JP2014217970A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットの低下を抑制しつつ画像品質を向上させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 光源からの光を感光体ドラムに照射して画像を形成する画像形成装置であって、画像データ（例えば文字データ）を解像度Ｎで処理する画像処理ユニット３０２３と、処理された画像データに基づいて、光源を駆動するための変調データを解像度Ｎよりも高い解像度ｍ×Ｎ（ｍは２以上の自然数）で生成する光源制御ユニット３０２４と、を備え、画像処理ユニット３０２３での処理は、画像データの一部を細線化する擬似中間調処理であり、光源制御ユニット３０２４は、擬似中間調処理が施された画像データの解像度Ｎを解像度ｍ×Ｎに変換し、解像度ｍ×Ｎの画像データの一部の光量を解像度ｍ×Ｎに基づいて調整する。
【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、更に詳しくは、光源からの光を像担持体に照射して画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来、光源からの光を像担持体に照射して画像を形成する技術が知られている（例えば特許文献１及び２）。

ところで、特許文献１及び２に開示されている技術では、スループットの低下を抑制しつつ画像品質を向上させることが望まれていた。

本発明は、光源からの光を像担持体に照射して画像を形成する画像形成装置であって、画像データを解像度Ｎで処理する画像処理手段と、処理された前記画像データに基づいて、前記光源を駆動するための変調データを前記解像度Ｎよりも高い解像度ｍ×Ｎ（ｍは２以上の自然数）で生成する制御手段と、を備え、前記画像処理手段での処理は、前記画像データの一部を細線化又は太線化する擬似中間調処理であり、前記制御手段は、前記擬似中間調処理が施された前記画像データの前記解像度Ｎを前記解像度ｍ×Ｎに変換し、前記画像データの一部の光量を前記解像度ｍ×Ｎに基づいて調整する画像形成装置である。

本発明によれば、スループットの低下を抑制しつつ画像品質を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。 ３つの光学センサの配置を説明するための図である。 光学センサの構成を説明するための図である。 図１の光走査装置を説明するための図（その１）である。 光走査装置を説明するための図（その２）である。 光走査装置を説明するための図（その３）である。 光走査装置を説明するための図（その４）である。 カラープリンタの制御の構成を説明するためのブロック図である。 図９（Ａ）は、細線化処理を説明するための図であり、図９（Ｂ）は、細線化処理後に行われる高解像度化及びエッジ強調処理を説明するための図である。 図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、それぞれドット集中処理の具体例（その１〜その３）を示す図である。 図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）は、それぞれパターンマッチングの具体例（その１〜その５）を説明するための図である。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、異なる光波形を示す図であり、図１２（Ｄ）は、各光波形に対応する感光体ドラム上での静電エネルギー分布を示す図である。 比較例１における文字の記録について説明するための図である。 比較例２における文字の記録について説明するための図である。 本実施形態における文字の記録について説明するための図である。 図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれ比較例１及び２におけるトナー付着量分布を示す図であり、図１６（Ｃ）は、本実施形態におけるトナー着量分布を示す図である。 図１７（Ａ）は、太線化処理を説明するための図であり、図１７（Ｂ）は、太線化処理後に行われる高解像度化及びエッジ強調処理を説明するための図である。

《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。図１には、第１の実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、濃度検出器２２４５、８つのホームポジションセンサ（２２４６ａ、２２４６ｂ、２２４６ｃ、２２４６ｄ、２２４７ａ、２２４７ｂ、２２４７ｃ、２２４７ｄ）及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。

なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

ところで、各感光体ドラムにおいて、画像情報が書き込まれる領域は、「有効走査領域」、「画像形成領域」、「有効画像領域」などと呼ばれている。

トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

濃度検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。この濃度検出器２２４５は、一例として図２に示されるように、３つの光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）を有している。

光学センサ２２４５ａは、転写ベルト２０４０における有効画像領域内の−Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置され、光学センサ２２４５ｃは、転写ベルト２０４０における有効画像領域内の＋Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置され、光学センサ２２４５ｂは、主走査方向に関して、光学センサ２２４５ａと光学センサ２２４５ｃのほぼ中央位置に配置されている。ここでは、主走査方向（Ｙ軸方向）に関して、光学センサ２２４５ａの中心位置をＹ１、光学センサ２２４５ｂの中心位置をＹ２、光学センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３とする。

