JP6103260B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、主走査方向とこれに直交する副走査方向に画素を配列した二次元画像を形成する画像形成装置であって、副走査方向に配列された複数のレーザ素子を備え、該複数のレーザ素子から射出された複数のレーザ光を主走査方向に同時に走査させることで、主走査方向の複数ラインを同時に画像形成可能な画像形成装置に関する。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、高解像度化、高速化に対応するために、複数のレーザ光を同時に走査させて複数ラインを同時に画像形成するものがある。

このような画像形成装置では、たとえば、複数のレーザ光を選択的に駆動することで、形成される画像の副走査方向の解像度を変更して画像の副走査方向のサイズを調整可能としたものがある（下記特許文献１参照）。この画像形成装置は、複数のレーザ素子を備えて、主走査方向に形成される画像の第１解像度よりも高い第２解像度で副走査方向に複数のラインを並行して走査可能なレーザ光源を設け、第１及び第２解像度と像形成対象の画像サイズとに応じて、副走査方向の画像の倍率を設定し、その設定された倍率に応じて複数のレーザ素子のいずれかを選択して駆動する。

また、二次元面発光レーザーアレイ（二次元ＶＣＳＥＬアレイ）中の面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）の集積度を高めると、隣接するレーザ素子（ＶＣＳＥＬ）で熱干渉が生じる。そこで、第一の基線と直交する方向の第一の主走査として、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させた後、第一の基線と直交する方向の第二の主走査として、第一の主走査において点灯させなかったＶＣＳＥＬのうち、第一の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように且つ第二の基線上の隣接するＶＣＳＥＬが同時に点灯しないように、第一の基線上，第二の基線上のＶＣＳＥＬを点灯させる。

特開２００９−３４９９１号公報 特開２００７−１０９９２９号公報

レーザ素子を用いた画像形成装置では、レーザ素子とその駆動回路からなるＬＤ制御部は、レーザ光の走査光学系やその他の機械的な要請から、レーザ走査ユニットの近く（あるいはレーザ走査ユニットと一体にして）に配置される。一方、画像データを加工して画像の傾斜を補正したり微小変倍したりする画像処理部は、装置内のスペース的な制限もあって、ＬＤ制御部とは別の場所に設けられる。画像処理部は、ＬＤ制御部が備えるレーザ素子（レーザーダイオード：ＬＤ）のオンオフ等を制御するための信号を、画像形成中のレーザ光の走査に合わせて、ＬＤ制御部へ伝送する。この信号は、各画素の画像データの値に対応したパルス幅変調信号であるため、その伝送路は、該信号を低ノイズで伝送可能な高品位のものでなければならず、高価になる。

複数のレーザ素子から射出された複数のレーザ光を同時に走査させて複数ラインを同時に画像形成する画像形成装置の場合、図２２に示すように、画像処理部１２０において、レーザ素子の数に対応したＰＷＭ変調回路１２１が必要になる。また、画像処理部１２０が生成したパルス幅変調信号をＬＤ制御部１１０へ伝送するために、低ノイズで高品位の伝送路が、レーザ素子の数に対応した本数だけ必要になる。レーザ素子の多数化が進めば（たとえば、３２個や６４個以上等）、それに伴ってＰＷＭ変調回路１２１や伝送路の数も増えるため、装置価格の上昇を招いたり、伝送路の配線経路を確保することが難しくなったりする。

特許文献１、２は、複数の発光素子を選択的に駆動する技術であるが、ＰＷＭ変調回路の数やパルス幅変調信号の伝送路の本数の削減は考慮されていない。また、特許文献１，２の技術では、複数の発光素子の中の一部を選択的に使用した場合には解像度の低下や生産性の低下が生じている。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、複数のレーザ光を同時に走査させることで得られる解像度や生産性の高さを低下させることなく、レーザ素子の駆動を制御するためのパルス幅変調信号の生成回路および伝送路の数を削減することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］主走査方向とこれに直交する副走査方向に画素を配列した二次元画像を形成する画像形成装置であって、副走査方向に配列されたｎ個（ｎは２以上の整数）のレーザ素子を備え、該ｎ個のレーザ素子から射出されるレーザ光を主走査方向に同時に走査させて、主走査方向のｎラインを同時に画像形成可能な画像形成装置において、
前記ｎライン分の画像に対して、副走査方向に並ぶｎ画素の中からｍ画素（ｍは１以上、ｎ未満の整数）を選択して画素をｍ／ｎに間引く処理を行うと共に、前記選択した画素がどの画素であるかを示す選択画素情報を出力する画素選択部と、
前記ｎライン分の画像を画像形成する際に、前記画素選択部によって選択されたｍ画素に対応する画像データを画素毎のｍ個のパルス幅変調信号に変換する処理を、前記走査に合わせて順次行うＰＷＭ処理部と、
前記ＰＷＭ処理部が出力するｍ個のパルス幅変調信号を並列に伝送する伝送部と、
前記伝送部によって並列に伝送されてきたｍ個のパルス幅変調信号を、前記選択画素情報に基づいてｍ個の前記レーザ素子に割り当てる割り当て部と、
前記割り当て部によって前記パルス幅変調信号が割り当てられた前記レーザ素子をその割り当てられたパルス幅変調信号で駆動する駆動部と、
を有する
ことを特徴とする画像形成装置。

