も大きく、右端に進むにしたがってドット面積率が減少し、右端では１×４セルＣＬ14に対するドット面積率が最も小さくなる。よって、同じ階調レベルに対応する網点を形成しているにもかかわらず左端から右端の方向（図１０中矢印方向）へと行くに連れて濃度が低くなる。その結果、左端と右端とで濃度差が生じる。すなわち、主走査方向の一方端では中間調濃度が高くなり、他方端では中間調濃度が低くなるという画像弊害が生じる。

このような画像弊害に対して本願発明では、副走査方向に４以上の偶数個の画素を有するセルを副走査方向に複数並べて配置するとともに、副走査方向に互いに隣り合うセルを副走査方向に奇数画素だけ相互に離間させた離間位置を副走査方向におけるセルの所定個数毎に周期的に設け、該離間位置以外で副走査方向において互いに隣り合うセルは副走査方向において相互に接するように配置している。よって、同じ階調レベルに対応する網点を形成しているにもかかわらず左端から右端へと行くに連れて濃度が低くなるという現象を抑制して、主走査方向における両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制することが可能となる。この理由について図１２に示す例を用いながら説明する。

図１２に示す例では、１×４セルＣＬ14を副走査方向Ｙに並べて配置するとともに、副走査方向Ｙに互いに隣り合う１×４セルＣＬ14を副走査方向に１画素（奇数画素）だけ相互に離間させた離間位置ＲＩを副走査方向Ｙにおける１×４セルＣＬ14の２個毎に周期的に設けている。また、離間位置以外で副走査方向Ｙにおいて互いに隣り合うセルは副走査方向において相互に接するように配置している。ここで、図１２の一点鎖線は潜像担持体上での光ビームの走査軌跡（スポット潜像の形成軌跡）を、実線楕円（斜線部分）はスポットにより露光されるとともに該露光領域を現像してドットが形成される領域を、太い実線の長方形は１×４セルを表す。そして図１２に示すように、このように配置された１×４セルＣＬ14を用いて階調レベル２の中間調を形成し場合、離間位置ＲＩを境界としてドット形成に関与する走査軌跡のピッチ関係が逆転する。つまり、副走査方向Ｙにおいて離間位置ＲＩに対する上流側で「広ピッチ」（または「狭ピッチ」）となる一方、下流側で「狭ピッチ」（または「広ピッチ」）となる。よって、図１２の左端から右端にかけて「網点大」から「網点小」へと変化するパターンと、これとは逆に図１２の左端から右端にかけて「網点小」から「網点大」へと変化するパターンが副走査方向Ｙにおいて離間位置ＲＩを挟んで交互に現れることとなる。よって、図１２の左端および右端いずれの端部にておいも、「網点大」と「網点小」が副走査方向Ｙにおいて交互に現れ左端と右端とのそれぞれで形成される中間調の濃度差が抑制される。よって、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調再現を実現できる。

また、セルを主走査方向に隣接して複数配置するとともに、主走査方向にセルが相互に隣接して形成する複数の隣接位置のうち少なくとも１つ以上の特定隣接位置で互いに隣接するセルが副走査方向において奇数画素だけ相互にずれるように配置してもよい。このように配置した場合、同じ階調レベルに対応する網点を形成しているにもかかわらず左端から右端へと行くに連れて濃度が低くなるという画像弊害をより効果的に防止できて好適である。この理由について図１３に示す例を用いながら説明する。

図１３に示す例では、特定隣接位置ＴＲを主走査方向Ｘにおける隣接位置毎に設けるとともに、該特定隣接位置ＴＲで互いに隣接する１×４セルＣＬ14を、主走査方向Ｘの第１方向（+Ｘ）の上流側のセルに対して下流側のセルが副走査方向Ｙに１画素だけずれるように配列している。ここで、図１３の一点鎖線は潜像担持体上での光ビームの走査軌跡（スポット潜像の形成軌跡）を、実線楕円（斜線部分）はスポットにより露光されるとともに該露光領域を現像してドットが形成される領域を、太い実線の長方形は１×４セルを表す。よって、例えば階調レベル２の中間調を形成した場合、特定隣接位置ＴＲを境界としてドット形成に関与する走査軌跡のピッチ関係が逆転する。つまり、主走査方向Ｘにおいて特定隣接位置ＴＲに対する上流側で「広ピッチ」（または「狭ピッチ」）となる一方、下流側で「狭ピッチ」（または「広ピッチ」）となる。その結果、上記した「網点大」と「網点小」とが副走査方向Ｙのみならず主走査方向においても交互に現れることとなる。したがって、左端（図１３中の左端）から右端（図１３中の右端）へと向かうに連れて濃度が低くなるという現象がより効果的に抑制される。よって、主走査方向における両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調表現を実現できる。

