JP4386339B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、静電複写機、レーザプリンタ、普通紙ファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いる画像形成装置およびその画像形成方法に関する。
特に、書込部に複数の発光点（レーザダイオード等）を持つマルチビーム光学系を搭載し、入力画像データに対して擬似中間調処理を施し、その出力画像用データに基づいて書込部の複数の発光点を光変調することによって書き込みを行うようにした画像形成装置およびその画像形成方法に関するものである。

まず静電複写機、レーザプリンタなどの電子写真プロセスを用いる従来の画像形成装置について説明する。
図１８は電子写真プロセスを用いる画像形成装置における作像部（プリンタ部）の概略構成図である。感光体ドラム１は導体の表面に感光体を塗布したものであり、図中に矢印Ａで示す方向に回転する。この感光体ドラム１０１の周囲には、帯電ローラ１０２、露光ユニット１０３、現像ユニット１０４、転写・搬送ユニット１０５、クリーニングユニット１０６が配置されており、転写・搬送ユニット１０５の下流側には定着ユニット１０７が設けられている。

この画像形成装置では、次のような手順で画像の形成を行う。
１.帯電ローラ１０２によって、感光体ドラム１０１の表面を所望の電位に帯電する。
２.露光ユニット（光学ユニット）１０３からのレーザ光（ビーム）ＬＢによって、帯電された感光体ドラム１０１の表面に光書き込みを行い、所望の画像に対応する静電潜像を形成する。
３.感光体ドラム１０１の表面に形成された静電潜像を、現像ユニット１０４のトナーによって現像してトナー像を形成する。

４. その感光体ドラム１０１上のトナー像を、図示していないレジストローラ等の給紙装置によって所定のタイミングで矢印Ｂの方向に給紙される紙などの記録シート１１０上に、転写・搬送ユニット１０５によって転写して、矢印Ｃ方向に搬送する。
５.記録シート１１０上に転写されずに感光体ドラム１０１の表面に残ったトナーを、クリーニング手段１０６によって清掃する。
６.転写・搬送ユニット１０５によってトナー像が転写されて矢印Ｃの方向に搬送された記録シート１１０は、定着ユニット１０７へ搬送されて加熱され、トナー像が記録シート１１０上に定着された後、矢印Ｄの方向へ送出される。

感光体ドラム１０１は図２中に矢印Ａで示す方向に回転するため、上記１〜６の工程を繰り返して、記録シート１１０上に所望の画像が形成されていく。
この電子写真プロセスにおける露光手段である露光ユニット１０３は、多くの場合において、レーザダイオード（ＬＤと略称する）を出力画像に対応させて光変調を行い、そのＬＤから発光されるレーザ光を、図示していないコリメートレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー、ｆ-θレンズ等を介して、感光体ドラム１上に結像させるようになっている。

（以下段落番号訂正−１）
そのポリゴンミラーは回転する多面鏡であり、その回転によってレーザ光ＬＢが感光体ドラム１０１の表面を走査（主走査）するようになっている。
一方、感光体ドラム１０１は、感光体駆動手段によりレーザ光ＬＢの走査方向に対して直交する方向に回動（副走査）されているため、レーザ光ＬＢによって感光体ドラム１０１の表面を露光して、所望の画像に対応する静電潜像を２次元的にその表面に形成することができる。

このような電子写真プロセスを用いる画像形成装置の画像処理部の構成例を図１９のブロック図に示す。
この図１９において、画像入力部１１１は、コンピュータに接続したスキャナやデジタル複写機のスキャナ部、あるいは画像データ読出部などに相当し、原稿から読取った画像データあるいは記録媒体から読み出した画像データを、入力画像データＰＤｉとして画像処理部１１２へ送る。

画像処理部１１２ではこの入力された画像データに対して、ＭＴＦフィルタ処理部１１３、階調補正処理（γ変換処理）部１１４、擬似中間調処理部１１５で、順次ＭＴＦフィルタ処理、階調補正処理（γ変換処理）、擬似中間調処理といった各種画像処理を行い、処理結果としての出力画像用データＰＤｏをビデオ信号処理部１１７へ受け渡す。

ビデオ信号処理部１１７では、この出力画像用データＰＤｏを画像信号ＰＳに変換して図１８に示した露光ユニット１０３へ送り、所定のタイミングで前述したＬＤを駆動させる。また、複数のＬＤを搭載した画像形成装置では、このビデオ信号処理部１１７において画像信号を、使用するＬＤごとに配分していく。
これらの各部は、システムバス１２０を介してマイクロコンピュータを構成するＣＰＵ（中央処理装置）１２１、ＲＯＭ（プログラムメモリ）１２２及びＲＡＭ（データメモリ）１２３と、操作キーや表示器を備えた操作部１２４とに接続されており、そのＣＰＵ１２１によって制御される。

上述したのは単色の電子写真画像形成装置であり、フルカラーの電子写真画像形成装置場合には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応する電子写真プロセスユニット（図１８に示した各部に相当するユニット）を４組配置した構成のタンデム型電子写真装置が提案されている。
この装置では、ＣＭＹＫ各色のトナー像を、ベルト形状の中間転写体に転写して重ね合わせ、その後に紙などの記録シート上に４色分のトナー像を一括して転写する。その記録シート上のトナー像を、定着器において加熱・加圧することにより記録シート上に定着させて機外へ排出する。

フルカラー画像形成装置の形態としては、上記の構成のほかに、中間転写体を持たずに、記録シート上で順次ＣＭＹＫ各色成分のトナー像を重ね合わせていく直接転写方式のフルカラー画像形成装置も提案されている。
また、１つの感光体ドラムに対してＣＭＹＫ各色の現像器が回転可能に支持され、順次対向するように配置されているリボルバー形式のフルカラー画像形成装置も提案されている。

ところで、最近の画像形成装置では、上述した露光ユニット３に相当する書込部に複数の発光点（レーザダイオード等）を搭載した、マルチビーム光学系を備えたものが主流となってきている。その理由は、要求される解像度が大きくなったり、プリント速度が速くなるにしたがって、１つの発光点でこれに対応しようとすると、ポリゴンミラーの回転数を上げる必要があるために、ポリゴンミラーでの、騒音の増大、回転軸の強度不足、回転軸からの発熱の増大、駆動電源の大型化、といった問題が発生するためである。

また、このとき同時に、画素クロックの周波数も高くする必要があるため、高速でのレーザダイオードのスイッチングに対応した電子回路の製作が必要となる。しかしながら、電子回路の駆動周波数が５０ＭＨｚを超えるようになると、安定して動作させることが難しくなってくるといった問題もある。
このため、これらの問題を解決するための手段として、例えば特許文献１に見られるように、複数の発光点を配置して、その各発光点から射出されるレーザ光をポリゴンミラーで同時に走査し、感光体上に複数ライン分の静電潜像を同時に形成することができるマルチビーム方式が採用されるようになってきている。

ところで、画像形成装置に入力される画像データは、写真などの階調画像では１ピクセル（画素）あたり８〜１２ビットの多値データを持つ。これに対して紙上に画像（いわゆるハードコピー）を形成する画像形成装置（電子写真方式を含む）では、１ピクセルあたりで表現が可能な階調数は実質的には非常に少ない。
このような問題を解決するために、ハードコピー機器である画像形成装置では、解像度を６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉなどと向上させ、複数の画素を使用して画像濃度を面積的に変調して、擬似的に中間調の画像を表示することが行われる。この入力画像データを、擬似的な中間調画像のデータに変換する工程で施される画像処理が擬似中間調処理である。

