JP2005074708A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像データの処理に係る回路構成の複雑化や負荷の増大、さらにはメモリサイズの拡大などを招くことなく、パターンマッチング法による解像度エンハンスを実現することができるマルチビーム走査方式の画像形成装置を提供する。
【解決手段】ラインごとに順に入力される入力画像データを複数ラインの画像データに展開するデータ展開部１１と、展開された複数ラインの画像データからマッチング用パターンを抽出するとともに、この抽出したマッチング用パターンと予め設定された基準パターンとの比較により、マッチング結果を示すマッチングデータを出力するパターンマッチング回路１２と、このパターンマッチング回路１２から出力されたマッチングデータに基づいて、マッチング用パターンに含まれる注目画素の出力条件を入力画像データよりも高い解像度で設定するとともに、この解像度に対応した複数ライン分の画像データを同時に出力する出力設定部１３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数本のビームを用いて画像の形成を行う画像形成装置に関する。

ホストコンピュータで作成した画像データを可視画像として用紙等の印刷媒体に出力する出力端末として、電子写真プロセスを用いたプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程等のプロセスを経て用紙（印刷媒体）に画像を形成（印刷出力）する。このうち、露光工程では、その前の帯電工程で一様に帯電された感光体の表面にレーザビーム（光ビーム）を照射して静電潜像を形成する。

一般に、静電潜像の形成は感光体上でレーザビームを走査することにより行うが、このビーム走査の方式として、感光体の表面を複数本のレーザビームで同時に走査する、いわゆるマルチビーム走査方式を採用した場合は、１回のビーム走査で複数の出力ライン分の画像データを処理できるため、画像形成処理を高速化することができる。

また、電子写真プロセスにしたがって画像を形成するときに、出力画像の解像度が低くなると、画像の斜線部分や曲線部分の輪郭がギザギザに表現されるジャギーと呼ばれる画像欠陥が顕著になる。そのため、輪郭のギザギザを滑らかに補正するスムージング処理が行われている。このスムージング処理では、画像の斜線部分や曲線部分をより滑らかにするために、画像の解像度を低解像度から高解像度に変換する必要がある。ただし、画像の解像度をむやみに上げると、画像処理の負荷が増大してしまう。そこで従来においては、パターンマッチング法を用いた解像度エンハンスを行うことにより、画像欠陥（ジャギー）を目立たなくする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、パターンマッチング法を用いた解像度エンハンスを、先述のマルチビーム走査方式の画像形成装置に適用した技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術では、図１０に示すように、画像データを２ラインずつ同時にデータ展開部５１に入力することにより、データ展開部５１の内部で、パターンマッチングに必要な複数ライン分の画像データに展開する。この場合、パターンマッチングで適用されるパターンサイズが入力画像データの５×５画素サイズであるとすると、データ展開部５１では、複数のラインメモリを用いて、５×５画素のパターンを含むように入力画像データを６ラインの画像データに展開する。これに対して、データ展開部５１の後段には２つのパターンマッチング回路５２Ａ，５２Ｂが接続されている。各々のパターンマッチング回路５２Ａ，５２Ｂは、データ展開部５１で展開された６ラインの画像データの中から、予め設定されたパターンサイズである５×５画素サイズのマッチング用パターンを抽出するとともに、この抽出したマッチング用パターンと予め設定された複数の基準パターンとの比較により、それぞれのマッチング結果を示すマッチングデータを出力する。その際、一方のパターンマッチング回路５２Ａは、６ラインの画像データのうち、上側５ラインの画像データからマッチング用パターンを抽出し、他方のパターンマッチング回路５２Ｂは、下側５ラインの画像データからマッチング用パターンを抽出する。そして、一方のパターンマッチング回路５２Ａは、これに対応する出力設定部５３Ａにマッチングデータを出力し、他方のパターンマッチング回路５２Ｂは、これに対応する出力設定部５３Ｂにマッチングデータを出力する。