各光学センサは、いずれも一例として図３に示されるように、転写ベルト２０４０に向けて光（以下、「検出用光」ともいう）を射出するＬＥＤ１１、転写ベルト２０４０あるいは転写ベルト２０４０上のトナーパッドからの正反射光を受光する正反射光受光素子１２、転写ベルト２０４０あるいは転写ベルト２０４０上のトナーパッドからの拡散反射光を受光する拡散反射光受光素子１３を有している。各受光素子は、いずれも受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。

ホームポジションセンサ２２４６ａは、感光体ドラム２０３０ａにおける回転のホームポジションを検出する。

ホームポジションセンサ２２４６ｂは、感光体ドラム２０３０ｂにおける回転のホームポジションを検出する。

ホームポジションセンサ２２４６ｃは、感光体ドラム２０３０ｃにおける回転のホームポジションを検出する。

ホームポジションセンサ２２４６ｄは、感光体ドラム２０３０ｄにおける回転のホームポジションを検出する。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

光走査装置２０１０は、一例として図４〜図７に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、６枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｂ、２１０８ｃ）、インターフェースユニット（Ｉｎｔｅｒ Ｆａｃｅ Ｕｎｉｔ）３０２２、画像処理ユニット（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０２３、光源制御ユニット３０２４（図４〜図７では図示省略、図８参照）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング（図示省略）の所定位置に組み付けられている。

各光源は、複数の発光部（面発光レーザ：ＶＣＳＥＬ）が２次元配列されている面発光レーザアレイを含んでいる。該面発光レーザアレイの複数の発光部は、すべての発光部を副走査対応方向に伸びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等間隔となるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。

カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。

開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。

開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。

開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。

シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

カップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０２ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａとからなる光学系は、Ｋステーションの偏向器前光学系である。

カップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０２ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂとからなる光学系は、Ｃステーションの偏向器前光学系である。

カップリングレンズ２２０１ｃと開口板２２０２ｃとシリンドリカルレンズ２２０４ｃとからなる光学系は、Ｍステーションの偏向器前光学系である。

カップリングレンズ２２０１ｄと開口板２２０２ｄとシリンドリカルレンズ２２０４ｄとからなる光学系は、Ｙステーションの偏向器前光学系である。

ポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸に平行な軸まわりに回転する２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。

また、シリンドリカルレンズ２２０４ａ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの各光束はポリゴンミラー２１０４Ａの−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの各光束はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。

各走査レンズはそれぞれ、光束を対応する感光体ドラム近傍に集光する光学的パワー、及びポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するような光学的パワーを有している。

走査レンズ２１０５ａ及び走査レンズ２１０５ｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置され、走査レンズ２１０５ｃ及び走査レンズ２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。

そして、走査レンズ２１０５ａと走査レンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、走査レンズ２１０５ｂは１段目の４面鏡に対向し、走査レンズ２１０５ａは２段目の４面鏡に対向している。また、走査レンズ２１０５ｃと走査レンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、走査レンズ２１０５ｃは１段目の４面鏡に対向し、走査レンズ２１０５ｄは２段目の４面鏡に対向している。

ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、走査レンズ２１０５ａ、折り返しミラー２１０６ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、走査レンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ及び折り返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、走査レンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ及び折り返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、走査レンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。

なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。

ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。ここでは、走査レンズ２１０５ａと折り返しミラー２１０６ａとからＫステーションの走査光学系が構成されている。また、走査レンズ２１０５ｂと２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とからＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、走査レンズ２１０５ｃと２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）とからＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、走査レンズ２１０５ｄと折り返しミラー２１０６ｄとからＹステーションの走査光学系が構成されている。なお、各走査光学系において、走査レンズが複数のレンズから構成されていても良い。

インターフェースユニット３０２２は、一例として図８に示されるように、ＣＰＵ３２１０、フラッシュメモリ３２１１、ＲＡＭ３２１２、ＩＦ（インターフェース）３２１４などを有している。なお、図８における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