入力画像データは、次の３種類の画像種に大別することができる。
(1) 文字・線画像
(2) 写真画像
(3) グラフィックス画像

この入力画像データの３種別であるが、(1)の文字・線画像においては、文字・線の形状再現性が重視され、反対に色再現性や階調再現性は重要性が少し下がるといった特徴がある。これに対して、(2)の写真画像、および(3)のグラフィックス画像においては、むしろ形状の再現性よりも色再現性や階調再現性の方が重要視されるといった、それぞれ反対の特徴をもっている。
このような事情により、従来技術として、例えば特許文献２に記載されている電子写真装置においては、文字・線画および輪郭などにおいては４００線のスクリーン処理を施し、その他の写真画像などにおいては２００線のスクリーン処理を施すような、擬似中間調処理の線数を切り替える方法がとられていた。

また、電子写真方式の画像形成装置においては、その解像度は大きくなる傾向にあり、現在では６００ｄｐｉが標準的な解像度であり、１２００ｄｐｉの解像度を実現している装置も珍しくはないといった状況にある。
特開平７−２４２０１９号 特開平９−２８２４７１号

しかしながら、１２００ｄｐｉを実現している装置においても、感光体を露光するレーザビームのビーム径（ピーク値の１／ｅ^２の光量を示す領域を結んだ円の径）は、５０μｍ〜８０μｍの範囲のものが殆どである。解像度が１２００ｄｐｉの場合には、１画素あたりの長さは２１．２μｍであり、上記のビーム径に比べてもかなり小さい。
レーザビームのビーム径は、レーザの波長、光学系の焦点距離、アパーチャ径によって決まっているため、ビーム径のみを小さくすることは、装置の大型化などの問題が伴うため、積極的にビーム径を小さくすることができないといった背景がある。

解像度を１２００ｄｐｉにすることにより、文字・線画などにおいては、ジャギー（斜め線や文字の周辺がガタガタした輪郭になる）を解消することができ、なめらかな輪郭をもつ斜め線や文字を再現することができるようになるといった利点がある。その結果、各種のフォントの違いを判別することができるようになり、紙上に形成された画像のようなハードコピー画像においても、各種フォントの違いを識別することができるような印刷が可能になる。

その一方で、発明者が行った実験によれば、解像度を１２００ｄｐｉのように大きくした場合、ハイライトの再現性の低下を含む階調性の悪化が顕著になることが明らかになった。このことは、階調再現性や色再現性が重要視される写真画像やグラフィックス画像において、画質の低下を引き起こすことが明らかになった。これは、ビーム径を小さくすることなく解像度のみを大きくしたためであると考えられる。

すなわち、同じ線数の擬似中間調処理を施した画像においては、解像度が大きい方が書き込みが行われる画素の数が多くなる。しかし実際に１画素に対応してレーザビームによって感光体上を露光する面積の大きさは、レーザビームのビーム径によって決まっているため、ビーム径が小さくならない限りは、解像度を大きくすることによって感光体上を露光する領域の面積が大きくなってしまう。その結果、ハイライト領域の再現性の低下を含む階調性の悪化が引き起こされると考えられる。

以上の説明を図で示したのが図２０である。この図２０では、線数２００ｌｐｉ（ライン／インチ）、面積率１１％（＝１／９）の画像を例として示している。解像度が６００ｄｐｉである場合には、主走査方向、副走査方向ともに３画素の合計９画素から形成される領域に１画素だけＯＮデータが入ったような画像データである。（図２０では３×３画素の領域のみを示しているが、このようなパターンが周期的に繰り返されるような画像が形成されている。）これを示したのが、図２０の上段左側の図である。

解像度が１２００ｄｐｉで、同じく線数２００ｌｐｉ、面積率１１％の画像を形成する場合には、同図の上段右側の図のように６×６画素の合計３６画素から形成れる領域に４画素のＯＮデータが入ったような画像データとなる。
このような画像データに対して、解像度が６００ｄｐｉの場合も、１２００ｄｐｉの場合もともに、ビーム径が６０（主走査方向）×６０（副走査方向）μｍのレーザビームで露光を行った場合を考える。解像度に合せてビーム径を小さくすることが容易でない理由はすでに説明した通りである。

上記の画像データに対応して、感光体を露光している様子を示したのが、図２０の下段の図である。実際には、感光体上をレーザビームで主走査方向に走査しながら、レーザダイオードを点灯させて感光体の露光を行うため、露光領域が主走査方向に移動する。このため、露光領域は主走査方向に長くなった形になる。しかしながら、そのことはここでの議論に必ずしも必要ではないため無視することにする。
このとき、ビーム径については、６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉとで同じであるが、１画素に対応する光量は６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉとでは異なる。理想的には６００ｄｐｉでは１２００ｄｐｉの時の４倍に相当する光量で書き込みを行うが、感光体の特性（光減衰の非線型性など）により、それぞれの解像度ごとに適した光量で書き込みが行われる。

図２０の下段が感光体上の露光状態をあらわしたものであるが、６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉとで同じビーム径で書き込みを行った場合には、図２０の下段の左側（６００ｄｐｉ）と右側（１２００ｄｐｉ）に示すように、解像度の高い１２００ｄｐｉで書き込みを行った方は露光のエネルギーが分散されてしまう（感光体上の広い領域を露光してしまう）ことになる。このように同じ画像パターン（線数２００ｌｐｉ、面積率１１％のパターン）を異なる解像度で形成した場合、解像度の高い方が書き込みの露光エネルギーが分散してしまう。

その結果、書き込みにより形成される静電潜像が広い領域にわたり浅く形成されるようになる。静電潜像が浅く形成された場合には、ハイライト部においては、ハイライト再現性が悪くなるなどの現象が起り、また、同じメカニズムによりダーク部においてはつぶれが早くなる結果、階調再現性が低下してしまうという現象が引き起こされる。
一方、斜め線などにおいては、解像度を１２００ｄｐｉにすることにより、いわゆるジャギーを低減することができるようになる。図２１は、同じライン幅で４５度の斜め線に対応する画像データ（上段）と、それに対応した露光領域（下段）を表している。
解像度を１２００ｄｐｉにすることにより、斜め線のジャギーを少なくする形で画像データ自体を生成することが可能となる（上段右側の図）。

この画像データに対応して、書き込みを行った場合の感光体上の露光領域は、図２１の下段右側の図のようになる。露光領域は先ほどの網点画像の場合と同じように露光エネルギーが分散して広がっているが、エッジ部分のガタガタ（いわゆるジャギー）は低減することを示している。このため、文字・線画像に対しては、解像度を６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉに向上させることにより、ジャギーを低減した画像の表現が可能になる。

このように、書き込みのレーザビーム径を小さくすることなしに、解像度を大きくした場合には、上述の理由により露光エネルギーが分散されて感光体が露光される。そのため、ハイライト部の再現性低下をはじめとした階調再現性の低下が発生し、写真画像やグラフィックス画像においては階調性が低下して、画質が悪化してしまうといった問題が引き起こされると考えられる。

このような階調再現性の低下は、入力画像データに対する画像濃度の関係（いわゆるγ特性）において、急激な濃度変化を示す濃度領域が発生することを意味する。このような急激な濃度変化を示す領域の出現は、階調の不連続性が出力画像に現れることを意味し、画質劣化の大きな要因となる。
また、色補正や階調補正を行って画像を出力するカラー画像形成時には、上述した急激な濃度変化を示す部分では、階調補正時に階調損失が発生するために、擬似輪郭などの画質劣化が発生することを意味する。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、上述したように、書込部に複数の発光点を持つマルチビーム光学系を搭載し、入力画像データに対して擬似中間調処理を施し、その出力画像用データに基づいて書込部の複数の発光点を光変調することによって書き込みを行う画像形成装置において、解像度を大きくした場合でも階調性の悪化が発生せずに、写真画像やグラフィックス画像の良好な階調性を維持して、高画質の出力画像を出力することができるようにし、それを文字・線画像におけるジャギーの低減と両立させることを目的とする。

