JP2015178194A - 光書込装置、画像形成装置、光書込制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像データを間引きして書き込みしても、画質を劣化させず、かつ意図しないハッチング画像の出力を抑制する。
【解決手段】複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイであるＬＰＨ５の発光によって感光体に画像を書き込む光書込装置であり、画像パターン検出部５１２が、入力された２値の画像データのパターンを検出し、その検出されたパターンに応じてトナーセーブ部５１４が画像データの所定の範囲ごとに間引き率を設定して、画像データ中の画素の間引きを行う。また、画素カウント・比較部５１５と発光制御部５１６とによって、トナーセーブ部５１４で設定された間引き率と予め設定されたトナーセーブ率とに応じて、間引きされた２値の画像データの所定の範囲ごとに、ＬＰＨ５の発光時間を変更する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む光書込装置、それを備えた画像形成装置、その光書込制御方法及びプログラムに関する。

デジタル複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置において、トナー消費量を軽減するためのトナーセーブ機能の一つとして、画像データの画素にマスク処理を施して、黒画素を白画素に変換して画素を間引く技術がある。
トナーセーブモードが設定されている時には、印字画素を減らすために複数の低解像度の画像データからなる配列の注目画素と周辺画素の連続性を判断し、その連続性の判断結果に基づいて印字画素を減らすことが既に知られている。それにより、印字品質を劣化させることなくトナーの消費量を削減することができる。

例えば、特許文献１には、印字品質を劣化させることなくトナーの消費量を削減する目的で、次のようにして、トナーの消費量を低減する技術が開示されている。
トナーセーブモードに切り替えた場合に、画像が連続していると判断した方向については、連続性を保存するように、その方向の高解像度の画像データを印字する。
画像が連続していないと判断した方向については、その方向の高解像度の画像データを非印字画素とする。そして、斜め方向の連続性がない場合、隣接する縦、横の連続性が有る場合は斜め方向にも連続性があるものとして、その方向の高解像度の画像データを印字画素とする。

また、特許文献２には、トナーセーブをするために印字画素を減らす目的で、次のようにして、トナーの消費量を低減する技術が開示されている。
トナーセーブモードに切り替えた場合に、画像が連続していると判断した方向については連続性を保存するようにその方向の高解像度の画像データを印字する。
画像が連続していないと判断した方向については、その方向の高解像度の画像データを非印字画素とする。そして、注目画素と周辺画素の配列が特定のパターンに一致するときには、高解像度の画像データの特定の部分を印字画素とする。

しかし、このような従来の複数の低解像度の画像データからなる配列の注目画素と周辺画素の連続性を判断し、その連続性の判断結果に基づいて印字画素を間引くことによって、トナーの消費量を低減する技術では、次のような問題がある。
例えば、図１２に示すような６００ｄｐｉの画像データを１２００ｄｐｉに倍密度変換して、トナーセーブ無しで（ａ）に示す画像データになる場合、トナーセーブ率５０％にするように印字画素を間引くと、（ｂ）に示すようになることがある。この場合、間引き後の画像にはハッチングのような縞状のパターンが現れ、画質が劣化してしまう。

この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、画像データを間引きして書き込みしても、画質を劣化させず、かつ意図しないハッチング画像の出力を抑制することを目的とする。

この発明は、複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む光書込装置であって、上記の目的を達成するため、入力された２値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手段と、その間引き手段による間引き率を上記画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手段と、その間引き率設定手段が設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、上記間引き手段により間引きされた２値の画像データの所定の範囲ごとに、上記発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手段と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、画像データを間引きして書き込みしても、画質を劣化させず、かつ意図しないハッチング画像の出力を抑制することができる。

この発明による光書込装置を備えた画像形成装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 同じくその画像形成装置の機構部の構成例を示す概略図である。 図１における書込制御回路５０２の機能構成例を示すブロック図である。 この発明における画像パターン検出方法の一例を説明するための説明図である。 この発明における間引き率の設定方法の一例を説明するための説明図である。 この発明における発光時間の設定方法の一例を説明するための説明図である。 この発明による光書込制御方法の第１実施例の処理手順を示すフローチャートである。 この発明による光書込制御方法の第２実施例の処理手順を示すフローチャートである。 同じくその続きのフローチャートである。 ３倍密変換における異なる間引き率による画像パターンの例を示す図である。 ４倍密変換における異なる間引き率による画像パターンの例を示す図である。 従来のトナーセーブ技術の問題点を説明するための画像パターンの例を示す図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、この発明による光書込装置を備えた画像形成装置の一実施形態の構成について説明する。図１はその画像形成装置の概略構成を示すブロック図であり、図２はその機構部の構成例を示す概略図である。この実施形態の画像形成装置はデジタル複写機である。

