JP5077138B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ストリークスによる濃度ムラの発生を可及的に軽減させる画像形成装置に関する。

従来、トナーを用い電子写真方式でカラー画像を印刷（以下、印字ともいう）する画像記録装置が急速に普及している。トナーを用いるカラー印刷は、用紙の１頁に対して、減法混色の三原色であるイエロー（黄）、マゼンタ（赤）、及びシアン（青）の各色と、文字や画像の黒色部分等に専用されるブラック（黒）の合計４色のトナー画像を重ねて用紙に転写して、この重ね転写された画像を定着装置において熱と圧力を加えて用紙に定着させてカラー画像を形成する。

このような電子写真方式の画像形成装置は、各色ごとに、露光ヘッドが感光体ドラムに露光を行って感光体ドラムの初期化時の帯電電位と露光時の減衰電位との差による静電潜像を形成し、この静電潜像に対して現像器によりトナーを静電的に吸着させてモノカラーのトナー像を現像する。

そして、これら４色のモノカラーのトナー像を用紙に直接、または中間転写体を介して重ね転写した後、その転写トナー像を定着部で用紙に定着してカラー画像が用紙上に完成する。

上記感光体ドラムに露光を行う露光ヘッドには、レーザー光と回転反射鏡を使用するものと、ＬＥＤ(light emitting diode)素子アレイを使用するものとがある。露光ヘッドは印刷データに従って感光体ドラムに光の照射を行うものであるが、ＬＥＤ素子アレイを使用した画像形成装置では主走査方向にライン状に並ぶ多くのＬＥＤ素子が選択的に発光して感光体ドラムに露光を行う。

ところで、このような画像形成装置では、感光体ドラム等の帯電バラツキによる筋、縞、線等のプロセスストリークスや、ＬＥＤ素子アレイの露光ヘッドの場合はＬＥＤ素子の光量バラツキに起因したヘッドストリークスより、感光体ドラム上に現像されたカラー画像に濃度ムラが発生する。

この濃度ムラを解消する方法として、画像データに対し、あるエリア単位のノイズを加えて階調データを散らすことにより、濃度ムラを改善する方法が提案されていた。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００３−７２１４０号公報

しかしながら、このような画像データに対してノイズを加えて階調データを散らして濃度ムラを低減させる方法は、ノイズを注入することによって形成される画像にザラツキが発生したり、ドットの再現性が不安定になって、画像品質が低下するという新たな問題が生じることになった。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、ノイズを加えることなく、濃度ムラを分散し又は平均化して濃度ムラの発生を可及的に軽減させ画像品質を向上させる画像形成装置を提供することである。

先ず、第１の発明の画像形成装置は、ディザパターンの複数の基本単位セルが主走査方向と所定の交差角度を成す方向に隣接して繰り返し敷き詰められるディザ展開パターンに含まれる閾値と印刷画像メモリから読み出される画像データとを演算し、前記画像データを所定の階調数を有する多階調画像データに変換する２値多値化処理部と、前記変換された多階調画像データに基づいて記録ヘッドを駆動し画像を形成する画像形成部とを備え、前記基本単位セルは、複数の枡のパターンが互いに同一の第１の分割セル及び２の分割セルが互いに隣接して構成され、前記第１の分割セルは、所定の位置に第１の枡が設けられており、前記第２の分割セルは、前記第１の分割セルにおける前記第１の枡の位置と対応する位置に第２の枡が設けられており、前記基本単位セル内の前記第１の分割セルの前記第１の枡の位置及び前記第２の分割セルの前記第２の枡の位置を結ぶ方向が前記主走査方向と成す第１の交差角度は、前記複数の基本単位セルの前記第１の分割セルの第１の枡同士の位置を結ぶ方向が前記主走査方向と成す第２の交差角度と異なることを特徴とする。

本発明によれば、画像データをディザパターンの基本セル単位にシフトさせ、又はディザパターンの基本セル単位に主走査方向にシフトさせ、又はディザパターンの２セルの平均で階調表現することにより、濃度ムラを分散し又は平均化して画像品質を向上させる画像形成装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１における画像形成装置のシステム構成を説明する図である。

同図において、画像形成装置１は、インターフェースコントローラ（以下、Ｉ／Ｆコントローラで示す）２とエンジンコントローラ３で構成されている。

画像形成装置１には、Ｉ／Ｆコントローラ２を介して、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２６やプリンタサーバ２７等のホスト機器２５が接続される。画像形成装置１（Ｉ／Ｆコントローラ２）とＰＣ間は、ＵＳＢ(universal serial bus)で接続されている。画像形成装置１（Ｉ／Ｆコントローラ２）とプリンタサーバ間は、ＬＡＮ(local area network)で接続されている。なお、画像形成装置１（Ｉ／Ｆコントローラ２）とＰＣ間もＬＡＮで接続されるようにしても良い。

ＰＣは、ワープロ等のアプリケーションを用いて印刷を行なうときは、印刷データをコマンドデータに変換しながら、スプーラ（print spooler の略）に一旦保存する。接続がＵＳＢの場合は、スプーラから画像形成装置１（Ｉ／Ｆコントローラ２）へ直接コマンドデータが送られる。