ＩＦ３２１４は、プリンタ制御装置２０９０との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの画像データは、通信制御装置２０８０及びプリンタ制御装置２０９０（以下では、これらを併せてプリンタ制御装置２０９０等とも称する）を介してＩＦ３２１４に供給される。

フラッシュメモリ３２１１には、ＣＰＵ３２１０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、及びプログラムの実行に必要な各種データが格納されている。

ＲＡＭ３２１２は、作業用のメモリである。

ＣＰＵ３２１０は、フラッシュメモリ３２１１に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置２０１０の全体を制御する。

画像処理ユニット３０２３は、色変換部３２１５、墨生成部３２１６、γ補正部３２１７、擬似中間調処理部３２１８などを有している。

色変換部３２１５は、インターフェースユニット３０２２からのＲＧＢで表現された画像データの表現形式を、カラープリンタ２０００での色再現性があるＣＭＹに変換する。

墨生成部３２１６は、ＣＭＹに変換された画像データに対して、墨成分を抽出し、その後のＣＭＹ色を決定し、最終的にＣＭＹＫに変換する。

γ補正部３２１７は、ＣＭＹＫに変換された画像データに対して、ＣＭＹＫ毎にカラープリンタ２０００の出力特性に応じた階調補正を行う。

擬似中間調処理部３２１８は、ＣＭＹＫ毎に階調補正された画像データに対して、ＣＭＹＫ毎に擬似中間調処理を施し、光源制御ユニット３０２４に送る。「擬似中間調処理」とは、白と黒の２色の画素だけを用いて、画素の数や、画素の集まり具合を制御して階調を表す処理である。具体的には、例えばディザ処理、濃度パターン処理などがある。

光源制御ユニット３０２４は、画素クロック生成回路３２２１、変調データ生成回路３２２０、光源駆動回路３２２２、パターンマッチング部３２１９などを有している。

画素クロック生成回路３２２１は、画素クロック信号を生成する。なお、画素クロック信号は、例えば１／８クロックの分解能で位相変調が可能である。

変調データ生成回路３２２０は、画像形成ステーション毎に、不図示の同期検知センサの出力信号に基づいて書込開始のタイミングを求める。そして、書込開始のタイミングに合わせて、各発光部のドットデータを画素クロック生成回路３２２１からの画素クロック信号に重畳させるとともに、画像処理ユニット３０２３などからの情報に基づいて、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。

光源駆動回路３２２２は、変調データ生成回路３２２０からの各変調データに応じて、各光源に各発光部の駆動信号を出力する。なお、パターンマッチング部３２１９については、後に詳述する。

以上の説明から分かるように、カラープリンタ２０００では、画像処理ユニット３０２３における画像処理と、光源制御ユニット３０２４の変調データ生成回路３２２０における画像処理の２段階の画像処理が実行される。

画像処理ユニット３０２３には、解像度Ｎ（例えば１２００ｄｐｉ）の上位装置（例えばパソコン）からプリンタ制御装置２０９０等を介して解像度Ｎ（例えば１２００ｄｐｉ）の８ｂｉｔの文字データが転送される。

画像処理ユニット３０２３は、転送されたデータから、処理対象である文字をフィルタ、パターンマッチング等で検出する。なお、処理対象の文字は、黒抜き文字でも良いし、白抜き文字でも良い。

ここで、カラープリンタ２０００では、高密度書込みが可能な複数の面発光レーザを有する面発光レーザアレイが光源に用いられ、光源制御ユニット３０２４が変調データ生成回路３２２０を有している。

変調データ生成回路３２２０は、画像処理ユニット３０２３からの文字データを高解像度化し、高解像度化された文字データに基づく変調信号を生成する。

具体的には、変調データ生成回路３２２０は、文字データの解像度を、Ｎ（例えば１２００ｄｐｉ）からｍ×Ｎ（例えば４×１２００ｄｐｉ＝４８００ｄｐｉ）に変換し、４８００ｄｐｉ単位で、文字を構成する画素又は文字周囲の画素に対応するパルス振幅、パルス幅等の変調信号を含む変調データを生成する。これにより、微小の黒抜き文字又は白抜き文字に関しても再現性を向上することができる。この際、文字のみを画像処理（補正）するため、光源制御ユニット３０２４に画像データを転送する際には、文字であることを示すオブジェクト情報（属性情報）を併せて転送することが望ましい。