＜第１実施形態＞
Ａ．装置構成
図１は本発明にかかる画像形成装置の第１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Ｓに印刷指令に対応する画像を印刷する。

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（潜像形成部）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（潜像担持体）、帯電ユニット、現像ユニット（現像部）、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。

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（潜像形成部）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、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。

こうして形成された静電潜像は現像ユニット４Ｙ（現像部）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。

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。

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。

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。

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。

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。

図３は図１の画像形成装置に装備された露光ユニット（潜像形成部）の構成を示す主走査断面図である。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。

図４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、これら図３、４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。

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。そして、次のようにして画像信号に応じてレーザー光源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４を参照しつつ説明する。

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、画像処理ユニット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。

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。

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。そして、色変換部１１４から出力されるＣＭＹＫ階調データは画像処理ユニット１１５に入力される。

この画像処理ユニット１１５は、各色成分ごとに以下の処理を実行する。図５は画像処理ユニット１１５の構成を示した図である。画像処理ユニット１１５は、階調補正部１１５１とハーフトーン処理部１１５２とを有する。そして、色変換部１１４から入力された各画素の階調データに対し階調補正部１１５１で階調補正を行い補正階調データを生成した後、ハーフトーン処理部１１５２において、該補正階調データに対してハーフトーニング処理を行いハーフトーン階調データを生成する。すなわち、階調補正部１１５１の階調補正は、不揮発性メモリに予め登録されている階調補正テーブル１１８を参照し、その階調補正テーブル１１８にしたがい、色変換部１１４からの各画素の入力階調データを、補正された階調レベルを示す補正階調データに変換する。この階調補正の目的は、上記のように構成されたエンジン部ＥＧのガンマ特性変化を補償して、この画像形成装置の全体的ガンマ特性を常に理想的なものに維持することにある。すなわち、この種の画像形成装置では、装置のガンマ特性が装置個体ごとに、また同一の装置においてもその使用状況によって変化する。そこで、このようなガンマ特性のばらつきが画像品質に及ぼす影響を除くため、所定のタイミングで、階調補正テーブル１１８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。

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の補正テーブル演算部１１９に出力する。そして、補正テーブル演算部１１９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階調補正テーブルデータを計算し、階調補正テーブル１１８の内容をその計算結果に更新する。こうして階調補正テーブル１１８を変更設定する。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。

上述のように補正された補正階調データに対して、ハーフトーン処理部１１５２は、いわゆるドット集中型の閾値マトリックスＭＴＸを用いて、ハーフトーン階調データを生成する。つまり、複数の画素を用いて１つのセルを形成するともに、閾値マトリックスＭＴＸに従ってセルが有する複数の画素のうち階調レベルに対応する画素にのみ露光および現像を行ってドットを形成することで、かかるドットにより構成される網点の大きさを階調レベルに応じて変化させて階調を実現している。なお、具体的なハーフトーン処理については、後の「Ｂ．ハーフトーン処理」の項で説明する。そして、ハーフトーン処理部１１５２で生成さ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は画像処理ユニット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。

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。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（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、このビデオ信号に基づいて露光ユニット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。

次に、図３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。

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。

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６（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６（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。

Ｂ．ハーフトーン処理
上記「Ａ．装置構成」の項で述べたとおり、第１実施形態ではハーフトーン処理部１１５２において、階調補正部１１５１から出力される補正階調データに対してドット集中型の閾値マトリックスＭＴＸを用いて、ハーフトーン階調データを生成する。以下、図８、９を用いて本実施形態でのハーフトーン処理について説明する。図８は、ハーフトーン処理部１１５２で行うハーフトーン処理を示す図である。第１実施形態では、主走査方向Ｘに１画素で副走査方向Ｙに４画素の１×４セルＣＬ14を用いて、該１×４セルＣＬ14が有する複数の画素のうち階調レベルに対応する画素にのみ露光および現像を行ってドットを形成する。この際、どの画素にドットを形成するかは、補正階調データと次に詳述する閾値マトリックスＭＴＸとの比較結果により決定される。つまり各画素ごとに、補正階調データと１×４閾値マトリックスＭＴＸ14の閾値とを比較して、補正階調データが対応する画素の閾値以上であれば、該画素部分にスポット潜像が形成され、未満であればスポット潜像は形成されない。例えば、補正階調データの階調レベルが２である場合は、図８の１×４セルＣＬ14の斜線部分にスポットが形成されることとなる。