上記発明では、副走査方向に並ぶｎ画素の中のｍ画素を選択（ｍ／ｎに間引き）し、ｎ個のレーザ素子の中の該ｍ個の画素に対応する画素位置のレーザ素子のみを駆動して画像形成する。この際、選択したｍ画素の画素位置を示す選択画素情報を割り当て部に通知し、割り当て部は、伝送されてきたｍ個のパルス幅変調信号を、通知された選択画素情報に基づいて、ｍ個のレーザ素子に割り当てる。

［２］ｍ×ｑ＝ｎ の関係（ｑは２以上の整数）にあって、
前記画素選択部は、副走査方向に並ぶｎ画素を隣接するｑ画素毎のｍ個の小領域に分割し、各小領域の中から１画素ずつを選択し、それぞれの小領域内のどの画素が選択されたかを示す情報を前記選択画素情報として出力する
ことを特徴とする［１］に記載の画像形成装置。

上記発明では、ｑ分の１に間引きされる。ｑ画素単位の小領域単位に分けることで、選択画素情報の情報量を削減する。

［３］前記選択画素情報を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部の出力する圧縮されたデータを元の選択画素情報に伸長する伸長部と、
をさらに備え、
前記割り当て部は、前記伸長部で伸長して得た選択画素情報に基づいて前記割り当てを行う
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の画像形成装置。

上記発明では、選択画素情報を圧縮して伝送することで、選択画素情報を伝送するためのデータ量を削減する。

［４］画素をシフトさせて、画像の微小変倍もしくはスキュー補正を行う画像補正部をさらに備え、
前記画素選択部は、前記画像補正部でのシフト量に応じて画素の選択を行う
ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の画像形成装置。

上記発明では、微小変倍やスキュー補正で画素をシフトさせた際のシフト量に応じて、ｍ画素を選択する。

［５］前記圧縮部は、副走査方向に並ぶｎ画素の中でシフト量の変化回数が制限されることに基づいて、前記選択画素情報を圧縮する
ことを特徴とする［３］を引用する［４］に記載の画像形成装置。

上記発明では、微小変倍やスキュー補正では、副走査方向ｎ画素の中でのシフト量の変化が最大１回になるという制限を利用して、選択画素情報を圧縮する。

本発明に係る画像形成装置によれば、複数のレーザ素子を使用して複数ラインを同時に走査することで得られる解像度や生産性の高さを低下させることなく、複数のレーザ素子の駆動を制御するためのパルス幅変調信号の生成回路および伝送路の数を削減することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的概略構成を示す図である。 画像処理部およびＬＤ制御部の構成を示すブロック図である。 元画像とそのうちの１回の走査で画像形成される範囲の一例を示す図である。 図３の画像に対して、画像補正部でスキュー補正を行った後の画像を示す図である。 図４の画像を間引き処理した画像、シフト量に応じた打点画素の画素位置および選択画素情報を示す図である。 図３の画像に対して、画像補正部で微小変倍し、1ラインが挿入された後の画像を示す図である。 図６の画像を間引き処理した画像、シフト量に応じた打点画素の画素位置および選択画素情報を示す図である。 出現し得る選択画素情報の組み合わせ、および、圧縮後の選択画素情報の一例を示す図である。 ２４００ｄｐｉの解像度での電子データ上での１画素の径と実際に現像されるドットの径を対比して示す図である。 間引かずに打点した場合に現像される画像と、間引いて打点した場合に現像される画像を対比して示す図である。 副走査方向の解像度の違いが現像画像に現れる例を示す図である。 １／３の間引きに対応した画像処理部およびＬＤ制御部の構成を示すブロック図である。 元画像とそのうちの１回の走査で画像形成される範囲の一例を示す図である。 図１３の画像に対して、画像補正部でスキュー補正を行った後の画像を示す図である。 図１４の画像を間引き処理した画像、シフト量に応じた打点画素の画素位置および選択画素情報を示す図である。 図１３の画像に対して、画像補正部で微小変倍し、1ラインが挿入された後の画像を示す図である。 図１６の画像を間引き処理した画像、シフト量に応じた打点画素の画素位置および選択画素情報を示す図である。 スキュー補正を行う場合の動作タイミングを示す図である。 図１８の続きを示す図である。 微小変倍でラインを挿入する場合の動作タイミングを示す図である。 図２０の続きを示す図である。 従来の画像形成装置における画像処理部とＬＤ制御部を示すブロック図である。