各々の出力設定部５３Ａ，５３Ｂは、マッチング用パターンの中心に位置する注目画素の出力条件を設定し、その出力条件に基づく変調用の画像データをそれぞれに対応する変調回路５４Ａ，５４Ｂに出力するものである。その際、出力設定部５３Ａは、パターンマッチング回路５２Ａから出力されたマッチングデータに基づいて注目画素の出力条件を設定し、出力設定部５３Ｂは、パターンマッチング回路５２Ｂから出力されたマッチングデータに基づいて注目画素の出力条件を設定する。また、変調回路５４Ａ，５４Ｂは、これに入力される画像データに応じてＰＷＭ(Pulse Width Modulation)を行い、そこで変調した画像データをレーザドライバに送出する。以上のような処理構成及び処理内容を採用することにより、マルチビーム走査方式の画像形成装置でもパターンマッチング法による解像度エンハンスを行うことができる。

特開平５−２８２４６０号公報 特開２００１−１２１７３８号公報

しかしながら上記従来技術においては、マルチビーム走査方式への対応として、データ展開部５１に入力される入力画像データの入力ライン数と出力設定部５３Ａ，５３Ｂから出力される出力画像データの出力ライン数とを合わせるために、データ展開部５１に入力される画像データの解像度を、変調回路５４Ａ，５４Ｂに入力される画像データの解像度と同一にすることを前提にしている。したがって、データ展開部５１よりも前段の画像処理では、ビーム本数に対応した複数ラインの画像データを並列的に処理する必要がある。したがって、前段の画像処理の回路構成が複雑化してしまう。また、変調回路５４Ａ，５４Ｂに入力される画像データの解像度が高くなると、それに合わせてデータ展開部５１に入力される画像データの解像度を上げる必要がある。そのため、データ展開部５１よりも前段の画像処理（例えば、ラスタライズ等）の負荷が重くなってしまう。また、変調回路５４Ａ，５４Ｂに入力される画像データの解像度が高くなると、その分だけデータ展開用のラインメモリに必要とされるトータルのメモリサイズが大きくなってしまう。さらに、静電潜像の形成に用いられるビーム本数に応じて、パターンマッチング回路や出力設定部を多段に構成する必要があるため、スムージング処理のための回路構成が複雑になってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、画像データの処理に係る回路構成の複雑化や負荷の増大、さらにはメモリサイズの拡大などを招くことなく、パターンマッチング法による解像度エンハンスを実現することができるマルチビーム走査方式の画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、複数本のビームで感光体上を走査する露光手段を備える画像形成装置であって、ラインごとに順に入力される入力画像データを複数ラインの画像データに展開するデータ展開手段と、このデータ展開手段で展開された複数ラインの画像データからパターンマッチングの対象となるマッチング用パターンを抽出するとともに、この抽出したマッチング用パターンと予め設定された基準パターンとの比較により、マッチング結果を示すマッチングデータを出力するパターンマッチング手段と、このパターンマッチング手段から出力されたマッチングデータに基づいて、マッチング用パターンに含まれる注目画素の出力条件を入力画像データよりも高い解像度で設定するとともに、この解像度に対応した複数ライン分の画像データを同時に出力する出力設定手段とを備えるものである。

本発明の画像形成装置においては、パターンマッチング手段から出力されたマッチングデータに基づいて、出力設定手段が、マッチング用パターンに含まれる注目画素の出力条件を入力画像データよりも高い解像度で設定するため、データ展開手段に入力される入力画像データの解像度が低くても、それより高い解像度で出力設定部から複数ライン分の画像データを同時に出力することが可能となる。

本発明によれば、画像データの処理に係る回路構成の複雑化や負荷の増大、さらにはメモリサイズの拡大などを招くことなく、パターンマッチング法による解像度エンハンスをマルチビーム走査方式の画像形成装置で実現することができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明が適用される画像形成装置の露光光学系の構成例を示す概略図である。図１において、感光体１は、図示しないモータの駆動によって矢印方向に回転するもので、全体的にドラム状に形成されている。感光体（感光体ドラム）１の表面は、図示しない帯電器によって一様に帯電されるようになっている。これに対して、露光光学系は、２つの半導体レーザ（ＬＤ）２，３と、２つのコリメータレンズ４，５と、ビームスプリッタ６と、ポリゴンミラー（回転多面鏡）７と、f-θレンズ８と、反射ミラー９とを備えた構成となっている。