この画像形成装置は、図１に示すように、原稿を読み取る読取手段としての読取部１００と、読み取った原稿の画像情報を記憶する記憶手段としての画像情報記憶部３００と、その記憶した画像情報を転写紙に複写するための書込部５００とを備えている。また一連のプロセスを実行制御するエンジン制御部２００と、このエンジン制御部２００にキー入力等を行う操作手段としての操作部４００も備えている。

読取部１００は、密着センサ２、画像増幅回路１０２、ＡＤ変換回路１０３、シェーディング補正回路１０４、画像処理回路１０５、同期制御回路１０６、読取制御回路１０７、およびスキャナ駆動部１０８等からなる。
エンジン制御部２００は、システム制御回路２０１と駆動制御回路２０２を備えている。
画像情報記憶部３００は、複数の画像メモリ部３０１を備えている。
操作部４００は、操作制御回路４０１と操作パネル４０２を備えており、操作パネル４０２には液晶表示パネルと各種の入力キーが設けられている。

書込部５００には、書込制御回路５０２とラインプリントヘッド（以下「ＬＰＨ」と略称する）５、およびプリンタ駆動部５０５等が設けられている。書込制御回路５０２については後で図３を用いて詳述する。プリンタ駆動部５０５は、図２によって後述する画像形成を行うための機構部である。この書込部５００が、この発明による光書込装置の実施形態である。

ＬＰＨ５は、複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイであり、この実施形態では、３本のＬＰＨ５Ａ，５Ｂ，５Ｃを千鳥状に接続して、１ライン分のＬＰＨ５を構成している。各ＬＰＨ５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を一方向に配列したＬＥＤアレイと自己収束型ロッドレンズアレイとを組み合わせたものである。しかし、発光素子として有機ＥＬ素子など他の発光素子を使用してもよい。

エンジン制御部２００のシステム制御回路２０１は、この画像形成装置全体を制御する機能を有し、読取制御回路１０７、同期制御回路１０６、画像メモリ部３０１、操作部４００および書込制御回路５０２での画像デ−タ転送等を制御する。駆動制御回路２０２もシステム制御回路２０１によって制御され、スキャナ駆動部１０８及びプリンタ駆動部５０５の各モ−タ等を駆動させ、図２に示す各部を動作させて、読み取り原稿及び転写紙の搬送と画像形成の一連のプロセスを円滑に制御している。

次に、図１と図２を参照して読取部１００の動作を説明する。
オペレータが原稿を図２に示す原稿挿入口１１０から挿入すると、その原稿は、搬送ローラ１の回転によって、密着センサ２と白色ロ−ラ３の間を通して搬送される。その搬送中の原稿は、密着センサ２に取り付けられている発光ダイオード（ＬＥＤ）によって光が照射される。それによって、原稿画像に応じた反射光が密着センサ２に結像されて、画像情報が読み取られる。画像情報が読み取られた原稿は、原稿受け１２０上へ送出される。

この密着センサ２上に結像した原稿画像は電気信号に変換され、そのアナログ画像信号が図１に示す画像増幅回路１０２で増幅される。ＡＤ変換回路１０３は、画像増幅回路１０２で増幅されたアナログ画像信号を画素毎の多値のデジタル画像信号に変換する。
その変換されたデジタル画像信号は、同期制御回路１０６から出力されるクロックに同期してシェーディング補正回路１０４に取り込まれ、光量ムラ、コンタクトガラスの汚れ、センサの感度ムラ等による歪が補正される。

その補正されたデジタル画像信号は、画像処理回路１０５で記録用のデジタル画像情報に変換された後、画像情報記憶部３００の画像メモリ部３０１に書き込まれる。
読取制御回路１０７は、エンジン制御部２００のシステム制御回路２０１に制御されて、同期制御回路１０６の動作を制御する。スキャナ駆動部１０８は、エンジン制御部２００の駆動制御回路２０２に制御されて、図２に示した搬送ローラ１等の機構部の動作を制御する。

次に、画像メモリ部３０１に書き込まれたデジタル画像情報によって転写紙に画像を形成するための書込部５００（この発明による光書込装置）の機能について説明する。
図１に示した書込部５００は、画像メモリ部３０１からデジタル画像情報が入力される。そのデジタル画像情報の流れは、画像メモリ部３０１から画素密度６００ｄｐｉの１画素２値画像デ−タが、転送基準クロックに同期して書込制御回路５０２に２画素パラレルで送られてくる。書込制御回路５０２は、２画素パラレルで送られてきた画像情報を内部で一旦１ラインに合成し、６００ｄｐｉの１画素を１２００ｄｐｉの４画素の画像デ−タに多値化した後、３分割してＬＰＨ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに割り当て、４画素同時に転送する。
ここで、図１における画像情報記憶部３００までのシステムは従来から確立しているが、デジタル画像情報が書込部５００へ入力した後、書込制御回路５０２内で行うトナーセーブに係る処理に特徴がある。

