JP6131938B2 - 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１８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、前記選択する画素の位置を主走査方向の位置に応じて切り替えて行う画素選択部と、
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、該ｍ個のパルス幅変調信号の変換元のｍ個の画素の画素位置に対応する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、選択するｍ個の画素の画素位置を主走査方向の画素位置に応じて切り替えることで、主走査方向にも間引きが行われ、レーザ素子で打点する画素を主走査方向・副走査方向ともに間引きした画像が形成される。

［２］前記画素選択部は、前記ｎライン分の画像が、主走査方向と副走査方向とに同じ間引き率で間引かれるようにする
ことを特徴とする［１］に記載の画像形成装置。

［３］前記画素選択部は、画像形成対象の画像の画像情報に応じて、前記選択する画素の位置を切り替える
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、たとえば、画像形成対象の画像がエッジ部か否か、該画像に施されているスクリーンパターン等に応じて、選択する画素の位置を切り替える。

［４］前記画素選択部は、主走査方向、副走査方向共にエッジ部となる特定の画素は、前記選択する画素に必ず含める
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、主走査方向、副走査方向ともにエッジ部となる画素を打点しない場合には、エッジ部が丸まってしまうので、該画素は必ず選択する。

［５］前記画素選択部は、ｎ画素の中から選択するｍ画素の中に前記特定の画素がある場合は、前記ｎ画素の中で前記特定の画素に隣接する画素を前記選択する画素に含めない
ことを特徴とする［４］に記載の画像形成装置。

上記発明では、主走査方向、副走査方向共にエッジ部となる特定の画素を選択した場合は、その隣の画素を非選択とする。

［６］前記画素選択部は、前記選択する画素を、予め定めた規則に従って決定し、
前記割り当て部は、前記規則に基づいて前記割り当てを行う
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、予め定めた同じ規則に基づいて、選択と割り当てを行うので、どの画素が選択された画素であるかを示す情報を選択部から割り当て部へ通知する必要がなく、該情報の伝達に要する送受信回路や信号線を省略することができる。

［７］前記画素選択部は、前記選択する画素の位置を、予め定めた規則に従って決定し、
前記特定の画素が出現した場合に、該特定の画素の位置を示す特定画素位置情報を前記割り当て部に通知する通知部をさらに有し、
前記割り当て部は、前記規則と前記通知された前記特定画素位置情報に基づいて前記割り当てを行う
ことを特徴とする［４］または［５］に記載の画像形成装置。

上記発明では、選択部は、予め定めた規則で画素を選択すると共に特定の画素についてはその画素位置を示す特定画素位置情報を割り当て部に通知する。割り当て部は、予め定めた規則と通知された特定画素位置情報とに基づいて、パルス幅変調信号をレーザ素子に割り当てる。

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、これを市松模様状に間引いた画像を示す図である。 主走査方向の画素位置に応じて、選択される画素の位置が順次切り替わることを示す図である。 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。 線幅が８画素でほぼ水平（主走査方向）な斜め線の画像を市松模様状に間引いて描画する場合の問題点を示す図である。 図８の破線の丸で囲った画素を強制的に打点画素に選択した場合の画像を示す図である。 線幅が８画素でほぼ垂直（副走査方向）な斜線の画像を市松模様状に間引いて描画する場合の問題点を示す図である。 図１０の破線の丸で囲った画素を強制的に打点画素に選択した場合の画像を示す図である。 主走査方向／副走査方向ともにエッジ部に該当する画素が非打点画素になる場合の問題点を示す図である。 主走査方向／副走査方向ともにエッジ部に該当する画素を強制的に打点画素に選択した場合の画像を示す図である。 強制的に選択した打点画素の隣の画素を強制的に非打点画素とする例を示す図である。 第２の実施の形態に係る画像処理部およびＬＤ制御部を示すブロック図である。 第３の実施の形態に係る画像処理部およびＬＤ制御部を示すブロック図である。 元画像と、これを３分の１に間引きした画像を対比して示す図である。 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、該画像に対して傾き補正や微小変倍、ディザスクリーン処理などを施す画像処理回路２１と、画像処理回路２１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選択部２２と、選択部２２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２３とから構成される。