なお、これらの処理は、例えばラインに対しても行うことができる。図９（Ａ）の第１図及び第２図には、それぞれ細線化処理の前後の状態が示されている。図９（Ａ）の第１図に示される、全画素が均一の階調である６ｐｔサイズのカタカナの「ア」（全画素が均一の階調である文字データ）に対して疑似中間調処理を施す場合、通常、同図に示される丸で囲まれた部分に関しては、何ら処理をせず、そのまま画像データを光源制御ユニット３０２４（以下では、エンジン部とも称する）へ転送する。

しかしながら、例えば図９（Ａ）の第１図に示される、全画素が均一の階調である１２００ｄｐｉの３ドットラインのデータをエンジン部に送っても、該エンジン部がより鮮明に画像を出力するような構成の場合（エンジン部での解像度がより高い場合）、１２００ｄｐｉの３ドットライン、すなわちライン幅が６３．７５ミクロン（＝２１．２５ミクロン×３）のラインが記録紙上に形成されるべきところ、実際にはそれより太く（例えば８０ミクロンで）形成されてしまう場合がある。

このような場合、画像処理ユニット３０２３において、予め３ドットラインのデータを細線化処理されたデータに変換することが好ましい。具体的には、３ドットラインのエッジ部を中間調データとしてエッジ部の光エネルギーを低下させることにより、３ドットラインの細線化を実現できる。（図９（Ａ）の第２図参照）。

しかしながら、このような場合、細線化は実現できるが、エッジ部を中間調で記録するため、エッジ部は、発光部をフル点灯して記録した場合よりも低い光エネルギーとなると、白か黒か判別できないグレーで記録されることになる。この場合、中間レベルの光エネルギーの領域が増加し、画像形成に不安定な領域が増加することになる。結果的に、ラインがボソボソになったり、ラインが途切れたり、ラインが不鮮明に（鮮鋭性が低下）なったりする。

そこで、本実施形態では、光源制御ユニット３０２４において、画像処理ユニット３０２３からの文字データを、画像処理ユニット３０２３で画像処理を行う解像度Ｎよりも高い解像度ｍ×Ｎ（ｍは、２以上の自然数）に変換（高解像度化）し、解像度ｍ×Ｎの文字データに対してエッジ強調処理を行うこととしている。

ここでは、一例として、画像処理ユニット３０２３で画像処理を行う解像度Ｎを１２００ｄｐｉとし、光源制御ユニット３０２４で変換する解像度を４８００ｄｐｉとし、画像処理ユニット３０２３から光源制御ユニット３０２４へのデータ転送は１２００ｄｐｉの２ｂｉｔで行われるものとする。

図９（Ｂ）の第１図及び第２図には、それぞれ上記高解像度化及びエッジ強調処理を行う前後の状態が示されている。ここでは、画像処理ユニット３０２３で解像度１２００ｄｐｉの３ドットラインのデータが処理されており、細線化処理によって中間調データとなったエッジ部が薄いグレーで表示されている（図９（Ｂ）の第１図参照）。

そして、光源制御ユニット３０２４のパターンマッチング部３２１９によって、画像処理ユニット３０２３で画像処理された３ドットラインのデータのエッジ部がパターンマッチングで検出される。ここで、光源制御ユニット３０２４は、４８００ｄｐｉで書込みができ、４８００ｄｐｉ単位で面発光レーザの駆動信号（変調信号）を自由に可変できる。そこで、光源制御ユニット３０２４は、エッジ部を中央部（濃いグレーの細線部）に寄せるドット集中処理を施すとともに、エッジ部の光出力を、通常のパワー（ベタで黒を書く際のパワー）よりも大きい光出力（例えば通常のパワーの２倍）で書き込む。このようにして、エッジ強調処理が行われる。