ＬＡＮで接続されているプリンタサーバ経由で印刷を行なう場合は、ＰＣのスプーラに保存したデータがプリンタサーバのスプーラへ転送されて、プリンタサーバ内のスプーラから画像形成装置１（Ｉ／Ｆコントローラ２）へコマンドデータが送られる。

このようにしてホスト機器２５から画像形成装置１（Ｉ／Ｆコントローラ２）へ供給された印刷データは、詳しくは後述するが、Ｉ／Ｆコントローラ２により解析処理が施され、圧縮、伸張処理が行われた後、ビデオデータ（ビットマップデータ）に変換されて、記憶部の描画エリアに描画される。１ページ分の描画が完了すると、Ｉ／Ｆコントローラ２は、ビデオＩ／Ｆを介し、エンジンコントローラ３へ印刷開始を指示する。

エンジンコントローラ３は、露光ヘッド制御部（以下、単にヘッド制御部で示す）１２、モータ制御部１３、ＭＰＵ（micro processing unit)１４、定着制御部１５、高圧制御部１６、露光ヘッド部１７、メインモータ１８、各種負荷１９、各種センサ部２０、定着部サーミスタ２１、定着部ヒータ２２、高圧部２３で構成されている。

エンジンコントローラ３は、Ｉ／Ｆコントローラ２から印刷開始を指定されると、メインモータ１８を回転させ、用紙収容部から取り出した用紙を搬送部により搬送させ、画像形成可能な位置に用紙先端が到達したことをＩ／Ｆコントローラ２へ通知する。尚、エンジンコントローラ３は、給紙口の選択、解像度の指定等のエンジン指定、ジャムなどのエンジン状態等の事象も通知する。

エンジンコントローラ３のビデオＩ／Ｆ制御部は、Ｉ／Ｆコントローラ２へ水平同期信号を出力し、Ｉ／Ｆコントローラ２は、エンジンコントローラ３から出力される水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）に同期させて、１ライン毎に描画エリアのビデオデータをエンジンコントローラ３（ヘッド制御部１２）へ出力（ＤＭＡ(Direct Memory Access)転送）する。

Ｉ／Ｆコントローラ２からエンジンコントローラ３のヘッド制御部１２に出力されたビデオデータには、後述する処理が施され、ヘッド制御部１２から露光ヘッド部１７に出力される。露光ヘッド部１７はビデオデータに基づいて不図示の露光ヘッドにより感光体ドラムを露光し、露光により形成された感光体ドラム上の静電潜像に不図示の現像器がトナー像を現像する。

現像されたトナー像は、高圧制御部１６の制御下で動作する高圧部２３からの所定極性の高圧転写電圧（又は電流）により、用紙に直接または中間転写体を介して転写され、転写トナー像は、定着制御部１５の制御下で動作する定着ヒータ２２により用紙に定着されてカラー画像が用紙上に完成する。

図２は、Ｉ／Ｆコントローラ２のブロック図である。図２に示すようにＩ／Ｆコントローラ２はＣＰＵ４と、このＣＰＵ４に太線矢印で示すＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect）バスを介して接続されたＳＤＲＡＭ(synchronous dynamic random-access memory)５、フラッシュＲＯＭ(Read Only Memory)６、ＯＰＥ(オペレーションパネル制御部)７、Ｐｈｙ（Physical layer、本例の場合はＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ）８、ＵＳＢ（Ｉ／Ｆ）９、ＡＳＩＣ(application specific integrated circuit）１０等で構成されている。

そして、Ｐｈｙ８及びＵＳＢ９には、図１に示したＰＣ２６から、ＬＡＮ及びＵＳＢからなる回線網１１を介して印刷データ（ＲＧＢデータ）が供給される。

ＰＣ２６からＬＡＮ及びＵＳＢの回線網１１経由でＰｈｙ８及びＵＳＢ９に受信されたＲＧＢデータ（２４ｂｉｔ、２５６階調データ）は、細線矢印ａで示すように、ＳＤＲＡＭ５内の不図示のリングバッファに格納される。

リングバッファに一旦格納されたＲＧＢデータは、細線矢印ｂ１で示すように、ＣＰＵ４に読み込まれ、フラッシュＲＯＭ６に格納されているＬＵＴ(Color Look-up Table）がＰＣＩバスを介して参照され、このＬＵＴに基づき、カラーマッチング処理を施され、ＣＭＹＫデータ（３２ｂｉｔ、２５６階調データ）に変換される。

続いて、Ｉ／Ｆコントローラ２は、フラッシュＲＯＭ６に格納されているディザパターン（dither pattern、本例では例えば６×５マトリックス、１５パターン、図３参照）を、細線矢印ｃ１で示すように、ＳＤＲＡＭ５内のディザパターンエリアに書き込む。

上記のＲＧＢデータからカラーマッチング処理により変換されたＣＭＹＫデータは、ＳＤＲＡＭ５内のディザパターンエリアに書き込まれたディザパターンに基づいて階調データに置き換えられる。

この処理では、ＣＭＹＫデータが、ディザパターンの形状からなる各ピクセルのしきい値に従って比較演算され、１６階調のビデオデータに変換される。このビデオデータは、例えばヘッド制御部１２に転送される１画素が４ビットで表現される画像データであり、したがって、１画素が１６階調で表現されるビデオデータである。

この階調データに置き換えられたビデオデータは、細線矢印ｂ２で示すように、ＳＤＲＡＭ５内のページメモリに展開される。そして、このページメモリに展開されたビデオデータは、細線矢印ｄで示すように、ＡＳＩＣ１０により圧縮データに変換される。