この発明による画像形成装置は、入力画像データに対して、擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成する擬似中間調処理部と、該擬似中間調処理部によって作成された出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行う書込部とを備えた画像形成装置であって、上記の目的を達成するため次のように構成したものである。

すなわち、上記書込部は、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて上記複数の発光点のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、文字・線画像の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの副走査方向のビームスポット径をＤｓとしたときに、Ｄｓ＞Ｌの関係を満足するようにして、上記各発光点からの発光光を主走査方向に走査することにより書き込みを行う機能を有し、上記擬似中間調処理部は、上記書込部が使用する発光点の個数に応じて、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて副走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施す機能を有する。

あるいは、上記書込部は、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて上記複数の発光点のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、文字・線画像の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの主走査方向のビームスポット径をＤｍとしたときに、Ｄｍ＞Ｌの関係を満足するようにして、上記各発光点からの発光光を副走査方向に走査することにより書き込みを行う機能を有し、上記擬似中間調処理部は、上記書込部が使用する発光点の個数に応じて、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて主走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施す機能を有するようにしてもよい。

さらに、同一記録面に対して文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィクス画像のデータとが混在する入力画像データに対して、上記擬似中間調処理部が擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成し、上記書込部がその出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行って、同一記録面に文字・線画像と写真画像またはグラフィックス画像とが混在する画像を形成する画像形成装置も提供できる。

また、上記擬似中間調処理部は、文字・線画像の場合は解像度が１２００ｄｐｉでの擬似中間調処理を、写真画像またはグラフィックス画像の場合は解像度が主走査方向に１２００ｄｐｉで副走査方向に６００ｄｐｉでの擬似中間調処理を、それぞれ行う擬似中間調処理部であるとよい。
あるいは、上記擬似中間調処理部は、文字・線画像の場合は解像度が１２００ｄｐｉでの擬似中間調処理を、写真画像またはグラフィックス画像の場合は解像度が主走査方向に６００ｄｐｉで副走査方向に１２００ｄｐｉでの擬似中間調処理を、それぞれ行う擬似中間調処理部であってもよい。

これらの画像形成装置において、上記書込部は、発光点の光変調を行うために、１画素あたりの発光量を多値で変調する機能を有するとよい。
また、上記書込部は、出力画像用データと発光点の光変調状態との対応関係が、文字・線画像の場合と写真画像またはグラフィックス画像の場合とでは、異なる変換規則によって対応づけられている書込部であるとよい。

さらに、上記書込部は、複数の発光点を１チップ上に複数のレーザダイオードを配列したレーザダイオード・アレイによって形成することができる。
上記擬似中間調処理部は、文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィックス画像のデータのいずれにも誤差拡散法による擬似中間調処理を施す擬似中間長処理部であるとよい。あるいは、文字・線画像のデータには誤差拡散法による擬似中間調処理を施し、写真画像またはグラフィックス画像のデータにはディザ法による擬似中間調処理を施す擬似中間調処理部であってもよい。
あるいはまた、文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィックス画像のデータのいずれにもにディザ法による擬似中間調処理を施す擬似中間調処理装置であってもよい。

また、上記擬似中間調処理部は、文字・線画像のデータに施す擬似中間調処理と、写真画像またはグラフィックス画像のデータに施す擬似中間調処理とでは、線数を異ならせる擬似中間調処理部であるとよい。
そして、入力画像データに対して、上記擬似中間調処理部が擬似中間調処理を行う前に階調変換（γ変換）を行う階調変換処理部を設けるのが望ましい。

さらに、上記書込部によって書き込まれた画像をシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色成分のトナーによって現像した各トナー像を、像担持体上に重ね合わせてフルカラー画像を出力するカラー画像形成部を有することができる。
入力画像データに対して、前記擬似中間調処理部が擬似中間調処理を行う前に色補正処理を行う色補正処理部を設けるとよい。

この発明による画像形成方法は、入力画像データに対して擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成し、その出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行う画像形成方法であって、前述の目的を達成するため、
写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて上記複数の発光点のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、文字・線画像の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの副走査方向のビームスポット径をＤｓとしたときに、Ｄｓ＞Ｌの関係を満足するようにして、上記各発光点からの発光光を主走査方向に走査することにより上記書き込みを行い、その書き込みに使用する発光点の個数に応じて、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて副走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施すことを特徴とする。
あるいは、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて上記複数の発光点のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、文字・線画像の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの主走査方向のビームスポット径をＤｍとしたときに、Ｄｍ＞Ｌの関係を満足するようにして、上記各発光点からの発光光を副走査方向に走査することにより上記書き込みを行い、その書き込みに使用する発光点の個数に応じて、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて主走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施してもよい。
以下、この発明による各画像形成方法は、上述した各画像形成装置に対応する画像形成方法を実現することができる。

文字・線画像の場合には、高い解像度による画像データ生成が可能となり、ジャギーのような文字や斜め線のガタツキを解消することができる。その結果、紙等の記録シート上の画像（ハードコピー画像）においても、各種フォントの違いを識別することができるような表現が可能になる。また、写真画像やグラフィックス画像の場合には、解像度を大きくした場合でも階調性の悪化が発生せず、階調再現性に優れた画像形成を実現することができる。
さらに、ビームスポット径を小さくすることができない場合（小型の光学系やコストの安い光学系を使用する場合、あるいは副走査方向に感光体上を走査するＬＥＤ光学系を使用する場合）でも、「文字・線画像」での形状再現性と、「写真画像」あるいは「グラフィックス画像」での階調再現性との両立を実現することができるようになる。

以下、この発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。
〔第１実施例（この発明の基礎となる例）〕
まず、この発明による画像形成装置および画像形成方法の基礎となる第１実施例について、図１から図１０によって説明する。
図１はその画像形成装置全体の概略構成を示すシステム構成図である。この画像形成装置は、作像部でマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の色成分画像を記録シート上で重ね合わせて画像を形成するフルカラー画像形成装置である。

そのためこの画像形成装置には、その作像部にＭＣＹＫの各色成分に対応して、４つの画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋが、図１では左側から右側へ順に配置されている。各画像形成ユニットで形成された各色成分画像は、４つの画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋに当接して配置されているベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）８上に順次転写される。この中間転写体８はローラ８１，８２と二次転写ローラを兼ねたテンションローラ８３に張架されて、図示していない駆動手段によって所定のタイミングで矢示Ｅ方向へ回動している。

この中間転写体８上において、各色のトナーによる画像（各色成分画像）が所定の位置で重ね合わさり、カラー画像が形成されるようになっている。中間転写体８上で重ね合された各色成分画像は、一括して記録シート上に転写されて記録シート上の画像（トナー画像）となる。

作像部の各色の画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋはそれぞれ、矢示方向に回転する感光体ドラム１と、その感光体ドラム１を所望の電位に帯電する帯電ローラ２と、その帯電された感光体ドラム１の表面が露光ユニット３の各レーザ光発生走査部３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋによって露光走査されて書き込まれた静電潜像を、各色成分に対応するトナーによって現像する現像ユニット４と、各現像ユニット４によって現像された感光体ドラム１上のトナー像を、中間転写体８上へ転写するための一次転写器を構成する転写ローラ５と、そこで中間転写体８に転写されずに感光体ドラム１上に残った未転写トナーをクリーニングするクリーニングユニット６とから構成されている。