画像処理回路２１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２２は、画像処理回路２１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、選択する画素の位置を主走査方向の位置に応じて切り替えながら行う。選択部２２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２３へ出力する。図２では、ｎの値を８、ｍの値を４とする。ここでは、選択部２２は、ｎライン分の画像が、主走査方向と副走査方向に同じ間引き率で間引かれるように、ｎ画素の中からｍ画素を選択する際の画素位置を、主走査方向の位置に応じて切り替える。

ＰＷＭ処理部２３は、選択部２２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２３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２３は選択部２２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２３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２３とＬＤ制御部３０側の割り当て部３１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が走査する８ラインに対応した副走査方向に並ぶ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。ＬＤ制御部３０の割り当て部３１は、入力された４つのパルス幅変調信号を、それぞれのパルス幅変調信号の変換元の画素（選択された打点画素）の画素位置（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。

ＬＤドライバ３２は、割り当て部３１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３２は、レーザーダイオード毎に設けてあり、割り当て部３１からパルス幅変調信号が割り当てられたＬＤドライバ３２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３２は、担当するレーザーダイオードをオフにする。

第１の実施の形態では、副走査方向に１画素おきに間引きを行うと共に、主走査方向についても１画素おきに間引きされるようにする。すなわち、図３に示すように、元の画像（同図（ａ））に対して、間引き後の画像（同図（ｂ）では、市松模様状に画素が間引かれる。間引き後に残る画素は打点画素であり、間引かれた画素は非打点画素である。

レーザーユニット１６は、８ライン同時に走査するが、市松模様状に打点画素が配列されるため、図４に示すように、主走査方向の画素位置に応じて、順次、打点画素の画素位置（副走査方向に並ぶ８画素の中から選択される４画素の画素位置）が切り替わる。具体的には、主走査方向の画素位置がＰ３（ライン先頭から３画素目）やＰ１１（ライン先頭から１１画素目）などラインの先頭から奇数画素目のときは、副走査方向に並ぶ８つのレーザーダイオード（ＬＤ１〜ＬＤ８：ＬＤアレイ）の中のＬＤ１、ＬＤ３、ＬＤ５、ＬＤ７に対応する画素を打点画素に選択し、ＬＤ２、ＬＤ４、ＬＤ６、ＬＤ８に対応する画素が非打点画素になる。一方、主走査方向の画素位置がＰ６（ライン先頭から６画素目）などラインの先頭から偶数画素目のときは、ＬＤ２、ＬＤ４、ＬＤ６、ＬＤ８に対応する画素を打点画素に選択し、ＬＤ１、ＬＤ３、ＬＤ５、ＬＤ７に対応する画素が非打点画素になる。

ここでは、選択部２２は、打点画素、非打点画素を予め定めた規則に従って選択し、割り当て部３１は、入力されたパルス幅変調信号のレーザーダイオードへの割り当てを、該規則に基づいて行う。図４の例では、主走査方向の画素位置がラインの先頭から奇数画素目のときは、ＬＤ１、ＬＤ３、ＬＤ５、ＬＤ７を打点画素に選択し、主走査方向の画素位置がラインの先頭から偶数画素目のときは、ＬＤ２、ＬＤ４、ＬＤ６、ＬＤ８を打点画素に選択するという規則に従って、選択部２２での選択と割り当て部３１での割り当てが行われる。

このように、予め定めた同じ規則に基づいて、選択と割り当てを行うので、どの画素が打点画素であるかを示す情報を画像処理部２０からＬＤ制御部３０へ通知する必要がなく、該情報の伝達に要する送受信回路や信号線を省略することができる。

ここで、市松模様状等に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５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６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７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）の場合のその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の実施の形態で示した、市松模様状等に間引く場合など、特定の周期で規則的に間引きを行うと、その間引きした画素（非打点画素）が画像のエッジ部分に該当すると、副走査方向または主走査方向のいずれか一方の位置制御を高解像度で実現できるが他方の解像度が正確に再現できない場合（図８、図１０参照）、あるいは主走査方向と副走査方向の双方で位置制御を高解像度で再現できない場合（図１２参照）が生じる。