この圧縮データは、ＡＳＩＣ１０により伸長され、露光ヘッド部１７用のビデオデータとしてエンジンコントローラ３のヘッド制御部１２に転送される。

図３は、本実施形態１において上記のように用いられるディザパターンの基本形を示す図である。同図に示すように、ディザパターン基本形３０は、６×５のマトリクス内に収まるように構成されたセル１（３１）とセル２（３２）からなる。

右上がりハッチングで示すセル１（３１）は、中央の縦４枡に８、０、２、１４の４個の番号が配置され、その０番の左右に６と４の番号、２番の左右に１２と１０の番号が配置されている。

そして、このセル１（３１）の斜め右下に続く横ストライプで示すセル２（３２）は、中央の縦４枡に９、１、３、１６の４個の番号が配置され、その１番の左右に７と５の番号、３番の左右に１３と１１の番号が配置されている。

つまり、このディザパターン基本形３０は、セル１（３１）とセル２（３２）を合わせて０〜１５までランダムに又は或る規則性で配置された１６個の番号からなっている。これらの番号は、６×５マトリクスの横５枡の方向を主走査方向、縦６枡の方向を副走査方向としたときの、露光ヘッド部１７の露光ヘッドにおいて隣接する５個のＬＥＤに対してディザ階調で点灯すべき画素位置を指定する符号である。

例えば「０」の位置が設定されていれば、「０」の位置に来たＬＥＤがディザ階調で点灯する。更に加えて「１」の位置が設定されていれば、「０」と「１」の位置に来たＬＥＤがディザ階調で点灯する。

図４(a) は、階調データのビデオデータからなる１６×１６ドットのデータ領域（画像データの露光領域）に、上記のディザパターン基本形３０を敷き詰めた状態を示す図であり、同図(b) は、露光ヘッドがディザ階調１５で点灯すべき位置を示す図である。

尚、同図(a),(b) は説明の便宜上、横１６ドット縦１６ドットの階調データ領域を示しているが、実際の用紙１ページ分の階調データの展開領域は、例えば横１０２４ピクセル分、縦７６８ピクセル分のドット構成となっている。

この１６×１６ドットのデータ領域に敷き詰めた状態のディザパターン基本形３０の位置関係を示すために、図４(a) の左上には、図３に示したディザパターン基本形３０の、右上がりハッチンで示すセル１（３１）と横ストライプで示すセル２（３２）を示している。

また、図４(a) の右斜め下半分には、斜めに連続するセル１（３１）とセル２（３２）を示している。但し、セル１（３１）は右上がりハッチングで示しているが、セル２（３２）は白地で示している。この配置は同図の左上まで同様な状態で配置されている。

同図(b) は、同図(a) に示すディザパターン基本形３０において、前述したようにセル１（３１）の「０」と、セル２（３２）の「１」がディザ階調で点灯すべき位置として設定されている場合の全体の中の点灯位置を「◎」で示したものである。

同図(b) には、仮想線３３で、セル１（３１）の「０」と、セル２（３２）の「１」を順次関連付けて示している。仮想線３３の両脇（斜め右上半分と斜め左した半分）の領域の点灯位置も、仮想線３３に平行する仮想線で関連付けて示すことができる。

図５(a) は、図４(a) を再掲した図、図５(b) は、図４(b) を再掲した図（但しを図４(b) の「◎」を図５(b) で「●」で示している）、図５(c) は、ディザ階調４５を用いる場合の点灯位置の設定の例（セル１（３１）の「０」と「２」及びセル２（３２）の「１」が点灯位置として設定されている）を示す図である。

尚、図５(c) の下に示す数字列３４は、図５(c) に示す１６×１６ドット領域内における副走査方向（縦方向）の点灯ドット数を示している。また、図５(b),(c) に示すディザパターン基本形３０に基づく点灯位置の設定は従来の点灯位置の設定方法を示している。

図５(b) は、一見して規則的な点灯位置の配置である。また図５(c) は、縦列に分けて見ると、点灯列は点灯位置が上下にばらついていてみえるが、横方向にみると、点灯列と非点灯列が交互に現れる規則的な点灯列の配置になっている。なお、点灯列と非点灯列が交互に現れる配置は図５(b) の場合も同様である。

元来、画像データの階調でータに、ディザパターンの階調データを加味する目的は、画像データの階調でータに発生する濃度ムラを低減させるために、各セル領域内の階調を分散又は平均化することにあるが、ディザ階調を加味する方法が規則的であると分散又は平均化の目的が薄れる虞がある。

図６(a),(b),(c) は、実施形態１におけるディザパターンテーブル（２値多値化しきい値テーブル、本例では図３に示したディザパターン基本形３０）に対し、実施例１の場合として、ディザパターンの基本セル単位にデータ（セル内の番号配置位置）をシフトさせたディザパターンの点灯位置の例を説明する図である。

図６(a) は、１６×１６ドット領域内に敷き詰めたディザパターン基本形３０において１セル置きに、つまりセル１（３１）の位置を変えずに、このセル１（３１）に対してセル２（３２）を矢印３４で示すように１ドット分、斜め左下方向にシフトさせたディザパターンを示している。