ここで、図９（Ｂ）の第２図（ａ）には、４８００ｄｐｉで２ドット分エッジ部を強調した例が示され、図９（Ｂ）の第２図（ｂ）には、４８００ｄｐｉで１ドット分エッジ部を強調した例が示されている。このように、エッジ部のみが高解像度でハイパワー化されることにより、細線化を妨げることなく、再現性に優れ、安定した文字品質を実現することができる。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）には、細線化処理の他の例が示されている。例えば、図１０（Ａ）の第１図に示される、すべて中間調に変換された１２００ｄｐｉの２ドットラインのデータが送られてきた場合、光源制御ユニット３０２４は、該データを高解像度化し、高解像度化されたデータにエッジ強調処理を施して、１ドットライン相当の光書込みデータに変換する（図１０（Ａ）の第２図参照）。但し、前述と同様に、通常のパワーの例えば２倍の光出力で書き込むこととする。この結果、細線がより安定かつ鮮明な（鮮鋭性が良い）画像を得ることができる。

また、図１０（Ｂ）の第１図に示される、すべて中間調に変換された１２００ｄｐｉの１ドットラインのデータが送られてきた場合、光源制御ユニット３０２４は、該データを高解像度化し、高解像度化されたデータにエッジ強調処理を施して、２４００ｄｐｉ１ドットライン相当の光書込みデータに変換する（図１０（Ｂ）の第２図参照）。但し、前述と同様に、通常のパワー（ベタで黒を書く際のパワー）の例えば２倍の光出力で書き込むこととする。この結果、細線がより安定かつ鮮明な（鮮鋭性が良い）画像を得ることができる。

また、図１０（Ｃ）の第１図に示される、中間調の１２００ｄｐｉの孤立1ドットのデータが送られてきた場合、光源制御ユニット３０２４は、該データを高解像度化し、高解像度化されたデータにエッジ強調処理を施して、２４００ｄｐｉの孤立１ドット相当の光書込みデータに変換する（図１０（Ｃ）の第２図参照）。但し、前述と同様に、通常のパワー（ベタで黒を書く際のパワー）の例えば２倍の光出力で書き込むこととする。この結果、孤立１ドットがより安定かつ鮮明な（鮮鋭性が良い）画像を得ることができる。

図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）には、パターンマッチング部３２１９で行われるパターンマッチングの具体例（その１〜その５）が示されている。

これらのパターンマッチングでは、注目画素は中間調のみを対象とし、３×３のマトリクス状に配列された９画素において、中間調の注目画素（中央画素）の上下左右４画素に関して白であるか否かを判定することで、中央画素を高解像度のハイパワー２値画像に変換することとしている。

具体的には、１２００ｄｐｉの中間調の孤立１ドットのデータが送られてきた場合、パターンマッチング部３２１９は、２４００ｄｐｉのハイパワー孤立１ドットに変換することにより、現像における文字の再現性を向上させる（図１１（Ａ）参照）。また、パターンマッチング部３２１９は、白である画素（白）及び白でない画素（Ｎｏｔ白）を検出することで、中間調の画像データを、より黒が多い部分に寄せるドット集中処理をしつつ、高解像度データ（２４００ｄｐｉもしくは４８００ｄｐｉデータ）に変換し、更にその光出力を通常のパワー（ベタで黒を書く際のパワー）より大きい光出力（例えば通常のパワーの２倍）で書き込むデータに変換する（図１１（Ｂ）〜図１１（Ｅ）参照）。

以上説明した処理をまとめると、図９（Ｂ）に示されるように、エッジ部の検出、黒領域の重み付けを行い、処理としては高解像度でハイパワーの変調データをドット集中型で打つ処理が実現できる。ドット集中型とは、より黒が多い部分に、近くの中間調データや黒の孤立データを寄せる処理を意味する。なお、現像プロセスによってトナー像の再現性が異なるため、ハイパワー化するための指標として最適なパワー値を予め選択しておくことが好ましい。

図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）には、異なる光波形（その１〜その３）が示されている。図１２（Ｄ）には、各光波形に対応する感光体ドラム表面での静電エネルギー分布が示されている。なお、図１２（Ｄ）の実線は、図１２（Ａ）の光波形に対応する静電エネルギー分布を示し、図１２（Ｄ）の破線は、図１２（Ｂ）の光波形に対応する静電エネルギー分布を示し、図１２（Ｄ）の一点鎖線は、図１２（Ｃ）の光波形に対応する静電エネルギー分布を示している。