各々の半導体レーザ２，３は、一様に帯電された感光体１の表面に静電潜像を形成するためのレーザビーム（レーザ光）をそれぞれ出射（発光）するものである。コリメータレンズ４は、半導体レーザ２から出射されたレーザビームをコリメートし、コリメータレンズ５は、半導体レーザ３から出射されたレーザビームをコリメートするものである。各半導体レーザ２，３から出射されたレーザビームは、それぞれに対応するコリメータレンズ４，５により平行光にされる。ビームスプリッタ６は、コリメータレンズ４，５を経たレーザビームの光路上に配置されている。このビームスプリッタ６は、一方の半導体レーザ２から出射されたレーザビームをそのまま透過するとともに、他方の半導体レーザ３から出射されたレーザビームを直角に偏向することにより、各々のレーザビームを共通のポリゴンミラー７へと導くものである。ただし、ビームスプリッタ６を通過した２本のレーザビームの位置は、ポリゴンミラー７の厚み方向（高さ方向）でずれたものとなる。

ポリゴンミラー７は、図示しないポリゴンモータの駆動によって高速に回転しつつ、その外周部に形成された平面視多角形の反射面の一つに入射した２本のレーザビームを、f-θレンズ８及び反射ミラー９を介して感光体１の表面に照射するとともに、この感光体１上で各々のレーザビームを矢印方向に走査するものである。f-θレンズ８は、ポリゴンミラー７と反射ミラー９との間のビーム光路上に配置されている。反射ミラー９は、f-θレンズ８を透過した２本のレーザビームを感光体１の表面（外周面）に向けて反射するものである。この反射ミラー９で反射された２本のレーザビームの位置は、感光体１の回転方向において、画像の１ライン分又は複数ライン分だけずれたものとなる。ちなみに、本実施形態においては、半導体レーザ２，３から出射された２本のレーザビームが感光体１の回転方向（副走査方向）で互いに隣り合う位置を同時にライン走査するものとなっている。したがって、感光体１の回転方向においては、２本のレーザビームの位置が画像の１ライン分だけずれたものとなる。

上記構成の露光光学系を備える画像形成装置では、画素（ドット）の並びで表される各ラインの画像データのうち、出力画像のＭライン目の画像データに基づく静電潜像が半導体レーザ２から出射されるレーザビームの走査によって感光体１上に形成されるとともに、出力画像のＮライン目（但し、Ｎ，Ｍは共に自然数でＮ≠Ｍの関係を満たす）の画像データに基づく静電潜像が半導体レーザ３から出射されるレーザビームの走査によって感光体１上に形成される。したがって、半導体レーザ２はＭライン目の画像データにしたがって駆動され、半導体レーザ３はＮライン目の画像データにしたがって駆動されることになる。

なお、本実施形態においては、静電潜像の形成のためのビーム走査に適用するレーザビームの本数を２本としているが、本発明は３本又はそれ以上のレーザビームで感光体を同時に走査する画像形成装置であっても適用可能である。

図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置のデータ処理系の一機能部として、特にジャギーなどの画像欠陥を補正するためのスムージング処理を行う画像処理部の構成例を示すブロック図である。図２において、データ展開部１１は、図示しない画像メモリ（ページメモリ等）からラインごとに順に入力される入力画像データを複数の連続したラインの画像データに展開するものである。データ展開部１１は１つの入力ポートを備え、この入力ポートを通して画像メモリから１ラインずつ順に画像データが入力されるものとなっている。このデータ展開部１１は、展開後の画像データのライン数に応じた複数のラインメモリを用いて構成される。データ展開部１１で必要となるラインメモリの数は、パターンマッチングに適用される副走査方向のパターンサイズに応じて設定される。例えば、入力画像データの５×５画素のサイズをパターンマッチングに適用するものとすると、副走査方向のパターンサイズは５画素サイズとなる。この場合、データ展開部１１では、入力画像データを５ラインの画像データに展開するために４ライン分の画像データを記憶する必要がある。したがって、副走査方向のパターンサイズとなる画素数（展開後のデータのライン数）から「１」を減算した値、つまり４つのラインメモリがデータ展開部１１に必要になる。この場合のデータ展開部１１の構成は、図３に示すように、４つのラインメモリ（１〜４）を順に連結したものとなる。