図６(b) は、図６(a) のディザパターンを用いてディザ階調１５のときの露光ヘッドの点灯位置（セル１（３１）の番号「０」とセル２（３２）の番号「１」の位置）を示している。

図６(a) のようにセル２（３２）を斜め左下方向に１ドット分シフトさせたことによって、セル２（３２）の点灯位置はセル１（３１）の点灯位置に対して矢印３５で示すようにマイナス方向に１ドット分シフトし、これと相対的にセル１（３１）の点灯位置はセル２（３２）の点灯位置に対して矢印３６で示すようにプラス方向に１ドット分シフトしている。

これにより、「●」で示す点灯位置の配置が、図５(b) に示した４５度の直線配置から図６(b) のようにジグザグ配置に変更されている。また、図５(b) に示した点灯配置が縦列横行ともに、０、４、０、４、・・・の配置であったものが、図６(b) では、縦列横行ともに、２、２、２、２、・・・の配置になって、満遍なく平均的に分散している。

また、図６(c) は、図６(a) のディザパターンを用いてディザ階調４５のときの露光ヘッドの点灯位置（セル１（３１）の番号「０」と「２」及びセル２（３２）の番号「１」の位置）を示している。

図６(a) のようにセル２（３２）を斜め左下方向に１ドット分シフトさせたことによって、セル２（３２）の「１」の点灯位置は斜め左下に１ドット分シフトしている。

これにより、「●」で示す点灯位置の配置が、図５(c) に示した縦列０、６、０、６、・・・の配置から、図６(c) では、縦列の配置が、２、４、２、４、・・・の配置になって、比較的満遍なく平均的に分散している。

図７(a),(b),(c) は、実施形態１におけるディザパターンテーブル（２値多値化しきい値テーブル、本例では図３に示したディザパターン基本形３０）に対し、実施例２の場合として、ディザパターンの基本セル単位にデータ（セル内の番号配置位置）をシフトさせたディザパターンの点灯位置の例を説明する図である。

図７(a) は、１６×１６ドット領域内に敷き詰めたディザパターン基本形３０において２セル置きに、２セルを矢印３７で示すように１ドット分、斜め左下方向にシフトさせたディザパターンを示している。

換言すれば、右上がりハッチングで示す最初のディザパターン基本形３０（３０−１）の配列に対し、その下に続く横ストライプで示す２段目のディザパターン基本形３０（３０−２）を、１ドット分、斜め左下方向にシフトさせた形になっている。

図７(b) は、図７(a) のディザパターンを用いてディザ階調１５のときの露光ヘッドの点灯位置（セル１（３１）の番号「０」とセル２（３２）の番号「１」の位置）を示している。

これにより、エンジンコントローラ３において、露光ヘッドが感光体ドラムを露光する際は、ディザ階調の露光位置「●」が、図５(b) の４５度の角度に対し、２セルおきに「−シフト」（矢印３８）、「＋シフト」（矢印３９）して配列されて、この配列に従ってディザ階調１５の露光が加味される。

この場合も、図５(b) に示した点灯配置が縦列横行ともに、０、４、０、４、・・・の配置であったものが、図７(b) では、縦列横行ともに、２、２、２、２、・・・の配置になって、満遍なく平均的に分散している。

また、図７(c) は、図７(a) のディザパターンを用いてディザ階調４５のときの露光ヘッドの点灯位置（セル１（３１）の番号「０」と「２」及びセル２（３２）の番号「１」の位置）を示している。

この例では、図７(a) のディザパターンが、セル１（３１）とセル２（３２）からなるディザパターン基本形３０（３０−２）がそのまま１ドット分シフトしているので、図５(c) に示した上下２つのディザパターン基本形３０による縦列６個の点灯配置が、１ドット分シフトした１つのディザパターン基本形３０−２の分の３個が左横方向に一列分ずれて配置されている。

これにより、ディザ階調の露光ドット数の配置は、縦列横行ともに、３、３、３、３、・・・となって、満遍なく平均的に分散している。

このように、実施形態１の実施例１又は２によれば、Ｉ／Ｆコントローラ２で２値多値化処理を施す際に参照されるディザパターンテーブル（２値多値化しきい値テーブル）に対し、ディザパターン（図３のディザパターン基本形３０）の基本セル（セル１（３１）又はセル２（３２））単位でシフトさせることにより、ディザ階調の露光を平均的に分散させることができ、これにより、発光素子（ＬＥＤ）個々のバラツキを抑えて濃度ムラを分散し、画像品質を向上させることができる。

上記の実施形態１における実施例１及び２においては、いずれもセル又は基本形全体を１ドット分シフトさせているが、シフト方式をとらずに、階調のバラツキを平均化する方法もある。これを実施例３として以下に説明する。

図８(a) は図４(a) を再掲する図、図８(b) は図４(b) を再掲する図、図８(c) は実施例３の点灯例を示す図である。図８(b) はディザ階調１２でセル１（３１）の「０」とセル２（３２）の「１」の位置（「◎」で示す）のドットを露光する従来の例を示している。

これに対して、図８(c) に示す実施例３では、セル１（３１）の「０」の位置（「●」で示す）ではディザ階調１５の露光を行い、セル２（３２）の「１」の位置（「○」で示す）ではディザ階調９で露光を行う。