図８は、１×４閾値マトリックスＭＴＸ14の動作を示す図である。図９（ａ）は、１×４閾値マトリックスＭＴＸ14を示す図であり、図９（ｂ）は該１×４閾値マトリックスＭＴＸ14を用いた場合における１×４セルＣＬ14内の網点の成長を示す図である。図９（ａ）に示す１×４閾値マトリックスＭＴＸ14は、ドット集中型の閾値マトリックスであり、階調レベルの増大に応じて網点の大きさを成長させている。具体的には、階調レベルが１〜４へと増大するに従って、図９（ｂ）に示すように１×４セルＣＬ14の有する４つの画素のうち斜線部分の画素が各階調レベルに応じて露光されることで、セルの中心部から網点が成長することとなる。

Ｃ．セルの配置方法
図１２は、第１実施形態での１×４セルＣＬ14の配置方法を示す図である。ただし図１２において、一点鎖線は光ビームが走査される軌跡である走査線を、太実線の長方形は１×４セルＣＬ14を、実線楕円（斜線部分）はスポットにより露光されるとともに該露光領域を現像してドットが形成される領域を表す。第１実施形態では、１×４セルＣＬ14を副走査方向Ｙに並べて配置するとともに、副走査方向Ｙに互いに隣り合う１×４セルＣＬ14を副走査方向に１画素（奇数画素）だけ相互に離間させた離間位置ＲＩを副走査方向Ｙにおける１×４セルＣＬ14の２個毎に周期的に設けている。また、離間位置以外で副走査方向Ｙにおいて互いに隣り合うセルは副走査方向において相互に接するように配置している。

Ｄ．第１実施形態での発明の効果
第１実施形態では、上記「Ｃ．セルの配置方法」で説明したように１×４セルＣＬ14を配置している。よって、図１２に示すように、このように配置された１×４セルＣＬ14を用いて階調レベル２の中間調を形成し場合、離間位置ＲＩを境界としてドット形成に関与する走査軌跡のピッチ関係が逆転する。つまり、副走査方向Ｙにおいて離間位置ＲＩに対する上流側で「広ピッチ」（または「狭ピッチ」）となる一方、下流側で「狭ピッチ」（または「広ピッチ」）となる。よって、図１２の左端から右端にかけて「網点大」から「網点小」へと変化するパターンと、これとは逆に図１２の左端から右端にかけて「網点小」から「網点大」へと変化するパターンが副走査方向Ｙにおいて離間位置ＲＩを挟んで交互に現れることとなる。よって、図１２の左端および右端いずれの端部にておいも、「網点大」と「網点小」が副走査方向Ｙにおいて交互に現れ左端と右端とのそれぞれで形成される中間調の濃度差が抑制される。よって、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調再現を実現できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明にかかる画像形成方法および画像形成装置の第２実施形態について説明する。ただし、セルの配置方法以外の部分は第１実施形態と同様であるため、主に第２実施形態の特徴部分であるセルの配置方法についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。図１３は、本発明にかかる画像形成方法および画像形成装置の第２実施形態を示す図である。ただし図１３において、一点鎖線は光ビームが走査される軌跡である走査線を、太実線の長方形は１×４セルＣＬ14を、実線楕円（斜線部分）はスポットにより露光されるとともに該露光領域を現像してドットが形成される領域を表す。図１３に示すように第２実施形態では、第１実施形態と同様に、１×４セルＣＬ14を副走査方向Ｙに並べて配置するとともに、副走査方向Ｙに互いに隣り合う１×４セルＣＬ14を副走査方向に１画素（奇数画素）だけ相互に離間させた離間位置ＲＩを副走査方向Ｙにおける１×４セルＣＬ14の２個毎に周期的に設けている。また、離間位置以外で副走査方向Ｙにおいて互いに隣り合うセルは副走査方向において相互に接するように配置している。そして更に、第２実施形態では、セルを主走査方向Ｘに隣接して複数配置するとともに、主走査方向Ｘに１×４セルＣＬ14が相互に隣接して形成する複数の隣接位置毎に特定隣接位置ＴＲを設け、該特定隣接位置ＴＲで互いに隣接する１×４セルＣＬ14を、主走査方向Ｘの第１方向（+Ｘ）の上流側のセルに対して下流側のセルが副走査方向Ｙに１画素（奇数画素）だけずれるように配列している。