９は搬送ベルトで、ローラ８３と対向するローラ９１と定着ユニット７の近傍に配置されたローラ９２との間に張架されて矢示Ｆ方向へ回動する。
矢印付き点線は記録シートの移動経路を示す。その記録シートは、レジストローラ対２０によって所定のタイミングで二次転写器を構成するローラ８３とローラ９１のニップ部（二次転写位置）へ送られ、中間転写体８上で重ね合された各色成分画像（４色成分のトナー像）が一括して転写されながら、搬送ベルト９によって矢示Ｆ方向へ搬送される。その後定着ユニット７を通過する間に、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２のニップ部で加熱・加圧され、トナー画像が定着されてカラー印刷画像となり、機外へと排出される。

露光ユニット３の各レーザ光発生走査部３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋには、ビデオ信号処理部１７から形成する画像の各色成分ごとのビデオ信号が分配され、それによって発生した各レーザ光を変調する。
そのための画像入力部１１と画像処理部１２とビデオ信号処理部１７は、図１１に示した従来例の画像入力部１１１、画像処理部１１２およびビデオ信号処理部１１７とほぼ同様であるが、画像処理部１２は、ＭＴＦフィルタ処理部１３、色補正・階調補正処理部１４、擬似中間調処理部１５、および画像出力部１６を備えている。また、図１１に示したＣＰＵ１２１等のマイクロコンピュータを構成する各部と同様なものも設けられているが、図示を省略している。

次に、この画像形成装置におけるこれらの画像データ処理に係る部分について説明する。
ここでは、入力画像データに対して画像処理および信号処理を施し、上述の露光ユニット３でのレーザー駆動信号となるまでの概略を説明することにする。
図２はこの第１実施例の画像形成装置におけるデータの流れを表したブロック図である。
この例では、画像形成装置がプリンタ２０であり、ホストコンピュータ３０から画像データを入力して印刷するものとする。

そのホストコンピュータ３０には、文書や画像を作成するアプリケーションソフト３１と、プリンタ２０において形成する画像（ハードコピー）をプリンタが解釈可能な形式に変換してプリンタ２０に転送するプリンタドライバ３２が設けられている。
アプリケーションソフト３１で作成された原稿は、記録シート（紙）上への画像形成（印刷）が必要になったとき、プリンタドライバ３２に転送される。

このとき、プリンタドライバ３２では、原稿を例えばページ記述言語（ＰＤＬ）に変換する。このページ記述言語による記述の中には、実際に形成すべき画像（オブジェクト）の情報とともに、そのオブジェクトの属性情報が付加されている。
ホストコンピュータ３０からプリンタ２０に送られてくるデータは、ＰＤＬで記述されたデータに限らず、画像読取装置（イメージスキャナ）などで読み取られてファイルに格納されたラスタ画像などであってもよい。

なお、ラスタ画像の場合には、それぞれの描画オブジェクトの属性を示す情報をホストコンピュータ３０から送るかあるいはプリンタ２０においてラスタ化処理部２１の代りにラスタ画像解析手段を設けて、属性情報を生成するように構成すればよい。以下の説明では、ホストコンピュータ３０からプリンタ２０に送られるデータは１例としてＰＤＬであるものとしている。なお、画像形成装置がデジタル複写機などの場合には、原稿を読み取るスキャナ部が付加され、このスキャナ部から入力データが送られてくると考える。

次に、図２に示すプリンタ２０内の画像データの処理について説明する。図２に示すプリンタ２０内の各ブロックのうち、図１の各ブロックと対応するブロックには同一の符号を付している。
このプリンタ２０に、ＰＤＬで記述された画像データが入力データとして入力されると、ラスタ化処理部２１において解釈され、ラスタイメージが形成される。このとき、それぞれのオブジェクトについて、例えば文字・線、写真、グラフィックス画像などの種別や属性信号を生成し、それをＭＴＦフィルタ処理部１３、色補正・階調補正（「色・階調補正」と略称する）処理部１４、および擬似中間調処理部１５などへ出力する。

ＭＴＦフィルタ処理部１３では、ラスタ化処理部２１から送られてくる属性の信号にしたがって各属性に対して最適なフィルタを選択して、強調処理を行う。ＭＴＦフィルタ処理については従来の技術と同一であるので、ここでは詳細の説明は省略することにする。
ＭＴＦフィルタ処理を行った後の画像データは、次工程である色・階調補正処理部１４に引き渡される。

色・階調補正処理部１４では、ラスタ化処理部２１から送られてくる属性の信号にしたがって各属性に最適な色補正係数を用いて、ホストコンピュータ３０から入力されたＰＤＬの色空間であるＲＧＢ色空間から、プリンタエンジンの作像部２５で用いる色材（トナー）の色からなる色空間であるＣＭＹＫ色空間への色変換を行い、さらに階調補正処理などの各種の補正処理を行う。この色・階調補正処理についても従来技術と同じであるので、ここでは詳細な説明は省略する。

色・階調補正処理部１４における処理後、画像データは擬似中間調処理部１５に引き渡される。擬似中間調処理部１５では擬似中間調処理を行ない、出力画像用データを生成する。この実施例では、色・階調補正処理を施されたデータに対して、ディザ法により擬似中間調処理を行う。すなわち、予め記憶されたディザマトリクスとの比較参照を行うことにより量子化を行う。またこのとき、ラスタ化処理部２１から送られてくる属性の信号にしたがって、最適な線数とスクリーン角に設定されたディザマトリクスが選択され、最適な擬似中間調処理が施されるようになっている。

上述のようにして画像処理を施された結果の画像データは、出力用画像データとして次工程であるビデオ信号処理部１７に送られる。ビデオ信号処理部１７はその出力用画像データを受け取り、作像部２５における図１に示した露光ユニット３の発光点数（この実施例では、レーザ発生走査部３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋを構成する４チャンネル・レーザダイオード）分のデータをラインメモリ上に記憶し、ポリゴンミラーの回転に同期した同期信号信号に合せて、各画素に対応する上記ラインメモリ上のデータを、画素クロックによる所定のタイミングでＰＷＭ信号生成部２２へ引き渡す。

ＰＷＭ信号生成部２２は、このデータをパルス幅変調（ＰＷＭ）信号に変換し、レーザダイオード（ＬＤ）駆動部２３へ引き渡す。ＬＤ駆動部２３は、このパルス幅変調信号に対応して所定の光量で、作像部２５内の図１に示した露光ユニット３の４チャンネル・レーザダイオード（ＬＤ素子）を光変調駆動する。

４チャンネル・レーザダイオードは、４つの発光点（レーザダイオード）を１チップ上にライン状に形成したＬＤアレイであり、その各発光点からのレーザ光は、それぞれコリメートレンズによって平行光にされ、アパーチャによって所望のビーム径に対応する光束に切り取られる。この実施例では、レーザ光のビーム径は、感光体上で４０（主走査方向）×４０（副走査方向）μｍとなるようにしている。

アパーチャ通過後のレーザ光束はシリンドリカルレンズを通過し、ポリゴンミラーに入射される。ポリゴンミラーは回転する５面鏡であり、回転数３４７２４ｒｐｍで回転している。そのポリゴンミラーで反射されたレーザ光束は、走査レンズ（f−θレンズ）によって集光されて、折り返しミラーで折り返されて、図１に記した感光体ドラム１上で結像するようになっている。

レーザダイオードからコリメートレンズ、アパーチャ、ポリゴンミラー、走査レンズ、および折り返しミラーまでを、それぞれ各チャンネル別にレーザ発生走査部３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋとして示した。
このようにして、作像部２５（図１に示した露光ユニット３、画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋ、中間転写体（中間転写ベルト）８、搬送ベルト９、定着ユニット７からなる）によって、紙などの記録シート上に、所望の画像を形成することができる。

次に、この第１実施例の画像形成装置による各画像処理工程における画像の種類別の画像データの流れを詳しく説明する。図３はその画像処理部での画像データの流れを示す説明図である。
この第１実施例では、ＰＤＬ形式などの入力画像データをラスタライズするがこの時点では、画像属性の情報は失われない。