以下、図面に基づき本発明の各種の実施の形態を説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置５の機械的概略構成を示す図である。画像形成装置５は、スキャナ部８で光学的に読み取って得た原稿画像を記録紙上に画像形成して出力するコピー機能、外部から入力された印刷データに基づく画像を記録紙上に画像形成して出力する印刷機能などを果たす。画像形成装置５の前段には、大量の記録紙を収容可能であって印刷の際に記録紙を１枚ずつ画像形成装置５に送り出す給紙装置６が接続されている。画像形成装置５の後段には、画像形成装置５から出力される記録紙に、折り、綴じ、穴あけなどの加工を施す機能や、印刷された記録紙を大量に収容する機能を果たす後処理装置７が接続されている。

画像形成装置５は、主走査方向とこれに直交する副走査方向に画素を配列した二次元画像を形成する。記録紙の搬送方向を副走査方向とする。画像形成装置５は、無端で環状に掛け渡された所定幅の中間転写ベルト１１と、この中間転写ベルト１１上に、それぞれ単一色のトナー像を形成するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色別の４つの像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋと、記録紙上に形成されたトナー像を記録紙に加圧加熱して定着させる定着装置１３を備えている。

像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、使用されるトナーの色は異なるが互いに構造は同一である。像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体としての円筒状の感光体ドラム１４を有し、その周囲に帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置などを配置して備える。またレーザ素子であるレーザーダイオード（ＬＤ）、ポリゴンミラー、各種レンズおよびミラー等で構成されたレーザーユニット１６を備えている。

各像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにおいて、感光体ドラム１４は図示省略の駆動部に駆動されて一定方向に回転し、帯電装置は感光体ドラム１４を一様に帯電させ、レーザーユニット１６は対応する色の画像データ（後述するパルス幅変調信号）に応じてオン／オフ制御されたレーザービームで感光体ドラム１４を走査（主走査方向の走査）することによって感光体ドラム１４の表面に静電潜像を形成する。ここでは、各レーザーユニット１６は、それぞれ、副走査方向に配列されたｎ個（ｎは２以上の整数）のレーザーダイオード（ＬＤ）を備え、該ｎ個のレーザ素子から射出されるレーザ光を主走査方向に同時に走査させて、主走査方向のｎラインを同時に画像形成可能になっている。本実施の形態ではｎ個のレーザーダイオードが同時に点灯することはないが、画素を間引きしながらｎラインが同時に画像形成される。

現像装置は、感光体ドラム１４上の静電潜像をトナーによって顕像化する。感光体ドラム１４の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１と接触する箇所で中間転写ベルト１１に転写される。クリーニング装置は、転写後に感光体ドラム１４の表面に残留するトナーをブレード等で擦って除去し回収する。

中間転写ベルト１１は複数のローラに掛け渡すようにして巻回されて図中の矢印Ａ方向に周回する。周回する過程で、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に各色の画像（トナー像）が像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって中間転写ベルト１１上に重ね合わされてフルカラーのカラー画像が合成される。このカラー画像は、二次転写位置Ｄで中間転写ベルト１１から記録紙に転写される。また、中間転写ベルト１１に残ったトナーは二次転写位置Ｄの下流に設けたクリーニング装置１７によって除去される。定着装置１３は、記録紙の搬送路１８の途中の二次転写位置Ｄより下流の位置に設けられている。

搬送路１８は、給紙装置６から送り込まれた記録紙を搬送し、二次転写位置Ｄおよび定着装置１３を通過させて、後段の後処理装置７へ排紙する機能を果たす。搬送路１８は、搬送経路を形成する搬送ローラやガイドのほか、搬送ローラを駆動するモータなどで構成される。

画像形成装置５は、電気的な制御回路として、装置全体の動作を制御する全体制御部１９、画像形成対象の画像に対して傾き補正（スキュー補正）や微小変倍、ディザスクリーン処理などを施す画像処理部２０、レーザーユニット１６のレーザーダイオード（ＬＤ）を駆動するＬＤ制御部３０を備えている。ＬＤ制御部３０はレーザーユニット１６毎に設けられ、それぞれ、対応するレーザーユニット１６の近傍（もしくはレーザーユニット１６と一体）に配置されている。そのため、ＬＤ制御部３０は、全体制御部１９や画像処理部２０から離れた場所に設置されている。画像処理部２０とＬＤ制御部３０の間は信号の伝送路で接続されている。

なお、図１では図示省略したが、画像形成装置５は記録紙の表裏両面に印刷する両面印刷機能を備えている。具体的には、搬送路１８は、定着装置１３の下流で通常の搬送路１８から分岐し、記録紙の表裏を反転させた後、二次転写位置Ｄの上流で元の搬送路１８に合流する反転経路を備えている。画像形成装置５は、両面印刷する場合には、記録紙の表面に画像を形成して定着した後、上記の反転経路を通じて記録紙の表裏を反転させた後、記録紙の裏面に画像を形成し定着して、該記録紙を後段へ排出するように動作する。