すなわち、単純に中間調データを打つ場合には、例えば、通常のパルス幅変調でＤＵＴＹを５０％にしたり、パワー変調でパワーを５０％にしたりするが、いずれの場合にも、結果的に、現像に関する基準レベル（黒であるか白であるかを判定する基準となるレベル）に近い領域が増加してしまう。この領域の画素が白になったり黒になったりして不定になることにより、画像が不安定になり、結果的に粒状度の悪化を招いたりする原因となっている。

図１３及び図１４には、それぞれ比較例１及び２において、文字（例えば「墨」）を記録したシミュレーションの結果が示されている。

図１３に示される比較例１では、原画像の文字データが画像処理（エッジ補正）されず、そのままトナー像にされており、文字のラインが太線化してしまい、原画像の文字データとは異なっている。

そこで、図１４に示される比較例２のように、細線化処理を施すと、文字が細線化されるが、ラインを詳細に見ると、ラインの太さが不均一になったり、ぼそつき感が出てしまう（図１６（Ｂ）参照）。

図１５には、本実施形態において、文字（例えば「墨」）を記録したシミュレーションの結果が示されている。ここでは、パワーの上げ率が例えば１５０％にされているが、文字のラインは細線化され、かつ文字のラインがくっきり鮮明になっていることが分かる。このように、文字データに上述した画像処理（細線化処理、高解像度化及びエッジ強調処理）を施すことで、ラインの鮮鋭性が良く、ぼそつき感のない文字を形成することができる。

また、パターンマッチング部３２１９では、画像処理ユニット３０２３から例えば文字であることを示すオブジェクト情報（Ｔａｇ情報）を受け取ると、パターンマッチングをすべての画素に対して行う必要がなく、文字データの中間調画素に対してのみ行えば良いため、パターンマッチングに要する時間を全体として短縮することができる。

以上説明した本実施形態のカラープリンタ２０００は、画像データ（例えば文字データ）を解像度Ｎ（例えば１２００ｄｐｉ）で処理する画像処理ユニット３０２３と、処理された画像データに基づいて、光源を駆動するための変調データを解像度Ｎよりも高い解像度ｍ×Ｎ（ｍは２以上の自然数）で生成する光源制御ユニット３０２４と、を備えている。

この場合、画像データを画像処理ユニット３０２３から光源制御ユニット３０２４へ解像度Ｎで（データ転送レートが低い状態で、すなわち高速で）送ることができ、画像データに基づく変調データを解像度Ｎよりも高い解像度ｍ×Ｎで生成することができる。

この結果、スループットの低下を抑制しつつ画像品質を向上させることができる。また、データ転送を高速化する必要がないため、コストアップを抑制できる。

一方、仮に、例えば画像処理の自由度を高めるために画像処理ユニット３０２３で処理する画像データを例えば解像度２４００ｄｐｉや４８００ｄｐｉの多ビットデータとすると、光源制御ユニット３０２４へ転送するデータが膨大となり、スループットが低下してしまう。

また、画像処理ユニット３０２３での処理は、画像データの一部を細線化する擬似中間調処理であり、光源制御ユニット３０２４は、擬似中間調処理が施された画像データの解像度Ｎを解像度ｍ×Ｎに変換し、解像度ｍ×Ｎの画像データの一部の光量を解像度ｍ×Ｎに基づいて調整する。

この場合、画像処理ユニット３０２３で画像データを解像度Ｎで補正（細線化）することができ、補正され高解像度化された画像データの一部の光量を光源制御ユニット３０２４で解像度ｍ×Ｎに基づいて補正することができる。

また、光源制御ユニット３０２４は、擬似中間調処理が施された解像度Ｎの画像データのエッジ部を検出し、検出され高解像度化されたエッジ部の光量を解像度ｍ×Ｎに基づいて調整する。

この場合、エッジ部を解像度Ｎで（迅速に）検出できるとともに、高解像度化されたエッジ部の光量を例えば通常の光量（例えばベタで黒を書くときの光量）よりも大きくすることで、エッジ部を鮮鋭に補正することができる。