パターンマッチング回路１２は、データ展開部１１で展開された複数ラインの画像データから、パターンマッチングの対象となるマッチング用パターンを順に抽出するとともに、この抽出したマッチング用パターンと予め設定（マッチングのために用意）された基準パターンとの比較により、マッチング結果を示すマッチングデータを出力するものである。さらに詳述すると、パターンマッチング回路１２では、複数ラインの画像データから抽出したマッチング用パターンを予め用意された複数の基準パターンと比較（照合）することにより、マッチング用パターンが基準パターンに一致するか否か、また一致する場合はどの基準パターンに一致するかを判定し、この判定結果（マッチング結果）をマッチングデータとして出力するものである。

上記パターンマッチング回路１２において、例えば、パターンマッチングに５×５画素のパターンサイズを適用するものとすると、データ展開部１１で展開された５ラインの画像データから、５×５画素サイズのマッチング用パターンを主走査方向に順に抽出する。そして、抽出した１つひとつのマッチング用パターンを、予め用意された複数の基準パターンと比較することにより、この比較結果に基づくマッチングデータを出力する。パターンマッチングのアルゴリズムについては、公知の技術（例えば、特許第２７９７２２４号公報、特許第２８８６１９２号公報等に記載された技術）を適用することができる。

出力設定部１３は、パターンマッチング回路１２から出力されたマッチングデータに基づいて、マッチング用パターンに含まれる注目画素の出力条件を上記入力画像データ（データ展開部１１に入力される画像データ）よりも高い解像度で設定するとともに、この解像度に対応した複数ライン分の画像データを並列的に同時に出力するものである。注目画素としては、マッチング用パターンの中心に位置する画素が適用される。この注目画素の出力条件は、予め用意されたマッチングデータＬＵＴ(ＬＵＴはルックアップテーブルの略)を用いて設定される。マッチングデータＬＵＴは、種々のマッチングデータと注目画素の出力条件とを１：１で対応付けて格納するデータベースである。注目画素の出力条件とは、マッチング用パターン内で注目画素とした画素領域をどのような形態で印刷出力するかを規定した条件をいう。マッチングデータＬＵＴには、１つの注目画素を複数のサブ画素に細分化したかたちで注目画素の出力条件が規定されている。例えば、あるマッチングデータに対応する注目画素の出力条件として、図４に示すように、１つの注目画素を４つのサブ画素SUB1〜SUB4に細分化した画素領域とし、この画素領域内で各々のサブ画素SUB1〜SUB4ごとにドット形成の有無や、印刷用のドットのサイズ、位置などの出力条件を規定する。これに対して、出力設定部１３は、パターンマッチング回路１２から出力されるマッチングデータを検索キーとしてマッチングデータＬＵＴを参照し、このマッチングデータに対応付けられた注目画素（複数のサブ画素）の出力条件を抽出するとともに、この抽出した出力条件にしたがって注目画素の位置（画素領域内）にドット形成（印刷）を行うための画像データを複数の出力ポートを用いて複数ライン分同時に出力する。ちなみに、本実施形態においては、露光光学系の構成として２本のレーザビームを用いて静電潜像の形成（書き込み）を行う構成を採用しているため、これに対応するように出力設定部１３は２ライン分の画像データを並列的に同時に出力するものとなっている。