第２実施形態では、上記で説明したように１×４セルＣＬ14を副走査方向Ｙに並べて配置するとともに、副走査方向Ｙに離間位置ＲＩを周期的に設けている。よって、図１３に示すように階調レベル２の中間調を形成した場合、第１実施形態と同様、離間位置ＲＩを境界としてドット形成に関与する走査軌跡のピッチ関係が逆転する。つまり、副走査方向Ｙにおいて離間位置ＲＩに対する上流側で「広ピッチ」（または「狭ピッチ」）となる一方、下流側で「狭ピッチ」（または「広ピッチ」）となる。よって、主走査方向Ｘの両端付近では、副走査方向Ｙにおいて「網点大」と「網点小」とが離間位置ＲＩを挟んで交互に繰り返されることとなり、図１３の左端と右端とのそれぞれで形成される中間調の濃度差が抑制される。したがって、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調再現を実現できる。

さらに、第２実施形態では、上記で説明したように、１×４セルＣＬ14の隣接位置毎に特定隣接位置ＴＲを設け、該特定隣接位置ＴＲで相互に隣接するセル同士を副走査方向に１画素ずらして配置している。よって、図１３に示すように階調レベル２の中間調を形成した場合、特定隣接位置ＴＲを境界としてドット形成に関与する走査軌跡のピッチ関係が逆転する。つまり、主走査方向Ｘにおいて特定隣接位置ＴＲに対する上流側で「広ピッチ」（または「狭ピッチ」）となる一方、下流側で「狭ピッチ」（または「広ピッチ」）となる。その結果、上記した「網点大」と「網点小」とが副走査方向Ｙのみならず主走査方向Ｘにおいても交互に現れることとなる。したがって、左端（図１３中の左端）から右端（図１３中の右端）へと向かうに連れて濃度が低くなるという現象がより効果的に抑制される。よって、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調表現を実現できる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明にかかる画像形成方法および画像形成装置の第３実施形態について説明する。ただし、セルの配置方法以外の部分は第３実施形態と同様であるため、主に第３実施形態の特徴部分であるセルの配置方法についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。

図１４は、本発明にかかる画像形成方法および画像形成装置の第３実施形態を示す図である。ただし図１４において、一点鎖線は光ビームが走査される軌跡である走査線を、太実線の長方形は１×４セルＣＬ14を、実線楕円（斜線部分）はスポットにより露光されるとともに該露光領域を現像してドットが形成される領域を表す。図１４に示すように第３実施形態では、第１実施形態と同様に、１×４セルＣＬ14を副走査方向Ｙに並べて配置するとともに、副走査方向Ｙに互いに隣り合う１×４セルＣＬ14を副走査方向に１画素（奇数画素）だけ相互に離間させた離間位置ＲＩを副走査方向Ｙにおける１×４セルＣＬ14の２個毎に周期的に設けている。また、離間位置以外で副走査方向Ｙにおいて互いに隣り合うセルは副走査方向において相互に接するように配置している。そして更に、第３実施形態では、セルを主走査方向Ｘに隣接して複数配置するとともに、主走査方向Ｘに１×４セルＣＬ14が相互に隣接して形成する複数の隣接位置毎に特定隣接位置ＴＲを設けるとともに、主走査方向の第１方向（+Ｘ）の上流側から偶数番目の特定隣接位置ＴＲでは主走査方向の第１方向（+Ｘ）の上流側のセルに対して下流側のセルが副走査方向に１画素だけずれるように配置する一方、主走査方向の第１方向（+Ｘ）の上流側から奇数番目の特定隣接位置ＴＲでは主走査方向の第１方向の上流側のセルに対して下流側のセルが副走査方向と逆方向に１画素だけずれるように配置している。