以下に図２を参照して、この画像形成装置における書込部５００の機構部による画像形成プロセスについて説明する。
図２に示す画像形成装置は、その本体内に矢示方向に回転する感光体ドラム４が設けられ、その周囲に回転方向に沿って順に、帯電チャージャ６、ＬＰＨ５、現像ユニット７、転写チャージャ９及び分離チャージャ１０が配置されている。さらに、転写チャージャ９の上流側の転写紙搬送路の所定位置に、位置決めローラ対（レジストローラ対とも称す）８が設けられている。分離チャージャ１０の下流側には、搬送ユニット１１と定着ユニット１２が順次配置されている。これらによって書込部５００の機構部を構成している。

帯電チャージャ６は、感光体ドラム４の外周の感光体面を一様に帯電させるグリッド付きのスコロトロンチャージャと呼ばれるものである。その帯電電圧は、例えば−１２００Ｖ程度である。
ＬＰＨ５は、前述した発光素子アレイによるラインプリントヘッドであり、各ＬＥＤ素子の発光により、自己収束型ロッドレンズを介して感光体ドラム４の帯電された感光体面を照射する。

感光体ドラム４の帯電した感光体面が、デジタル画像情報に基づくＬＰＨ５からの光に照射されると、感光体面の照射された部分の電荷が光導電現象によって感光体ドラム４のアースに流れて消滅する。
そこで、原稿濃度の淡い部分はＬＥＤ素子を発光させないようにし、原稿濃度の濃い部分はＬＥＤ素子を発光させるようにすれば、感光体ドラム４の感光体面には画像の濃淡に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像を現像ユニット７のトナーによって現像する。現像ユニット７内のトナーは撹拌により負に帯電されており、感光体面の光に照射された部分だけに付着する。現像ユニット７のトナーを付着する現像ローラには、例えば−７００Ｖ程度のバイアス電圧が印加される。

一方転写紙は、用紙収納部６０の３つのロール紙給紙部６１〜６３と手差給紙部６４から選択されて給紙される。そして、その転写紙の先端が位置決めローラ対８に挟持され、所定のタイミングで感光体ドラム４と転写チャージャ９とが対向する転写位置へ搬送される。転写紙がその転写位置を通過するときに、転写チャージャ９により感光体ドラム４の表面のトナー像を転写紙上に転写させる。
その転写紙は、分離チャージャ１０によって感光体ドラム４から分離され、搬送ユニット１１によって搬送されて定着ユニット１２に送られ、そこで転写されたトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は第１排紙ローラ１３によって機外の記録紙受け１４に排紙されるか、あるいは第２排紙ローラ１５によって書込部５００上の排紙トレイ１６に排紙される。

この書込部５００の機構部の構成は一例であって、発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む光書込装置を備えたものであれば、どのような構成のものでもよい。シート状の転写紙を積載した給紙部を備えたものや、直接転写方式あるいは間接転写方式のカラー画像形成部を備えたものでもよい。

次に、図１に示した書込部５００における書込制御回路５０２の機能について、図３を用いて説明する。図３は書込制御回路５０２の機能構成例を示すブロック図である。
画像情報記憶部３００から送られてきたデジタル画像情報を、データ変換部５１０に入力して画像データに変換する。
データ変換部５１０で変換した画像データを、画像メモリ制御部５１１で１ラインごとに並び替えを行う。その１ラインごとの画像データを、画像パターン検出部５１２と密度変換処理部５１３に入力する。

画像パターン検出部５１２では、１ラインごとの画像データに対して、設定した窓長に対しての白黒変化点の数によって画像パターンの検出（識別）を行う。
密度変換処理部５１３は、１ラインごとの画像データの画像密度変換処理を行う。この実施形態では３００ｄｐｉの入力画像に対しては４倍変換を、４００ｄｐｉの入力画像に対しては３倍変換を、６００ｄｐｉの入力画像に対しては２倍変換処理を行う。その他、この実施形態では説明を行わないが、２００ｄｐｉの入力画像に対しての６倍密変換も可能である。この密度変換処理部５１３が、画像データの密度変換を行う手段である。

画像パターン検出部５１２による画像パターンの検出結果と、設定されたトナーセーブ率とによって、トナーセーブ部５１４が間引きパターンすなわち間引き率を設定し、密度変換処理部５１３による密度変換後の画像データに対して間引きを行う。
この画像パターン検出部５１２とトナーセーブ部５１４が、入力された２値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手段と、その間引き手段による間引き率を所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手段とに相当する。
また、画像パターン検出部５１２が画像パターン検出手段であり、トナーセーブ部５１４は、画像パターン検出部５１２が検出したパターンの種類によって異なる間引き率（間引き量に対応する）を設定する。
トナーセーブ率および画像パターンの検出を行うための窓長の設定及び変更は、図１に示した操作部４００から行うことができる。

