JP2007290147A - 画像形成装置及びレーザビーム制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入力された画像信号が表す画像の特徴によらず、適正な形状の画像出力を可能にし、特に文字や細線を適正に出力する。
【解決手段】画像信号に応じて変調されたレーザビームを走査することにより画像形成を行う画像形成装置において、画像形成が行われるべき画像の所定の特徴を検出し、この検出された所定の特徴に応じてレーザビームの生成パラメータを制御する。生成パラメータは、レーザビームの強度および変調率のうちの少なくとも１つである。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置及びレーザビーム制御方法に関し、特に、画像信号に応じて変調されたレーザビームを走査することにより画像形成を行う画像形成装置及び該画像形成装置に適用されるレーザビーム制御方法に関する。

近年、画像信号をデジタル的に処理し、プリンタに出力してカラー画像を得るプリント装置や、原稿を電気的に読み取り、得られた画像信号を基に用紙上にプリント出力することにより、画像複写を行なうデジタル複写機等が登場してきている。こうした装置では、文字や細線をその大きさや幅に関わらず適正に再現したいという要請がある。

一方、記録情報に応じて光変調されたレーザビーム光を感光体上に照射し、電子写真プロセスによって感光体の静電潜像を現像し、転写紙上に転写する画像形成装置が提案されている。更に、最近では転写紙上に複数色の現像像を重ね、フルカラー画像を形成するカラー画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような画像形成装置では、微少に絞られたレーザビームスポットを用いて感光体上に潜像形成を行うことにより、文字や細線を適正に再現でき、高品質な画像の再現に優れている。
特開平０６−１６６２１９号公報

しかしながら、上記従来のレーザビーム光を利用する画像形成装置には以下のような問題があった。

一般に上記レーザビームスポットのレーザパワー分布は、ほぼガウス分布になっており、連続したレーザビーム走査が行われた場合の総パワー分布は画素毎のパワー分布の積和となり、その結果、現像像のサイズは、画像信号が本来表すべき画像のサイズとは異なるものになる。

特に電子写真方式の画像形成装置の場合、図３７に示すように、感光体に形成される静電潜像は、上記レーザパワー分布と感光体の光減衰特性とを掛け合わせた形状となり、概略、所定の現像閾値より深い潜像部位に、その深さに応じてトナーが付着することになる。したがって形成された現像像（Ｂ）のサイズは、入力画像（Ａ）のサイズとは異なるものとなる。図３７は、入力された画像信号が本来表すべき画像（Ａ）と、出力された現像像（Ｂ）との違いの一例を示す図である。

図３７に示すように、入力された画像信号が本来表すべき画像のサイズと画像形成装置によって出力される画像のサイズとが異なるといった問題が生じる。

さらに、入力された画像信号が本来表すべき画像のサイズと画像形成装置によって出力される画像のサイズとの比率は一定ではなく、入力された画像信号が本来表すべき画像の形状、サイズによって異なり、一律な補正を行うだけでは適正な出力画像を得ることができないといった問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、入力された画像信号が表す画像の特徴によらず、適正な形状の画像出力が可能であり、特に文字や細線を適正に出力することが可能な画像形成装置、レーザビーム制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、画像信号に応じて変調されたレーザビームを走査することにより画像形成を行う画像形成装置において、画像形成が行われるべき画像の所定の特徴を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された所定の特徴に応じて前記レーザビームの生成パラメータを制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

また、請求項１１記載の発明によれば、画像信号に応じて変調されたレーザビームを走査することにより画像形成を行う画像形成装置に適用されるレーザビーム制御方法において、画像形成が行われるべき画像の所定の特徴を検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された所定の特徴に応じて前記レーザビームの生成パラメータを制御する制御ステップとを有することを特徴とするレーザビーム制御方法が提供される。

本発明によれば、画像信号に応じて変調されたレーザビームを走査することにより画像形成を行う画像形成装置において、画像形成が行われるべき画像の所定の特徴を検出し、この検出された所定の特徴に応じてレーザビームの生成パラメータを制御する。

これにより、入力された画像信号が表す画像の特徴によらず、適正な形状の画像出力が可能となり、特に文字や細線を適正に出力することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置のプリンタ部の構成を示す断面図である。この画像形成装置は、複数感光ドラムを有する電子写真方式カラー複写機である。

まず、プリンタ部の構成及び動作について説明する。なお、本発明は、図１に示すプリンタ部に限らず、白黒電子写真方式プリンタ等の他のプリンタにも適用可能である。

図１において、３０１はポリゴンスキャナであり、後述するビデオ処理部１１６（図２）にて生成されたレーザ光を感光ドラム上に照射するとともに感光ドラムの軸方向に走査する。３０２、３０３、３０４、３０５は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画像形成部である。各画像形成部は同一の構成を備えており、ここでは代表して、マゼンタの画像形成部３０２の構成を説明する。

３１８は感光ドラムであり、レーザ光の露光により潜像を形成する。３１３は現像器であり、感光ドラム３１８上にトナー像の現像を行う。３１４は現像器３１３内のスリーブであり、現像バイアスを印加し、トナー現像を行う。３１５は１次帯電器であり、感光ドラム３１８を所望の電位に帯電させる。３１７はクリーナであり、転写後の感光ドラム３１８の表面を清掃する。３１６は補助帯電器であり、クリーナ３１７で清掃された感光ドラム３１８の表面を除電し、１次帯電器３１５にて良好な帯電が得られるようにする。３３０は前露光ランプであり、感光ドラム３１８上の残量電荷を消去する。３０６は転写ベルトである。３１９は転写帯電器であり、転写ベルト３０６の背面から放電を行い、感光ドラム３１８上のトナー画像を転写部材に転写する。

３０９及び３１０はカセットであり、転写部材を収納する。３０８は給紙部であり、カセット３０９またはカセット３１０から転写部材を供給する。３１１は吸着帯電器であり、給紙部３０８により給紙された転写部材を転写ベルト３０６に吸着させる。３１２は転写ベルト駆動ローラであり、転写ベルト３０６の回転を行うと同時に、吸着帯電器３１１と対になって転写ベルト３０６に転写部材を吸着帯電させる。

３２４は除電帯電器であり、転写部材を転写ベルト３０６から分離しやすくするための除電を行う。３２５は剥離帯電器であり、転写部材が転写ベルト３０６から分離する際の剥離放電による画像の乱れを防止する。３２６、３２７は定着前帯電器であり、分離後の転写部材へのトナーの付着力を補い、画像の乱れを防止する。３２２、３２３は転写ベルト除電帯電器であり、転写ベルト３０６を除電し、転写ベルト３０６を静電的に初期化するためのものである。３２８はベルトクリーナであり、転写ベルト３０６の汚れを除去する。３０７は定着器であり、転写ベルト３０６から分離され、定着前帯電器３２６、３２７で再帯電された転写部材上のトナー画像を転写部材上に熱定着させる。

３２９は紙先端センサであり、給紙部３０８により転写ベルト３０６上に給紙された転写部材の先端を検知する。紙先端センサ３２９からの検出信号はプリンタ部からリーダ部に送られ、リーダ部からプリンタ部に画像信号を送る際に必要な副走査同期信号として用いられる。

図２は、図１に示すプリンタ部の動作制御を行う制御部の構成を示す回路図である。

図２において、１１６はビデオ処理部であり、図示しない原稿読み取り装置（リーダ部）又は外部インターフェースを介して送られてきた各色Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋの画像信号を処理し、パルス幅変調（ＰＷＭ）されたレーザ光信号を生成する。１１７はプリンタ制御部であり、プリンタ部に含まれる各種モータ、ソレノイド、クラッチ（図示せず）などの動作を制御すると共に、スリーブ３１４へ供給する現像バイアスや、転写帯電器３１９などの各種帯電器へ供給する帯電電圧などを生成する。そして、１１８は、プリンタ部全体の制御を行うＣＰＵである。

次に、ビデオ処理部１１６の基本的な構成及び動作を以下に説明する。なお、本実施の形態に係る詳細な構成及び動作については後述する。

例えば、外部インターフェースからプリンタ部に入力された各色Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋの８ビットの画像信号ＭＲＶ、ＣＲＶ、ＹＲＶ、ＫＲＶ（以下「画像信号ＲＶ」と略す）が、基本的にフリップフロップ（ＦＦ）１０１でラッチされた後、セレクタ１０５ｄを介して、データ変換テーブルである複数のＬＵＴｌ０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃのいずれかに入力される。

画像信号ＲＶと同期して２ビットのタグ信号ＭＴＡＧ、ＣＴＡＧ、ＹＴＡＧ、ＫＴＡＧがプリンタ部に入力される。このタグ信号は、画像信号が表す各オブジェクトの属性を示すものであり、本実施の形態においては文字、グラフィック、画像の３種の属性によって異なったタグ信号が送られる。タグ信号ＭＴＡＧ、ＣＴＡＧ、ＹＴＡＧ、ＫＴＡＧはセレクタ１０５ｄに入力され、セレクタ１０５ｄは、タグ信号に応じてＬＵＴを選択し、選択したＬＵＴに、入力された画像信号を出力する。

ＬＵＴｌ０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃはそれぞれＲＡＭで構成され、各ＲＡＭには例えばＣＰＵ１１８によって予め、所望の入出力特性が得られるようなプリンタガンマ特性が書き込まれる。ＬＵＴ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃではそれぞれ、入力された各色の画像信号に対して、オブジェクト毎の属性に適したガンマ補正が各色独立に行われる。

ＬＵＴｌ０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃでガンマ補正されたＭ、Ｃの画像信号はＦｉＦoメモリ１０６、１０７に、またＹ、Ｋの画像信号はＬｉＦｏメモリ１０８、１０９に入力される。

リーダ部からプリント部に主走査同期信号ＲＬＳＹＮＣ＊が送られ、これが低レベル（Ｌ）であるとき、ＦｉＦｏメモリ１０６、１０７又はＬｉＦｏメモリ１０８、１０９の書き込みアドレスカウンタがリセットされる。また、リーダ部からプリント部に主走査ビデオイネーブル信号ＲＬＶＥ＊が送られ、これが低レベル（Ｌ）であるとき、リーダ部から送られた各画像信号の画素が、クロックＲＣＬＫに同期してＦｌＦｏメモリ１０６、１０７又はＬｉＦｏメモリ１０８、１０９にそれぞれ書き込まれる。

次に、プリンタ部の各色独立な主走査同期信号ＰＬＳＹＮＣ＊が低レベル（Ｌ）であるとき、それに対応する色のＦｉＦｏメモリ、ＬｉＦｏメモリの読み出しアドレスカウンタがリセットされる。また、プリンタ部の各色独立なビデオイネーブル信号ＰＶＥ＊が低レベル（Ｌ）であるとき、プリンタ部の各色独立な画像信号に対応した画素クロックＰＣＬＫに同期して各色独立の画像信号ＰＶが、対応する色のＦｉＦｏメモリまたはＬｉＦｏメモリから読み出される。なお、色Ｍ、Ｃについては正像イメージで、色Ｙ、Ｋについては鏡像イメージで読み出され、各色の画像信号がレーザ制御部１１１に入力される。なお、主走査同期信号ＰＬＳＹＮＣ＊、ビデオイネーブル信号ＰＶＥ＊、画素クロックＰＣＬＫは、同期制御部１１０から出力される。

ここで、レーザ制御部１１１の内部構成を、図３を参照して説明する。

図３は、図２に示すレーザ制御部１１１の内部構成を示す回路図である。レーザ制御部１１１は、色Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋにそれぞれ対応した４つの独立な回路ブロックから構成される。