このほか画像形成装置５は、ユーザが原稿台にセットした原稿を読み取るスキャナ部８、ユーザからの操作の受け付けや各種画面の表示を行う操作パネル９などを備えている。

図２は、画像処理部２０およびＬＤ制御部３０の構成を示している。画像処理部２０は、画像形成対象の画像の画像データを加工して、該画像に対してディザスクリーン処理などを施す画像処理回路２１と、画像処理回路２１で処理後の画像に対して画素をシフトさせることでスキュー補正や微小変倍を行う画像補正部２２と、スキュー補正や微小変倍を行う際に各画素に必要なシフト量を求めて出力する画素シフト量生成部２３と、画像補正部２２から出力された画像データの中の一部の画素を選択して間引き処理を行うと共に、どの画素を選択したかを示す選択画素情報を出力する選択部２４と、選択部２４で選択された各画素の画像データをパルス幅変調信号に変換するＰＷＭ処理部２５と、選択部２４から出力された選択画素情報を圧縮して、圧縮データを出力する圧縮部２６と、圧縮データをパラレル信号からシリアル信号に変換するＰ／Ｓ変換部２７とを備えて構成される。

画素シフト量生成部２３はシフト量を表したシフト量信号を出力し、該シフト量信号は、画像補正部２２および選択部２４に入力される。画像補正部２２は、画素シフト量生成部２３から入力されるシフト量信号が示すシフト量に従って各画素の画素位置を副走査方向にシフトさせる。

画像補正部２２は、レーザーユニット１６が同時に走査するｎライン分の画像データを並列（副走査方向に隣接するｎ画素分の画像データを並列）に出力する。この際、それぞれラインの画像データは、レーザーユニット１６での走査に合わせて、ラインの先頭から末尾に向けて、順次、出力される。

選択部２４は、画像補正部２２から並列に画像データが入力されたｎ画素の中からｍ画素（ｍは１以上、ｎ未満の整数）を選択して画素をｍ／ｎに間引く処理を、画素シフト量生成部２３から入力されるシフト量信号が示すシフト量に応じて、間引く画素位置を切り替えながら行う。選択部２４は、間引き後のｍ画素分の画像データを同時並列に後段のＰＷＭ処理部２５へ出力する。また、選択部２４は、画像補正部２２から並列に入力されたｎ画素の中から選択したｍ画素の画素位置を示す選択画素情報を生成し、これを圧縮部２６に対して出力する。第１の実施の形態では、ｎの値を８、ｍの値を４とする。

ＰＷＭ処理部２５は、選択部２４から入力された画像データをパルス幅変調信号に変換する。画像データは画素の濃度を多段階に表しており、ＰＷＭ処理部２５は、入力された画像データが表す濃度に対応したパルス幅のパルス幅変調信号を出力する。ＰＷＭ処理部２５は選択部２４から同時並列に出力されるｍ画素分の画像データに対応させて、ｍ個設けてあり、それぞれがｍ画素の中の互いに異なる１画素を担当する。ＰＷＭ処理部２５は、伝送路を通じてパルス幅変調信号をＬＤ制御部３０へ伝送するための出力ドライバ等も有する。パルス幅変調信号の伝送部は、該出力ドライバおよびＰＷＭ処理部２５とＬＤ制御部３０側の割り当て部３３との間に配線された伝送路などで構成される。なお、画像処理部２０からＬＤ制御部３０へパルス幅変調信号によって伝送される画素を打点画素、伝送されない画素を非打点画素とする。

図２の例では、レーザーユニット１６が有する８個のレーザーダイオード（ＬＤ１〜ＬＤ８：ＬＤアレイ）に対応する、副走査方向に並ぶ８画素のうちの４画素が打点画素に選択され、その選択された４画素の画像データがパルス幅変調信号に変換されて画像処理部２０からＬＤ制御部３０へ伝送される。また、選択した４画素それぞれの、副走査方向に並ぶ８画素の中における画素位置を示す選択画素情報が、シリアルのデジタル信号としてＬＤ制御部３０へ伝送される。

ＬＤ制御部３０は、画像処理部２０から送られてきたシリアルのデジタル信号をパラレルに変換するＳ／Ｐ変換部３１と、Ｓ／Ｐ変換部３１から出力されたデータ（圧縮データ）を元の選択画素情報に伸長する伸長部３２と、画像処理部２０から並列に伝送されてきた４つのパルス幅変調信号を、伸長部３２の出力する選択画素情報が示す画素位置（副走査方向に並ぶ８画素の中での画素位置）に対応したレーザーダイオードに割り当てる割り当て部３３と、割り当て部３３によって割り当てられたパルス幅変調信号に従ってレーザーダイオードを駆動するＬＤドライバ３４を備えて構成される。

ＬＤドライバ３４は、レーザーダイオード毎に設けてあり、割り当て部３３からパルス幅変調信号が割り当てられたＬＤドライバ３４は、担当するレーザーダイオードをそのパルス幅変調信号で駆動し、パルス幅変調信号が割り当てられなかったＬＤドライバ３４は、担当するレーザーダイオードをオフにする。

次に、画像処理部２０およびＬＤ制御部３０の動作を説明する。

図３は、１回の走査で書き込まれる画像の一例を示している。図３の画像は、画像補正部２２で補正される前の画像である。副走査方向に４ドット幅の水平線（主走査方向の線）の画像である。