変調回路１４Ａ，１４Ｂは、出力設定部１３から同時に出力される２ライン分の画像データを、それぞれＰＷＭ(Pulse Width Modulation)方式で個別に変調して出力するものである。すなわち、変調回路１４Ａは出力ラインのＭライン目の画像データを変調して出力し、変調回路１４Ｂは出力ラインのＮライン目の画像データを変調して出力する。その際、各々の変調回路１４Ａ，１４Ｂは、変調信号となる出力画像データの画素値や印刷サイズ、位置等に応じてパルスの幅を変えて変調する。変調回路１４Ａ，１４Ｂで変調された各画像データ（ビデオ信号）は、それぞれに対応するレーザドライバに送られる。これにより、半導体レーザ２の駆動（レーザビームの点滅動作）は変調回路１４Ａで変調された画像データにしたがって制御され、半導体レーザ３の駆動は変調回路１４Ｂで変調された画像データにしたがって制御されることになる。

上記構成のデータ処理系（画像処理部）を備える画像形成装置においては、画像形成の対象となる画像データがデータ展開部１１に１ラインずつ順に入力される。このとき、データ展開部１１に１ライン目、２ライン目、３ライン目、…の順で画像データが入力すると、データ展開部１１では１ライン目の画像データをラインメモリ１に、２ライン目の画像データをラインメモリ２に、３ライン目の画像データをラインメモリ３に、４ライン目の画像データをラインメモリ４に記憶し、次の５ライン目の画像データが入力された時点で、１ライン目〜４ライン目の画像データをラインメモリ１〜４から同時に読み出して、５ライン目と画像データとともに並列的に出力する。以降、データ展開部１１に１ライン分の画像データが入力されるたびに、各ラインの画像データの格納場所（格納対象となるラインメモリの位置）が１つ上段のラインメモリに順にシフトする。したがって、６ライン目の画像データが入力された時点では、２ライン目〜５ライン目の画像データがラインメモリ１〜４に記憶された状態となり、７ライン目の画像データが入力された時点では、３ライン目〜６ライン目の画像データがラインメモリ１〜４に記憶された状態となる。以上のようなデータ展開処理により、データ展開部１１からパターンマッチング回路１２に５ライン分の画像データが並列的に出力される。

一方、パターンマッチング回路１２では、データ展開部１１から与えられる５ライン分の画像データの中から、パターンマッチングに適用されるパターンサイズに対応するマッチング用パターンを順に抽出する。例えば、パターンマッチングに適用されるパターンサイズが５×５画素サイズであるとすると、パターンマッチング回路１２では、５×５画素サイズのウィンドウをパターン抽出のために設定するとともに、このウィンドウを５ラインの画像データの画素列の並び方向である主走査方向の一端に配置し、そこから主走査方向の他端に向けて１画素分ずつウィンドウの位置をずらしながら、このウィンドウに囲まれる５×５画素サイズのマッチング用パターンを１つずつ順に抽出する。また、パターンマッチング回路１２では、ウィンドウを用いて５×５画素サイズのマッチング用パターンを抽出すると、この抽出したマッチング用パターンを予め用意された複数の基準パターンと比較することにより、複数の基準パターンの中にマッチング用パターンと一致するものが存在するかどうかを判定する。そして、マッチング用パターンと一致する基準パターンが存在した場合は、この基準パターンと一致した旨を示すマッチングデータを出力し、マッチング用パターンと一致する基準パターンが存在しなかった場合は、その旨を示すマッチングデータを出力する。

マッチング用パターンと一致する基準パターンが存在した場合にパターンマッチング回路１２から出力されるマッチングデータは、マッチング用パターンが一致すると判定された基準パターンの形状（種類）によって異なるものとなる。例えば、図５に示すように、パターンマッチングに利用される基準パターンとして合計１０個の基準パターン（RefＰ１〜RefＰ１０）が用意され、このうちの基準パターンRefＰ２にマッチング用パターンが一致する場合は、その旨を示すマッチングデータＭＤ２がパターンマッチング回路１２から出力され、基準パターンRefＰ１０にマッチング用パターンが一致する場合は、その旨を示すマッチングデータＭＤ１０がパターンマッチング回路１２から出力される。また、マッチング用パターンに一致する基準パターンが存在しなかった場合は、その旨を示すマッチングデータＭＤ０（不図示）がパターンマッチング回路１２から出力される。