また、光源制御ユニット３０２４は、エッジ部の光量を調整する前に、解像度ｍ×Ｎのエッジ部にドット集中処理を施すため、擬似中間調処理で細線化された、画像データの一部を極力太くすることなく、エッジ部を鮮鋭に補正することができる。

また、光源制御ユニット３０２４によるエッジ部の検出は、解像度Ｎの画像データにおけるＣ×Ｄ（Ｃ、Ｄ：３以上の自然数）のマトリクス状に配列された複数の画素のうち、注目画素の周辺の画素に対するパターンマッチングで行われるため、エッジ部を迅速かつ精確に検出することができる。

また、画像処理ユニット３０２３は、光源制御ユニット３０２４に画像データを送るときに、該画像データの属性（例えば文字であること）を示すオブジェクト情報を光源制御ユニット３０２４へ送り、該光源制御ユニット３０２４は、オブジェクト情報に基づいて、エッジ部を検出する。

この場合、エッジ部の検出を画像データのオブジェクト情報に対応する部分に対してのみ行えば良いため、処理速度の短縮化を図ることができ、ひいてはスループットを向上することができる。

また、光源は、複数の発光部を有する面発光レーザアレイを含んでいるため、光源制御ユニット３０２４で生成された変調データに基づいて各発光部の発光光量を調整することで、粒状度、鮮鋭性が高い高精細な画像を高速に形成することができる。

なお、上記実施形態では、文字データに対して細線化処理、エッジ検出（エッジ部の検出）、高解像度化、エッジ強調処理（ドット集中処理＋光量調整）が行われているが、これに限られない。例えば、ドット集中処理は、行われなくても良い。また、細線化処理及びエッジ強調処理に代えて、エッジ部の光量を小さくすることでラインを細線化する処理を行っても良い。

また、上記実施形態では、文字データに対して細線化処理が施されているが、これに代えて又は加えて、太線化処理が施されても良い（図１７（Ａ）参照）。この場合、文字データのラインを所望の太さに補正することができる。そして、太線化処理が施された文字データを高解像度化し、高解像度化された文字データのエッジ部に隣接する部分（最終的にエッジとなる部分）に対してドット集中処理を施しても良い（図１７（Ｂ）参照）。また、エッジ部に隣接する部分の光量をエッジ部の光量以上としてエッジ部を強調しても良い（図１７（Ｂ）参照）。結果として、ラインの鮮鋭性が良く、ぼそつき感のない文字を形成することができる。なお、エッジ部を強調するとき、ドット集中処理を行わなくても良い。この場合、太線化処理されたラインを細くしなくて済む。

また、上記実施形態では、文字データのエッジ部は、解像度Ｎ（例えば１２００ｄｐｉ）で、すなわち文字データが高解像度化される前に検出されているが、解像度ｍ×Ｎ（ｍは２以上の自然数）で、すなわち文字データが高解像度化された後に検出されても良い。具体的には、パターンマッチング部において、文字データを高解像度化し、高解像度化された文字データに対してパターンマッチングを行っても良い。この場合、文字データのエッジ部をより精細に検出することができる。

また、上記実施形態では、パターンマッチングは、３×３のマトリクス状に配列された９つの画素のうち、注目画素の周辺の画素に対して行われているが、これに限らず、要は、Ｃ×Ｄ（Ｃ、Ｄ：３以上の自然数）のマトリクス状に配列された複数の画素のうち、注目画素の周辺の画素に対して行われれば良い。

また、上記実施形態では、画像処理ユニットで処理が行われる解像度Ｎは、１２００ｄｐｉとされているが、これに限らず、適宜変更可能である。また、光源制御ユニットで生成する変調データの解像度は、一例として、２４００ｄｐｉ又は４８００ｄｐｉとされているが、要は、ｍ×Ｎ（ｍは２以上の自然数）であれば良い。