一方、密度変換処理部５１３で画像密度変換された画像データの画素数と、トナーセーブ部５１４で間引きした後の画像データの画素数とを、画素カウント・比較部５１５によってカウントして比較する。その後、画素カウント・比較部５１５は、設定されたトナーセーブ率に対して１ラインごとに誤差を算出する。
その画素カウント・比較部５１５による誤差の算出結果を基に、発光制御部５１６が、「発光時間の下限値の判定」及び「前ラインの発光時間差異の上限値の判定」を行い、発光時間を算出する。なお、発光時間の算出は画素カウント・比較部５１５で行うこともできる。

この画素カウント・比較部５１５と発光制御部５１６が、間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、間引き手段により間引きされた２値の画像データの所定の範囲ごとに、発光素子アレイであるＬＰＨ５の発光時間を変更する発光時間変更手段に相当する。
このトナーセーブ部５１４で間引き処理した画像データと、発光制御部５１６で算出された発光時間の制御信号を、ＬＰＨ５を構成する３本のＬＰＨ５Ａ，５Ｂ，５Ｃへ分割して送信する。
これらの各機能は、書込制御回路５０２に設けたマイクロコンピュータ、あるいは図１に示したシステム制御回路２０１のマイクロコンピュータがそれを兼ねて実行する。

次に、図４を用いてこの発明における画像パターン検出方法の一例を説明する。この画像パターン検出は、画像パターン検出部５１２によって行う。
なお、網点部とは画像データの所定の範囲内での変化点が多い、図１２に示した６００ｄｐｉのような画像を指す。
図４の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ、網点部の例１、網点部の例２、文字／線画部、全画素印字部の例を示す。図中の変化点は、黒→白、又は白→黒に変化した点を表わしている。（ａ）及び（ｂ）に示す網点部のドット間隔ｎはほぼ一定であるので、画像が窓長Ｎの窓枠内で白黒変化する回数（白黒変化数）もほぼ一定である。

これに対して、（ｃ）に示す文字／線画部の白黒変化数は網点部に比べて少なく、ドット間隔ｎは一定ではない。また、（ｄ）に示す全画素印字部では窓長Ｎ内が全て印字されているため、変化点は無い。この窓長Ｎの窓枠内で白黒変化数とドット間隔ｎの違いを検出することによって、画像パターン検出を行う。
白黒変化数を検出する画像データの範囲を規定する窓長Ｎの設定を、図１に示した操作部４００の操作パネル４０２から自由に変更できるようにしてもよい。その場合、操作部４００が窓長の設定を変更する手段に相当する。

次に、図５を用いて間引き率の設定方法を説明する。図５はトナーセーブ率５０％、窓長を６と設定した場合の２倍密変換例である。
最上段のライン内で、パターンＡは変化点が２個なので文字／線画と判断される。パターンＢは変化点が５個なので網点と判断される。パターンＣは変化点が０個なので全画素印字部と判断される。

パターンＡでは縦線は間引きを行わない。
パターンＢでは間引き率を２５％と設定し、２倍変換後の１２００ｄｐｉでは、１列目を印字率５０％、２列目は間引き無し（印字率１００％）と設定する。
パターンＣでは間引き率を５０％と設定し、２倍変換後の１２００ｄｐｉでは、１列目と２列目共に印字率５０％と設定する。
パターンＢとＣでは間引き率を異ならせているが、パターンＣでは全画素印字しているため間引きを行っても画像への影響が少ないため、間引き率を大きくしている。なお、６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉの倍密の間引き時の印字ドット位置設定は自由に変更できるものとする。

次に、図６を用いて発光時間の設定方法を説明する。図６は図５による間引き率設定後の発光時間の設定方法を説明するための図である。
１列目は１２００ｄｐｉ換算では２０画素中、変換後は１１画素印字のため、間引き率は４５％となり印字率は５５％となる。ａで示す画素を印字しているため、トナーセーブ率が５０％にならない。そこで発光時間を次のように調整する。
トナーセーブ率５０％÷印字率５５％＝発光時間９０％
発光時間を９０％に設定することによって、トナーセーブ率５０％を達成する。

２列目は１２００ｄｐｉ換算では２０画素中、変換後は１４画素印字のため、間引き率は３０％となり、印字率は７０％となる。ｂで示す画素を印字しているため、トナーセーブ率が５０％にならない。そこで発光時間を次のように設定する。
トナーセーブ率５０％÷印字率７０％＝発光時間７１％
発光時間を７１％に設定することによって、トナーセーブ率５０％を達成する。

次に、図３によって説明した書込制御回路５０２による上述した発光時間制御方法をマイクロコンピュータによって実行する場合の制御処理の流れ（処理手順）を図７〜図９によって説明する。これらの図において、「ステップ」を「Ｓ」と略記する。各ステップの処理を行うのは、すべてマイクロコンピュータである。
図７は、この発明による光書込制御方法の第１実施例の処理手順を示すフローチャートである。
この処理を開始すると、まずステップ１０１でトナーセーブ率Ｓｒを設定し、次いでステップ１０２で間引きを行わない場合の発光時間を設定する。