パターンマッチング回路１２から出力されたマッチングデータは出力設定部１３に取り込まれる。出力設定部１３では、パターンマッチング回路１２から与えられたマッチングデータを検索キーとしてマッチングデータＬＵＴを参照することにより、マッチング用パターンの中心に位置する注目画素の出力条件を入力画像データよりも高い解像度で設定し、この解像度に対応した複数ライン分の画像データを同時に出力する。

図６はマッチングデータＬＵＴに格納されたデータ内容の一例を示す模式図である。図例のように、パターンマッチング回路１２から出力されるマッチングデータが合計１１種類（ＭＤ０〜ＭＤ１０）である場合は、これと１：１の関係で対応するように、注目画素の出力条件を設定するためのデータ（出力設定用データ）が合計１１種類（ＰＯＤ０〜ＰＯＤ１０）用意される。出力設定用データは、例えば、所定のビット数からなるデジタルデータ（ビットデータ）で表されるものである。マッチングデータＭＤ０は、マッチング用パターンがいずれの基準パターンにも一致しなかった場合に適用されるものである。また、マッチングデータＭＤ１は、パターンマッチング回路１２でのマッチング用に用意された１０種類の基準パターン（RefＰ１〜RefＰ１０）のうち、基準パターンRefＰ１にマッチング用パターンが一致した場合に適用されるものである。同様に、マッチングデータＭ２は基準パターンRefＰ２にマッチング用パターンが一致した場合、マッチングデータＭＤ３は基準パターンRefＰ３にマッチング用パターンが一致した場合、…、マッチングデータＭＤ１０は基準パターンRefＰ１０にマッチング用パターンが一致した場合に適用されるものである。

これに対して、出力設定部１３では、マッチングデータＭＤ０が入力されると、これに対応付けられた出力設定用データＰＯＤ０をマッチングデータＬＵＴから読み出し、このデータＰＯＤ０にしたがって注目画素の出力条件を設定する。ただし、マッチングデータＭＤ０は、パターンマッチング回路１２で抽出したマッチング用パターンがいずれの基準パターンにも一致しなかった場合に適用されるものである。そのため、出力設定部１３では、このマッチングデータＭＤ０に対応付けられた出力設定用データＰＯＤ０にしたがって、注目画素の画素領域を元の画素データのままで（出力の変更無しで）出力するように、注目画素の出力条件を設定する。また、出力設定部１３では、マッチングデータＭＤ１が入力されると、これに対応付けられた出力設定用データＰＯＤ１をマッチングデータＬＵＴから読み出し、このデータＰＯＤ１にしたがって注目画素の出力条件を設定する。同様に、出力設定部１３では、マッチングデータＭＤ２が入力されると、これに対応付けられた出力設定用データＰＯＤ２を読み出し、マッチングデータＭＤ３が入力されると、これに対応付けられた出力設定用データＰＯＤ３を読み出し、…、マッチングデータＭＤ１０が入力されると、これに対応付けられた出力設定用データＰＯＤ１０を読み出して、注目画素の出力条件を設定する。

その際、マッチングデータＭＤ０を除く１０種類のマッチングデータＭＤ１〜ＭＤ１０のうちのいずれかが出力設定部１３に入力された場合は、このマッチングデータに対応付けられた出力設定用データ（ＰＯＤ１〜ＰＯＤ１０）にしたがって出力設定部１３が注目画素を複数のサブ画素に細分化して当該注目画素の出力条件を設定する。出力設定部１３による注目画素の細分化処理は、スムージング処理に適用すべき出力解像度の設定条件にしたがって行われる。例えば、入力解像度（入力画像データの解像度）がＡdpiで、スムージング処理に適用すべき出力解像度が、入力解像度の２倍に相当するＢdpiに設定されていた場合は、上記図４に示すように、マッチング用パターンの中心に位置する注目画素の画素領域を上下左右にそれぞれ２等分した４つ（２×２）のサブ画素SUB1〜SUB4に区分することにより行われる。また、出力設定部１３による注目画素の出力条件の設定処理は、例えば各々のサブ画素SUB1〜SUB4に対する印刷ドットの有無をサブ画素単位で設定することにより行われる。このとき、印刷ドットが有りの画素部分は黒で出力され、印刷ドットが無しの画素部分は白で出力されるものとする。そうした場合、例えば図７に示すように、注目画素を４つのサブ画素SUB1〜SUB4に細分化したときの出力条件として、サブ画素SUB1を印刷ドット無し、サブ画素SUB2〜SUB4を印刷ドット有りに設定したとすると、出力設定部１３は、注目画素の上段に並ぶ２つのサブ画素SUB1,SUB2がそれぞれ「白」と「黒」で出力され、注目画素の下段に並ぶ２つのサブ画素SUB3,SUB4がそれぞれ「黒」と「黒」で出力されるように、２ライン分の画像データを並列的に同時に出力する。これにより、１つの注目画素につき、４つのサブ画素の出力用データが生成されるため、データ展開部１１に１ラインの画像データが入力されるたびに、出力設定部１３から複数ラインの画像データが同時に出力されるようになる。