画像属性が「写真」である画像データに対しては、ラスタ化処理部２１で解像度６００ｄｐｉでラスタライズし、ＭＴＦフィルタ処理部１３で写真属性に最適なＭＴＦフィルタ処理を、色・階調補正処理（色補正・γ変換処理）部１４で色補正と階調補正をそれぞれ施したあと、擬似中間調処理部１５において写真属性に適した擬似中間調処理を施す。この実施例では、ＣＭＹＫ各色に対して図４の中欄に示す線数とスクリーン角、量子化数の組み合わせをもつディザ処理を適用する。

また、画像属性が「文字・線」である画像データに対しては、ラスタ化処理部２１では解像度１２００ｄｐｉでラスタライズし、ＭＴＦフィルタ処理部１３で文字・線画像に最適なＭＴＦフィルタ処理を、色・階調補正処理（色補正・γ変換処理）部１４で色補正と階調補正をそれぞれが施したあと、擬似中間調処理部１５において文字・線属性に適した擬似中間調処理を施す。この実施例では、文字・線画像用のディザ処理、すなわちＣＭＹＫ各色に対して図４の上欄に示す線数とスクリーン角、量子化数の組み合わせをもつディザ処理を適用する。

画像属性が「グラフィックス」である画像データに対しては、ラスタ化処理部２１では写真画像の場合と同じく解像度６００ｄｐｉでラスタライズし、ＭＴＦフィルタ処理部１３でグラフィックス属性に最適なＭＴＦフィルタ処理を、色・階調補正処理（色補正・γ変換処理）部１４で色補正と階調補正をそれぞれ施したあと、擬似中間調処理部１５においてグラフィックス属性に適した擬似中間調処理を施す。この実施例では、ＣＭＹＫ各色に対して図４の下欄に示す線数とスクリーン角、量子化数の組み合わせをもつディザ処理を適用する。

写真画像とグラフィックス画像の場合には、それぞれ上述のようにディザ処理を行った後に、解像度適合処理を行う。
ここで、その解像度適合処理について図５によって説明する。この第１実施例では、最終的にビデオ信号処理部へ引き渡す画像データは解像度１２００ｄｐｉのラスタデータである。写真画像とグラフィックス画像においては、擬似中間調処理までは解像度が６００ｄｐｉであるため、解像度を変換して解像度１２００ｄｐｉに適合させる必要があるため、このような解像度適合処理が必要となる。

この第１実施例では、後述するように、写真画像の場合には書き込みを行う発光点（レーザダイオード）の数を文字・線画像の場合の半分にするようにしている。すなわち、写真画像時には２つのレーザダイオードを使用し、文字・線画像の場合には４つのレーザダイオードを使用する。このため、写真画像の場合には文字・線画像の場合の少なくとも２倍以上の光量でレーザダイオードが発光するように、それに対応したデータ値を、１２００ｄｐｉのラスタ化データに当てはめる必要が生じる。

このように、写真画像でのレーザダイオードの所定発光光量に対応したデータ値に変換して、解像度１２００ｄｐｉの出力画像用ラスタデータを生成する工程を解像度適合処理と呼ぶことにする。この実施例での解像度適合処理は、写真画像とグラフィックス画像について行うが、解像度適合処理の手法については、両者の画像種についてほとんど違いはないため、以下の解像度適合処理についての説明では、写真画像の場合についてのみ説明する。

ビデオ信号処理部１７に引き渡す画像データは、解像度１２００ｄｐｉの６ｂｉｔデータとなり、６ｂｉｔ中の上位２ｂｉｔを使用して文字・線画像の擬似中間調処理後データを当てはめる。一方写真画像の場合においては、下位４ｂｉｔを使用して中間調処理後のデータ（解像度はまだ６００ｄｐｉ）を当てはめるようにしている。

写真画像の場合には、解像度適応処理を行う前段では解像度が６００ｄｐｉであるため、１２００ｄｐｉのラスタ画像を形成する際には、注目する画素の周囲の３画素には、レーザの発光が起こらないようなデータを入れるようにしている。
この解像度適合処理は、図５に示すように、擬似中間調処理後の６００ｄｐｉの画像データ（写真画像）の値を、１２００ｄｐｉの４画素の１画素にあてはめ、他の３画素には値を入れないか、あるいはレーザダイオードが発光しないような特殊な値（黒丸で示す）を入れるようにする処理のことである。

また、この実施例では、文字・線画像と写真画像とグラフィックス画像とが同一紙面上に形成される場合を想定している。すなわち、同一記録紙上の一部分が文字画像であり、残りの部分が写真画像とグラフィックス画像であるような画像データである。あるいは、写真画像の上に文字が載っているような場合も想定される。そのような形式のＰＤＬファイルが入力される場合がある。このような画像に対応するために、出力用画像データの６ｂｉｔ中の上位２ｂｉｔ（文字・線画像用）と下位４ｂｉｔ（写真、グラフィックス）のどちらか一方のみに有効なデータ値が入っているように６ｂｉｔデータが形成される。

解像度適合処理はこのような動作を行うようにしている。たとえば、写真画像の上に線・文字画像が形成されるようなＰＤＬデータが入力された場合には、線・文字データが書き込まれた部分については、その部分に対応する画素の下位４ｂｉｔ（写真、グラフィックス画像用）のデータがセットされている場合であっても、値を０（無効）となるように上書きをする。

このようにして、画像処理部では最終的には解像度１２００ｄｐｉで６ｂｉｔのラスタ画像を生成して、図２に示したビデオ信号処理部１７へ引き渡す。ビデオ信号処理部１７では、上述の１２００ｄｐｉで６ｂｉｔの出力用画像データを引き継ぎ、あらかじめ記憶しているルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照してデータ変換を行った後に、ＰＷＭ信号生成部２２に引き渡す。

ＰＷＭ信号生成部２２によって分解能８ｂｉｔでＰＷＭ制御を行うため、ビデオ信号処理部１７では出力用画像用データの６ｂｉｔデータの下位４ｂｉｔに値が入っていれば（このとき、上述の理由により上位２ｂｉｔには値は入っていない。）、写真画像と判断して、写真画像用の変換規則にしたがって、ＰＷＭ８ｂｉｔへの割付を行うようになっている。図６はこの第１実施例の写真画像時の変換テーブルを示すものである。
また、このときは画像データが写真画像であるので、使用するレーザダイオード（ＬＤと略称する）は、搭載してある４つのＬＤのうちの２つＬＤ（具体的には偶数番号のＬＤ）のみである。すなわち、このビデオ信号処理部での信号処理の際に、写真画像書き込み時には不要となるＬＤにはＰＷＭ信号は行かないようになっている。

図８はこのときのビデオ信号処理部１７からＰＷＭ信号生成部（図６では「ＰＷＭ」と略称）２２への信号の流れを表したものである。すでに上述したように、この実施例では、写真画像では擬似中間調処理を終えたあとに上述の解像度適合処理を行っている。その際に、注目する画素の周囲の３つの画素には０（無効）データが当てはめてあるため、ビデオ信号処理部１７からデータがＰＷＭ信号生成部へ流れた場合にも、その０データが入っている画素では実際にはＬＤは発光しない。

書き込みに使用するＬＤの数を写真画像時に少なくする方法としては、このように解像度適合処理時に０データを入れておく方法であっても、データは適当な値が入っているがビデオ信号処理時に、写真画像データであるか否かを判断して、不要なＬＤへのデータの引渡しを禁止する方法のいずれであってもかまわないが、この実施例ではその両方の方法を行えるようにしている。