第３実施形態では、上記で説明したように１×４セルＣＬ14を副走査方向Ｙに並べて配置するとともに、副走査方向Ｙに離間位置ＲＩを周期的に設けている。よって、図１４に示すように階調レベル２の中間調を形成した場合、第１実施形態と同様、離間位置ＲＩを境界としてドット形成に関与する走査軌跡のピッチ関係が逆転する。つまり、副走査方向Ｙにおいて離間位置ＲＩに対する上流側で「広ピッチ」（または「狭ピッチ」）となる一方、下流側で「狭ピッチ」（または「広ピッチ」）となる。よって、主走査方向Ｘの両端付近では、副走査方向Ｙにおいて「網点大」と「網点小」とが離間位置ＲＩを挟んで交互に繰り返されることとなり、図１４の左端と右端とのそれぞれで形成される中間調の濃度差が抑制される。したがって、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調再現を実現できる。

さらに、第３実施形態では、上記で説明したように、１×４セルＣＬ14の隣接位置毎に特定隣接位置ＴＲを設け、主走査方向の第１方向（+Ｘ）の上流側から偶数番目の特定隣接位置ＴＲでは主走査方向の第１方向（+Ｘ）の上流側のセルに対して下流側のセルが副走査方向に１画素だけずれるように配置する一方、主走査方向の第１方向（+Ｘ）の上流側から奇数番目の特定隣接位置ＴＲでは主走査方向の第１方向の上流側のセルに対して下流側のセルが副走査方向と逆方向に１画素だけずれるように配置している。よって、図１４に示すように階調レベル２の中間調を形成した場合、特定隣接位置ＴＲを境界としてドット形成に関与する走査軌跡のピッチ関係が逆転する。つまり、主走査方向Ｘにおいて特定隣接位置ＴＲに対する上流側で「広ピッチ」（または「狭ピッチ」）となる一方、下流側で「狭ピッチ」（または「広ピッチ」）となる。その結果、上記した「網点大」と「網点小」とが副走査方向Ｙのみならず主走査方向Ｘにおいても交互に現れることとなる。したがって、左端（図１４中の左端）から右端（図１４中の右端）へと向かうに連れて濃度が低くなるという現象がより効果的に抑制される。よって、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調表現を実現できる。

＜その他＞
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。上記実施形態では、セルとして主走査方向Ｘに１画素で副走査方向Ｙに４画素の１×４セルＣＬ14を用いたが、本発明が適用可能なセルの種類はこれに限られるものではなく、例えば後の実施例に示すような主走査方向Ｘに４画素で副走査方向Ｙに４画素の４×４セルＣＬ44等を用いても良い。要は、副走査方向Ｙの画素数が４以上の偶数であれば本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、互いに隣り合うセルを離間位置ＲＩにおいて副走査方向Ｙに１画素だけ相互に離間させているが、離間位置ＲＩにおけるセルの離間の程度はこれに限られるものではなく、後の実施例に示すように副走査方向Ｙに３画素離間させても良い。要は、離間位置において副走査方向Ｙへ奇数画素離間させればよい。このようにセルを配置することで、主走査方向Ｘの両端付近では、副走査方向Ｙにおいて「網点大」と「網点小」とが離間位置ＲＩを挟んで交互に繰り返されることとなり、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調表現を実現できる。

また、上記実施形態では、離間位置ＲＩを副走査方向Ｙにおけるセルの２個毎に周期的に設けているが、離間位置ＲＩを設ける周期はこれに限られるものではない。例えば副走査方向Ｙにおけるセルの１個毎に設けても良いし３個毎に設けてもよく、セルの何個毎に離間位置を設けるかは任意に決定することができる。

また、上記第２および第３実施形態では、セルを配置するにあたって特定隣接位置ＴＲをセルの主走査方向Ｘにおける隣接位置毎に周期的に設けたが、特定隣接位置ＴＲの配設の態様はこれに限られるものではなく、例えば上記実施形態と同様に周期性を持たせて配設したり、非周期性で配設してもよい。また、特定隣接位置ＴＲを周期的に配設する態様としては、上記第２および第３実施形態のような隣接位置毎に限られず、例えば特定隣接位置ＴＲを主走査方向Ｘにおける隣接位置２つ以上毎に設けてもよい。この場合においても、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調再現を実現できる。