図８は出力設定部１３で設定される注目画素の出力条件の一例を示す模式図である。この例では、上述のように注目画素を（２×２）の４つのサブ画素SUB1〜SUB4に細分化して、それぞれのサブ画素SUB1〜SUB4での出力条件を印刷ドットの有無で設定した場合を想定している。この場合の注目画素の出力パターンとしては、４つのサブ画素SUB1〜SUB4のうち、３つのサブ画素を印刷ドット有り（黒）で出力する４種類のパターン（図中（Ａ）〜（Ｄ）に示すパターン）と、２つのサブ画素を印刷ドット有りで出力する６種類のパターン（図中（Ｅ）〜（Ｊ）に示すパターン）と、１つのサブ画素だけを印刷ドット有りで出力する４種類のパターン（図中（Ｋ）〜（Ｎ）に示すパターン）と、全てのサブ画素を印刷ドット有り（黒）で出力するパターン（図中（Ｏ）に示すパターン）と、全てのサブ画素を印刷ドット無し（白）で出力するパターン（図中（Ｐ）に示すパターン）が考えられる。これら合計１６種類の出力パターンは、４つのサブ画素SUB1〜SUB4の中で、ドットの印刷を行うサブ画素の位置（又はドットの印刷を行わないサブ画素の位置）を指定することにより、一意に特定（識別）することができる。

さらに、注目画素の出力条件を特定する要素の一つとして、各々のサブ画素に適用される印刷ドットのサイズや位置などの情報を加えることにより、図９（Ａ）〜（Ｉ）に示すように、１つのサブ画素SUBの中で印刷ドットのサイズや位置を変えることができる。印刷ドットのサイズは、サブ画素のサイズを１００％とした場合のドット面積比率（例えば、０％、２５％、５０％、７５％、１００％）で指定することができる。また、印刷ドットの位置は、サブ画素の画素領域を主走査方向の一方と他方で区分される左側、右側のいずれかで指定することができる。さらに、サブ画素の画素領域を副走査方向の一方と他方で区分される上側、下側のいずれかで指定することもできる。

また、注目画素を複数のサブ画素に細分化する際に、前述した（２×２）よりも細かい（４×４）のサブ画素に細分化した場合は、合計１６個のサブ画素の中で、上記同様にドットの印刷を行うサブ画素の位置（又はドットの印刷を行わないサブ画素の位置）を指定することにより、１６個のサブ画素を用いて表される１つひとつの出力パターンを一意に特定（識別）することができる。この場合、注目画素を細分化したときの１つのサブ画素のサイズが小さくなるため、上述のように注目画素の出力条件を特定する要素の中に、各々のサブ画素に適用される印刷ドットのサイズや位置を加えなくても、注目画素の出力条件をきめ細かく設定（制御）することができる。ちなみに、注目画素を複数のサブ画素に細分化する場合は、画像データの副走査方向（各ラインの画素列の並び方向に直交する方向）におけるサブ画素の個数が、静電潜像の形成に用いられるレーザビーム本数に一致するか、その整数倍となるように、注目画素の細分化条件を設定することが望ましい。