図４は、図３の画像に対して画像補正部２２でスキュー補正を行った後の画像を示している。この例では、主走査方向の３画素毎に、副走査方向のシフト量が１画素ずつ増加している。すなわち、主走査方向の画素位置が１〜３の画素は、副走査方向のシフト量が０、主走査方向の画素位置が４〜６の画素は、副走査方向のシフト量が１になっている。主走査方向の画素位置が７〜９の画素は、副走査方向のシフト量が２、主走査方向の画素位置が１０〜１２の画素は、副走査方向のシフト量が３になっている。

図５は、図４の画像を選択部２４で２分の１（４画素／８画素）に間引いて得た間引き後の画像と、この画像に対して出力される選択画素情報を示している。ここでは、選択部２４は、副走査方向に並ぶｎ画素を、隣接するｑ画素毎のｍ個の小領域に分割し、各小領域の中から１画素ずつを選択し、それぞれの小領域内のどの画素が選択されたかを示す情報を選択画素情報として出力する。ｎ＝ｑ×ｍ の関係にある。

図５の例では、主走査方向１画素×副走査方向２画素の小領域ごとに分割し、小領域毎に、その小領域の中の１つの画素を打点画素に選択する。１ビットの選択画素情報が小領域毎に割り当てられる。該１ビットは、その値が「０」ならば小領域の中の上側（副走査方向の先頭側）の画素が打点画素に選択されていることを示し、「１」ならば小領域の中の下側の画素が打点画素に選択されていることを示す。

図５の例では、シフト量が０、２など偶数の場合は小領域の中の上側の画素を打点画素に選択し、シフト量が１、３など奇数の場合は小領域の中の下側の画素を打点画素に選択している。

図６は、図３の画像に対して画像補正部２２で微小変倍を行った後の画像を示している。この例では、１回に走査される範囲の中で主走査方向の１ラインが挿入されている。具体的には、ＬＤ４で描画される位置に１ラインが挿入されている。そのため、挿入箇所より上側の領域ではシフト量は０、挿入箇所より下側の領域ではシフト量は１になっている。

図７は、図６の画像を選択部２４で２分の１（４画素／８画素）に間引いて得た間引き後の画像と、この画像に対して出力される選択画素情報を示している。図５の場合と同様に、選択部２４は、主走査方向１画素×副走査方向２画素の小領域ごとに分割し、小領域毎に、その小領域の中の１つの画素を打点画素に選択する。１ビットの選択画素情報が小領域毎に割り当てられる。該１ビットは、その値が「０」ならば小領域の中の上側の画素が打点画素に選択されていることを示し、「１」ならば小領域の中の下側の画素が打点画素に選択されていることを示す。

図７の例では、シフト量が０の小領域では上側の画素を打点画素に選択している。シフト量が１の小領域では、下側の画素を打点画素に選択している。挿入されるたびにシフト量が１ずつ増加し、そのたびに、打点画素の位置が入れ替わる。すなわち、シフト量が０、２、４など偶数の場合は上側の画素を打点画素に選択し、シフト量が１、３、５など奇数の場合は下側の画素を打点画素に選択する。

このように、レーザーユニット１６が１回に走査する８ラインにおいて副走査方向に並ぶ８画素の中の４画素を打点画素に選択し、その４画素についてのみパルス幅変調信号を画像処理部２０からＬＤ制御部３０へ伝送するので、ＰＷＭ処理部２５およびパルス幅変調信号の伝送路の数を低減することができる。また、選択部２４で打点画素に選択した画素がどの画素であるかを示す選択画素情報を画像処理部２０からＬＤ制御部３０へ通知するので、任意の画素を打点画素に選択することができる。特に、シフト量に応じて打点画素を選択するので、適切な画素を打点画素に選択して画質を維持することができる。

ところで、副走査方向に並ぶ８つのレーザーダイオード（ＬＤ１〜ＬＤ８）に対応する８画素は、４つの小領域（ＬＤ１とＬＤ２、ＬＤ３とＬＤ４、ＬＤ５とＬＤ６、ＬＤ７とＬＤ８）に分かれるので、８画素分の選択画素情報は４ビットで表される。画像補正部２２による微小変倍では、最大でも数十ラインに１回の割合でしか画素の挿入（あるいは削除）が生じないので、上記８画素の中でのシフト量の変化は最大で１回に制限されている。スキュー補正を行う場合も同様に、上記８画素の中でのシフト量の変化は最大で１回に制限される。

したがって、副走査方向に並ぶ８つのレーザーダイオード（ＬＤ１〜ＬＤ８）に対応する８画素に対応する４ビットの選択画素情報を一組のデータとして扱うと、その４ビットの出現パターンは、図８に示すように、８通りに限定される。そこで、４ビットを一組とするパターンを圧縮部２６で３ビットにエンコードして圧縮する。