また、上記第２および第３実施形態では、特定隣接位置ＴＲにおいて主走査方向Ｘに互いに隣接するセルを副走査方向Ｙにおいて１画素だけずらしたが、副走査方向Ｙにセルをずらす量としては１画素に限られず、例えば３画素や５画素ずらしてもよい。要は、特定隣接位置ＴＲにおいて主走査方向に互いに隣接するセルを副走査方向Ｙにおいて奇数画素ずらせればよい。このようにセルを配置することで、上述したように、「網点大」と「網点小」とが、主走査方向Ｘにおいて特定隣接位置ＴＲを挟んで交互に現れることとなる。したがって、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調表現を実現できる。

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。

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。

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。

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。

以下に、本発明の効果を示すために、本発明の実施例である実施例１〜４により中間調画像を形成した場合と、従来の階調再現方法を用いた比較例により中間調画像を形成した場合とを比較した際の結果について説明する。

図１５は、実施例１〜４および比較例で用いたセルに対応する閾値マトリックスを示す図である。実施例１〜４および比較例のいずれも、主走査方向Ｘに４画素で副走査方向Ｙに４画素の４×４セルを用いた。そして、４×４セルに対して、図１５に示すドット集中型の閾値マトリックスＭＴＸ44を用いて階調を実現している。したがって、形成する画像の濃度が０％から１００％に増加するに連れて、４×４セルＣＬ44の画素のうち露光および現像がされてドットが形成される画素の数が比例的に増加する。例えば、形成する画像の濃度を２５％に設定した場合は閾値が４以下に対応する４個の画素にドットが形成され、形成する画像の濃度を５０％に設定した場合は閾値が８以下に対応する８個の画素にドットが形成され、形成する画像の濃度を７５％に設定した場合は閾値が１２以下に対応する１２個の画素にドットが形成され、形成する画像の濃度を１００％に設定した場合は閾値が１６以下の全ての画素にドットが形成される。このようにして、実施例１〜４および比較例においては、４×４セルＣＬ44の中心部から濃度の増加に応じて網点を成長させる。

実施例１〜４および比較例のいずれも、マイクロソフト社のＷｏｒｄを用いて所定濃度を有するシアン色のハーフトーン画像（グラデーション）を用紙の両端に作成し、これら両端間の濃度差を測定した。実施例１〜４および比較例のいずれにおいても、形成する画像の濃度を１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％の６種類の設定濃度に設定した場合のハーフトーン画像（グラデーション）を作成した。なお、濃度測定は、グレタグマクベス社のスペクトロリノを用いるとともに、測定誤差を考慮して５点平均を測定値として採用した。また、解像度は、主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙともに６００ｄｐｉで画像を作成した。そして、次に説明するように、それぞれの実施例または比較例で使用する４×４セルの配置方法を変えている。

図１６は実施例１でのセルの配置方法を示す図である。実施例１では副走査方向Ｙに４×４セルＣＬ44の４個毎に離間位置ＲＩを設けるとともに、離間位置ＲＩで互いに隣り合う４×４セルＣＬ44を副走査方向Ｙに１画素だけ互いに離間して配置している。また離間位置ＲＩ以外では、副走査方向Ｙに互いに隣り合う４×４セルＣＬ44を隣接して配置している。また、主走査方向Ｘには、複数の４×４セルＣＬ44を隣接して配置している。

図１７は実施例２でのセルの配置方法を示す図である。実施例２では副走査方向Ｙに４×４セルＣＬ44の３個毎に離間位置ＲＩを設けるとともに、離間位置ＲＩで互いに隣り合う４×４セルＣＬ44を副走査方向Ｙに１画素だけ互いに離間して配置している。また離間位置ＲＩ以外では、副走査方向Ｙに互いに隣り合う４×４セルＣＬ44は隣接して配置している。また、主走査方向Ｘには、複数の４×４セルＣＬ44を隣接して配置している。

図１８は実施例３でのセルの配置方法を示す図である。実施例３では副走査方向Ｙに４×４セルＣＬ44の４個毎に離間位置ＲＩを設けるとともに、離間位置ＲＩで互いに隣り合う４×４セルＣＬ44を副走査方向Ｙに３画素だけ互いに離間して配置している。また離間位置ＲＩ以外では、副走査方向Ｙに互いに隣り合う４×４セルＣＬ44は隣接して配置している。また、主走査方向Ｘには、複数の４×４セルＣＬ44を隣接して配置している。