レーザ制御部１１１に入力された各色の画像信号ＰＶは、各色独立な４つのＤ／Ａ変換器１４１により、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋのアナログ画像信号ＭＡＶ、ＣＡＶ、ＹＡＶ、ＫＡＶにそれぞれ変換される。同時に各色の画像信号ＰＶは、４つのゼロデータ判定回路１４２に入力される。

アナログ画像信号ＭＡＶ、ＣＡＶ、ＹＡＶ、ＫＡＶは、４つの２値化回路１４４によってそれぞれ２値化される。

図４は、２値化回路１４４の内部構成を示す図である。４つの２値化回路１４４は同一の構成であるので、その１つだけを説明する。

図４において、図２に示す同期制御部１１０から出力された画素クロックＰＣＬＫが三角波発生回路１４４ａに入力され、三角波発生回路１４４ａは、画素クロックＰＣＬＫに基づいて三角波信号を発生する。この三角波信号は、ゲイン設定部１１４ｂにおいて、ゲインが設定され、オフセット設定部１４４ｃにおいてオフセットレベルが設定される。そしてコンパレータ１４４ｄが、オフセット設定部１４４ｃから出力された三角波信号と、アナログ画像信号ＭＡＶ、ＣＡＶ、ＹＡＶ、ＫＡＶのうちの対応の信号とを比較し、これによってパルス幅変調を行う。

図３に戻り、４つのゼロデータ判定回路１４２はそれぞれ、８ビットの画像信号ＰＶに対応したＮＯＲ回路で構成されており、入力した画像信号ＰＶの値が“０”レベルであるか、“１”レベル以上であるかを判定し、“０”レベルであると判定した場合に、レーザのパルス発光を停止させる各色独立のＰＷＭＯＦＦ＊信号を生成する。

一方、上述のように２値化回路１４４によってパルス幅変調された画像信号（パルス幅変調信号）はそれぞれ、４つのＯＲ回路１４５でブランキング信号ＢＬＡＮＫとの論理和をとられた後、４つのＡＮＤ回路１４６にそれぞれ入力される。また、ゼロデータ判定回路１４２からそれぞれ出力されたＰＷＭＯＦＦ＊信号は、４つのＡＮＤ回路１４７でレーザオフ信号ＬＯＦＦ＊との論理積がそれぞれとられた後、４つのＡＮＤ囲路１４６に出力される。

４つのＡＮＤ囲路１４６からそれぞれ出力された画像信号は、４つのレーザドライブ回路１４３へそれぞれ出力される。４つのレーザドライブ回路１４３では、各色独立なＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの各画像に対応したレーザ駆動信号がそれぞれ生成され、このレーザ駆動信号によって半導体レーザが駆動される。その結果、各色に対応したレーザビームが発光される。

図５は、レーザビームを発生する半導体レーザおよび走査光学系の構成を示す斜視図である。

４つのレーザドライブ回路１４３にはそれぞれ半導体レーザが含まれ、各半導体レーザがレーザ駆動信号によってそれぞれ駆動され、レーザビームがそれぞれ発生される。図５では、４つ半導体レーザのうちの１つである半導体レーザ５０１を図示する。半導体レーザ５０１から放射されたレーザビームは、コリメータレンズ５０２によりコリメート（レーザ光を平行化するための光学調整）されたのち、シリンドリカルレンズ５０３によって、ポリゴンミラー５０４の反射面上に線状に結像される。本実施の形態においては、コリメートされたレーザビーム幅がポリゴンミラー５０４の反射面よりも広い走査光学系であるオーバー・フィールド・スキャナーを用いている。ポリゴンミラー５０４で反射された光ビームは、ｆ−θ特性を有する結像レンズであるシリンダーレンズ５０５およびトーリックレンズ５０６を介して感光ドラム３１８上に結像される。

また、感光ドラム３１８上を走査するレーザビームは画像域外で、走査幅の先頭位置に配置されたＢＤミラー５０７によって反射された後、フォトダイオードなどの受光素子で構成されたレーザ検知部５０８により検知される。こうしたレーザ検知信号ＢＤは、各色Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ独立に得られ、同期制御部１１０（図２）に入力され、これに基づき水平同期信号が形成される。

上記のブランキング信号ＢＬＡＮＫは同期制御部１１０で生成されるが、このブランキング信号ＢＬＡＮＫは、レーザビームを画像域外で発光させて、レーザ検知部５０８で検知させるための信号である。

図２に戻って、同期制御部１１０は、水晶発振子が発生する基準クロックＣＬＫと、各色のレーザ検知信号ＢＤとに基づいて、プリンタ部のＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋ独立な主走査同期信号ＰＬＳＹＮＣ＊、ブランキング信号ＢＬＡＮＫ、各色Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ独立な画素クロックＰＣＬＫを生成する。また、各色のレーザ検知信号ＢＤに基づいて、プリンタ部のＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋ独立な主走査イネーブル信号ＰＶＥ＊を生成する。

図６は、同期制御部１１０が生成する各信号を示すタイミングチャートである。

同期制御部１１０に入力された各色のレーザ検知信号ＢＤ（図６（Ａ））は、コンパレータ（図示せず）に入力され、そこで基準値ＲＬＥＶと比較され、デジタルＢＤ信号ＢＤＳＹＮＣ（図６（Ｂ））として出力される。一方、画像クロックＰＣＬＫの２倍以上の周波数をもったクロックＣＬＫ（図６（Ｇ））が水晶発振子（図示せず）により発生され、これが同期制御部１１０に入力されている。同期制御部１１０は、デジタルＢＤ信号ＢＤＳＹＮＣの立ち下がりエッジを基準として、クロックＣＬＫに同期した主走査同期信号ＰＬＳＹＮＣ＊（図６（Ｄ））および画素クロックＰＣＬＫ（図６（Ｅ））を出力する。ブランキング信号ＢＬＡＮＫ（図６（Ｃ））は、レーザ検知信号ＢＤの周期より短い時間を計時するカウンタ（同期制御部１１０に内蔵）によって作成される。このカウンタはデジタルＢＤ信号ＢＤＳＹＮＣの立ち下がりエッジでリセットされる。

図７は、図３に示すレーザドライブ回路１４３の内部構成を示すブロック図である。

図７において、同期制御部１１０にて生成されたブランキング信号ＢＬＡＮＫにより、半導体レーザ（ＬＤ）５０１が連続点灯レーザビームを画像記録区域外においても発生する。その際、フォトダイオード（ＰＤ）１２２にてレーザビームの強度が検出される。このフォトダイオード１２２は、図５に示すレーザ検知部５０８を構成する。

フォトダイオード１２２は、レーザビームの強度に応じたモニタ電流Ｉ_Ｍを出力する。モニタ電流Ｉ_Ｍは、電流−電圧変換器１２３により電圧Ｖ_Ｍに変換され、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１２４に送られる。サンプルホールド回路１２４は、端子１３３に入力されたゲート信号で電圧Ｖ_Ｍをサンプリングし、これによって、少なくとも１水平走査区間のサンプルレベルが信号Ｖ_Ｂとしてホールドされる。そして、この信号Ｖ_Ｂが定電流回路１２６に入力され、またバイアス設定回路１２５からの設定信号が定電流回路１２６に入力される。定電流回路１２６は、バイアス設定回路１２５から入力された設定信号に応じたバイアス電流（定電流）Ｉ_Ｈを発生するとともに、信号Ｖ_Ｂの大きさに応じて、このバイアス電流Ｉ_Ｈの大きさを制御する。バイアス電流Ｉ_Ｈは半導体レーザ５０１に供給される。バイアス電流Ｉ_Ｈについては、図１０を参照して後述する。

すなわち、レーザビーム強度が所定値よりも低い場合、モニタ電流Ｉ_Ｍが小さくなり、信号Ｖ_Ｂのレベルも小さくなる。定電流回路１２６は、信号Ｖ_Ｂのレベルが小さくなると、バイアス設定回路１２５からの設定信号により設定されたバイアス電流Ｉ_Ｈの大きさを増加させる。一方、レーザビーム強度が所定値よりも高い場合、モニタ電流Ｉ_Ｍが大きくなり、信号Ｖ_Ｂのレベルも大きくなる。定電流回路１２６は、信号Ｖ_Ｂのレベルが大きくなると、バイアス設定回路１２５からの設定信号により設定されたバイアス電流Ｉ_Ｈの大きさを減少させる。

このように１水平走査毎にレーザビーム強度を検出し、半導体レーザ５０１に流れるバイアス電流Ｉ_Ｈの大きさをフィードバック制御することが行われ、これにより、レーザ発光領域外におけるレーザビーム強度を一定に保持することが可能となる。

次に、入力された画像信号に応じてレーザビームを発光するための制御について、図７を参照して説明する。

図３に示す２値化回路１４４から出力されるパルス幅変調信号の表すパルス幅とレーザ光量との関係は、図８に示すグラフのような特性カーブで表される。この特性カーブの比較的リニアな部分を利用する必要があるが、本実施の形態では、画像信号が００Ｈ〜ＦＦＨ（１６進）の範囲の値であるので、画像信号が０１Ｈであるときのパルス幅値から画像信号がＦＦＨであるときのパルス幅値までの範囲を利用する。

また、００Ｈの画像信号が、図３に示すレーザ制御部１１１に入力された場合は、ゼロデータ判定回路１４２がＰＷＭＯＦＦ＊信号を生成し、ＡＮＤ回路１４７に出力する。これにより、００Ｈの画像信号がレーザ制御部１１１に入力された場合は、パルス幅変調された画像信号は、レーザ発光ＯＦＦ側に固定される。

パルス幅変調された画像信号（パルス幅変調信号）は、図３のＡＮＤ回路１４６からレーザドライブ回路１４３のスイッチング回路１３０（図７）に入力され、スイッチング回路１３０は、半導体レーザ５０１に流れる動作電流Ｉ_Ｐをパルス幅変調信号に応じてオンオフする。すなわち、レーザ発光領域における半導体レーザ５０１の動作電流Ｉ_Ｐがオンオフされ、画像信号に応じてオンオフするレーザビームが半導体レーザ５０１から射出される。

このように、第１の実施の形態においては、画像信号が００Ｈである場合にはレーザ発光をオフする。また、画像信号が０１Ｈ〜ＦＦＨである場合には、個体差や温度変動の影響を受けることなく、パルス幅変調信号の表すパルス幅とレーザ光量の平均値とがリニア特性を有する範囲にて、レーザビームを変調発光させることができる。

さて、本実施の形態においては、出力された現像像が、入力された画像信号の表す画像と同じになるようにするために、画像の形状に応じてレーザビーム強度およびレーザビーム変調率を調整する。これを以下に説明する。なお、レーザビーム変調率とは、画像信号に応じてパルス幅変調信号を生成し、このパルス幅変調信号により半導体レーザ５０１を駆動してレーザビームを発生させる場合において、パルス幅変調信号におけるパルス幅の変調率をいう。

前述したように、レーザビームスポットのレーザパワー分布はほぼガウス分布曲線になっており、連続したレーザビーム走査が行われた場合の総パワー分布は、画素毎のパワー分布の積和となる。その結果、現像像のサイズは、画像信号が本来表すべき画像のサイズとは異なってしまう。すなわち、細線や点の画像のように、現像すべき画素が離散的な画像の場合、形成される静電潜像の深さは浅いものとなり、現像すべき画素が連続するベタ画像の場合に比べて、現像に供される単位面積あたりの平均トナー量が少なくなる。結果として、細線画像の細り、点（ドット）画像のかすれ等が発生してしまう。

本実施の形態においては、画像の形状（以下、これを「画像パターン」という）に応じて、レーザビームの強度または変調率を段階的に変化させるようにする。その際、入力画像信号が表す画像がハーフトーン画像である場合はレーザビームの変調率を変化させ、また、入力画像信号が、画像の最大濃度またはその近傍を表す信号である場合は、レーザビームの強度を変化させるようにする。