その後、ステップ１０３で画像入力を確認し、画像入力を確認できない場合は確認できるまで待機し、確認できた場合にはステップ１０４へ進む。
ステップ１０４ではトナーセーブモードの有り無しを判断し、「無し」の場合はステップ１０５へ進む。そこで、画像データの間引きを行わずに単純倍密処理を行なった後、ステップ１１３へ進んで、ステップ１０２で設定した設定発光時間でＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。
なお、ここでの単純倍密とは１つの画素に対してｎ倍の画素数に変換することであり、図１２に示した（ａ）は、間引き制御を行わない２倍の単純倍密例である。

ステップ１０４の判断でトナーセーブモード「有り」の場合は、ステップ１０６へ進んで１ラインの画素数をカウントし、１２００ｄｐｉに変換した値（Ｎａ）を保持する。
次いで、ステップ１０７で画像パターン検出を行う。その画像パターン検出は、１ライン上のドット数で窓長を設定し、白黒の変化点数と、変化点を２度跨いだ先のドット間隔を考慮して、次の３パターに分けて判断する。
・変化点数が所定数以下で、ドット間隔が異なる場合は「線画／文字」と判断する。
・変化点数が所定数を超え、ドット間隔がほぼ均等で繰り返されている場合は「網点部」と判断する。
・変化点が無い場合は「全画素印字」と判断する。

その結果、「線画／文字」を検出した場合はステップ１０８へ進んでデータ間引き設定Ａ（間引き無し）を行う。「網点部」を検出した場合はステップ１０９へ進んでデータ間引き設定Ｂ（２５％間引き）を行う。「全画素印字」を検出した場合はステップ１１０へ進んでデータ間引き設定Ｃ（５０％間引き）を行う。
いずれの場合も、倍密処理を行なって、６００ｄｐｉの１ドットを１２００ｄｐｉの４ドットに変換した際に、画像データの所定範囲（この場合１ライン）ごとに、間引き率を設定し、１黒画素の４ドット中のどのドットを印字させるかを決定する。

その後、ステップ１１１へ進んで、倍密処理及び間引き後の画像データの１ラインごとの画素数（Ｎｂ）をカウントする。そして、ステップ１１２で、間引き前の１ラインの画素数（１２００ｄｐｉ換算）Ｎａと倍密処理及び間引き後の１ラインの画素数Ｎｂ（１２００ｄｐｉ）を比較する。
その結果、ステップ１０１で設定したトナーセーブ率Ｓｒと上記画素数Ｎａとの積が上記画素数Ｎｂと同じ値の場合は、そのままステップ１１３へ進んで、ステップ１０２で設定した発光時間でＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。

トナーセーブ率Ｓｒと画素数Ｎａの積が画素数Ｎｂと同じ値にならない場合は、ステップ１１４へ進んで、ステップ１０１で設定したトナーセーブ率Ｓｒになるように、１ラインごとに発光時間を算出する。その発光時間の算出は、図６によって前述したようにして設定した発光時間に対する比率（パーセント）で算出する。そして、ステップ１１５で、その算出した発光時間でＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。

ステップ１１３又は１１５による発光後、ステップ１１６へ進んで全ラインの処理が終了したか否かを判断する。全ラインの処理が終了していない場合は、ステップ１０４へ戻って、次のラインに対して上述した各ステップの処理を繰り返す。ステップ１１６で全ラインの処理が終了したと判断した場合には、この図７の処理を終了する。

この第１実施例の発光時間制御方法によって、トナーセーブ率を満足する画像の形成が可能になる。
しかし、この第１実施例では発光時間の下限値を設けていないため、画像によっては全体的に薄くなるか、もしくはライン間によってスジ状に色抜けのように見える画像が形成される可能性がある。また、前ラインとの発光時間の変化量が大きい場合、印字濃度が大きく変化して、スジ状に色抜けのように見える画像が形成される可能性がある。

そこで、この点を改善した発光時間制御方法の第２施例を説明する。
図８及び図９はその第２実施例の制御処理をマイクロコンピユータが実行する際の処理の流れ（手順）を示すフローチャートである。図８と図９は一連の処理を示すフローチャートであるが、図示の都合で２つの図に分けて示しており、Ａ，Ｂ，Ｃの同じ端子記号の流れ線は接続されている。

この制御処理を開始すると、まず図８のステップ２０１でトナーセーブ率Ｓｒを設定し、ステップ２０２で発光時間の下限値Ｔminを設定する。さらに、ステップ２０３で発光時間のライン間の変化量上限値ΔＴmaxを設定し、ステップ２０４で間引きを行わない場合の発光時間を設定する。
その後、ステップ２０５で画像入力を確認し、画像入力を確認できない場合は確認できるまで待機し、確認できた場合にはステップ２０６へ進む。
ステップ２０６ではトナーセーブモードの有り無しを判断し、「無し」の場合はステップ２０７へ進む。そこで、画像データの間引きを行わずに単純倍密処理を行なった後、図９のステップ２１５へ進んで、ステップ２０４で設定した設定発光時間でＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。