図１９は実施例４でのセルの配置方法を示す図である。実施例４では副走査方向Ｙに４×４セルＣＬ44の４個毎に離間位置ＲＩを設けるとともに、離間位置ＲＩで互いに隣り合う４×４セルＣＬ44を副走査方向Ｙに１画素だけ互いに離間して配置している。また離間位置ＲＩ以外では、副走査方向Ｙに互いに隣り合う４×４セルＣＬ44は隣接して配置している。また、主走査方向Ｘにおいて４×４セルＣＬ44が互いに隣接して形成する隣接位置毎に特定隣接位置ＴＲを設け、該特定隣接位置ＴＲにおいて、主走査方向の第１方向の上流側の４×４セルＣＬ４４が下流側の４×４セルＣＬ４４に対して副走査方向Ｙに１画素だけずれるように配置している。

図２０は比較例でのセルの配置方法を示す図である。比較例では４×４セルＣＬ44を主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙのいずれの方向にも隣接させて４×４セルＣＬ44を配置している。また、上記実施例とは異なり、離間位置ＲＩや特定隣接位置ＴＲは設けていない。つまり、比較例では従来の階調再現方法を用いてハーフトーン画像（グラデーション）を形成している。

表１は、実施例１において用紙の左右両端（主走査方向の両端）に形成された各設定濃度（％）のハーフトーン画像（グラデーション）の濃度を実際に測定した結果である。そして、図２１は、横軸をハーフトーン画像の設定濃度（％）とし、縦軸を横軸の設定濃度（％）で用紙の左右両端に形成されたハーフトーン画像濃度の実測値として、表１に示す結果をプロットしたものである。

表２は、実施例２において用紙の左右両端（主走査方向の両端）に形成された各設定濃度（％）のハーフトーン画像（グラデーション）の濃度を実際に測定した結果である。そして、図２２は、横軸をハーフトーン画像の設定濃度（％）とし、縦軸を横軸の設定濃度（％）で用紙の左右両端に形成されたハーフトーン画像濃度の実測値として、表２に示す結果をプロットしたものである。

表３は、実施例３において用紙の左右両端（主走査方向の両端）に形成された各設定濃度（％）のハーフトーン画像（グラデーション）の濃度を実際に測定した結果である。そして、図２３は、横軸をハーフトーン画像の設定濃度（％）とし、縦軸を横軸の設定濃度（％）で用紙の左右両端に形成されたハーフトーン画像濃度の実測値として、表３に示す結果をプロットしたものである。

表４は、実施例４において用紙の左右両端（主走査方向の両端）に形成された各設定濃度（％）のハーフトーン画像（グラデーション）の濃度を実際に測定した結果である。そして、図２４は、横軸をハーフトーン画像の設定濃度（％）とし、縦軸を横軸の設定濃度（％）で用紙の左右両端に形成されたハーフトーン画像濃度の実測値として、表４に示す結果をプロットしたものである。

表５は、比較例において用紙の左右両端（主走査方向の両端）に形成された各設定濃度（％）のハーフトーン画像（グラデーション）の濃度を実際に測定した結果である。そして、図２５は、横軸をハーフトーン画像の設定濃度（％）とし、縦軸を横軸の設定濃度（％）で用紙の左右両端に形成されたハーフトーン画像濃度の実測値として、表５に示す結果をプロットしたものである。

図２５から判るように、従来の階調再現方法を用いてハーフトーン画像を形成した比較例では、設定濃度２０％〜６０％のいずれにおいても、左端に形成したハーフトーン画像のほうが右端に形成したハーフトーン画像より画像濃度の実測値が高く出ていることがわかる。これに比較して、本発明の実施例である実施例１〜４に対応する図２１〜２４では、左端に形成したハーフトーン画像の画像濃度の実測値と右端に形成したハーフトーン画像の画像濃度の実測値とはほぼ同じ値を示していることが判る。つまり、本発明の実施例１〜４の方が比較例と比較して左右の濃度差が抑えられているのが判る。このように、本発明の実施例１〜４によれば、主走査方向Ｘにおける両端間で濃度差が生じるという画像弊害を抑制して、良好な階調再現を実現できることが判った。