初めに、上述したレーザビームの強度を変えることによる補正と、レーザビームの変調率を変えることによる補正との使い分けを、以下に説明する。

一般に、本実施の形態におけるような電子写真方式の画像形成装置では、環境変化や経年変化により現像特性や感光体特性が変化し、階調再現特性が変化する。そのため、その時々の画像形成装置の階調再現特性によって、再現される画像は異なってしまう。一方、階調再現特性の変化を補正するために、データ変換テーブルＬＵＴ（Look Up Table）を用いて入力画像信号を補正したのち、該補正後の画像信号に基づいて画像形成を行う方法が一般的に用いられている。特に、ハーフトーン画像のように画像を構成する画素が離散的に配置される場合、形成される潜像の深さが浅くなるので、階調再現特性の変化の影響がより大きなものとなる。

本実施の形態においては、このような階調再現特性の変化に適応するために、画像構成画素が離散的に配置される場合で、かつ入力画像信号がハーフトーン画像を表している場合は、レーザビームの変調率を補正する。なお、後述するＬＵＴを用いる補正方法により、環境変化等により階調再現特性が変化した際に、ＬＵＴデータを更新することにより、常に最適な補正量が得られるようになっている。

一方、入力画像信号が、最大濃度を表す画像信号であり、変調量が飽和している場合、ＬＵＴを用いた補正ができなくなる。本実施の形態においては、入力画像信号が、最大濃度またはその近傍を表す画像信号であり、変調量が飽和する可能性がある場合には、レーザビームの強度を補正する。入力画像信号が、最大濃度またはその近傍を表す画像信号である場合、形成される潜像が、中間調データによって形成される潜像に比較して深いものとなり、前述したような階調再現特性の変化の影響が比較的少ない。また、人間の視覚特性は画像濃度が高いほどその変化に対しては鈍感になる傾向があるので、入力画像信号が、最大濃度またはその近傍を表す画像信号である場合には、前述した階調再現特性の変化に伴う補正量の変更を行わない。すなわち、レーザパワーの変調のみでも、出力画像品質に問題が生じない。

次に、画像パターンの判別と、画像パターンに応じたレーザビーム強度および変調率の決定とについて説明する。

図２において、画像信号ＲＶがパターン認識部１６０に入力される。パターン認識部１６０には、複数の所定の画像パターンが予め登録されている。なお、画像信号が表わす画面は、主走査方向および副走査方向に各７画素分の大きさからなる複数のエリアに分割されており、所定の画像パターンは、このエリアの大きさの画像パターンである。パターン認識部１６０は、画像信号ＲＶの表す画像を複数の所定の画像パターンと比較し、その比較結果に基づきパターン信号Ｐｔｎを出力する。

また、本実施の形態においてはレーザビームのパルス幅変調方式を用いているので、レーザビームの変調率の補正は、入力された画像信号を補正することによって行われる。そのため、上記比較結果に応じて、レーザビームの変調率の補正値を決定するためのＬＵＴの選択が行われる。

すなわち、パターン認識部１６０には、最大２５６種の所定の画像パターンが登録されており、入力された画像信号ＲＶの表す画像を、登録された複数の所定の画像パターンと比較し、画像信号ＲＶの表す画像に該当する所定の画像パターンを抽出する。そして、抽出された所定の画像パターンに対応する画像パターン信号Ｐｔｎを、ＬＵＴ１６１およびセレクタ１２１へ出力する。なお、上記の所定の画像パターンは、例えば太さ、向きの異なる細線や大きさの異なる点（ドット）、その他Ｌ字パターン等、さまざまな画像をサンプリング解析した結果から抽出して得られた画像パターンである。図９は、７×７画素の所定の画像パターンの一例を示す図である。

レーザビーム強度補正値決定用のＬＵＴ１６１には、画像パターン信号Ｐｔｎでそれぞれ特定される所定の画像パターンの各々に対応したレーザビーム強度補正値が予め登録されている。

また、８ビット入力、３ビット出力のセレクタ１２１は、入力された画像パターン信号Ｐｔｎに応じて８水準の補正水準Ｐｓｔｅｐ_ｎをセレクタ１２０へ出力する。セレクタ１２０は、補正水準Ｐｓｔｅｐ_ｎに応じて、レーザビーム変調率の補正値決定用すなわち入力画像信号補正用の複数のＬＵＴ１１９の中から１つを選択し、該選択されたＬＵＴに、セレクタ１０３から入力された画像信号を送出する。

つぎにまず、レーザビーム強度の補正について、図２を参照して説明する。

本実施の形態では、静電潜像を構成する画素配置の連続性度合を考慮してレーザビーム強度補正値が予め決められており、各所定の画像パターンに対応した各レーザビーム強度補正値が、レーザビーム強度補正値決定用のＬＵＴ１６１に設定されている。したがって、ＬＵＴ１６１に入力されたパターン信号Ｐｔｎは、ＬＵＴ１６１によってレーザビーム強度補正データＰａｄｊに変換され、レーザ制御部１１１に出力される。

レーザ制御部１１１では、レーザドライブ回路１４３（図３）に入力された画像信号に応じてパルス幅変調信号が生成され、このパルス幅変調信号により半導体レーザ５０１（図５）が駆動されるが、このパルス幅変調信号が、レーザビーム強度補正データＰａｄｊによって補正される。この補正について以下に説明する。

図１０は、半導体レーザ５０１に流れる動作電流と半導体レーザ５０１の発光量との関係を示す特性図である。

本実施の形態では、レーザ発光領域に係る動作電流と、レーザ発光領域外に係るバイアス電流とを調節することによって半導体レーザ５０１の駆動を制御している。また、動作電流を画像信号に応じてスイッチングすることによりパルス幅変調を行なっている。

レーザ発光領域における動作電流と発光量との間の関係がリニアである特性グラフを仮想的に延長した場合に、発光量０となる電流量を閾値電流量とする。このとき、本実施の形態では、該閾値電流量以上のレーザ発光領域の電流（変調電流）を主走査補正用の電流とし、またバイアス電流を副走査補正用の電流とする。なお、閾値電流量以下の動作電流をオフセット電流とする。

そして、図７に示すレーザドライブ回路１４３の動作電流変調回路１３７において、図１０に示す電流−発光量特性に基づき、適正な標準電流値が設定され、該設定された標準電流値が、レーザビーム強度補正データＰａｄｊに応じて画素毎に補正される。

すなわち、図２において、レーザビーム強度補正データＰａｄｊが、ビデオ処理部１１６のラインメモリ（図示せず）に記憶され、主走査同期信号ＰＬＳＹＮＣ＊に同期して順次読み出される。読み出されたレーザビーム強度補正データＰａｄｊは、画像形成開始位置に合わせるべくカウンタ（図示せず）によって所定時間遅延された後、画素クロックＰＣＬＫに同期して動作電流変調回路１３７（図７）へ送られる。動作電流変調回路１３７は、標準電流値をレーザビーム強度補正データＰａｄｊに応じて画素毎に補正し、これを動作電流設定部１２７へ送り、これにより動作電流が設定される。

このように補正された動作電流によって主走査１ライン内の各画素においてレーザ光量が制御される。これにより、所定の画像パターンに応じた適切なレーザビーム強度による露光が行われ、静電潜像が形成され、現像が行われる。したがって、入力画像信号が表す画像がどんな画像パターンに相当する場合でも、入力画像信号が本来表すべき画像を出力画像として再現することが可能となる。

次に、レーザビーム変調率の補正について説明する。

上述したように、図３におけるレーザ制御部１１１では、レーザドライブ回路１４３に入力された画像信号に応じてパルス幅変調信号が生成され、このパルス幅変調信号により半導体レーザ５０１（図５）が駆動されるが、本実施の形態では、上記の動作電流を画像信号に応じてスイッチングすることによりパルス幅変調を行なっている。本実施の形態では、このパルス幅変調において、各画像パターンに対応した複数のレーザビーム変調率補正値を予め設定し、入力画像信号に応じてレーザビーム変調率補正値を選択する、そして、この選択されたレーザビーム変調率補正値を用いてレーザビームのパルス幅変調率を補正する。

すなわち、図２に示されるビデオ処理部１１６において、レーザビーム変調率の補正を行うためのデータ変換テーブルである複数のＬＵＴ１１９が設けられている。ＬＵＴ１１９は、例えば８テーブルから成り、それらのうちから１つがセレクタ１２０によって選択される構成となっている。パルス幅変調率の補正量は、パターン信号Ｐｔｎおよび入力画像信号レベルに対応して予め実験的に決定されている。また、このパルス幅変調率の補正量は、画像形成装置の環境（温度や湿度）等の変化に応じて更新される。

パルス幅変調率の補正量は、８水準の比率に振りわけられる。このようにして設定された補正水準をＰｓｔｅｐ_ｎ（ｎ＝０〜＋７）とすると、パルス幅変調が施される水準毎の各入力画像信号に対する補正後の出力データが以下のように算出される。

はじめに、パターン信号Ｐｔｎが８ビット入力、３ビット出力のセレクタ１２１に入力され、パターン信号Ｐｔｎに対応した８水準の補正水準Ｐｓｔｅｐ_ｎがセレクタ１２０へ出力される。セレクタ１２０は、補正水準Ｐｓｔｅｐ_ｎに応じて、レーザビーム変調率の補正値決定用すなわち入力画像信号補正用の複数のＬＵＴ１１９の中から１つを選択し、該選択されたＬＵＴに、セレクタ１０３から入力された画像信号を送出する。

主走査方向の各画素の補正水準Ｐｓｔｅｐ_ｎは、ビデオ処理部１１６のラインメモリ（図示せず）に記憶され、主走査同期信号ＰＬＳＹＮＣ＊に同期して順次読み出される。読み出された補正水準Ｐｓｔｅｐ_ｎは、画像形成開始位置に合わせるべくカウンタ（図示せず）によって所定時間遅延された後、画素クロックＰＣＬＫに同期してセレクタ１２０に入力される。セレクタ１２０は、入力された補正水準Ｐｓｔｅｐ_ｎに応じて、複数のＬＵＴ１１９の中から１つを選択し、セレクタ１０３から入力された画像信号Ｄｉｎ_ｘ_ｎを、該選択された１つのＬＵＴへ送る。選択された１つのＬＵＴでは、自ＬＵＴに設定されているレーザビーム変調率の補正値を用いて画像信号Ｄｉｎ_ｘ_ｎを補正し、画像信号Ｄｏｕｔ_ｘ_ｎを出力する。出力された画像信号Ｄｏｕｔ_ｘ_ｎは、セレクタ１０５ｄに送られる。

このようにして補正された画像信号Ｄｏｕｔ_ｘ_ｎに基づいて、以降、主走査１ライン内の画素毎にレーザビームのパルス幅が制御される。これにより、所定の画像パターンに応じた適切なレーザビーム強度による露光が行われ、静電潜像が形成され、現像が行われる。したがって、入力画像信号が表す画像がどんな画像パターンに相当する場合でも、入力画像信号が本来表すべき画像を出力画像として再現することが可能となる。

さらに、複数のＬＵＴ１１９に設定された補正データは、画像形成装置に装着された温湿度センサの出力結果に応じて更新される。すなわち、８水準の補正値が、複数の環境温度、湿度に応じて予め実験的に決められてＲＯＭに登録されている。そして、上記温湿度センサの出力結果に応じて、８水準の補正値がＲＯＭから読み出され、ＬＵＴ１１９に設定された補正データが更新される。これにより、環境変化があっても常に適正な補正量を適用することが可能となっている。

以上説明したように、第１の実施の形態においては、入力された画像信号が表す画像の形状に応じて、レーザビームの強度および変調率を変更し、これにより、入力された画像信号が表す画像と同一サイズの出力画像を得ることができる。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成を流用する。