また、画像処理ユニット及び光源制御ユニットの構成は、上記実施形態で説明したものに限定されず、適宜変更可能である。

また、上記実施形態では、処理対象の画像データとして、文字データを例に説明したが、これに限らず、例えば、線、図形、数字、記号等の画像データに対して、前述した処理を施しても良い。いずれの場合であっても、画像データの属性を示すオブジェクト情報が画像処理ユニットから光源制御ユニットへ送られることが好ましい。

また、上記実施形態では、光源は、複数の面発光レーザを含む面発光レーザアレイを含んでいるが、これに限られない。例えば、複数の半導体レーザ（ＬＤ）を含む半導体レーザアレイ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む発光ダイオードアレイ等を用いても良い。

また、上記実施形態のカラープリンタ２０００は、光源からの光により感光体ドラム上を走査する光走査装置を備えているが、これに限らず、例えば複数の発光ダイオードを含む光プリントヘッドを備えていても良い。

また、上記実施形態では、光源は、複数の発光部を有しているが、１つのみでも良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置が４つの感光体ドラムを有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。具体的には、画像形成装置は、例えば５つ以上の感光体ドラムを有するカラープリンタであっても良いし、例えば１つの感光体ドラムを有するモノクロプリンタであっても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。

２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２２００ａ〜２２００ｄ…光源、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、３０２３…画像処理ユニット（画像処理手段）、３０２４…光源制御ユニット（制御手段）。

特開２００５−１５６３８０号公報 特許第４０６７７７１号

Claims (8)

1. 光源からの光を像担持体に照射して画像を形成する画像形成装置であって、
   画像データを解像度Ｎで処理する画像処理手段と、
   処理された前記画像データに基づいて、前記光源を駆動するための変調データを前記解像度Ｎよりも高い解像度ｍ×Ｎ（ｍは２以上の自然数）で生成する制御手段と、を備え、
   前記画像処理手段での処理は、前記画像データの一部を細線化又は太線化する擬似中間調処理であり、
   前記制御手段は、前記擬似中間調処理が施された前記画像データの前記解像度Ｎを前記解像度ｍ×Ｎに変換し、前記画像データの一部の光量を前記解像度ｍ×Ｎに基づいて調整する画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記擬似中間調処理が施された、前記解像度Ｎ又は前記解像度ｍ×Ｎの前記画像データのエッジ部を検出し、前記解像度ｍ×Ｎの前記画像データの前記エッジ部又は該エッジ部に隣接する部分の光量を前記解像度ｍ×Ｎに基づいて調整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. 前記制御手段は、前記光量を調整する前に、前記解像度ｍ×Ｎの前記画像データの前記エッジ部又は該エッジ部に隣接する部分にドット集中処理を施すことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段による前記エッジ部の検出は、前記解像度Ｎ又は前記解像度ｍ×Ｎの前記画像データにおけるＣ×Ｄ（Ｃ、Ｄ：３以上の自然数）のマトリクス状に配列された複数の画素のうち、注目画素の周辺の画素に対するパターンマッチングで行われることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像処理手段は、前記制御手段へ前記画像データを送るときに、該画像データの属性を示すオブジェクト情報を前記制御手段へ送り、
   前記制御手段は、前記オブジェクト情報に基づいて、前記エッジ部を検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記光源は、複数の発光部を有する面発光レーザアレイを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 光源からの光を像担持体に照射して画像を形成する画像形成方法であって、
   画像データを解像度Ｎで処理する工程と、
   処理された前記画像データに基づいて、前記光源を駆動するための変調データを解像度ｍ×Ｎ（ｍは２以上の自然数）で生成する工程と、を含み、
   前記処理する工程では、前記画像データの一部を細線化又は太線化する擬似中間調処理が施され、
   前記生成する工程では、前記擬似中間調処理が施された前記画像データの前記解像度Ｎが前記解像度ｍ×Ｎに変換され、前記画像データの一部の光量が前記解像度ｍ×Ｎに基づいて調整される画像形成方法。
8. 前記生成する工程では、前記擬似中間調処理が施された、前記解像度Ｎ又は前記解像度ｍ×Ｎの前記画像データのエッジ部が検出され、前記解像度ｍ×Ｎの前記画像データの前記エッジ部又は該エッジ部に隣接する部分の光量が前記解像度ｍ×Ｎに基づいて調整されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。