一方、画像データが、文字・線画像であれば、図７に示すように、搭載している４つのＬＤがすべて発光するように４つのＬＤ駆動部（図６では「ＬＤドライバ」）２３の全てにＰＷＭデータが渡される。文字・線画像であれば、１２００ｄｐｉで６ｂｉｔのラスタデータの各画素の上位２ｂｉｔのみにデータ値が入っているため、ビデオ信号処理部１７ではこのデータ値を読み取り、予め記憶している文字・線画像用（すなわち１２００ｄｐｉ書込み用）の変換テーブルを参照して、文字・線画像用の変換規則にしたがって、ＰＷＭ８ｂｉｔへの割付が行われる。図９はその文字・線画像形成時の変換テープルを示している。

このようにして、ＰＷＭ信号生成部２２へ送られた８ｂｉｔデータから、ＰＷＭ信号生成部２２がＰＷＭ変調信号（アナログのパルス幅変調信号）を生成して、ＬＤ駆動部２３へ引き渡す。ＬＤ駆動部２３では、そののＰＷＭ変調信号を受けてそれに対応してＬＤの発光を制御するようにＬＤを光変調駆動する。ＬＤ駆動部２３は、このほかにＬＤの発光量が自己発熱による温度変化の影響受けないような機能（ＡＰＣ：オートパワーコントロール）や、高速の光変調を可能にする機能（励起電流印加）などが付加されて構成される。ＬＤ駆動部以降の構成とその動作については、従来のプリンタ等の画像形成装置と同様であるため、詳細な説明は省略する。

なお、図１０がこの実施例でのＰＷＭ信号な生成部へ渡されるデータ値（８ｂｉｔ）と、このときのＬＤの発光量との関係を示す図である。
図６と図９および図１０とを対応づけると、写真画像やグラフィックス画像の場合には、文字・線画像の場合に比べて、１画素あたりのレーザーの光量が約５倍になるように設定してある。これは、写真画像時の画像形成条件と文字・線画像での画像形成条件との違い（使用するＬＤの数か異なるなどの違い）のために、それぞれに対して最適なＬＤ光量を設定したためである。感光体の光減衰特性が非線型の振る舞いを示すこともこのような設定の違いの要因となっている。

このような画像種ごとのルックアップテーブル（ＬＵＴ）仕様は、開発時の画像出力実験などによりそれぞれに最適な書き込み条件（ＬＤの光量）から決定され、この決定された値を予め画像形成装置のメモリ上に記憶させておくようにしてある。
上述のような動作により、この実施例では、文字・線画像に対しては解像度１２００ｄｐｉでの擬似中間調処理および書き込みをおこない、一方、写真画像、グラフィックス画像に対しては、６００ｄｐｉの解像度での擬似中間調処理、書き込みをおこなうことが可能となる。さらに、同一の紙上に文字・線画像と写真・グラフィックス画像が混在している場合でも、このような擬似中間調処理および書き込みが可能となる。

〔比較実験例〕
上述したこの発明の第１実施例の画像形成装置および画像形成方法での画像出力と、比較対象用として、第１実施例における「写真画像」での擬似中間調処理を解像度１２００ｄｐｉで行い、さらに書き込みに使用するＬＤの個数を４つにした状態での画像出力（これ以降、この条件を比較例１とする）を行ったところ、次のような結果が得られた。

ちなみに、このときの擬似中間調処理は、ディザ法であり図４に記載の線数と角度が同じものを、それぞれ解像度６００ｄｐｉ（１画素４ｂｉｔ）および解像度１２００ｄｐｉ（１画素２ｂｉｔ）で作成したディザマトリクスを使用している。また、比較例１の、解像度１２００ｄｐｉでの書き込み（４つのＬＤを全て使用する）には、予め実験を行って、この条件でのもっとも適したＰＷＭ値設定テーブルを決定して、そのＬＵＴを使用して画像出力を行う。

まず、「文字・線画像」に対しては、ジャギーに関しては、第１実施例と比較例１による出力画像に全く差異がない結果となった。「文字・線画像」に対しては、両者は全く同じ条件であるため、この結果は当然である。
「写真画像」に対しては、ＣＭＹＫ各色の３２段パッチを出力して、ＣＭＹＫの各色の反射濃度を測定したところ、第１実施例による場合には略直線的なγカーブとなったのに対して、比較例１によればハイライト部の再現性が悪く、またダーク部のつぶれが早いＳ字形のγカーブとなることが明らかになった。

さらに、第１実施例での条件と比較例１での条件とで、上記の３２段パッチ画像出力結果から、狙いのγ特性となるような階調補正を施して画像出力を行った。ここでは画像出力結果の代表例としてＳＣＩＤ＿Ｎ１チャートを出力した結果を説明することにする。
階調補正を施した後に画像出力を行った結果では、第１実施例の場合には、人物の顔の部分においても明部から暗部まで切れ目なく（違和感なく）表現することができた。オフセット印刷で出力した画像（見本）と比較しても、階調再現性については遜色のない結果となった。これに対して、比較例１での条件で、同じように階調補正をおこなって画像出力を行ったところ、人物の顔の部分において明らかな色の切れ目（擬似輪郭）が発生し、違和感のある出力画像となってしまった。

〔第２実施例（請求項）１，４，１６，１９の実施例)〕
次に、この発明の第２実施例について説明する。その第２実施例の画像形成装置の構成は、ほぼ全ての部分において第１実施例の構成と同じである。両者の相違点は、擬似中間調処理と解像度適合処理工程の部分である。第２実施例では、第１実施例１とは異なり、「写真画像」または「グラフィックス画像」に対しては、擬似中間調処理を主走査方向に１２００ｄｐｉ、副走査方向に６００ｄｐｉの解像度で擬似中間調処理を施し、実質的に主走査方向に１２００ｄｐｉ、副走査方向に６００ｄｐｉの解像度で書き込みを行う。このとき、書き込みで使用するＬＤは、第１実施例と同じ使用法であり、４つのＬＤのうちの２つを使用して書き込みを行う。
ＬＤ点灯中は主走査方向にビーム位置が移動するため、レーザビームによる露光領域は主走査方向に長い露光領域となる。このような場合には、図１５に示すように主走査方向の解像度を小さくするのに比べて、副走査方向の解像度を小さくした方が、露光領域の面積を小さくする観点からは有利である。

第２実施例では、擬似中間調処理を解像度１２００ｄｐｉ（主走査方向）×６００ｄｐｉ（副走査方向）、で量子化数３ｂｉｔで擬似中間調処理を施すようにしている。
そして、出力用ラスタ画像データは図１１に示すように、解像度１２００ｄｐｉで５ｂｉｔのデータとして生成される。１画素中の５ｂｉｔデータの内訳は、上位２ｂｉｔが「文字・線画像」データ用であり、下位３ｂｉｔが「写真画像」または「グラフィックス画像」データ用になっている。
この第２実施例では、「写真画像」での擬似中間調処理の量子化数は３ｂｉｔとしているが、これは、量子化数を変えた実験を予め実施して、この実施例の解像度（主：１２００×副６００ｄｐｉ）では、量子化数が３ｂｉｔ以上であれば、擬似中間調処理を施したときに、テクスチャが知覚されない理由から、この量子化数を決定した経緯がある。

〔第３実施例（参考例）〕
次に、この発明の第３実施例について説明する。その第３実施例の構成もほぼ全ての部分において第１実施例の構成と同じである。両者の相違点は、解像度適合処理工程の部分である。この第３実施例では、第１実施例と同じように擬似中間調処理は解像度６００ｄｐｉ、１画素あたりの量子化数４ｂｉｔである。

一方、解像度適合処理では、第１実施例とは異なり、図１２に示すように、擬似中間調処理後の１画素分（ここではまだ６００ｄｐｉ）のデータを、出力画像用ラスタデータの２画素分（１２００ｄｐｉ）に割り当てるようにしている。つまり、ここでの解像度適合処理では、１画素４ｂｉｔのデータを１画素３ｂｉｔデータの２画素に変換して割り当てる。この第３実施例の画像形勢装置は画像処理部にこのような解像度適合処理の機能をもつ。