第２の実施の形態においても、外部インターフェースからプリンタ部に入力された各色Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋの８ビットの画像信号ＭＲＶ、ＣＲＶ、ＹＲＶ、ＫＲＶが、基本的にフリップフロップ（ＦＦ）１０１でラッチされた後、セレクタ１０５ｄを介して、データ変換テーブルである複数のＬＵＴｌ０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃのいずれかに入力される。

画像信号ＲＶと同期して２ビットのタグ信号ＭＴＡＧ、ＣＴＡＧ、ＹＴＡＧ、ＫＴＡＧがプリンタ部に入力される。このタグ信号は、画像信号が表す各オブジェクトの属性を示すものであり、本実施の形態においては文字、グラフィック、画像の３種の属性によって異なったタグ信号が送られる。タグ信号ＭＴＡＧ、ＣＴＡＧ、ＹＴＡＧ、ＫＴＡＧはセレクタ１０５ｄに入力され、セレクタ１０５ｄは、入力された画像信号を、タグ信号に応じて選択したＬＵＴに出力する。

ＬＵＴｌ０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃはそれぞれＲＡＭで構成され、各ＲＡＭには例えばＣＰＵ１１８によって予め、所望の入出力特性が得られるようなプリンタガンマ特性が書き込まれる。ＬＵＴ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃではそれぞれ、入力された各色の画像信号に対して、オブジェクト毎の属性に適したガンマ補正が各色独立に行われる。

ＬＵＴｌ０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃでガンマ補正されたＭ、Ｃの画像信号はＦｉＦｏメモリ１０６、１０７に、またＹ、Ｋの画像信号はＬｉＦｏメモリ１０８、１０９に入力される。

リーダ部からプリント部に主走査同期信号ＲＬＳＹＮＣ＊が送られ、これが低レベル（Ｌ）であるとき、ＦｉＦｏメモリ１０６、１０７又はＬｉＦｏメモリ１０８、１０９の書き込みアドレスカウンタがリセットされる。また、リーダ部からプリント部に主走査ビデオイネーブル信号ＲＬＶＥ＊が送られ、これが低レベル（Ｌ）であるとき、リーダ部から送られた各画像信号の画素が、クロックＲＣＬＫに同期してＦｌＦｏメモリ１０６、１０７又はＬｉＦｏメモリ１０８、１０９にそれぞれ書き込まれる。

ところで、第２の実施の形態においても、入力された画像信号が表す画像と、該画像信号に基づき出力された現像像との違いを無くすために、所定の画像パターンに応じてレーザビーム強度および変調率を調整する。

ただし第２の実施の形態においては、各オブジェクトに応じてレーザビーム強度および変調率の調整量を変更する。すなわち、オブジェクトが文字である場合には、調整量を大きく設定し、これにより、文字の再現性を向上させて可読性を上げるようにする。一方、オブジェクトが画像である場合に、調整量を小さく設定する。すなわち、画像パターンの連続的な変化に対してレーザビーム強度および変調率の離散的な調整を行うと、出力画像の粒状性の低下等の画像品質の低下が発生する。ところが、オブジェクトが画像である場合に変調率の調整量を小さく設定すると、こうした画像品質の低下を抑制することができる。

具体的には、図２に示すレーザビーム強度補正値決定用のデータ変換テーブルＬＵＴ１６１および変調率決定用の複数のデータ変換テーブルＬＵＴ１１９において、各オブジェクトおよび各画像パターンに対応した補正値をそれぞれ設定する。

そして本実施の形態においても、図２において画像信号ＲＶがパターン認識部１６０に入力される。パターン認識部１６０には、７×７画素分のエリアにおける複数の所定の画像パターンが予め登録されている。パターン認識部１６０は、画像信号ＲＶの表す画像を複数の所定の画像パターンと比較し、その比較結果に基づきパターン信号ＰｔｎをＬＵＴ１６１およびセレクタ１２１へ出力する。

また、第２の実施の形態においてもレーザビームのパルス幅変調方式を用いているので、レーザビームの変調率の補正は、入力された画像信号を補正することによって行われる。そのため、上記パターン信号Ｐｔｎに応じて、レーザビームの変調率の補正値を決定するための複数のＬＵＴ１１９の選択が行われる。

ＬＵＴ１６１では、入力されたパターン信号Ｐｔｎに応じてレーザビーム強度補正データＰａｄｊを読み出し、これをレーザ制御部１１１に出力する。レーザビーム強度補正データＰａｄｊを受け取ったレーザ制御部１１１では、レーザドライブ回路１４３が、画像パターンに対応した適切なレーザビーム強度による露光を行う。

また、セレクタ１２１，１２０によって、パターン信号Ｐｔｎおよびタグ信号ＭＴＡＧ、ＣＴＡＧ、ＹＴＡＧ、ＫＴＡＧに応じて、複数のＬＵＴ１１９のうちの１つが選択される。

以上により、入力された画像信号が表す画像の形状によらず、適正な形状の画像出力が可能となる。

以上説明したように、第２の実施の形態においては、入力された画像信号が表す画像の形状に応じてレーザビームの強度をおよび変調率を変更することにより、入力された画像信号が表す画像の形状、サイズによらず、かつオブジェクト毎に最適な出力画像を得ることができる。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明に係る第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成を流用する。

第３の実施の形態は、リーダ部が原稿画像を読み取り、得られた画像データに基づいてプリンタ部が画像形成を行う一連の複写動作に関連する。

本実施の形態においても、入力された画像信号の表す画像と出力された現像像との違いを無くすために、画像のパターンに応じてレーザビーム強度を調整している。また、第２の実施の形態と同様に、画像の属性に応じてレーザビーム強度の調整量を変更している。すなわち、画像属性が文字である場合には、調整量を大きく設定し、これにより、文字の再現性を向上させて可読性を上げるようにする。一方、画像属性が画像である場合に、調整量を小さく設定する。すなわち、画像パターンの連続的な変化に対してレーザビーム強度および変調率の離散的な調整を行うと、出力画像の粒状性の低下等の画像品質の低下が発生する。ところが、画像属性が画像である場合に変調率の調整量を小さく設定すると、こうした画像品質の低下を抑制することができる。

第３の実施の形態においては、リーダ部にて読み取られた画像の属性を判別する処理を行い、文字部及び階調画像部の分離を行い、各属性に応じて第２の実施の形態と同様のタグ信号を生成している。

図１１は、第３の実施の形態におけるリーダ部に含まれるデジタル画像処理部の第１の構成部分を示すブロック図である。このデジタル画像処理部は、第１及び第２の構成部分からなる。

図１１において１２４０はＣＰＵであり、ＣＰＵバス１２４３を介してＲＯＭ１２４１及びＲＡＭ１２４２を制御する。ＲＯＭ１２４１には、各種制御プログラムが格納されており、この各種制御プログラムがＣＰＵ１２４０によってＲＡＭ１２４２上に読み出されて実行されることにより、画像処理が行われる。ＲＡＭ１２４２は、ＣＰＵ１２４０の作業領域として使用される。また、１５００は操作部であり、リーダ部の動作状態や動作条件がＣＰＵ１２４０により表示される液晶表示器ＬＣＤなどからなる表示部と、オペレータからの指示を入力するためのキーボードやタッチパネルとから構成される。

図１２は、第３の実施の形態におけるリーダ部に含まれるデジタル画像処理部の第２の構成部分を示すブロック図である。この第２の構成の各ブロックは、図１１に示すＣＰＵバス１２４３を介してＣＰＵ１２４０に接続され、該ＣＰＵ１２４０によって動作を制御される。

リーダ部では、原稿台ガラス上のカラー原稿がハロゲンランプからの光を反射し、その反射光が３ラインセンサに導かれて電気信号に変換される。

図１２に示すように、３ラインセンサを構成するＣＣＤ１２０１が電気信号（アナログ画像信号）をＡ／Ｄ変換器およびサンプルホールド部（Ａ／Ｄ＆Ｓ／Ｈ）１２０２へ出力する。この電気信号は、Ａ／Ｄ変換器およびサンプルホールド部１２０２でサンプルホールドされ、Ａ／Ｄ変換されて、例えばＲＧＢ各８ビットのデジタル信号に変換される。このＲＧＢデジタル信号に対して、シェーディング補正部１２０３でシェーディング及び黒補正が施された後、入力マスキング部１２０４でＮＴＳＣ信号への変換が行われ、色変換部１２０５で所定の色変換処理が施される。なお、色変換部１２０５における色変換処理の詳細については後述する。

１２０６は合成部であり、色変換部１２０５から入力された画像信号と画像メモリ部１２０８に記憶された出力データとの合成などを行い、その合成結果を対数変換器（ＬＯＧ）１２０７及び黒文字判定部１１１３ＫＭへ出力する。対数変換器１２０７から出力されたＣＭＹ画像信号に対しては、遅延部（ＤＬ４）１２５０で、黒文字判定部１１１３ＫＭから出力された黒文字判定信号との位相合わせがされる。さらに、操作部１５００において変倍設定がなされていた場合には、変倍部Ｂ１２３４において変倍処理が施される（黒文字信号も同様に変倍）。なお、変倍部Ｂ１２３４においては、画像メモリ部１２０８で施される圧縮処理がローパスフィルタとして働くため、実際には拡大処理が施される。もちろん、操作部１５００において変倍設定がなされていない場合には、画像信号は変倍部Ｂ１２３４をスルーする。そして、変倍部Ｂ１２３４の出力（画像信号はＹＭＣ各８ビット、黒文字判定信号は６ビット）は画像メモリ部１２０８に入力される。

画像メモリ部１２０８は、圧縮部、画像メモリ、伸張部の３つに大別され、図１に示す４つの画像形成部３０２〜３０５でそれぞれ行われる画像形成での位置ずれに対応した、同一画像の異なる位置を示す４組のＣＭＹデータを出力する。画像メモリ部１２０８における圧縮、伸張処理は下記の通りである。

変倍部Ｂ１２３４から入力されたＣＭＹ信号各８ビットは、画像メモリ部１２０８の圧縮部においてＬ＊ａ＊ｂ＊信号に変換され、４×４画素ブロック単位で符号化される。この符号化は、ベクトル量子化や所謂ＪＰＥＧ方式等の非可逆符号化によって行われる。

圧縮部で得られた符号データは、少なくとも原稿１枚分の容量を持つ画像メモリに記憶される。画像メモリに記憶された符号データは、領域生成部Ａ１２２０から送られた信号１２２１に従って、ＣＭＹＫ用に時分割で読み出され、伸張部において、圧縮部での符号化と逆の手順で伸張され、ＣＭＹ信号各８ビット、計１２４ビットの信号としてマスキング・ＵＣＲ部１２１２に出力される。

一方、黒文字判定信号は、圧縮分遅延部、非圧縮メモリ４プレーン分（３２Ｍｂｉｔｓ×６×４）、伸長分遅延部より構成され、マスキング・ＵＣＲ部１２１２には各色に対応して、各６ビットずつ供給される。

マスキング・ＵＣＲ部１２１２は、画像メモリ部１２０８から出力された４組のＣＭＹデータ及び黒文字判定データを受け取り、画像特性及びプリンタ特性に適したＣＭＹＫデータを生成する。なお、画像メモリ部１２０８の読出し部およびマスキング・ＵＣＲ部１２１２は、４つの画像形成部３０２〜３０５における各画像形成の位置ずれに対応したＣＭＹＫデータを生成するために、ＣＭＹＫ各色に対応した４系統を備えている。