このように、選択画素情報を圧縮することで、画像処理部２０からＬＤ制御部３０へ選択画素情報として伝送されるデータ量を削減することができる。

ここで、レーザーダイオードで打点する画素の間引きを行っても画質が維持される理由を説明する。

電子写真プロセスにおいて、１画素を孤立してレーザ光で打った場合に現像されて用紙上に現れるドットの径は、電子データ上の１画素が示す画素の大きさ（径）より相当に大きくなる。たとえば、図９に示すように、２４００ｄｐｉの解像度での１画素の径は電子データ上では１１μｍであるが、実際に現像されるドットの径は６０μｍ程度になり、電子データより実際に現像される像は５倍程度に大きくなる。このため、通常の画像では２４００ｄｐｉの画像を、図１０に示すように１画素間隔に間引いて打点しても、あるいは２画素間隔に間引いて打点しても、得られる画像はほとんど変わらない。

なお、位置制御は解像度が高ければ高いほど精度がよくなる。図１１は、主走査方向のラインの位置を副走査方向に変化させる例であり、同図（ｂ）は、副走査方向の解像度が同図（ａ）の２倍になっている。同図（ａ）の場合、副走査方向のラインの位置は距離Ｌ１単位でしか変化させることができないが、同図（ｂ）の場合はその２分の１で変化させることができる。

＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、副走査方向に並ぶ８画素の中の４画素を選択部２４で選択して２分の１に間引きする例を示したが、レーザーダイオードの数ｎ、選択する画素の数ｍは、ｎ＞ｍで、それぞれ１以上の整数であれば任意でよい。たとえば、ｎ＝９、ｍ＝３として画像データを１／３に間引きする構成でもよい。第２の実施の形態では、副走査方向に並ぶ９画素の中の３画素を選択して３分の１に間引きする場合を示す。レーザーユニット１６は副走査方向に並ぶ９個のレーザーダイオードを備え、主走査方向の９ラインを同時に走査可能な構成とする。

図１２は、３分の１に間引きする場合の画像処理部２０ｂおよびＬＤ制御部３０ｂの構成を示している。９個のレーザーダイオードに対し、３個分の画像データのみをパルス幅変調信号でＬＤ制御部３０ｂへ伝送する。これにより、ＰＷＭ処理部２５ｂの数およびパルス幅変調信号を伝送するための配線数は、レーザーダイオードの数の３分の１の３個および３本でまかなえる。各部の構成は、間引き率が相違する点以外は、図２と同様である。図１２において、図２と対応する構成部分には、数字の部分が図２と同じでその後ろに「ｂ」の文字を加えた符号を付してあり、それらの説明は省略する。

たとえば、画像補正部２２ｂで補正前の画像が８００ｄｐｉであった場合に、これを画像補正部２２ｂで位置補正情報を加えることによって２４００ｄｐｉに変換するような場合に、３分の１の間引きが適用される。

次に、画像処理部２０ｂおよびＬＤ制御部３０ｂの動作を説明する。

図１３は、１回の走査で書き込まれる画像の一例を示している。図１３の画像は、画像補正部２２ｂで補正される前の画像である。この例では、レーザーユニット１６で１回に走査される範囲のうちのＬＤ２〜ＬＤ７に対応する６ドット幅を有する主走査方向のラインが描画されている。

図１４は、図１３の画像に対して画像補正部２２ｂでスキュー補正を行った後の画像を示している。この例では、主走査方向の３画素毎に、副走査方向のシフト量が１画素ずつ増加している。

図１５は、図１４の画像を選択部２４ｂで３分の１（３画素／９画素）に間引いて得た間引き後の画像と、この画像に対して出力される選択画素情報を示している。ここでは、選択部２４ｂは、副走査方向に並ぶ９画素を、隣接する３画素毎の３個の小領域に分割し、各小領域の中から１画素ずつを選択し、それぞれの小領域内のどの画素が選択されたかを示す選択画素情報を出力する。

図１５の例では、１画素×３画素の小領域毎に、２ビットの選択画素情報が割り当てられる。該２ビットは、その値が「０」ならば小領域の中の上側の画素が打点画素に選択されていることを示し、「１」ならば小領域の中の真ん中の画素が打点画素に選択されていることを示し、「２」ならば小領域の中の下側の画素が打点画素に選択されていることを示す。

図１５の例では、シフト量が０、３、６など、３の倍数の場合は小領域の中の下側の画素を打点画素に選択し、シフト量が１、４、７など３の倍数＋１の場合は小領域の中の上側の画素を打点画素に選択し、シフト量が２、５、８など３の倍数＋２の場合は小領域の中の真ん中の画素を打点画素に選択している。

図１６は、図１３の画像に対して画像補正部２２ｂで微小変倍を行った後の画像を示している。この例では、１回に走査される範囲の中で主走査方向の１ラインが挿入されている。具体的には、ＬＤ４で描画される位置に１ラインが挿入されており、線幅は６ドットから７ドットに増えている。挿入箇所より上側の領域ではシフト量は０、挿入箇所より下側の領域ではシフト量は１になっている。