図８(b) では、１６×１６ドットの領域のなかで、ディザ階調１２の露光を行うＬＥＤは４回の露光を行うが、ＬＥＤの発光特性にバラツキがあった場合、そのバラツキは露光回数が多いほど（同図(c) に例では４回）累積されて強調され、全体としてのバラツキが大きくなる。

しかし、図８(c) に示す実施例３のように、４回発光する１つのＬＥＤが、ディザ階調１５とディザ階調９で発光を交互に行って「（１５＋９＋１５＋９）／４＝１２」で算出されるように、平均すると図８(b) の場合と同様にディザ階調１２の露光を４回行ったと同じことになり、全体的には異なる階調が平均化されて表現されるだけ、バラツキが吸収されて、露光ヘッドの個々のＬＥＤの発光特性のバラツキが緩和される。

このように、実施形態１の実施例３によれば、２セルで形成されることを特徴としたディザパターンに対し、２値多値化処理を施す際、各セルに対し異なるしきい値（例えばディザ階調１５と９）を設定することにより、２セルの平均（ディザ階調１２）で階調表現することにより、個々のセルのドット露光エネルギーのバラツキを抑え、濃度ムラを平均化し画像品質を向上させることができる。

尚、上記の実施例３におけるディザパターンの２セルのドットの露光エネルギー変えてその平均で階調表現する方法は、実施例１又は２における基本セルをシフトさせてディザパターンを形成する方法と組み合わせて用いるようにしてもよい。

（実施形態２）
上述した実施形態１では画像形成装置１のＩ／Ｆコントローラ２が、ディザパターンテーブル（図３のディザパターン基本形３０）を用いて画像データのビデオデータに所望のディザ階調を加味するようにしていたが、実施形態２では、図３とは異なるディザパターンテーブルを用いて、画像形成装置１のエンジンコントローラ３のヘッド制御部１２が画像データのビデオデータに所望のディザ階調を加味して露光ヘッドを制御する。

図９は、実施形態２において用いられるディザパターンテーブルの基本形を示す図である。同図に示すように、本例のディザパターン基本形４０は、３×６のマトリクス内に収まるように構成されたセル１（４１）とセル２（４２）からなる。

各セルは、３×３のマトリクスからなり、マトリクスの９個の枠には、それぞれ中央に番号１、この番号１を取り囲んで左上角から時計回り方向に、８、５、７、３、６、２、９、４の番号が配置されている。これらの番号は露光ヘッド部１７の露光ヘッドにおいて隣接する３個のＬＥＤに対してディザ階調で点灯すべき画素位置を指定する符号である。

図１０は、実施形態２における画像形成装置１のヘッド制御部１２の構成を説明する回路ブロック図である。尚、このヘッド制御部１２は、図１に示したように、モータ制御部１３と共に、ＡＳＩＣ１０に配設されている。

ヘッド制御部１２は、ビデオＩ／Ｆ制御部４４、スクリーン制御部４５、ヘッドＩ／Ｆ制御部４６、基本タイミング生成部４７、ＣＰＵＩ／Ｆ制御部４８で構成され、これらビデオＩ／Ｆ制御部４４、スクリーン制御部４５、ヘッドＩ／Ｆ制御部４６、基本タイミング生成部４７、ＣＰＵＩ／Ｆ制御部４８はそれぞれＣＰＵバスによって接続されている。

ＣＰＵＩ／Ｆ制御部４８は、アドレスデコード及び各モジュールのレジスタ群及びＩ／Ｏポートのリード／ライトを行う。

ビデオＩ／Ｆ制御部４４は、Ｉ／Ｆコントローラ２との間で、垂直同期信号（／ＶＨＹＮＣ）、水平同期信号（／ＨＳＹＮＣ）、ビデオデータ（／ＶＩＤＥＯ［３：０］）、及び同期信号（／ＮＶＣＬＫ）の授受を行う。

また、ビデオＩ／Ｆ制御部４４には、ビデオＲＡＭ４９が接続されている。ビデオＩ／Ｆ制御部４４は、Ｉ／Ｆコントローラ２から受信したビデオデータをビデオＲＡＭ４９に格納し、そのビデオデータを、ヘッドＩ／Ｆ制御部４６のドットパターン生成部５５の要求に応じて順次転送する。

スクリーン制御部４５は、ドットカウンタ部５１、セルカウンタ部５２、シフトレジスタ部５３、セル形状レジスタ部５４を備えている。ドットカウンタ部５１は、ビデオデータを１ドットごとカウントするカウンタ部であり、副走査方向ラインカウンタ部の機能を備えている。副走査方向ラインカウンタ部は、垂直同期信号（／ＶＳＹＮＣ）および水平同期信号（／ＨＳＹＮＣ）に従って有効印字領域の副走査方向ライン数をカウントする。

セルカウンタ部５２は、基本セル（セル１（４１）及びセル２（４２））数をカウントするカウンタであり、セル形状レジスタ部５４に設定された情報に基づき、有効印字領域でのセル数をカウントする。

シフトレジスタ部５３は、構成は普通のシフトレジスタであり、ライン自体のシフト量（ラインシフト情報）を設定するレジスタである。セル形状レジスタ部５４は、ＣＰＵＩ／Ｆ制御部４８によって設定されたセルがどういう形をしているかというセル形状情報（本例では（３×３）×２）を設定するレジスタである。