画像メモリ部１２０８から出力されたＣＭＹデータは、マスキング・ＵＣＲ部１２１２においてＵＣＲおよびマスキング処理を施され、黒文字判定データに基づいた黒（Ｋ）データが生成される。また、ＣＭＹデータは、プリンタ特性に適した色データに変換され、編集部１２１３でフリーカラー処理およびペイント処理を施され、次のガンマ補正部１２１４でプリンタ特性に応じたガンマ補正を施される。ガンマ補正後のＣＭＹＫデータは、変倍部Ａ１２１１で変倍処理（実際には縮小）を施され、更にエッジ強調部１２１５で２ビットの黒文字判定信号に基づいて４種類のエッジ強調がなされた後、プリンタ部（カラーＬＢＰ１２１６）へ送られて、画像形成が行われる。プリンタ部には黒文字判定信号も最終画像信号と同期して送られる。

領域生成部Ａ１２２０から画像メモリ部１２０８へ出力される信号１２２１は、画像メモリ部１２０８を制御する信号であり、ライトイネーブル信号２ビット（主走査と副走査各１ビット）と、リードイネーブル信号５ビット（主走査１ビット、副走査４ビット）との計７ビットからなる。

領域生成部Ａ１２２０は信号１２３８をエリアメモリ部１２３１に出力する。信号１２３８は、信号ＩＴＯＰに同期して画像信号とエリア信号とのタイミング調整をすべく、画像メモリ部１２０８内の圧縮部および伸張部それぞれの遅延を考慮して生成される。信号１２３８は、色変換部１２０５、合成部１２０６、編集部１２１３、マスキング・ＵＣＲ部１２１２における各メモリを制御するライトイネーブル信号２ビット（主走査と副走査各１ビット）と、リードイネーブル信号５ビット（主走査１ビット、副走査４ビット）との計７ビットからなる。

１２３０は領域生成部Ｂであり、編集部１２１３で行われる各編集処理において必要となるエリア信号を生成する。領域生成部Ｂ１２３０は、詳細は後述するが、各エリア信号を記憶するビットマップメモリ、及び該ビットマップメモリを制御するビットマップメモリ制御部（例えば、ＡＧＤＣ（Advanced Graphics Controller））により構成される。該ビットマップメモリへの書き込みはＣＰＵ１２４０により行われ、一方、読み出しは信号ＤＴＯＰ、ＨＳＮＣに同期して行われる。即ち、原稿を光学的にスキャンして得られた画像信号ＤＴＯＰ、ＨＳＮＣと同期して行われる。また、領域生成部Ｂ１２３０からの出力信号は、色変換部１２０５における色変換のイネーブル信号、合成部１２０６における画像合成のイネーブル信号、編集部１２１３におけるフリーカラーまたはペイント処理のイネーブル信号として利用される。

エリアメモリ部１２３１、遅延部（ＤＬ１）１２３２、遅延部（ＤＬ２）１２３３、変倍部Ｃ１２３５、遅延部（ＤＬ３）１２３７は、画像信号とエリア信号とを同期させるべくタイミング調整を行う。

遅延部（ＤＬ１）１２３２は、領域生成部Ｂ１２３０から合成部１２０６に送られるエリア信号を、色変換部１２０５における色変換処理による遅延分だけ遅らせる。なお、遅延部（ＤＬ１）１２３２は、Ｄフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）およびＦＩＦＯで構成され、画素遅延はＤフリップフロップで行われ、ライン遅延はＦＩＦＯで行われる。

遅延部（ＤＬ２）１２３３は、エリアメモリ部１２３１から出力されるエリア信号を、マスキング・ＵＣＲ部１２１２におけるマスキング・ＵＣＲ処理による遅延分だけ遅らせて、イネーブル信号２２４１、２２４２として編集部１２１３に出力する。なお、遅延部（ＤＬ２）１２３３も、Ｄフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）およびＦＩＦＯで構成され、画素遅延はＤフリップフロップで行われ、ライン遅延はＦＩＦＯで行われる。

遅延部（ＤＬ３）１２３７は、領域生成部Ｂ１２３０から出力される信号を、色変換部１２０５、合成部１２０６、対数変換器（ＬＯＧ）１２０７における各処理による遅延分と、遅延部（ＤＬ４）１２５０における遅延分との合計分だけ遅らせて、変倍部Ｃ１２３５に出力する。なお、遅延部（ＤＬ３）１２３７も、Ｄフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）およびＦＩＦＯで構成され、画素遅延はＤフリップフロップで行われ、ライン遅延はＦＩＦＯで行われる。

変倍部Ｃ１２３５は、変倍部Ｂ１２３４と全く同じ機能を備え（遅延数も同じ）、具体的には拡大処理が行われる。

エリアメモリ部１２３１は、画像メモリ部１２０８との間の遅延調整のための回路である。

図１３は、エリアメモリ部１２３１の詳細構成を示すブロック図である。

エリアメモリ部１２３１は、基本的に同一構成である４つのメモリ部８１０１、８１０２、８１０３、８１０４から構成される。４つのメモリ部８１０１、８１０２、８１０３、８１０４は、各色の画像形成部３０２〜３０５（図１）にそれぞれ対応する。

メモリ部８１０１、８１０２、８１０３、８１０４の各々には、主走査同期信号ＨＳＮＣと画像クロックＶＣＫとが入力される。また、共通の制御信号として領域生成部Ａ１２２０から出力された信号１２３８が入力される。この信号１２３８には、主走査ライトイネーブル信号ＷＬＥ、主走査リードイネーブル信号ＲＬＥ、副走査ライトイネーブル信号ＷＶＥが含まれる。さらに、Ｍ用メモリ部８１０１にはマゼンタ副走査リードイネーブル信号ＭＲＶＥが、Ｃ用メモリ部８１０２にはシアン副走査リードイネーブル信号ＣＲＶＥが、Ｙ用メモリ部８１０３にはイエロー副走査リードイネーブル信号ＹＲＶＥが、Ｋ用メモリ部８１０４にはブラック副走査リードイネーブル信号ＫＲＶＥが、それぞれ入力される。そして、メモリ部８１０１、８１０２、８１０３、８１０４の各々において、変倍部Ｃ１２３５（図１２）から入力された２ビットのエリア信号の書き込み及び読み出しが行われる。

メモリ部８１０１、８１０２、８１０３、８１０４の各々の内部構成は同一であるので、代表してＭ用メモリ部８１０１の構成を、図１４を参照して説明する。

図１４は、Ｍ用メモリ部８１０１の内部構成を示す回路図である。

Ｍ用メモリ部８１０１は、メモリ８２０１、ライトアドレスカウンタ８２０２、リードアドレスカウンタ８２０５、ＡＮＤゲート８２０３、ＮＡＮＤゲート８２０９、インバータ８２０７，８２１３、セレクタ８２０８、バッファ８２１０，８２１１、レジスタ８２１２より構成される。

ライトアドレスカウンタ８２０２は主走査カウンタおよび副走査カウンタにより構成される。主走査カウンタとしてのライトアドレスカウンタ８２０２は、主走査ライトイネーブル信号ＷＬＥの立ち上がりエッジによってリセットされ、イネーブル時にカウントアップを行う。また、副走査カウンタとしてのライトアドレスカウンタ８２０２は、副走査ライトイネーブル信号ＷＶＥの立ち上がりエッジによってリセットされ、イネーブル時にカウントアップを行う。

リードアドレスカウンタ８２０５も主走査カウンタおよび副走査カウンタにより構成される。主走査カウンタとしてのリードアドレスカウンタ８２０５は、主走査リードイネーブル信号ＲＬＥの立ち上がりエッジによってリセットされ、イネーブル時にカウントアップを行う。また、副走査カウンタとしてのリードアドレスカウンタ８２０５は、マゼンタ副走査リードイネーブル信号ＭＲＶＥの立ち上がりエッジによりリセットされ、イネーブル時にカウントアップを行う。

レジスタ８２１２は、図１１に示すＣＰＵ１２４０から送られた値を格納する。メモリ８２０１にデータ（エリア信号）を書き込みすべき時には、レジスタ８２１２に値「０」がＣＰＵ１２４０から送られる。また、メモリ８２０１からデータ（エリア信号）を読み出すべき時には、レジスタ８２１２に値「１」がＣＰＵ１２４０から送られる。

メモリ８２０１へのデータの書き込み（ライト）時には、レジスタ８２１２から値「０」がセレクタ８２０８に出力され、セレクタ８２０８はライトアドレスカウンタ８２０２からの出力値を選択する。これによって、メモリ８２０１へライトアドレスが出力される。また、レジスタ８２１２からの値「０」が反転端子を介して送られたバッファ８２１０がイネーブルとなり、入力したエリア信号をメモリ８２０１へ出力する。

さらに、レジスタ８２１２からの値「０」がインバータ８２１３を介して値「１」となって、バッファ８２１１の反転端子に送られ、バッファ８２１１がディセーブルとなる。また、インバータ８２１３からの値「１」は、メモリ８２０１の反転ＯＥＮ端子、およびＮＡＮＤゲート８２０９に送られる。なお、主走査ライトイネーブル信号ＷＬＥおよび副走査ライトイネーブル信号ＷＶＥがＡＮＤゲート８２０３に入力され、ＡＮＤゲート８２０３の出力信号がＮＡＮＤゲート８２０９に入力される。また、画像クロックＶＣＫがインバータ８２０７を介してＮＡＮＤゲート８２０９に入力される。ＮＡＮＤゲート８２０９の出力信号はメモリ８２０１の反転ＷＥＮ端子に入力される。この結果、メモリ８２０１の反転ＯＥＮ端子が「１」となるとともに、反転ＷＥＮ端子が画像クロックＶＣＫの立ち下がり時に「０」となる。これにより、バッファ８２１０から入力されたデータ（エリア信号）がメモリ８２０１に書き込まれる。

一方、メモリ８２０１からのデータの読み出し（リード）時には、レジスタ８２１２から値「１」がセレクタ８２０８に出力され、セレクタ８２０８はリードアドレスカウンタ８２０５からの出力値を選択する。これによって、メモリ８２０１へリードアドレスが出力される。また、レジスタ８２１２から値「１」が出力されることによって、バッファ８２１０がディセーブル、バッファ８２１１がイネーブル、メモリ８２０１の反転ＯＥＮ端子が「０」、反転ＷＥＮ端子が画像クロックＶＣＫの立ち下がり時に「１」となる。これにより、メモリ８２０１に格納されていたデータ（エリア信号）がバッファ８２１１を介して読み出される。

このようにして各色毎のメモリ８１０１〜８１０４からそれぞれ読み出された各２ビットのエリア信号のうち第０ビットは、遅延部（ＤＬ２）１２３３（図１２）に出力される。また第１ビットは、遅延部（ＤＬ２）１２３３及びマスキング・ＵＣＲ部１２１２（図１２）に出力される。

以上説明したような構成により、それぞれタイミングが異なるエリア信号を画像信号と同期させることができ、あたかも１プレーンの如く扱うことができる。

次に、図１２に示す黒文字判定部１１１３ＫＭの構成を説明する。

図１５は、図１２に示す黒文字判定部１１１３ＫＭの内部構成を示すブロック図である。

黒文字判定部１１１３ＫＭは、文字の太さ判定部１１４ＫＭ、エッジ検出部１１５ＫＭ、彩度判定部１１６ＫＭ及びＬＵＴ１１７ＫＭで構成される。

図１６は、エッジ検出部１１５ＫＭの内部構成を示すブロック図である。

エッジ検出部１１５ＫＭは、輝度算出回路２０１ＫＭ、エッジ最小方向検出部２０２ＫＭ、エッジ最小方向スムージング部２０３ＫＭ、エッジ検出部２０４ＫＭからなる。

図１７は、図１６に示す輝度算出回路２０１ＫＭの内部構成を示すブロック図である。

輝度算出回路２０１ＫＭでは、図１２に示す合成部１２０６から入力されたＲＧＢ画像信号の各色成分に対し、乗算器３０１ＫＭ、３０２ＫＭ、３０３ＫＭで各係数０．２５、０．５、０．２５がそれぞれ乗算される。その後、加算器３０４ＫＭ、３０５ＫＭで加算され、下記式（１）に基づいた輝度信号Ｙが算出される。