図１７は、図１６の画像を選択部２４ｂで３分の１（３画素／９画素）に間引いて得た間引き後の画像と、この画像に対して出力される選択画素情報を示している。図１５の場合と同様に、選択部２４ｂは、主走査方向１画素×副走査方向３画素の小領域ごとに分割し、小領域毎に、その小領域の中の１つの画素を打点画素に選択する。領域毎に２ビットの選択画素情報が割り当てられる。

図１７の例では、シフト量が０の小領域では下側の画素を打点画素に選択し、シフト量が１の小領域では、上側の画素を打点画素に選択している。挿入されるたびにシフト量が１ずつ増加し、そのたびに、打点画素の位置が入れ替わる。すなわち、シフト量が０、３、６・・・の場合は下側の画素を打点画素に選択し、シフト量が１、４、７・・・などの場合は上側の画素を打点画素に選択し、シフト量が２、５、８・・・などの場合は真ん中の画素を打点画素に選択する。

このように、９画素を３画素に間引く場合においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。ただし、３分の１に間引くので、打点される画素密度は元画像に比べて３分の１になる。そのため、現像されるドット径が小さいと画像のムラが現れて画質低下の要因となるおそれがある。しかし、実際に現像されるドット径と解像度ベースのドット径との差が十分に大きい場合は、３分の１に間引いても画質低下は少なくて済む。たとえば、２４００ｄｐｉに対し、３６００ｄｐｉ画像など、より高解像度の画像を印刷したい場合などに有効である。

図１８、図１９は、スキュー補正の場合の動作タイミングを示す図である。レーザーユニット１６がレーザ光を主走査方向に走査させる動作に同期させて、主走査方向の位置に対応する副走査方向８画素分のパルス幅変調信号が画像処理部２０からＬＤ制御部３０の割り当て部３３に順次入力されるように、処理が行われる。

図１８の（ａ）に示す信号は、画像補正部２２で補正した後（図中は二次元位置補正後と記す）の画像データ１〜８を示す。（ｂ）の信号は、選択部２４で間引きした後の画像データ１〜８を示す。（ａ）より１クロック遅くなる。（ｃ）の信号は、選択部２４から出力される選択された４つの画像データ１〜４を示す。（ｂ）より１クロック遅くなる。

（ｄ）では、選択画素情報と同期をとるため、２クロック遅くする（詳細は省略）。（ｅ）選択画素情報を示す。主走査方向へ１〜３画素では、副走査方向の８画素に対応する４つの小領域の選択画素情報はすべて０（上画素が打点画素）なので、該４つの小領域に対応する４ビットの選択画素情報は「００００」となる。続いて、主走査方向へ４〜６画素では、副走査方向の８画素に対応する４つの小領域の選択画素情報はすべて１（下画素が打点画素）なので、該４つの小領域に対応する４ビットの選択画素情報は「１１１１」となる。同様に、主走査方向の７〜９画素に対応する選択画素情報は「００００」、主走査方向の１０〜１２画素に対応する選択画素情報は「１１１１」となる。

（ｆ）は、（ｅ）の選択画素情報を図８に従ってエンコードする。「００００」は０に、「１１１１」は４にエンコードされる。（ｇ）はシリアル／パラレル変換であり、詳細の図示は省略する。１クロック遅くなる。（ｈ）はＬＤ制御部３０のＳ／Ｐ変換部３１によるシリアル／パラレル変換であり、詳細の図示は省略する。１クロック遅くなる。

（ｉ）は、選択画素情報を伸長部３２でデコードする。０は「００００」に、「４」は「１１１１」にデコードされる。１クロック遅くなる。（ｊ）は、並列に伝送されてきた４つのパルス幅変調信号を、デコードされた選択画素情報が示すレーザーダイオードに割り当てる。

図２０、図２１は、微小変倍の場合の動作タイミングを示す図である。図２０の（ａ）に示す信号は、画像補正部２２で補正した後（図中は二次元位置補正後と記す）の画像データ１〜８を示す。（ｂ）は、選択部２４で間引きした後の画像データ１〜８を示す。（ａ）より１クロック遅くなる。（ｃ）の信号は、選択部２４から出力される選択された４つの画像データ１〜４を示す。（ｂ）より１クロック遅くなる。

（ｄ）では、選択画素情報と同期をとるため、２クロック遅くする（詳細は省略）。（ｅ）選択画素情報を示す。４ビットの値は「００１１」である。

（ｆ）は、（ｅ）の選択画素情報を図８に従ってエンコードする。「００１１」は２にエンコードされる。（ｇ）はシリアル／パラレル変換であり、詳細の図示は省略する。１クロック遅くなる。（ｈ）はＬＤ制御部３０のＳ／Ｐ変換部３１によるシリアル／パラレル変換であり、詳細の図示は省略する。１クロック遅くなる。

（ｉ）は、選択画素情報を伸長部３２でデコードする。２は「００１１」にデコードされる。１クロック遅くなる。（ｊ）は、並列に伝送されてきた４つのパルス幅変調信号を、デコードされた選択画素情報が示すレーザーダイオードに割り当てる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