図８は、線幅が８画素でほぼ水平（主走査方向）であるが僅かに傾斜した線の画像を市松模様状に間引いて描画する場合の問題点を示している。図中、左側の画像は元画像、右側は間引き後の画像である。この例では、副走査方向は２４００ｄｐｉの解像度で表現できている。しかし、主走査方向は、間引き前の画像でエッジが存在する箇所（図中、破線の丸で囲った画素）が間引き対象の画素（非打点画素）となっている箇所では、その場所にドットを打点することができないので、実質１２００ｄｐｉの表現しかできていない。たとえば、元画像で主走査方向のＸ３の位置にあったエッジ部Ｅ１は、間引き後の画像では１画素分だけ右にシフトしたＸ４の位置に移動している。

そこで、エッジの角度が主走査方向に近い（主走査方向に対する傾斜が±４５度未満かつ０度より大きい）場合に、主走査方向のエッジ部を成す画素は必ず打点する（強制的に打点画素に選択する）という制御（強制打点制御とする）を行う。たとえば、主走査方向のエッジ部を成す画素が、市松模様状に間引きするという規則のもとで間引き対象の画素になっているときは、これを該規則に反して強制的に打点画素に選択する。これにより、そのエッジ部をより的確に再現することができる。図９は、図８の破線の丸で囲っていた画素を強制的に打点画素に選択した状態を示している。たとえば、図８のエッジ部Ｅ１の画素位置を強制的に打点画素に選択することで、Ｘ３の位置に主走査方向のエッジ部が再現される。これにより、主走査方向のエッジの位置についても２４００ｄｐｉの解像度で再現される。

同様に、エッジの角度が副走査方向（垂直）に近い（副走査方向に対する傾斜が±４５度未満かつ０度より大きい）場合であって、副走査方向のエッジ部が間引き対象画素（非打点画素）である場合は、その画素を必ず打点する（強制的に打点画素に選択する）という強制打点制御を行う。

たとえば、図１０は、線幅が８画素でほぼ垂直（副走査方向）であるが僅かに傾斜した線の画像を市松模様状に間引いて描画する場合の問題点を示している。図中、左側の画像は元画像、右側は間引き後の画像である。この例では、主走査方向は２４００ｄｐｉの解像度で表現できている。しかし、副走査方向は、間引き前の画像でエッジが存在する箇所（図中、破線の丸で囲った画素）が間引き対象の画素（非打点画素）となっている箇所では、その場所にドットを打点することができないので、実質１２００ｄｐｉの表現しかできていない。たとえば、元画像で副走査方向のＹ３の位置であったエッジ部Ｅ２は、間引き後の画像では１画素分だけ下にシフトしたＹ４の位置に移動している。

そこで、エッジの角度が副走査方向に近い（副走査方向に対する傾斜が±４５度未満かつ０度より大きい）場合に、副走査方向のエッジ部を成す画素は必ず打点する（強制的に打点画素に選択する）という強制打点制御を行う。たとえば、副走査方向のエッジ部を成す画素が、市松模様状に間引きするという規則のもとで間引き対象の画素になっているときは、これを該規則に反して強制的に打点画素に選択する。これにより、そのエッジ部をより的確に再現することができる。図１１は、図１０の破線の丸で囲っていた画素を強制的に打点画素に選択した状態を示している。たとえば、図１０のエッジ部Ｅ２の画素位置を強制的に打点画素に選択することで、Ｙ３の位置に副走査方向のエッジ部が再現される。これにより、副走査方向のエッジの位置についても２４００ｄｐｉで再現される。

非打点画素がより顕著に画質に影響を与える例を示す。図１２に示すように、主走査方向／副走査方向ともにエッジ部に該当する画素（図内の破線の丸印で囲まれた画素）が非打点画素になる場合は、本来直角に輪郭を表現したいところが、まるまってしまう。

そこで、図１３に示すように、主走査方向／副走査方向ともにエッジ部に該当する画素は強制的に打点画素に選択するという強制打点制御を行う。これにより、直角な角の再現性が向上する。