Ｙ＝０．２５Ｒ＋０．５Ｇ＋０．２５Ｂ （１）
図１８は、図１６に示すエッジ最小方向検出部２０２ＫＭの内部構成を示すブロック図である。

エッジ最小方向検出部２０２ＫＭでは、輝度算出回路２０１ＫＭから出力された輝度信号Ｙが、ＦＩＦＯ４０１ＫＭ、４０２ＫＭにより各１ラインずつ遅延した３ライン分に拡張される。そして、４方向のエッジ成分をそれぞれ算出するためのラプラシアンフィルタ４０３ＫＭ〜４０６ＫＭにかけられ、得られた４方向のエッジ成分のうち、エッジ成分の絶対値が最小の値をとる方向を求め、その方向をエッジ最小方向とする。

次に、図１６に示すエッジ最小方向スムージング部２０３ＫＭが、エッジ最小方向検出部２０２ＫＭで求めたエッジ最小方向のエッジ成分に対してスムージング処理を施す。こうしたエッジ最小方向検出部２０２ＫＭおよびエッジ最小方向スムージング部２０３ＫＭの処理を繰り返すことにより、エッジ成分の最も大きい方向のみを保存し、その他の方向を平滑化することができる。例えば、複数の方向に対してエッジ成分が大きい網点の画像では、エッジ成分が平滑化されてその特徴が減少し、一方、一方向にのみエッジ成分が存在する文字／細線の画像では、その特徴が保存される。必要に応じてこのスムージング処理を繰り返すことで、線成分と網点成分との分離がより一層効果的に行われ、従来のエッジ検出法では検知できなかった、網点中に存在する文字成分も検知することが可能となる。

その後、図１６に示すエッジ検出部２０４ＫＭが、エッジ最小方向検出部２０２ＫＭにおけるラプラシアンフィルタ４０３ＫＭ〜４０６ＫＭにかけられて得られたエッジ成分のうち、絶対値が所定値以下のものを除去し、所定値より大きいもののみを値“１”として出力する。

図１９は、輝度データＹが表す画像の例（Ａ）と、エッジ検出信号が表す画像の例（Ｂ）とを示す図である。

なお、黒文字判定信号を、７×７、５×５、３×３画素のブロックサイズで膨張した３つの信号と、膨張なしの信号と、エッジなしの信号との５つのコードで表したものが、図１５に示すエッジ検出部１１５ＫＭからの出力信号“ｅｄｇｅ”（３ビット）である。ここで、信号の膨張とは、ブロック内の全ての画素の信号値をＯＲ演算することを言う。

図２０は、図１５に示す彩度判定部１１６ＫＭの詳細な構成を示す図である。

図１２の合成部１２０６から黒文字判定部１１１３ＫＭへ出力されたＲＧＢ画像信号は、図１５の黒文字判定部１１１３ＫＭの彩度判定部１１６ＫＭへ送られる。彩度判定部１１６ＫＭでは、図２０に示すように、最大値検出部（Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））６０１ＫＭと最小値検出部（Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））６０２ＫＭが、このＲＧＢ画像信号を受け取って、最大値ｍａｘ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および最小値ｍｉｎ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ抽出する。最大値ｍａｘ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および最小値ｍｉｎ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、減算器６０３ＫＭへ送られ、それらの差ΔＣが算出され、次のＬＵＴ（ルックアップテーブル）６０４ＫＭへ送られる。ＬＵＴ６０４ＫＭでは、図２１に示すような特性に従ってデータ変換が行われ、彩度信号Ｃｒが生成される。

図２１は、ＬＵＴ６０４ＫＭに格納された変換データの表す、差ΔＣと彩度信号Ｃｒとの変換特性を示す図である。

図２１に示すように、この変換特性では、差ΔＣが“０”に近い程、彩度信号Ｃｒのレベルが高く、有彩色の度合いが強い。逆に、差ΔＣが“０”から離れる程、彩度信号Ｃｒのレベルが低く、無彩色に近くなる。

図１５に戻って、彩度判定部１１６ＫＭは、前述のようにＬＵＴ６０４ＫＭから出力された彩度信号Ｃｒに基づいて、色、黒、中間（色と黒の間の色）、白をそれぞれ２ビットで表現した信号“ｃｏｌ”を生成し、出力する。

図２２は、図１５に示す文字の太さ判定部１１４ＫＭの詳細な構成を示す図である。

図１２の合成部１２０６から黒文字判定部１１１３ＫＭへ出力されたＲＧＢ画像信号は、図１５の黒文字判定部１１１３ＫＭの文字の太さ判定部１１４ＫＭへ送られる。文字の太さ判定部１１４ＫＭでは、図２２に示すように、最小値検出部２０１１ＫＭがＲＧＢ画像信号を受け取る。最小値検出部２０１１ＫＭでは、入力されたＲＧＢ画像信号の最小値であるＭＩＮＲＧＢを求める。次に、平均値検出部２０１２ＫＭにおいて、注目画素近傍の５×５画素の最小値ＭＩＮＲＧＢの平均値ＡＶＥ５と、注目画素近傍の３×３画素の最小値ＭＩＮＲＧＢの平均値ＡＶＥ３とを求め、文字／中間調検出部２０１３ＫＭに出力する。

文字／中間調検出部２０１３ＫＭでは、画素毎に注目画素の濃度を検出するとともに、注目画素の濃度とその近傍の平均濃度との間の変化量を検出し、注目画素が、文字領域または中間調領域の一部であるか否かの判別を行う。

図２３は、図２２に示す文字／中間調検出部２０１３ＫＭの内部構成を示すブロック図である。

文字／中間調検出部２０１３ＫＭでは、まず、平均値ＡＶＥ３に所定のオフセット値ＯＦＳＴ１を加え、この合計値をコンパレータ２０３１ＫＭにおいて平均値ＡＶＥ５と比較する。コンパレータ２０３１ＫＭは、上記合計値が平均値ＡＶＥ５よりも大きいときに高レベル信号を出力する。また、コンパレータ２０３２ＫＭにおいては、上記合計値を所定のリミット値ＬＩＭ１と比較する。コンパレータ２０３２ＫＭは、上記合計値がリミット値ＬＩＭ１よりも大きいときに高レベル信号を出力する。コンパレータ２０３１ＫＭおよびコンパレータ２０３２ＫＭの各出力信号はＯＲ回路２０３３ＫＭに出力される。

ＯＲ回路２０３３ＫＭは、（ＡＶＥ３＋ＯＦＳＴ１＞ＡＶＥ５）または（ＡＶＥ３＋ＯＦＳＴ１＞ＬＩＭ１）であるとき、高レベルの文字／中間調領域信号ＢＩＮＧＲＡを出力する。すなわち、注目画素近傍に濃度変化が存在する場合（文字のエッジ部）、または注目画素付近が所定値以上の濃度を持っている場合（文字の内部及び中間調部）に、文字／中間調領域信号ＢＩＮＧＲＡが高レベルになる。

図２２に戻って、網点領域検出部２０１４ＫＭは、網点領域を検出する。

図２４は、図２２に示す網点領域検出部２０１４ＫＭの内部構成を示すブロック図である。

まず、図２２に示す最小値検出回路２０１１ＫＭで検出された最小値ＭＩＮＲＧＢに、加算器２０４０ＫＭが所定のオフセット値ＯＦＳＴ２を加え、得られた合計値をコンパレータ２０４１ＫＭおよびコンパレータ２０４２ＫＭへ送る。コンパレータ２０４１ＫＭは、上記合計値を平均値ＡＶＥ５と比較し、合計値が平均値ＡＶＥ５よりも大きいとき高レベル信号をＯＲ回路２０４３ＫＭに出力する。また、コンパレータ２０４２ＫＭは、上記合計値を所定のリミット値ＬＩＭ２と比較し、合計値が所定のリミット値ＬＩＭ２よりも大きいとき高レベル信号をＯＲ回路２０４３ＫＭに出力する。

ＯＲ回路２０４３ＫＭは、（ＭＩＮＲＧＢ＋ＯＦＳＴ２＞ＡＶＥ５）または（ＭＩＮＲＧＢ＋ＯＦＳＴ２＞ＬＩＭ２）であるとき、高レベルの信号ＢＩＮＡＭＩを出力する。

次に、信号ＢＩＮＡＭＩ信号を用いて、エッジ方向検出回路２０４４ＫＭが、画素毎のエッジ方向の検出を行い、エッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩを出力する。

図２５は、エッジ方向検出回路２０４４ＫＭで行われるエッジ方向検出のルールを示す図である。

エッジ方向検出回路２０４４ＫＭでは、信号ＢＩＮＡＭＩが表す注目画素近傍の８画素の信号が、図２５に示す条件（Ａ）〜（Ｄ）を満たすか否かを判別し、４ビットのエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩを生成する。すなわち、図２５（Ａ）の条件を満たすならばエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩのビット０を“１”（高レベル）に、図２５（Ｂ）の条件を満たすならばエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩのビット１を“１”に、図２５（Ｃ）の条件を満たすならばエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩのビット２を“１”に、図２５（Ｄ）の条件を満たすならばエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩのビット３を“１”にする。図２５（Ａ）〜（Ｄ）の条件を満たさないならば、それぞれ“０”（低レベル）にする。なお、図２５において“Ｈ”は高レベル、“Ｌ”は低レベルを示し、“×”は、Ｈ，Ｌのいずれであってもよい。

図２４に戻って、対向エッジ検出回路２０４５ＫＭは、エッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩに基づいて、注目画素を囲む５×５画素の領域内で、互いに対向するエッジを検出し、対向エッジ信号ＥＡＡＭＩを出力する。

図２６は、注目画素を中心とした周辺画素のエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩの値を示す図である。

注目画素のエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩの４ビットの値をＡ３３とし、周辺画素のエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩの４ビットの値をＡ１１〜Ａ１５、Ａ２１〜Ａ２５、Ａ３１〜Ａ３２、Ａ３４〜Ａ３５、Ａ４１〜Ａ４５、Ａ５１〜Ａ５５とする。こうしたエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩの値が並べられた２次元座標を用いて、対向エッジ検出のルールを以下に説明する。

（条件１）値Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１、Ａ４１、Ａ５１、Ａ２２、Ａ３２、Ａ４２、Ａ３３のいずれかのビット０が“１”（高レベル）であり、かつ、値Ａ３３、Ａ２４、Ａ３４、Ａ４４、Ａ１５、Ａ２５、Ａ３５、Ａ４５、Ａ５５のいずれかのビット１が“１”であること。

（条件２）値Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１、Ａ４１、Ａ５１、Ａ２２、Ａ３２、Ａ４２、Ａ３３のいずれかのビット１が“１”であり、かつ、値Ａ３３、Ａ２４、Ａ３４、Ａ４４、Ａ１５、Ａ２５、Ａ３５、Ａ４５、Ａ５５のいずれかのビット０が“１”であること。

（条件３）値Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４、Ａ３３のいずれかのビット２が“１”であり、かつ、値Ａ３３、Ａ４２、Ａ４３、Ａ４４、Ａ５１、Ａ５２、Ａ５３、Ａ５４、Ａ５５のいずれかのビット３が“１”であること。

（条件４）値Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４、Ａ３３のいずれかのビット３が“１”であり、かつ、値Ａ３３、Ａ４２、Ａ４３、Ａ４４、Ａ５１、Ａ５２、Ａ５３、Ａ５４、Ａ５５のいずれかのビット２が“１”であること。