ステップ２０６の判断でトナーセーブモード「有り」の場合は、ステップ２０８へ進んで１ラインの画素数をカウントし、１２００ｄｐｉに変換した値（Ｎａ）を保持する。
次いで、ステップ２０９で画像パターン検出を行う。その画像パターン検出は、１ライン上のドット数で窓長を設定し、白黒の変化点数と、変化点を２度跨いだ先のドット間隔を考慮して、前述した第１実施例の場合と同様に、「線画／文字」、「網点部」、「全画素印字」の３種類のパターンのいずれかを検出する。

その結果、「線画／文字」を検出した場合はステップ２１０へ進んでデータ間引き設定Ａ（間引き無し）を行う。「網点部」を検出した場合はステップ２１１へ進んでデータ間引き設定Ｂ（２５％間引き）を行う。「全画素印字」を検出した場合はステップ２１２へ進んでデータ間引き設定Ｃ（５０％間引き）を行う。
いずれの場合も、倍密処理を行なって、６００ｄｐｉの１ドットを１２００ｄｐｉの４ドットに変換した際に、画像データの所定範囲（この場合１ライン）ごとに、間引き率を設定し、１黒画素の４ドット中のどのドットを印字させるかを決定する。

その後、ステップ２１３へ進んで、倍密処理及び間引き後の画像データの１ラインごとの画素数（Ｎｂ）をカウントする。そして、図９のステップ２１４で、間引き前の１ラインの画素数（１２００ｄｐｉ換算）Ｎａと倍密処理及び間引き後の１ラインの画素数Ｎｂ（１２００ｄｐｉ）とを比較する。
その結果、ステップ２０１で設定したトナーセーブ率Ｓｒと上記画素数Ｎａとの積が上記画素数Ｎｂと同じ値の場合は、そのままステップ２１５へ進んで、ステップ２０４で設定した発光時間でＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。

トナーセーブ率Ｓｒと画素数Ｎａの積が画素数Ｎｂと同じ値にならない場合は、ステップ２１６へ進んで、ステップ２０１で設定したトナーセーブ率Ｓｒになるように、１ラインごとに発光時間Ｔｓを算出する。
さらに、ステップ２１７で一つ前のラインとの発光時間の変化量ΔＴを算出する。
そして、ステップ２１８で、ステップ２０３で設定した発光時間のライン間の変化量上限値ΔＴmaxとステップ２１７で算出した一つ前のラインとの発光時間の変化量ΔＴを比較する。

その結果、ΔＴmaxとΔＴが同じか、またはΔＴmaxの方が小さい場合は、ステップ２１９で変化量上限値ΔＴmaxより発光時間Ｔｘを算出する。そして、ステップ２２０で、ステップ２０２で設定した発光時間下限値Ｔminとステップ２１９で算出した発光時間Ｔｘを比較する。
その結果、ＴminとＴｘが同じか、またはＴminの方が大きい場合はステップ２２３へ進んで、ステップ２０２で設定した発光時間下限値ＴminでＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。ＴminがＴｘより小さい場合はステップ２２４へ進んで、ステップ２１９で算出した発光時間ＴｘでＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。

ステップ２１８の比較でΔＴmaxがΔＴよりも大きい場合は、ステップ２２１で、ステップ２１６で算出した発光時間Ｔｓとステップ２０２で設定した発光時間下限値Ｔminを比較する。
その結果、ＴminがＴｓと同じか、またはＴminの方が小さい場合はステップ２２２へ進んで、ステップ２１６で算出した発光時間ＴｓでＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。
ＴminがＴｓより大きい場合はステップ２２３へ進んで、ステップ２０２で設定した発光時間下限値ＴminでＬＰＨ５のＬＥＤ素子を発光させる。

ステップ２１５，２２２，２２３，２２４のいずれかの発光を終了すると、ステップ２２５で全ラインの処理を終了したか否かを判断する。全ラインの処理が終了していない場合は、図８のステップ２０６へ戻って、次のラインに対して上述した各ステップの処理を繰り返す。ステップ２２５で全ラインの処理が終了したと判断した場合には、この図８及び図９の処理を終了する。

この第２実施例によれば、発光時間の下限値を設定することにより、画像が薄くなりすぎることや、スジ状に色抜けしたように見える画像の形成を防ぐことができる。
また、発光時間のライン間の変化量上限値を設定することにより、前ラインとの発光時間が大きく異なることが無くなる。そのため、印字濃度の変化が小さくなり、スジ状に色抜けしたように見える画像の形成を防ぐことができる。

さらに、発光時間の下限値Ｔmin、発光時間のライン間の変化量上限値ΔＴmaxより算出した発光時間Ｔｘ、および設定したトナーセーブ率Ｓｒになるように算出した発光時間Ｔｓを比較し、対象画像に最適な発光時間を求める。これにより、トナーセーブ率を満足し、かつ、劣化の少ない画像を作成することができる。
なお、上述した各実施例では画像データのパターンの検出を白黒の変化点の数によって判別を行ったが、例えばｎ×ｎのマトリクスパターンによって画像パターンを検出してもよい。