スクリーン制御部４５は、セル形状レジスタ部５４に設定されているセル形状情報とシフトレジスタ部５３に設定されているラインシフト情報にしたがって、該当するセル領域のビデオデータを主走査方向に対してプラス方向またはマイナス方向に設定ドット分シフトさせる。

基本タイミング生成部４７は、ＣＰＵＩ／Ｆ制御部４８により設定された階調情報に従って副走査方向をｎ分割し（１画素を副走査方向に４分割する等）、それぞれのスループットに応じて基本タイミングを生成する。

ヘッドＩ／Ｆ制御部４６は、ドットパターン生成部５５、ヘッドデータ送信部５６、ヘッド制御信号生成部５７、ストローブ信号生成部５８で構成されている。

ドットパターン生成部５５は、ビデオＩ／Ｆ制御部４４から供給されるビデオデータの１画素を各階調値に基づき不図示のパターン登録レジスタに設定されたドットパターンデータを読み出して、Ｎ個のドットに展開する。

１画素がＮ個のドットに展開されたビデオデータは、更に副走査方向にそれぞれｎ分割されてドットパターンデータに展開される。このドットパターンデータに展開されたビデオデータは、ヘッドデータ送信部５６へ出力される。

ヘッドデータ送信部５６は、ドットパターン生成部５５から入力されたドットパターンデータを、ヘッド制御信号生成部５７のドットクロック（ＤＣＬＫ）の指示に従って、順次ヘッド部１７へ転送する。

ヘッド制御信号生成部５７は、基本タイミング生成部４７によって生成させた各種タイミング信号に従って、水平同期信号（／ＨＤ−ＨＳＹＮＣ）、ドットクロック信号（ＤＣＬＫ）等のヘッド制御信号を生成する。

ストローブ信号生成部５８は、ＣＰＵＩ／Ｆ制御部４８により設定された階調情報に従って、副走査方向をｎ分割し、それぞれの要求に応じたストローブ信号を生成する。例えば、副走査方向３分割の場合は、サブライン（１／３）、（２／３）、（３／３）の３種類、副走査方向４分割の場合は、サブライン（１／４）、（２／４）、（３／４）、（４／４）の４種類のストローブタイミング信号を生成する。

図１１(a) は、図９のセル１（４１）とセル２（４２）からなる３×６マトリクスのディザパターン基本形４０を、９×１５ドットの領域に展開した例を示す図である。尚、この場合も、図１１(a) には９×１５ドットの階調データ領域を示しているが、実際の用紙１ページ分の階調データの展開領域は、例えば横１０２４ピクセル分、縦７６８ピクセル分のドット構成等の大きな領域である。

図１１(b) は、参考のため従来のディザ階調１５のときのＬＥＤ点灯例を示す図である。同図(b) の例では、セル１（４１）とセル２（４２）のそれぞれ１番の位置が露光位置に設定されている。

エンジンコントローラ３のヘッド制御部１２においては、スクリーン制御部４５のセル形状レジスタ部５４に設定されているディザパターン基本形４０を認識し、セルカウンタ部５２でセル１（４１）とセル２（４２）を順次カウントしながら、それぞれのセルの１番に対応する「●」の位置で、露光ヘッドのＬＥＤがディザ階調１５で露光するようにディザ階調露光情報をヘッドＩ／Ｆ制御部４６に通知する。図１１(b) に示す例では、副走査方向の１５ドットの中での露光位置の個数は、横９ドット方向にみると、０、５、０、０、５、０、０、５、・・・の順に配置されている。

また、図１１(c) は、これも参考のため従来のディザ階調３０のときのＬＥＤ点灯例を示す図である。同図(c) の例では、セル１（４１）とセル２（４２）のそれぞれ１番と２番の位置が露光位置に設定されており、その１番と２番に対応する「●」の位置がエンジンコントローラ３のヘッド制御部１２において、露光ヘッドのＬＥＤがディザ階調３０で露光する位置である。図１１(c) に示す例では、副走査方向の１５ドットの中での露光位置の個数は、横９ドット方向にみると、０、１０、０、１０、・・・の順に配置されている。

図１１(b),(c) に示す露光箇所の配置の例では、副走査方向で露光さる列と露光されない列が明確に分かれており、露光される列には露光箇所が集中している。これでは、濃度ムラを低減させるために、各セル領域内の階調を分散又は平均化する目的が十分に達成されていなことになる。

図１２(a),(b),(c) は、実施形態２におけるディザパターンテーブル（ディザパターン基本形４０）に対し、実施例１の場合として、基本セル単位にデータをシフトさせた場合の点灯位置の例を説明する図である。

図１２(a) は、図９のセル１（４１）とセル２（４２）からなる３×６マトリクスのディザパターン基本形４０を、９×１５ドットの領域に、１セルおきに１セルを１ドットだけシフトさせながら展開した例を示す図である。

この例では、エンジンコントローラ３のヘッド制御部１２において、スクリーン制御部４５のセル形状レジスタ部５４に設定されているディザパターン基本形４０を認識し、セルカウンタ部５２でセル１（４１）とセル２（４２）を順次カウントし、このカウンタ値を参照しながら、シフトレジスタ部５３は、シフト「０」、シフト「＋１」、シフト「０」、シフト「＋１」を繰り返していく。各セルの主走査方向の３ラインは、ドットカウンタ部５１による副走査方向のライン数カウンタ値で認識される。