上記（条件１）〜（条件４）のうちのいずれか１つを満たしたとき、すなわち、対向エッジが検出されたとき、対向エッジ信号ＥＡＡＭＩを高レベルにする。

図２４に戻って、膨張回路２０４６ＫＭは、対向エッジ信号ＥＡＡＭＩに基づいて、３×４画素の領域の膨張を行い、注目画素の近傍３×４画素の領域に、対向エッジ信号ＥＡＡＭＩが高レベルである画素があれば、注目画素の対向エッジ信号ＥＡＡＭＩを高レベルに置き換える。

つぎに、収縮回路２０４７ＫＭと膨張回路２０４８ＫＭとを用いて、５×５画素の領域で孤立した検出結果を除去し、出力信号ＥＢＡＭＩを得る。ここで、収縮回路とは、入力された全ての信号が高レベルであるときのみ、高レベル信号を出力する回路のことである。

そしてカウント部２０４９ＫＭにおいて、膨張回路２０４８ＫＭからの出力信号ＥＢＡＭＩが高レベルである画素の個数を、所定の大きさを持つウインドウ内で数える。本実施の形態では、注目画素を含む５×６４画素の領域における高レベル画素の個数を９つのウインドウによって数えるようにする。

図２７は、カウント部２０４９ＫＭにおいて高レベル画素数が数えられる９つのウインドウを示す図である。

１つのウインドウにおけるサンプル点は、主走査方向に４画素おきに９点、副走査方向に５ライン分の合計４５点である。図２７（１）〜（９）に示すように、１つの注目画素に対して、この１つのウインドウが主走査方向に移動することにより、ウインドウが９つ用意されることになる。すなわち、注目画素を中心として５×６４画素の領域を参照したことになる。そして、それぞれのウインドウにおいて、膨張回路２０４８ＫＭからの出力信号ＥＢＡＭＩが高レベルである画素の個数をカウントし、この個数が所定のしきい値を越えた場合に、網点領域信号ＡＭＩを高レベルにする。

以上のような網点領域検出部２０１４ＫＭでの処理により、孤立点の集合として検出された網点画像を、領域信号として検出することが可能になる。

図２２に戻って、文字／中間調領域信号ＢＩＮＧＲＡと網点領域信号ＡＭＩとが、ＯＲ回路２０１５ＫＭに入力され、ＯＲ回路２０１５ＫＭで論理和演算が行われ、入力画像の２値化信号ＰＩＣＴが生成される。

この２値化信号ＰＩＣＴはエリアサイズ判定回路２０１６ＫＭに入力され、エリアサイズ判定回路２０１６ＫＭは、２値化信号ＰＩＣＴのエリアサイズを判定する。

図２８は、図２２に示すエリアサイズ判定回路２０１６ＫＭの内部構成を示すブロック図である。

エリアサイズ判定回路２０１６ＫＭは、例えば７つの収縮回路２０８１ＫＭと７つの膨張回路２０８２ＫＭとを含み、それぞれ参照する領域のサイズが異なっている。２値化信号ＰＩＣＴが、収縮回路の大きさに合わせてライン遅延された後に、まず収縮回路２０８１ＫＭに入力される。本実施の形態では、２３×２３画素の大きさから３５×３５画素まで７種類の収縮回路を用意している。収縮回路２０８１ＫＭから出力された信号は、ライン遅延された後に膨張回路２０８２ＫＭに入力される。本実施の形態では、収縮回路２０８１ＫＭの出力に対応して、２７×２７画素から３９×３９画素まで７種類の膨張回路を用意している。そして膨張回路２０８２ＫＭから信号ＰＩＣＴ_ＦＨが出力される。

この出力信号ＰＩＣＴ_ＦＨは、注目画素が文字画像の一部である場合に、その文字の太さによって定まる。これを、図２９を参照して説明する。

図２９は、文字の太さに応じて出力信号ＰＩＣＴ_ＦＨを定める様子を示す図である。

例えば、２値化信号ＰＩＣＴが幅２６画素をもつ帯状の画像を表す場合、２７×２７画素より大きいサイズの収縮を行うと、出力信号ＰＩＣＴ_ＦＨは全て０になる。また、２５×２５画素より小さいサイズの収縮を行った後にそれぞれのサイズに応じた膨張を行うと、幅３０画素の帯状の画像の出力信号ＰＩＣＴ_ＦＨが得られる。

図２８に戻って、これらの出力信号ＰＩＣＴ_ＦＨをエンコーダ２０８３ＫＭに入力し、エンコーダ２０８３ＫＭは、注目画素が属する領域を表す画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐを出力する。

図３０は、図２８に示すエンコーダ２０８３ＫＭが画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐを生成する際に使用するエンコードルールを示す図である。

このエンコードルールによって、広い領域において信号ＰＩＣＴ_ＦＨが高レベル（Ｈ）である写真画像や網点画像は、右端列に示すように画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐ＝７として定義され、エリアサイズが最大値よりも小さい（細い）文字画像や線画像は、その大きさ（太さ）に応じた画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐが定義される。本実施の形態では、画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐを３ビットで構成し、文字（線）の太さを８段階で表す。最も細い文字（線）を０とし、最も太い文字（線）を７とする。

図２８に戻って、エンコーダ２０８３ＫＭから出力された画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐは、ＺＯＮＥ補正部２０８４ＫＭに入力される。

図３１は、図２８に示すＺＯＮＥ補正部２０８４ＫＭの内部構成を示すブロック図である。

ＺＯＮＥ補正部２０８４ＫＭでは、画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐが複数のＦＩＦＯ（ｆｉｆｏ）によりライン遅延されたあと、平均値算出部２１１０ＫＭに入力される。平均値算出部２１１０ＫＭは、１０×１０画素の平均値を算出する。画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐでは、文字画像や線画像が太いほど信号値が大きく、細いほど信号値が小さくなっているため、この平均値算出部２１１０ＫＭの出力信号が、そのまま補正ＺＯＮＥ信号となる。

なお、補正に用いるためのブロックサイズは、文字画像（線画像）の太さを判定するためのブロックサイズの大きさに応じて定めることが望ましい。この補正ＺＯＮＥ信号を用いて、文字の太さ判定部１１４ＫＭ以後の処理を行うことで、急激に文字／線の太さが変化する部分においても、太さの判定は滑らかに変化し、黒文字処理の変化による画像品位の低下がより改善される。

また、前述の通り、画像領域信号ＺＯＮＥ_Ｐが７であるエリアは、中間調領域とみなすことができる。そこで、これを利用して、ＺＯＮＥ信号とエッジ信号ｅｄｇｅとにより、網点や中間調の領域内に存在する文字／線を、他の領域の文字／線と区別することが可能である。以下にこの区別する方法を説明する。

図３２は、網点や中間調の領域内に存在する文字／線を検出のためのアルゴリズムを示す図である。

まず、前述の２値化信号ＰＩＣＴに対して、５×５膨張部２１１１ＫＭで、５×５画素のブロックで膨張処理を行う。この処理により、不完全な検出になりやすい網点領域に対して、その検出領域を補正する。次に、５×５膨張部２１１１ＫＭからの出力信号に対して、１１×１１収縮部２１１２ＫＭにおいて１１×１１画素のブロックの収縮処理を行う。これらの処理によって得られた信号ＦＣＨは、２値化信号ＰＩＣＴに対して、３画素分収縮した信号となる。この様子を図３３に示す。

図３３は、図３２に示すアルゴリズムによる検出処理の様子を具体的に示す図である。

図３３に示すように、信号ＦＣＨとＺＯＮＥ信号とエッジ信号ｅｄｇｅとを組み合わせることで、白地画像中のエッジと、網点／中間調画像中のエッジとの区別ができ、網点画像中においても、網点成分を強調してしまうことなく、また、写真の縁などの、黒文字処理が不必要な部分を処理すること無く、黒文字処理を行うことができる。

図１５に戻って、ＬＵＴ１１７ＫＭは、信号ＺＯＮＥ、信号ＦＣＨ、エッジ信号ｅｄｇｅ、および信号ｃｏｌに基づいてデータ変換を行い、黒文字判定を行う。

図３４および図３５は、図１５に示すＬＵＴ１１７ＫＭにおいて行われるデータ変換の基となる変換テーブルを示す図である。

文字の太さ判定部１１４ＫＭから出力される信号ＺＯＮＥおよび信号ＦＣＨと、エッジ検出部１１５ＫＭから出力される信号ｅｄｇｅと、彩度判定部１１６ＫＭから出力される信号ｃｏｌとに基づいて、制御信号ｕｃｒ、ｆｉｌｔｅｒ、ｓｅｎが出力される。制御信号 ｕｃｒ、ｆｉｌｔｅｒ、ｓｅｎはそれぞれ、６ビットからなり、マスキングＵＣＲ係数、空間フィルタ係数、プリンタ解像度をそれぞれ制御するための信号である。

この変換テーブルにおいて、ｃｏｌ＝１は黒を示し、ｃｏｌ＝０は黒以外を示す。ＦＣＨ＝０は画像の縁を示し、ＦＣＨ＝１は画像の縁ではないことを示す。ｕｃｒ＝０は黒が多いことを示し、ｕｃｒが７に近づくほど順に黒が少なくなることを示す。ｆｉｌｔｅｒ＝０はスムージング、ｆｉｌｔｅｒ＝１は強いエッジ強調、ｆｉｌｔｅｒ＝２は中ぐらいのエッジ強調、ｆｉｌｔｅｒ＝３は弱いエッジ強調を示す。ｓｅｎ＝０は２００線を示し、ｓｅｎ＝１は４００線を示す。

図３４および図３５に示すように変換テーブルを設定することによって、下記のような特徴をもつ黒文字判定が行われる。
（１）文字の太さに応じて多値の黒文字処理が可能である。
（２）エッジ領域の範囲が複数用意されているため、文字の太さに応じて黒文字処理領域を選択することができる。本実施の形態では、最も細い文字に対して最も広い領域で処理する。
（３）文字画像のエッジと文字画像の内部との間で、処理の度合に差を付けて黒文字処理を行い、より滑らかな黒の量の変化を実現する。
（４）網点／中間調中の文字を、白地中の文字と区別して処理を行う。
（５）文字画像のエッジ、文字画像の内部、網点／中間調画像に対して、それぞれ空間フィルタの係数を変える。また、文字エッジに対しても、太さに応じて係数を変化させる。
（６）最も細い文字に対してのみプリンタの解像度を変化させる。
（７）色文字に対しては、マスキングＵＣＲ係数以外は、全て黒文字と同じ処理を行う。

なお、図３４および図３５に示すような変換テーブルに限らず、入力信号に対してさまざまな組み合わせにより、各種の色々な出力信号を発生させる変換テーブルが考えられる。

なお、本実施の形態では、操作部１５００（図１１）から設定できる動作モードは、文字モード、写真モード、文字／写真モード、地図モードの４つである。文字モードは文字原稿を、写真モードは写真原稿を、文字／写真モードは文字写真混在原稿を、地図モードは地図原稿をそれぞれ最適に再現するためのモードであり、各々異なる黒文字判定を行う。

図１２に示すマスキング・ＵＣＲ部１２１２、エッジ強調部１２１５は、図１５に示すＬＵＴ１１７ＫＭから出力される制御信号ｕｃｒ、ｆｉｌｔｅｒによって制御される。これを、以下に説明する。

マスキング・ＵＣＲ部１２１２は、制御信号ｕｃｒに基づき、黒信号Ｋの生成および出力マスキング処理を行う。

図３６は、マスキング・ＵＣＲ部１２１２で行われるマスキング・ＵＣＲ処理における演算式を示す図である。

まず、マスキング・ＵＣＲ部１２１２に入力された画像信号の値Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１のうちの最小値であるＭinＣＭＹを求める。そして、図３６（Ａ）に示す数式により値Ｋ１を算出する。