なお、図８、図１０で破線の丸で囲った画素も、主走査方向／副走査方向ともにエッジ部に該当する画素となっている。したがって、主走査方向／副走査方向ともにエッジ部に該当する画素は、必ず打点画素に選択して強制的に打点する、という強制打点制御を行えばよい。

このように、主走査方向／副走査方向ともにエッジ部に該当する画素は強制的に打点画素に選択して常に打点するという強制打点制御を行えば、エッジ部の再現性が向上する。しかし、強制打点制御を、たとえば、市松模様状に間引きするという規則に付け加えただけでは、打点画素の数が増えてしまう。すなわち、同時に点灯させるレーザーダイオードの数が１個増える可能性があるので、ＰＷＭ処理部２３やＰＷＭ処理部２３からＬＤ制御部３０へパルス幅変調信号を伝送するための伝送路の数も増加させる必要が生じる。

そこで、強制打点制御を行ったときは、打点画素の数が増えないように、強制的に打点画素とした画素の代わりに、エッジ部以外の画素を強制的に非打点画素にすることで、同時点灯するレーザーダイオードの数が増えないようにする。

図１４は、強制的打点画素の隣の画素（副走査方向に並ぶｎ画素の中で隣接する画素）を強制的に非打点画素とした例を示している。なお、市松模様状に間引きする場合には、強制的打点画素の隣の画素を強制的非打点画素にすればよいが、たとえば、後述する第３の実施の形態のように、９画素の中の３画素を打点画素に選択するような場合には、通常の選択規則で選択される画素の中で、強制的打点画素に最も近い画素を強制的非打点画素にすればよい。

図１５は、強制打点制御に対応した回路構成を示している。図２と同一部分には図２と同じ符号を付してあり、それらの説明は適宜省略する。画像処理部２０Ｂは、画像判別部２４を備えている。画像判別部２４は、画像のエッジ部を認識することで、強制的に打点画素とする画素の画素位置を特定し、その画素位置を示す強制打点位置情報を、選択部２２ＢおよびＬＤ制御部３０Ｂの割り当て部３１Ｂへ出力して通知する。

たとえば、画像判別部２４は、画像処理部２０Ｂから同時並列に出力される８画素の中に強制的打点画素とすべき画素（主走査方向、副走査方向共にエッジ部となる画素）が存在する場合に、該画素の画素位置を示す強制打点位置情報を出力する。強制打点位置情報は、８画素の中の何画素目が強制的打点画素であるかを示す情報と、８画素の中の何画素目が強制的非打点画素であるかを示す情報を含む。後者の情報は、強制的打点画素に対する相対位置で表されてもよい。たとえば、強制的非打点画素が、強制的打点画素の上隣（副走査方向のマイナス側隣）の画素か下隣（副走査方向のプラス側隣）の画素かを示す情報としてもよい。

選択部２２Ｂは、打点画素の画素位置を決定する予め定めた規則（たとえば、市松模様状に間引く規則）と強制打点位置情報とから最終的な打点画素を選択し、該選択した各打点画素の画像データをＰＷＭ処理部２３へ出力する。ＬＤ制御部３０Ｂの割り当て部３１Ｂは、選択部２２Ｂと同じ前述の規則と強制打点位置情報とから打点画素の画素位置を認識して、各パルス幅変調信号を該当するレーザーダイオードに割り当てる。

たとえば、図１４では、走査中の８ラインの中の主走査方向位置Ｐ１１で副走査方向に並ぶ８画素を処理する際には、該８画素の中の１画素目（ＬＤ１）が強制的打点画素であり、その下側の画素（ＬＤ２）が強制的非打点画素であることを示す強制打点位置情報を画像判別部２４から出力する。元の規則に従えば、Ｐ１１の箇所（主走査方向の位置が奇数）では、ＬＤ２、ＬＤ４、ＬＤ６、ＬＤ８を打点画素にするが、強制打点位置情報で補正することにより、ＬＤ１、ＬＤ４、ＬＤ６、ＬＤ８が打点画素にされる。