これらの図７あるいは図８及び図９に示したフローチャートの処理は、複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込むための光書込制御方法の各手順を有している。
すなわち、入力された２値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手順と、その間引き率を画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手順を有する。さらに、その間引き率設定手順で設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、間引き手順により間引きされた２値の画像データの所定の範囲ごとに、発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手順を有する。
また、これらのフローチャートの処理は、複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む装置のコンピュータに、上記各手順を実行させるためのプログラムにも相当する。

次に、３倍、４倍密時の印字ドット設定について図１０及び図１１を用いて説明する。
図１０は、４００ｄｐｉから１２００ｄｐｉへ３倍密印字ドット設定を行なった場合の例を示し、図１１は、３００ｄｐｉから１２００ｄｐｉへ４倍密印字ドット設定を行なった場合の例を示している。
図１０及び図１１において、（ｂ）は間引き率０％（間引き無し）の場合、（ｃ）は間引き率５０％の場合、（ｄ）は間引き率２５％の場合のそれぞれ倍密変換後の画像データの印字ドットパターンを示している。

これらの実施例では、倍密変換後の印字ドットについて、０〜３の４つのグループに分けて印字ドットを設定している。図１０及び図１１の（ａ）における１２００ｄｐｉに変換した画素を構成するドット中の○の中の数字が０〜３の各グループに対応している。
例えば、図１０及び図１１の（ｃ）に示す間引き率５０％のときは、４つのグループのうち、「０」と「３」の２つのグループを印字するように設定する。同じく（ｄ）に示す間引き率２５％の場合には、「０」と「１」と「３」の３つのグループを印字するように設定する。

この場合、図３に示した書込制御回路５０２のトナーセーブ部５１４では、トナーセーブ率に応じて、検出する画像パターンごとにどのグループを印字するかを予め設定しておき、その設定値に応じて印字データを変換する。なお、この実施例では、０，１，２，３の４つのグループに分けて印字の設定をしているが、グループの組み合わせやグループ数を変更できるようにしてもよい。
図１０及び図１１の（ａ）は３倍密変換及び４倍密変換した際の単純倍密を行った状態の画像データの印字ドットパターンである。

図１０及び図１１の（ｃ）のように、印字率のみを５０％にするようにデータの間引きを行うと、ハッチングのような画像ができてしまう。そこで、この発明による制御では、画像パターンの検出により、網点部を検出した場合には、（ｄ）のような間引きパターンを設定する。そして、１ラインごとに発光時間を制御することによって、ハッチングのような画像を防ぐことができ、且つ設定されたトナーセーブ率５０％を達成することもできる。

次に、図１０の（ｄ）から発光時間を求めてみる。
１、２列目は１２００ｄｐｉ換算では１２画素中の８画素を印字するため、間引き率は３３．３％となり印字率は６７％である。トナーセーブ率５０％を達成するためには、５０％÷印字率６７％＝発光時間７５％となるため、発光時間は７５％設定となる。
３列目は１２００ｄｐｉ換算では１２画素中の１２画素を印字するため、間引き率は０％となり印字率は１００％である。トナーセーブ率５０％を達成するためには、５０％÷印字率１００％＝発光時間５０％となるため、発光時間は５０％設定となる。

次に図１１の（ｄ）から発光時間を求めてみる。
１、２列目は１２００ｄｐｉ換算では１６画素中の８画素を印字するため、間引き率は５０％となり、トナーセーブ率と一致する。そのため発光時間はデフォルトのままである。
３、４列目は１２００ｄｐｉ換算では１６画素中の１６画素を印字するため、間引き率は０％となり印字率は１００％である。トナーセーブ率５０％を達成するためには、５０％÷印字率１００％＝発光時間５０％となるため、発光時間は５０％設定となる。

上述した各実施例では、画像データを低解像度から高解像度に密度変換して印字ドットを間引く場合にこの発明を適用する例を説明した。しかし、それは必須ではなく、画像データを密度変換せずに印字ドットを間引く場合にも、この発明を同様に適用することができる。
また、画像のパターン検出及び発光時間の算出を、画像データの所定の範囲として１ラインずつ行う例について説明したが、所定の範囲は１ラインずつに限らず、複数ラインごとに行なってもよい。

この発明の実施形態の説明においては、発光素子アレイを３本のＬＰＨを千鳥状に繋いで構成した例を示したが、使用するＬＰＨの数および種類などは自由に変更することが可能である。例えば、最大書込み幅に応じて使用するＬＰＨの本数を変更することもできる。
発光素子アレイに繋ぎ目ができる構成となった場合には、従来技術でのＬＰＨの発光時間制御のみでトナーセーブを行った場合には、ＬＰＨ間の濃度ムラが発生することがある。しかし、この発明によれば、画像データの所定の範囲ごとに間引き率と発光時間を変更しているため、ＬＰＨごとの濃度ムラを低減する効果もある。