各実施の形態に係る画像形成装置５では、ＰＷＭ処理部２５およびパルス幅変調信号の伝送路の数を低減することができる。また、間引きする分だけレーザーダイオードの点灯時間が削減されるので、レーザーダイオードの長寿命化を図ることができる。

実施の形態では、レーザーユニット１６での走査に合わせて、選択部２４で打点画素を選択する処理を同時並行に行うようにしたが、画素の選択を予め画像全体について行って、その選択結果を保存しておき、該保存されている選択結果に基づいて、ＰＷＭ処理部２５が、レーザーユニット１６での走査に合わせてパルス幅変調信号を生成してＬＤ制御部３０へ伝送するような構成でもかまわない。

実施の形態では、打点画素に選択する画素の位置をシフト量に応じて決定したが、他の任意の基準で打点画素を選択してもよい。たとえば、画像を解析し、主走査方向、副走査方向ともにエッジ部となる画素は常に打点画素に選択する。また、たとえば、レーザーユニット１６が一度に走査する副走査方向のｎ画素の中に、黒画素（白以外の画素）がｍ画素以下であれば、それらすべての画素を選択画素に選択し、黒画素（白以外の画素）がｍ画素を超える場合に、それらの中からｍ画素を選択するように構成してもよい。また、画像のスクリーンパターンに応じて打点画素の画素位置を選択してもよい。

選択画素情報を圧縮して伝送したが、圧縮しなくてもよい。

５…画像形成装置
６…給紙装置
７…後処理装置
８…スキャナ部
９…操作パネル
１１…中間転写ベルト
１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）…像形成部
１３…定着装置
１４…感光体ドラム
１６…レーザーユニット
１７…クリーニング装置
１８…搬送路
１９…全体制御部
２０、２０ｂ…画像処理部
２１、２１ｂ…画像処理回路
２２、２２ｂ…画像補正部
２３、２３ｂ…画素シフト量生成部
２４、２４ｂ…選択部
２５、２５ｂ…ＰＷＭ処理部
２６、２６ｂ…圧縮部
２７、２７ｂ…Ｐ／Ｓ変換部
３０、３０ｂ…ＬＤ制御部
３１、３１ｂ…Ｓ／Ｐ変換部
３２、３２ｂ…伸長部
３３、３３ｂ…割り当て部
３４、３４ｂ…ＬＤドライバ
Ａ…周回方向
Ｄ…二次転写位置

Claims (5)

1. 主走査方向とこれに直交する副走査方向に画素を配列した二次元画像を形成する画像形成装置であって、副走査方向に配列されたｎ個（ｎは２以上の整数）のレーザ素子を備え、該ｎ個のレーザ素子から射出されるレーザ光を主走査方向に同時に走査させて、主走査方向のｎラインを同時に画像形成可能な画像形成装置において、
   前記ｎライン分の画像に対して、副走査方向に並ぶｎ画素の中からｍ画素（ｍは１以上、ｎ未満の整数）を選択して画素をｍ／ｎに間引く処理を行うと共に、前記選択した画素がどの画素であるかを示す選択画素情報を出力する画素選択部と、
   前記ｎライン分の画像を画像形成する際に、前記画素選択部によって選択されたｍ画素に対応する画像データを画素毎のｍ個のパルス幅変調信号に変換する処理を、前記走査に合わせて順次行うＰＷＭ処理部と、
   前記ＰＷＭ処理部が出力するｍ個のパルス幅変調信号を並列に伝送する伝送部と、
   前記伝送部によって並列に伝送されてきたｍ個のパルス幅変調信号を、前記選択画素情報に基づいてｍ個の前記レーザ素子に割り当てる割り当て部と、
   前記割り当て部によって前記パルス幅変調信号が割り当てられた前記レーザ素子をその割り当てられたパルス幅変調信号で駆動する駆動部と、
   を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. ｍ×ｑ＝ｎ の関係（ｑは２以上の整数）にあって、
   前記画素選択部は、副走査方向に並ぶｎ画素を隣接するｑ画素毎のｍ個の小領域に分割し、各小領域の中から１画素ずつを選択し、それぞれの小領域内のどの画素が選択されたかを示す情報を前記選択画素情報として出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記選択画素情報を圧縮する圧縮部と、
   前記圧縮部の出力する圧縮されたデータを元の選択画素情報に伸長する伸長部と、
   をさらに備え、
   前記割り当て部は、前記伸長部で伸長して得た選択画素情報に基づいて前記割り当てを行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 画素をシフトさせて、画像の微小変倍もしくはスキュー補正を行う画像補正部をさらに備え、
   前記画素選択部は、前記画像補正部でのシフト量に応じて画素の選択を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 前記圧縮部は、副走査方向に並ぶｎ画素の中でシフト量の変化回数が制限されることに基づいて、前記選択画素情報を圧縮する
   ことを特徴とする請求項３を引用する請求項４に記載の画像形成装置。