この例では、打点画素を選択する規則は、たとえば、市松模様状に画素を選択すること、主走査方向・副走査方向が共にエッジ部の画素を特定の画素として選択すること、特定の画素を選択したときは、その隣の画素を非選択にすることなどを含む。割り当て部３１Ｂは画像を直接判断してエッジ部を認識できないので、特定画素位置情報で特定の画素の画素位置を通知する。割り当て部３１Ｂは、上記の規則で定まる打点画素を、特定画素位置情報で補正することで、最終的な打点画素を認識して割り当てを行う。

なお、画像処理部２０ＢからＬＤ制御部３０Ｂへ強制打点位置情報を伝送するための配線が増加することになるが、パルス幅変調信号と異なり、デジタル情報で伝送できるので、シリアライズ等も可能であるため、配線増加の影響は軽微である。

＜第３の実施の形態＞
第１、第２の実施の形態では、８画素を４画素に間引く例を示したが、レーザーダイオードの数ｎ、選択部２２、２２Ｂが選択する画素の数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＝３、ｍ＝９として画像データを１／３に間引きする場合の構成と処理例を図１６、図１７に示す。

この場合は、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３０Ｃの割り当て部へ伝送する。これにより、ＰＷＭ処理部２３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。

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。

各実施の形態に係る画像形成装置５では、ＰＷＭ処理部２３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。

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。

レーザーユニット１６が同時に走査する範囲（副走査方向のｎ画素）の中からｍ画素を選択する場合に、市松模様状等のように、ｎ画素の中でｍ画素が均等に分散するように選択することが望ましい。主走査方向についても同様に、打点画素が均等に分散して現れるようにすることが望ましい。

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２２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２３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、画像形成対象の画像の画像情報に応じて切り替える場合の例として、エッジ部を判定して強制的打点画素、強制的非打点画素を設定する例を示したが、エッジ部に限定されず、他の要素に応じて打点画素の画素位置を決定してもよい。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。

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、２０Ｃ…画像処理部
２１…画像処理回路
２２、２２Ｂ…選択部
２３…ＰＷＭ処理部
２４…画像判別部
３０、３０Ｂ、３０Ｃ…ＬＤ制御部
３１、３１Ｂ…割り当て部
３２…ＬＤドライバ
Ａ…周回方向
Ｄ…二次転写位置
Ｅ１…エッジ部（主走査方向）
Ｅ２…エッジ部
Ｘ３…元画像でのエッジ部Ｅ１の主走査方向の座標位置
Ｘ４…強制打点制御を行わない場合のエッジ部Ｅ１の主走査方向の座標位置
Ｙ３…元画像でのエッジ部Ｅ２の副走査方向の座標位置
Ｙ４…強制打点制御を行わない場合のエッジ部Ｅ２の副走査方向の座標位置
Ｐ３、Ｐ６，Ｐ１１…主走査方向の座標位置

Claims (7)

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、前記選択する画素の位置を主走査方向の位置に応じて切り替えて行う画素選択部と、
   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、該ｍ個のパルス幅変調信号の変換元のｍ個の画素の画素位置に対応する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. 前記画素選択部は、前記ｎライン分の画像が、主走査方向と副走査方向とに同じ間引き率で間引かれるようにする
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画素選択部は、画像形成対象の画像の画像情報に応じて、前記選択する画素の位置を切り替える
   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. 前記画素選択部は、主走査方向、副走査方向共にエッジ部となる特定の画素は、前記選択する画素に必ず含める
   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. 前記画素選択部は、ｎ画素の中から選択するｍ画素の中に前記特定の画素がある場合は、前記ｎ画素の中で前記特定の画素に隣接する画素を前記選択する画素に含めない
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画素選択部は、前記選択する画素を、予め定めた規則に従って決定し、
   前記割り当て部は、前記規則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乃至３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
7. 前記画素選択部は、前記選択する画素の位置を、予め定めた規則に従って決定し、
   前記特定の画素が出現した場合に、該特定の画素の位置示す特定画素位置情報を前記割り当て部に通知する通知部をさらに有し、
   前記割り当て部は、前記規則と前記通知された前記特定画素位置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４または５に記載の画像形成装置。