図７又は図８及び図９にフローチャートで示したプログラムを、図１に示した画像形成装置のシステム制御回路２０１又は書込制御回路５０２のマイクロコンピュータのメモリに、予め格納しておいて、ＣＰＵがそれを読み出して動作するように構成することができる。
あるいは、そのプログラムが格納された記録媒体から内蔵のコンピュータが読み込んだり、ネットワーク接続された画像形成装置であれば、そのプログラムを外部からダウンロードして使用することもできる。

この発明による画像形成装置は、この発明による光書込装置を備えているが、複写機に限らず、プリンタやファクシミリ装置、これらの複数の機能を備えた複合機なども含むことは勿論である。したがって、原稿を読み取った画像データだけでなく、外部から受信した画像データや記録媒体から読み込んだ画像データをトナーセーブモードで印刷する場合にも、同様にこの発明を適用できる。

以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されるものではないことは言うまでもない。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり、一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能であることは勿論である。

１：搬送ローラ ２：密着センサ ３：白色ロ−ラ ４：感光体ドラム
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ：ラインプリントヘッド（ＬＰＨ） ６：帯電チャージャ
７：現像ユニット ８：位置決めローラ対 ９：転写チャージャ
１０：分離チャージャ １１：搬送ユニット １２：定着ユニット
１３，１５：排紙ローラ １４：記録紙受け １６：排紙トレイ
６０：用紙収納部 ６１〜６３：ロール紙給紙部 ６４：手差給紙部
１００：読取部 １０２：画像増幅回路 １０３：ＡＤ変換回路
１０４：シェーディング補正回路 １０５：画像処理回路 １０６：同期制御回路
１０７：読取制御回路 １０８：スキャナ駆動部 １１０：原稿挿入口
１２０：原稿受け
２００：エンジン制御部 ２０１：システム制御回路 ２０２：駆動制御回路
３００：画像情報記憶部 ３０１：画像メモリ部
４００：操作部 ４０１：操作制御回路 ４０２：操作パネル
５００：書込部 ５０２：書込制御回路 ５０５：プリンタ駆動部
５１０：データ変換部 ５１１：画像メモリ制御部
５１２：画像パターン検出部 ５１３：密度変換処理部
５１４：トナーセーブ部 ５１５：画素カウント・比較部
５１６：発光制御部

特開２００３−２７１０１６号公報 特開２００４−２１９９２９号公報

Claims (11)

1. 複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む光書込装置であって、
   入力された２値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手段と、
   該間引き手段による間引き率を前記画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手段と、
   該間引き率設定手段が設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、前記間引き手段により間引きされた２値の画像データの所定の範囲ごとに、前記発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手段と、
   を有することを特徴とする光書込装置。
2. 請求項１に記載の光書込装置において、入力された画像データの密度変換を行う手段を有し、前記間引き率設定手段は密度変換後の画像データに対して前記間引き率を設定し、前記間引き手段は密度変換後の画像データ中の画素の間引きを行うことを特徴とする光書込装置。
3. 前記画像データの所定の範囲は１ラインであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光書込装置。
4. 前記間引き率設定手段は、前記画像データのパターンを検出する画像パターン検出手段を有し、該手段が検出したパターンの種類によって異なる間引き率を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光書込装置。
5. 前記画像パターン検出手段は、前記画像データの設定された窓長内での白黒変化数を検出することにより画像パターンを検出することを特徴とする請求項４に記載の光書込装置。
6. 請求項５に記載の光書込装置において、前記窓長の設定を変更する手段を有することを特徴とする光書込装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の光書込装置において、前記発光時間変更手段が変更する発光時間に下限値を設けたことを特徴とする光書込装置。
8. 請求項３に記載の光書込装置において、ラインごとの発光時間の変化量に上限を設けたことを特徴とする光書込装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の光書込装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込むための光書込制御方法であって、
    入力された２値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手順と、
    該間引き手順による間引き率を前記画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手順と、
    該間引き率設定手順で設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、前記間引き手順により間引きされた２値の画像データの所定の範囲ごとに、前記発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手順と、
    を有することを特徴とする光書込制御方法。
11. 複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイの発光によって感光体に画像を書き込む装置のコンピュータに、
    入力された２値の画像データのパターンに応じて、画像データ中の画素の間引きを行う間引き手順と、
    該間引き手順による間引き率を前記画像データの所定の範囲ごとに設定する間引き率設定手順と、
    該間引き率設定手順で設定した間引き率と設定されたトナーセーブ率とに応じて、前記間引き手順により間引きされた２値の画像データの所定の範囲ごとに、前記発光素子アレイの発光時間を変更する発光時間変更手順と、
    を実行させるためのプログラム。