このように１つの注目画素を複数のサブ画素に細分化して注目画素の出力条件を設定することにより、変調回路１４Ａ，１４Ｂに入力される画像データの解像度は、出力設定部１３による注目画素の細分化によって高められる。したがって、データ展開部１１に入力される画像データの解像度を高くしなくても（換言すると、入力解像度は低解像度のままでも）、出力画像の解像度をスムージング処理に必要とされる所望のレベルまで高めることができる。これにより、データ展開部１１に低解像度の画像データを入力することができるため、データ展開部１１よりの前段の画像処理の負荷が軽くなる。また、データ展開部１１にライン順次で画像データが入力されるため、それよりも前段の画像処理部では従来のように複数ラインの画像データを並列的に処理する必要がなくなる。したがって、前段の画像処理の回路構成を簡素化することが可能となる。また、出力設定部１３による注目画素の細分化条件を適宜設定（変更）することにより、データ展開部１１に入力される画像データの解像度を上げたり、データ展開のためのメモリサイズを拡大したりしなくても、変調回路１４Ａ，１４Ｂに入力される画像データの解像度を高めることができる。さらに、パターンマッチング回路や出力設定部を１段で構成することができるため、スムージング処理のための回路構成を簡素化することが可能となる。

ここで、具体的なスムージング処理の例として、６００dpiの解像度をもつ画像データがデータ展開部１１に入力される場合は、その入力画像データをデータ展開部１１で５ラインの画像データに展開した後、パターンマッチング回路１２によるマッチング処理と出力設定部１３による出力条件の設定処理を順に行う。その際、出力設定部１３で注目画素を４つのサブ画素（２×２）に細分化して各画素の出力条件を設定した場合は、入力画像データよりも高い１２００dpiの解像度で２ライン分の画像データが出力設定部１３から変調回路１４Ａ，１４Ｂに同時に入力されることになる。また、仮に、注目画素を１６個のサブ画素（４×４）に細分化して各画素の出力条件を設定した場合は、入力画像データの４倍の解像度に相当する２４００dpiの解像度をもつ４ライン分の画像データのうち、露光走査時のレーザビーム間隔に対応する２ラインの画像データが変調回路１４Ａ，１４Ｂに同時に入力されることになる。

なお、データ展開部１１に入力される入力画像データと、出力設定部１３から変調回路１４Ａ，１４Ｂに出力される出力画像データは、１ビットで表される２値のデータであっても、複数ビットで表される多値のデータであってもよい。

本発明が適用される画像形成装置の露光光学系の構成例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置のデータ処理系の一機能部の構成例を示すブロック図である。 データ展開部の内部構成を示す概略図である。 マッチング用パターンにおける注目画素の位置とその細分化の例を示す図である。 基準パターンとマッチングデータの対応関係を説明する図である。 マッチングデータＬＵＴに格納されたデータ内容の一例を示す模式図である。 注目画素の出力条件の設定例を示す図である。 出力設定部で設定される注目画素の出力条件の一例を示す模式図である。 出力設定部で設定される注目画素の出力条件の他の例を示す模式図である。 従来技術を説明するための図である。

符号の説明

１…感光体、２，３…半導体レーザ、１１…データ展開部、１２…パターンマッチング回路、１３…出力設定部、１４Ａ，１４Ｂ…変調回路

Claims (2)

1. 複数本のビームで感光体上を走査する露光手段を備える画像形成装置であって、
   ラインごとに順に入力される入力画像データを複数ラインの画像データに展開するデータ展開手段と、
   前記データ展開手段で展開された前記複数ラインの画像データからパターンマッチングの対象となるマッチング用パターンを抽出するとともに、この抽出したマッチング用パターンと予め設定された基準パターンとの比較により、マッチング結果を示すマッチングデータを出力するパターンマッチング手段と、
   前記パターンマッチング手段から出力されたマッチングデータに基づいて、前記マッチング用パターンに含まれる注目画素の出力条件を前記入力画像データよりも高い解像度で設定するとともに、この解像度に対応した複数ライン分の画像データを同時に出力する出力設定手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記出力設定手段は、前記注目画素を複数のサブ画素に細分化して当該注目画素の出力条件を設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
   

Images