このような構成にすることにより、第１実施例に比べて出力画像用ラスタデータの１画素に対応するＬＤの発光量を小さくすることができる。すなわち、第１実施例では１画素分で達成しなければならない光量を、第３実施例では２画素分の光量でまかなうことができるために、ＬＤの最大発光光量を、第３実施例では約半分に設定することができる。ＬＤの最大発光量は、ＬＤ素子の価格に反映されるため、第３実施例によれば、コストの安いＬＤ素子を搭載することが可能になり、低コストの画像形成装置を実現することができる。

さらに、第３実施例では第１実施例と比較するとわかるように、出力画像用ラスタデータは、１画素あたり５ｂｉｔ（第１実施例１では１画素あたり６ｂｉｔ）のデータ量で第１実施例と同じデータ量を実現することができる。擬似中間調処理を解像度６００ｄｐｉ、量子化数４ｂｉｔで行った結果は、データ量的には第１実施例であっても第３実施例であってもデータの損失はおこらない。このため、第３実施例によれば、データ転送量、データの記憶容量などにおいて利点がある画像形成装置を実現することができる。

〔第４実施例（請求項２，５，１７，２０の実施例）〕
次に、この発明の第４実施例について説明する。この第４実施例では、書き込みを行う露光ユニットが光源にＬＥＤ（発光ダイオード）アレイを使用することが特徴の一つである。ＬＥＤ光学系では、第１実施例などのＬＤラスタ方式に比べて、
（１）ポリゴンミラーなどの駆動部がないことによる騒音の低減、
（２）光学ユニット自体の大きさが小さくてすむことによる省スペース化の実現、
といった長所がある。また、この発明に関連する部分では、発光光による感光体への書き込みが、いわゆる副走査方向（感光体ドラムの回転方向すなわちドラム周方向のこと）に行われることが、ＬＤラスタ方式との大きな相違点である。

この第４実施例では、この発光光の走査方向が第２実施例における走査方向を９０℃回転させた方向になっている。また、この第４実施例では、「写真画像」に対しては、擬似中間調処理を解像度６００ｄｐｉ（主走査方向）×１２００ｄｐｉ（副走査方向）で、量子化数は３ｂｉｔで擬似中間調処理を施す。そして、実質的に主走査方向６００ｄｐｉ×副走査方向１２００ｄｐｉで書き込みを行う。その書き込みはＬＥＤアレイで行うために、この場合にはＬＥＤアレイの１つおきのＬＥＤを発光させることにより、解像度を実質的に６００ｄｐｉに低下させて書き込みを行う。

図１３に示すように、上述のようにして擬似中間調処理を施したデータは、解像度適合処理をとおして出力画像用ラスタデータが生成される様子を表したものである。第４実施例では、第２実施例（図１１）の走査方向を丁度９０度回転させたような形態になっている。機能的には第２実施例と同じであるので、詳細な説明は省略する。

〔第５実施例（参考例）〕
次に、この発明の第５実施例について説明する。この第５実施例の画像形成装置もほぼ全ての構成において第１実施例と同じである。第１実施例との相違点は、第１実施例では擬似中間調処理が図４に示した画像属性に応じたディザ法であるのに対して、第５実施例では擬似中間調処理が誤差拡散法による点である。

第５実施例では、擬似中間調処理が図１４に示す誤差拡散マトリクスによる誤差拡散法を適用して行う。誤差拡散法についての詳しい内容（具体的な処理の中身）については、従来技術と同じであるので説明を省略する。この実施例では、誤差拡散処理は、「文字・線画像」に対しては解像度１２００ｄｐｉ、量子化数１ｂｉｔで行っている。また、「写真画像」および「グラフィックス画像」に対しては、解像度６００ｄｐｉ、量子化数１ｂｉｔで誤差拡散処理を行っている。

さらに、「写真画像」および「グラフィックス画像」については、解像度６００ｄｐｉで誤差拡散処理を行ったあとに解像度度適合処理を適用して、解像度１２００ｄｐｉ、２ｂｉｔの出力画像用のラスタデータを生成する。１画素あたり２ｂｉｔデータの内訳は、上位１ｂｉｔが「文字・線画像」用、下位１ｂｉｔが「写真画像」、「グラフィックス画像」用である。

〔作像部の他の実施例〕
ここで、この発明による画像形成装置に適用できる他の作像部の例を説明する。
図１６はタンデムタイプ（直接転写タイプ）のカラー作像部の例を示す構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。この作像部は、図１に示した第１実施例の作像部から搬送ベルト９とローラ９１，９２を省き、ローラローラ８３を単なるテンションローラとし、ローラ８１，８２，８３によって中間転写体８に代えて搬送ベルト８０を張架している。さらに、レジストローラ対１８と定着ユニット７の位置を入れ替えた構成になっている。

そして、各色の画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋによってそれぞれ感光体ドラム１の表面に形成されたマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各トナー像を、レジストローラ対１８によって点線矢印Ｇで示すように搬送ベルト８０上に給送されて矢示Ｅ方向に搬送される記録シートに、直接順次重ね合わせて転写する。その記録シートが定着ユニット７を通過し、転写されたトナー像が定着されてカラー印刷画像となって機外へ搬出される。
このようなタンデムタイプ（直接転写タイプ）のカラー作像部を備えた画像形成装置においても、前述したこの発明による第１乃至第５の各実施例と同様な画像処理機能を持たせ、その画像形成方法を実施することができる。

図１７はリボルバータイプのカラー作像部の例を示す構成図である。この作像部は、ひと組の感光体ドラム４１、帯電ローラ４２、転写ローラ４５、およびクリーニングユニットと、ＭＣＹＫ４色の現像器を回転切り替え可能に設けたリボルバ現像ユニット４４と、紙搬送ドラム４８および定着ユニット４７を備えている。

そして、リボルバ現像ユニット４４における使用する現像器を順次切り替えて、感光体ドラム４１上に形成する各色のトナー像を、紙搬送ドラム４８上に重ね合わせて転写し、それを矢示Ｈ方向から給紙される記録シート上に転写して、定着ユニット４７で定着して排出する。
このようなリボルバータイプのカラー作像部を備えた画像形成装置においても、前述したこの発明による第１乃至第５の各実施例と同様な画像処理機能を持たせ、その画像形成方法を実施することができる。

〔各請求項に係る発明の作用効果〕
（１）請求項１，４の画像形成装置と請求項１６，１９の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法では、「写真画像」または「グラフィックス画像」の場合は、「文字・線画像」の場合に比べて露光ユニットにおける複数の発光点（レーザダイオード又はＬＥＤ）のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、「文字・線画像」の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの副走査方向のビームスポット径をＤｓとしたときに、Ｄｓ＞Ｌの関係を満足するようにして、各発光点からの発光光を主走査方向に走査することにより書き込みを行い、その書き込みに使用する発光点の個数に応じて、「写真画像」または「グラフィックス画像」の場合には、「文字・線画像」に比べて副走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施すことが特徴である。
上記擬似中間調処理は、文字・線画像の場合は解像度が１２００ｄｐｉで、写真画像またはグラフィックス画像の場合は解像度が主走査方向に１２００ｄｐｉで副走査方向に６００ｄｐｉで、それぞれ行うとよい。

このような構成にすることにより、文字・線画像の場合には、高い解像度による画像データ生成が可能となり、ジャギーのような文字や斜め線のガタツキを解消することができる。その結果、紙等の記録シート上の画像（ハードコピー画像）においても、各種フォントの違いを識別することができるような表現が可能になる。
また、写真画像やグラフィックス画像の場合には、階調再現性に優れた画像形成を実現することができる。つまり、ハイライト部の再現性に優れ、ダーク部でのつぶれを防止することができ、その結果として急激な濃度変化が発生するようなことがなくなる。