本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 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１の画像形成装置における信号処理ブロックを示す図。 画像処理ユニットの構成を示す図。 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。 本発明における走査ピッチを示す図。 図１の画像形成装置におけるハーフトーン処理を示す図。 ドット集中型閾値マトリックスの動作を示す図。 本発明の課題の説明図。 本発明の課題の説明図。 本発明の第１実施形態でのセルの配置を示す図。 本発明の第２実施形態でのセルの配置を示す図。 本発明の第３実施形態でのセルの配置を示す図。 実施例および比較例におけるドット集中型閾値マトリックスを示す図。 実施例１のセル配置を示す図。 実施例２のセル配置を示す図。 実施例３のセル配置を示す図。 実施例４のセル配置を示す図。 比較例のセル配置を示す図。 実施例１での実測結果を示す図。 実施例２での実測結果を示す図。 実施例３での実測結果を示す図。 実施例４での実測結果を示す図。 比較例での実測結果を示す図。

符号の説明

２，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体（潜像担持体）、 ６，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ…露光ユニット、 ６０…水平同期センサ、 ６２，６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋ…レーザー光源、 ７１…中間転写ベルト、 ６５１…偏向ミラー面、 ＤＴ1，ＤＴ2，ＤＴ(n-1)，ＤＴn…階調データ、 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、 Ｘ…主走査方向、 Ｙ…副走査方向、ＲＩ…離間位置、 ＴＲ…特定隣接位置、 ＭＴＸ，ＭＴＸ14，ＭＴＸ44…閾値マトリックス、 ＣＬ，ＣＬ14，ＣＬ44…セル

Claims (6)

1. 表面が第１の方向に駆動する潜像担持体と、振動する偏向ミラー面によって光源からの光を前記第１の方向とほぼ直交する第２の方向に走査可能に構成され、前記光を前記潜像担持体に照射して潜像を形成する潜像形成部と、前記潜像を現像する現像部とを備えた画像形成装置を用いて、
   網点の形成に寄与する複数の画素からなるセルに対して、前記画素の現像の際に閾値マトリックスを用いて前記網点を形成することにより画像を形成する画像形成方法であって、
   前記偏向ミラー面によって前記光を前記第２の方向に往復走査して前記潜像を形成し、
   前記第１の方向に対し４以上で且つ偶数個の画素を有するセルが、前記第１の方向に複数並べて配置されるとともに、前記第１の方向に互いに隣り合う前記偶数個の画素を有するセルが前記第１の方向に奇数画素だけ離間する離間位置が前記第１の方向における前記偶数個の画素を有するセルの所定個数毎に周期的に設けられ、該離間位置以外で前記第１の方向において隣り合う前記偶数個の画素を有するセルは前記第１の方向において接するように配置されることを特徴とする画像形成方法。
2. 前記偶数個の画素を有するセルを前記第２の方向に隣接して複数配置する請求項１に記載の画像形成方法。
3. 前記第２の方向に前記偶数個の画素を有するセルが隣接して形成する複数の隣接位置のうち少なくとも１つ以上の特定隣接位置で隣接する前記偶数個の画素を有するセルが前記第１の方向において奇数画素の長さ分ずれるように配置された請求項２に記載の画像形成方法。
4. 前記特定隣接位置を前記隣接位置の所定個数毎に周期的に設ける請求項３に記載の画像形成方法。
5. 前記特定隣接位置において隣接する前記偶数個の画素を有するセルを、前記第２の方向の上流側の前記偶数個の画素を有するセルに対して下流側の前記偶数個の画素を有するセルが前記第１の方向に奇数画素の長さ分前記第１の方向にずれるように配置する請求項３または４に記載の画像形成方法。
6. 表面が第１の方向に駆動する潜像担持体と、振動する偏向ミラー面によって光源からの光を前記第１の方向とほぼ直交する第２の方向に走査可能に構成され、前記光を前記潜像担持体に照射して潜像を形成する潜像形成部と、前記潜像を現像する現像部とを備え、
   網点の形成に寄与する複数の画素からなるセルに対して、前記画素の現像の際に閾値マトリックスを用いて前記網点を形成することにより画像を形成する手段とを備え、
   前記偏向ミラー面によって前記光を前記第２の方向に往復走査して前記潜像を形成する手段と、
   前記第１の方向に対し４以上で且つ偶数個の画素を有するセルを、前記第１の方向に複数並べて配置するとともに、前記第１の方向に隣り合う前記偶数個の画素を有するセルを前記第１の方向に奇数画素の長さ分離間させた離間位置を前記第１の方向における前記偶数個の画素を有するセルの所定個数毎に周期的に設け、該離間位置以外で前記第１の方向において隣り合う前記偶数個の画素を有するセルを前記第１の方向において接するように配置する手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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