次に、値Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ１に対して、図３６（Ｂ）に示す数式により、４×８のマトリックスでマスキングを行い、値Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ２を算出する。

図３６（Ｂ）に示す数式において、係数ｍ１１〜ｍ８４は、使用するプリンタに応じて定まるマスキング係数、ｋ１１〜ｋ８４は、制御信号ｕｃｒにより決定されるＵＣＲ係数である。ＵＣＲ係数は、網点／中間調画像（ＺＯＮＥ信号が７）に対しては全て１．０に設定され、最も細い文字画像（ＺＯＮＥ信号が０）に対しては黒（Ｋ）単色が出力されるような値に設定される。また、中間の太さの文字画像に対しては、太さに応じた色味の変化がなめらかにつながるようにＵＣＲ係数を設定し、黒（Ｋ）の量を制御する。

また、図１２のエッジ強調部１２１５では、５×５画素のフィルタを２つ用意し、１つ目のフィルタの出力信号を２つ目のフィルタに入力するようにしている。フィルタ係数として、（１：スムージング１）、（２：スムージング２）、（３：エッジ強調１）、（４：エッジ強調２）を用意し、ＬＵＴ１１７ＫＭ（図１５）からの制御信号ｆｉｌｔｅｒによってフィルタ係数を画素ごとに切り替える。また、２つのフィルタを用いることにより、スムージングの後にエッジ強調をしてモアレを軽減したエッジ強調を実現し、また２種類のエッジ強調係数を組み合わせることにより、より高品位の画像の出力を可能にしている。

図１１および図１２に示すデジタル画像処理部によって各種の画像処理が施された後、画像信号がプリンタ部に送られるとともに、黒文字判定信号も画像信号に同期してプリンタ部に送られる。

第３の実施の形態においては、黒文字判定信号が、図２に示すレーザビーム強度補正値決定用ＬＵＴ１６１に入力され、黒文字判定信号に応じてレーザビーム強度補正値が決定され、レーザビーム強度補正データＰａｄｊに変換され、レーザ制御部１１１へ出力される。レーザ制御部１１１では、レーザビーム強度補正データＰａｄｊがレーザドライブ回路１４３（図３）に入力され、レーザドライブ回路１４３では、画像パターンに対応したレーザビーム強度によって露光がおこなわれる。これによって、画像パターンによらず入力画像信号に対応した画像再現が可能となる。

また、黒文字判定信号が、図２に示すセレクタ１２０に入力され、セレクタ１２０は、この黒文字判定信号に従って、パルス幅変調率の補正用の複数のＬＵＴ１１９のうちから１つを選択する。

以上説明したように、第３の実施の形態においても、入力された画像信号の表す画像の形状に応じてレーザビームの強度および変調率を変更することにより、入力された画像信号の表す画像の形状、サイズによらず、かつオブジェクト毎に最適な出力画像を得ることができる。

〔他の実施の形態〕
なお、上記の各実施の形態では、本発明を、複数ドラムを有する電子写真方式カラー複写機に適用する場合を例に挙げて説明したが、これらに限らず、本発明は、各種方式の電子写真複写機やプリンタ、モノカラー方式複写機、電子写真以外の画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。

また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置のプリンタ部の構成を示す断面図である。 図１に示すプリンタ部の動作制御を行う制御部の構成を示す回路図である。 図２に示すレーザ制御部の内部構成を示す回路図である。 図３に示す２値化回路の内部構成を示す図である。 レーザビームを発生する半導体レーザおよび走査光学系の構成を示す斜視図である。 同期制御部が生成する各信号を示すタイミングチャートである。 図３に示すレーザドライブ回路の内部構成を示すブロック図である。 パルス幅変調信号の表すパルス幅とレーザ光量との関係を示すグラフである。 ７×７画素の所定の画像パターンの一例を示す図である。 半導体レーザに流れる動作電流と半導体レーザの発光量との関係を示す特性図である。 第３の実施の形態におけるリーダ部に含まれるデジタル画像処理部の第１の構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態におけるリーダ部に含まれるデジタル画像処理部の第２の構成を示すブロック図である。 図１２に示すエリアメモリ部の詳細構成を示すブロック図である。 図１３に示すＭ用メモリ部の内部構成を示す回路図である。 図１２に示す黒文字判定部の内部構成を示すブロック図である。 図１５に示すエッジ検出部の内部構成を示すブロック図である。 図１６に示す輝度算出回路の内部構成を示すブロック図である。 図１６に示すエッジ最小方向検出部の内部構成を示すブロック図である。 輝度データＹが表す画像の例（Ａ）と、エッジ検出信号が表す画像の例（Ｂ）とを示す図である。 図１５に示す彩度判定部の詳細な構成を示す図である。 図２０に示すＬＵＴに格納された変換データの表す、差ΔＣと彩度信号Ｃｒとの変換特性を示す図である。 図１５に示す文字の太さ判定部の詳細な構成を示す図である。 図２２に示す文字／中間調検出部の内部構成を示すブロック図である。 図２２に示す網点領域検出部の内部構成を示すブロック図である。 エッジ方向検出回路で行われるエッジ方向検出のルールを示す図である。 注目画素を中心とした周辺画素のエッジ方向信号ＤＩＲＡＭＩの値を示す図である。 カウント部において高レベル画素数が数えられる９つのウインドウを示す図である。 図２２に示すエリアサイズ判定回路の内部構成を示すブロック図である。 文字の太さに応じて出力信号ＰＩＣＴ_ＦＨを定める様子を示す図である。 図２８に示すエンコーダにおけるエンコードルールを示す図である。 図２８に示すＺＯＮＥ補正部の内部構成を示すブロック図である。 網点や中間調の領域内に存在する文字／線を検出のためのアルゴリズムを示す図である。 図３２に示すアルゴリズムによる検出処理の様子を具体的に示す図である。 図１５に示すＬＵＴにおいて行われるデータ変換の基となる変換テーブル（１／２）を示す図である。 図１５に示すＬＵＴにおいて行われるデータ変換の基となる変換テーブル（２／２）を示す図である。 マスキング・ＵＣＲ部で行われるマスキング・ＵＣＲ処理における演算式を示す図である。 入力された画像信号が本来表すべき画像（Ａ）と、出力された現像像（Ｂ）との違いの一例を示す図である。

符号の説明

１０１ フリップフロップ（ＦＦ）
１０３ セレクタ
ｌ０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ ＬＵＴ
１０５ｄ セレクタ
１０６〜１０９ ＦｉＦoメモリ
１１０ 同期制御部
１１１ レーザ制御部
１１６ ビデオ処理部
１１７ プリンタ制御部
１１８ ＣＰＵ
１１９ ＬＵＴ
１２０ セレクタ
１２１ セレクタ
１４３ レーザドライブ回路
１６０ パターン認識部
１６１ ＬＵＴ
３０１ ポリゴンスキャナ
３０２〜３０５ 画像形成部
３０６ 転写ベルト
３１３ 現像器
３１８ 感光ドラム
５０１ 半導体レーザ
５０２ コリメータレンズ
５０３ シリンドリカルレンズ
５０４ ポリゴンミラー
５０５ シリンダーレンズ
５０６ トーリックレンズ
５０７ ＢＤミラー
５０８ レーザ検知部

Claims (20)

1. 画像信号に応じて変調されたレーザビームを走査することにより画像形成を行う画像形成装置において、
   画像形成が行われるべき画像の所定の特徴を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された所定の特徴に応じて前記レーザビームの生成パラメータを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レーザビームの生成パラメータは、前記レーザビームの強度および変調率のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成が行われるべき画像が、２値濃度によって構成された画像である場合、前記検出手段によって検出される所定の特徴は、前記２値濃度のうちの一方の濃度によって構成された画像の大きさであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記一方の濃度によって構成された画像は、線状画像または点状画像であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記検出手段は、前記画像形成が行われるべき画像の所定の特徴を、該画像を構成する複数の領域の各々において検出し、
   前記制御手段は、前記検出手段によって検出された各領域における所定の特徴に応じて、対応領域において前記レーザビームの生成パラメータを制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記検出手段は、前記画像形成が行われるべき画像を構成する複数の領域の各々を、文字画像からなる文字領域と、ハーフトーン画像からなる中間調領域とのいずれかに判別し、
   前記制御手段は、前記検出手段によって判別された文字領域または中間調領域に応じて、各領域において前記レーザビームの生成パラメータを制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記検出手段は、前記画像形成が行われるべき画像を構成する複数の領域の各々におけるオブジェクトを検出し、
   前記制御手段は、前記検出手段によって検出された各領域のオブジェクトに応じて、対応領域において前記レーザビームの生成パラメータを制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記オブジェクトは、文字、グラフィック、画像、およびエッジ部のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記検出手段によって、前記画像形成が行われるべき画像がハーフトーン画像であることが検出された場合には、前記レーザビームの変調率を変化させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記検出手段によって、前記画像形成が行われるべき画像が２値濃度によって構成された画像であることが検出された場合には、前記レーザビームの強度を変化させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
11. 画像信号に応じて変調されたレーザビームを走査することにより画像形成を行う画像形成装置に適用されるレーザビーム制御方法において、
    画像形成が行われるべき画像の所定の特徴を検出する検出ステップと、
    前記検出ステップにおいて検出された所定の特徴に応じて前記レーザビームの生成パラメータを制御する制御ステップと
    を有することを特徴とするレーザビーム制御方法。
12. 前記レーザビームの生成パラメータは、前記レーザビームの強度および変調率のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１記載のレーザビーム制御方法。
13. 前記画像形成が行われるべき画像が、２値濃度によって構成された画像である場合、前記検出ステップにおいて検出される所定の特徴は、前記２値濃度のうちの一方の濃度によって構成された画像の大きさであることを特徴とする請求項１１記載のレーザビーム制御方法。
14. 前記一方の濃度によって構成された画像は、線状画像または点状画像であることを特徴とする請求項１３記載のレーザビーム制御方法。
15. 前記検出ステップでは、前記画像形成が行われるべき画像の所定の特徴を、該画像を構成する複数の領域の各々において検出し、
    前記制御ステップでは、前記検出ステップにおいて検出された各領域における所定の特徴に応じて、対応領域において前記レーザビームの生成パラメータを制御することを特徴とする請求項１１記載のレーザビーム制御方法。
16. 前記検出ステップでは、前記画像形成が行われるべき画像を構成する複数の領域の各々を、文字画像からなる文字領域と、ハーフトーン画像からなる中間調領域とのいずれかに判別し、
    前記制御ステップでは、前記検出ステップにおいて判別された文字領域または中間調領域に応じて、各領域において前記レーザビームの生成パラメータを制御することを特徴とする請求項１１記載のレーザビーム制御方法。
17. 前記検出ステップでは、前記画像形成が行われるべき画像を構成する複数の領域の各々におけるオブジェクトを検出し、
    前記制御ステップでは、前記検出ステップにおいて検出された各領域のオブジェクトに応じて、対応領域において前記レーザビームの生成パラメータを制御することを特徴とする請求項１１記載のレーザビーム制御方法。
18. 前記オブジェクトは、文字、グラフィック、画像、およびエッジ部のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１７記載のレーザビーム制御方法。
19. 前記制御ステップでは、前記検出ステップにおいて、前記画像形成が行われるべき画像がハーフトーン画像であることが検出された場合には、前記レーザビームの変調率を変化させることを特徴とする請求項１１記載のレーザビーム制御方法。
20. 前記制御ステップでは、前記検出ステップにおいて、前記画像形成が行われるべき画像が２値濃度によって構成された画像であることが検出された場合には、前記レーザビームの強度を変化させることを特徴とする請求項１１記載のレーザビーム制御方法。

Images