図１２(b) は、上記のように１セルおきに、１セルごと「＋１」シフトされたディザパターンに基づいて、各セルの１番の位置（同図(b) の「●」の位置）で、ディザ階調１５で露光するように設定された場合の、９×１５ドット領域内の露光位置を示している。

従来例の図１１(b) では副走査方向に直線に並んでいた露光位置が、図１２(b) では各セルの並び行が、副走査方向に進むごとに、１セルごとに、矢印６１及び６２で示すように「＋１」、「−１」と相対的にシフトされた形になって、ジグザク形状に配置されている。

この図１２(b) に示す例では、副走査方向の１５ドットの中での露光位置の個数は、横９ドット方向にみると、０、３、２、０、３、２、・・・の順に配置されており、図１１(b) の場合に比較して、良く分散していることが分かる。

また、図１２(c) は、図１２(a) のように１セルおきに、１セルごと「＋１」シフトされたディザパターンに基づいて、各セルの１番と２番の位置（同図(c) の「●」の位置）で、ディザ階調３０で露光するように設定された場合の、９×１５ドット領域内の露光位置を示している。

この図１２(c) に示す例では、副走査方向の１５ドットの中での露光位置の個数は、横９ドット方向にみると、０、６、４、０、６、４、・・・の順に配置されており、図１１(c) の場合に比較して、良く分散していることが分かる。

図１３は、図１２(c) に示す例のときのタイムチャートを示している。同図は図示する都合上、ラインカウンタｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、・・・、ｎ＋１１までのタイムチャートを、４ラインごとに３段に分けて示している。

図１３に示すタイムチャートは、上からＩ／Ｆコントローラ２か入力されるビデオ信号の垂直同期信号（／ＶＨＹＮＣ）、水平同期信号（／ＨＳＹＮＣ）、１ピクセルが４ビットからなるビデオデータ（／ＶＩＤＥＯ［３：０］）、同期信号（／ＮＶＣＬＫ）、スクリーン制御部４５のラインカウンタ、セルカウンタ、シフト値、ヘッドＩ／Ｆ制御部４６のヘッド制御信号生成部５７で生成されるヘッド制御信号の水平同期信号（／ＨＤ−ＨＳＹＮＣ）、ヘッドデータ（／ＤＡＴＡ［３：０］）、ドットクロック信号（ＤＣＬＫ）、ストローブ信号（／ＳＴＲＯＢＥ）である。

同図のタイムチャートに示すように、シフト値が”０”のときの３ライン分のヘッドデータ（／ＤＡＴＡ［３：０］）は、それぞれドットクロック（ＤＣＬＫ）の「２」の立下りのタイミングでヘッドに転送されるのに対して、シフト値が”１”のときの３ラィン分のヘッドデータ（／ＤＡＴＡ［３：０］）は、それぞれドットクロック（ＤＣＬＫ）の「３」の立下りのタイミングでヘッドに転送される。すなわち、＋１ドット分オフセットされて転送される。

図１４(a),(b),(c) は、実施形態２におけるディザパターンテーブルに対し実施例２の場合として基本セル単位にデータをシフトさせた場合の点灯位置の例を説明する図である。

図１４(a) は、図９のセル１（４１）とセル２（４２）からなる３×６マトリクスのディザパターン基本形４０を、９×１５ドットの領域に、１セルおきに１セルを「＋１」ドット「−１」と交互にシフトさせながら展開した例を示す図である。

この例では、エンジンコントローラ３のヘッド制御部１２において、スクリーン制御部４５のセル形状レジスタ部５４に設定されているディザパターン基本形４０を認識し、セルカウンタ部５２でセル１（４１）とセル２（４２）を順次カウントし、このカウンタ値を参照しながら、シフトレジスタ部５３は、シフト「０」、シフト「＋１」、シフト「０」、シフト「−１」を繰り返していく。各セルの主走査方向の３ラインは、ドットカウンタ部５１による副走査方向のライン数カウンタ値で認識される。

図１４(b) は、上記のように１セルおきに、１セルごと「＋１」シフトと「−１」シフトを繰り返されるディザパターンに基づいて、各セルの１番の位置（同図(b) の「●」の位置）で、ディザ階調１５で露光するように設定された場合の、９×１５ドット領域内の露光位置を示している。

従来例の図１１(b) では副走査方向に直線に並んでいた露光位置が、図１４(b) では各セルの並び行が、副走査方向に進むごとに、１セル置きに、矢印６３及び６４で示すように「＋１」、「−１」とシフトされた形になって、ジグザク形状に配置されている。

この図１４(b) に示す例では、副走査方向の１５ドットの中での露光位置の個数は、横９ドット方向にみると、１、３、１、１、３、１、・・・の順で配置されており、全ての副走査列に、少なくとも１個の露光点が必ず配置されており、良く分散していることが分かる。

また、図１４(c) は、図１４(a) のように１セルおきに、１セルごと「＋１」シフトと「−１」シフトが繰り返されるディザパターンに基づいて、各セルの１番と２番の位置（同図(c) の「●」の位置）で、ディザ階調３０で露光するように設定された場合の、９×１５ドット領域内の露光位置を示している。

この図１４(c) に示す例では、副走査方向の１５ドットの中での露光位置の個数は、横９ドット方向にみると、２、６、２、２、６、２、・・・の順で配置されており、図１１(c) の場合は勿論、図１２(c) と比較しても、良く分散していることが分かる。

この実施形態２における実施例１又は２によれば、Ｉ／Ｆコントローラ２で２値多値化処理を施された階調データをエンジンコントローラ３においてディザパターン４０の基本セル単位に主走査方向にドットシフトさせる事により、濃度ムラを分散し画像品質を向上させることができる。

実施形態１における画像形成装置のシステム構成を示す図である。 実施形態１における画像形成装置のＩ／Ｆコントローラのブロック図である。 実施形態１における画像形成装置のＩ／Ｆコントローラで用いられるディザパターンの基本形を示す図である。 (a) は実施形態１における画像形成装置の１６×１６ドットのビデオデータ領域に基本形のディザパターンを敷き詰めた状態を示す図、(b) はディザ階調１５として露光ヘッドが点灯すべき位置を示す図である。 (a) は図４(a) を再掲した図、(b) は図４(b) を再掲した図、(c) はディザ階調４５を用いる場合の点灯位置の設定の例を示す図である。 実施形態１におけるディザパターンテーブルに対し実施例１の場合として基本セル単位にデータをシフトさせた場合の点灯位置の例を説明する図である。 実施形態１におけるディザパターンテーブルに対し実施例２の場合として基本セル単位にデータをシフトさせた場合の点灯位置の例を説明する図である。 (a) は図４(a) を再掲する図、(b) は図４(b) を再掲する図、(c) は実施形態１における実施例３の点灯例を示す図である。 実施形態２において用いられるディザパターンテーブルの基本形を示す図である。 実施形態２における画像形成装置のヘッド制御部の構成を説明する回路ブロック図である。 実施形態２におけるセル１とセル２からなる３×６マトリクスのディザパターン基本形を９×１５ドットの領域に展開した例を示す図である。 (a),(b),(c) は実施形態２におけるディザパターンテーブルに対し実施例１の場合として基本セル単位にデータをシフトさせた場合の点灯位置の例を説明する図である。 実施形態２における実施例１の場合の露光動作に対応するタイムチャートを示す図である。 (a),(b),(c) は実施形態２におけるディザパターンテーブルに対し実施例２の場合として基本セル単位にデータをシフトさせた場合の点灯位置の例を説明する図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ インターフェースコントローラ（Ｉ／Ｆコントローラ）
３ エンジンコントローラ
４ ＣＰＵ
５ ＳＤＲＡＭ(synchronous dynamic random-access memory)
６ フラッシュＲＯＭ(Read Only Memory)
７ ＯＰＥ(オペレーションパネル制御部)
８ Ｐｈｙ（Physical layer、本例の場合はＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ）
９ ＵＳＢ（Ｉ／Ｆ）
１０ ＡＳＩＣ(application specific integrated circuit）
１１ 回線網
１２ 露光ヘッド制御部（ヘッド制御部）
１３ モータ制御部
１４ ＭＰＵ（micro processing unit）
１５ 定着制御部
１６ 高圧制御部
１７ ヘッド部
１８ メインモータ
１９ 各種負荷
２０ 各種センサ部
２１ 定着部サーミスタ
２２ 定着部ヒータ
２３ 高圧部
２５ ホスト機器
２６ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
２７ プリンタサーバ
３０ ディザパターン基本形
３１ セル１
３２ セル２
３３ 発光位置を結ぶ仮想線
３４、３５、３６、３７、３８、３９ シフト方向を示す矢印
４０ ディザパターン基本形
４１ セル１
４２ セル２
４４ ビデオＩ／Ｆ制御部
４５ スクリーン制御部
４６ ヘッドＩ／Ｆ制御部
４７ 基本タイミング生成部
４８ ＣＰＵＩ／Ｆ制御部
４９ ビデオＲＡＭ
５１ ドットカウンタ部
５２ セルカウンタ部
５３ シフトレジスタ部
５４ セル形状レジスタ部
５５ ドットパターン生成部
５６ ヘッドデータ送信部
５７ ヘッド制御信号生成部
５８ ストローブ信号生成部
６１、６２、６３、６４ シフト方向を示す矢印

Claims (1)

1. ディザパターンの複数の基本単位セルが主走査方向と所定の交差角度を成す方向に隣接して繰り返し敷き詰められるディザ展開パターンに含まれる閾値と印刷画像メモリから読み出される画像データとを演算し、前記画像データを所定の階調数を有する多階調画像データに変換する２値多値化処理部と、
   前記変換された多階調画像データに基づいて記録ヘッドを駆動し画像を形成する画像形成部とを備え、
   前記基本単位セルは、複数の枡のパターンが互いに同一の第１の分割セル及び２の分割セルが互いに隣接して構成され、
   前記第１の分割セルは、所定の位置に第１の枡が設けられており、
   前記第２の分割セルは、前記第１の分割セルにおける前記第１の枡の位置と対応する位置に第２の枡が設けられており、
   前記基本単位セル内の前記第１の分割セルの前記第１の枡の位置及び前記第２の分割セルの前記第２の枡の位置を結ぶ方向が前記主走査方向と成す第１の交差角度は、前記複数の基本単位セルの前記第１の分割セルの第１の枡同士の位置を結ぶ方向が前記主走査方向と成す第２の交差角度と異なることを特徴とする画像形成装置。