このようにすることができる理由については、背景技術の項でも説明したように、ビーム径を小さくすることなしに解像度の高い書き込みを行うことによって、露光領域が広がって静電潜像が広く浅い状態で形成されてしまうことを防ぐことができるためである。
その結果、出力画像において階調の急激な変化（階調とび）などの異常画像が発生することがない画像形成を、前述の高解像度化によるジャギーの低減の利点と両立して実現することができる。また、色・階調補正を行って画像出力をするフルカラー画像形成装置においては、階調の急激な変化は、その急激な階調変化を起こす部分での階調損失が顕著となる結果、擬似輪郭の発生による著しい画質劣化を引き起こすが、この発明によれば急激な階調変化が生じないため、このような画質劣化の要因となる擬似輪郭が発生しなくなる。

また、レーザダイオード（ＬＤ）ラスタ方式の書き込みを行うマルチビーム光学系では、いわゆる主走査方向（感光体ドラムの回転方向と直角な方向）にレーザビームを走査することにより書き込みを行って静電潜像を形成する。
図２０に示した例においては、「写真画像」の場合に、主走査方向と副走査方向をともに解像度を小さくする（１／２の解像度とする）ことによって、露光領域が広がって静電潜像が広くて浅い状態で形成されてしまうのを防ぐことができるため、その結果として階調再現性に優れた画像形成を実現することができることを説明した。

それと同じメカニズムにより、副走査方向のみの解像度を小さくした（例えば１／２の解像度とする）場合においても、副走査方向への露光領域の広がりを防止することができるため、副走査方向への解像度を小さくしない場合に比べて、階調再現性に優れた画像形成を実現することができる。

さらに、ＬＤラスタ方式の書き込みを行い、主走査方向にレーザビームを走査して書き込み行う。このため、ＬＤ点灯中は主走査方向にビーム位置が移動するため、レーザビームによる露光領域は主走査方向に長い露光領域となる。このような場合には、主走査方向の解像度を小さくすることに比べて、副走査方向の解像度を小さくした方が、露光領域の面積を小さくする観点からは有利であることは、図１５によって説明した通りである。このため、この画像形成装置および画像形成方法によれば、効率良くレーザビームによる露光領域を小さくすることができる。

また、主走査方向の解像度については小さくしない（主走査方向の解像度は１２００ｄｐｉのままである）。そのため、１画素あたりの光量を小さくすることが可能になる。ＬＤの最大発光量（定格値）はＬＤ素子の価格と直結しているため、最大発光量の小さなＬＤ素子を使用できることは、低コストのＬＤ素子を使用することができることになる。したがって、階調性再現性にすぐれた画像形成装置を低コストで実現することが可能になる。
さらに、書き込みの副走査方向のビームスポット径Ｄｓが上記Ｄｓ＞Ｌの条件を満たす場合に、「写真画像」または「グラフィックス画像」のときに使用する発光点の数を少なくすると、ビームにより感光体上を露光する露光領域を小さくすることができるようになる。一方、ビームスポット径が小さい（Ｄｓ＜Ｌ）場合には、ビームにより感光体上を露光する露光領域は小さくはならず、使用する発光点の数を少なくしてもしなくても同じである。
しかし、ビームスポット径を小さくすることは従来技術の項で記載したように、光学系の大型化や大径のレンズを使用することが必要になるためにコストの増大を引き起こす。この発明によれば、このようなビームスポット径を小さくすることができない場合（小型の光学系やコストの安い光学系を使用する場合）において、「文字・線画像」での形状再現性と、「写真画像」あるいは「グラフィックス画像」での階調再現性との両立を実現することができるようになる。

（２）請求項２，５の画像形成装置と請求項１７，２０の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法では、「写真画像」または「グラフィックス画像」の場合は、「文字・線画像」の場合に比べて露光ユニットにおける複数の発光点（レーザダイオード又はＬＥＤ）のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、「文字・線画像」の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの主走査方向のビームスポット径をＤｍとしたときに、Ｄｍ＞Ｌの関係を満足するようにして、各発光点からの発光光を副走査方向に走査することにより書き込みを行い、その書き込みに使用する発光点の個数に応じて、「写真画像」または「グラフィックス画像」の場合には、「文字・線画像」に比べて主走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施すことが特徴である。
上記擬似中間調処理は、文字・線画像の場合は解像度が１２００ｄｐｉで、写真画像またはグラフィックス画像の場合は解像度が主走査方向に６００ｄｐｉで副走査方向に１２００ｄｐｉで、それぞれ行うとよい。

この場合も、上述の画像形成装置と画像形成方法について説明したのと同様な効果が得られる。そして、感光体上を副走査方向に走査する光学系を使用した画像形成装置において、主走査方向の解像度を小さくした方が、露光領域を小さくする観点からは有利である。この場合は、１画素に相当する露光領域が縦に長い、つまり副走査方向に長い形状となる。
してがって、上述の場合と同様に効率良く露光領域を小さくすることによって、階調再現性にすぐれた画像形成を実現することが可能になる。

また、書き込みの主走査方向のビームスポット径Ｄｍが上記Ｄｍ＞Ｌの条件を満たす場合に、上記（１）の説明とまったく同じ理由により、ビームスポット径を小さくすることができない場合（小型の光学系やコストの安い光学系を使用する場合、あるいは副走査方向に感光体上を走査するＬＥＤ光学系を使用する場合）においても、「文字・線画像」での形状再現性と、「写真画像」あるいは「グラフィックス画像」での階調再現性とを両立して良好にすることができる。

（３）請求項３の画像形成装置と請求項１８の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置又は画像形成方法において、入力データとして同一記録面（同一の紙上）に、「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とが混在している場合でも、「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とでは複数発光点の中で使用する発光点の個数が異なるような光書き込みを行い、その使用する発光点の個数に応じて、「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とでは、解像度が異なる擬似中間調処理を施すことが特徴である。

したがって、このような混在画像に対しても、上述した各画像形成装置又は画像形成方法と同様に、それぞれの画像種ごとに適した擬似中間調処理と使用する発光点数の組み合わせが選択されることよって、「文字・線画像」部分と「写真画像」部分または「グラフィックス画像」部分とを、それぞれの部分ごとにもっとも品質の高い画質で出力することができるようになる。

（４）請求項６の画像形成装置と請求項２１の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置または画像形成方法において、発光点の光変調駆動が、１画素あたりの発光量を多値で変調することを特徴とする。

このような光変調駆動をすることにより、画像種によって使用する発光点の個数を変更する書き込みを行う場合においても、「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とで別々の値に１画素あたりの光量を設定することができるようになり、さらにこの光量設定を、ＬＤ駆動のハードウエア的な変更（例えばＬＤへの印加電流を可変抵抗の調整により変更すること）を必要とせずに行うことができる。
したがって、この発明によれば、「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とで、ハードウエア構成的にまったく同一の構成をとりながら、データ値のみを変えることによって、１画素あたりの光量を画像種ごとにそれぞれ望ましい光量に設定することが可能になる。

（５）請求項７の画像形成装置と請求項２２の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置または画像形成方法において、出力画像用データとＬＤの光変調駆動状態との対応関係が、「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とでは、異なる変換規則によって対応づけられていることが特徴である。

「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とでは擬似中間調処理を実施する際の解像度が異なることをすでに説明した。また、これらの画像種の違いは、望ましい画質においても違いがあることもすでに説明した。このため、これらの相違点のために、「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とでは、望ましい出力画像用データとＬＤの光変調駆動状態とが異なる。

この発明によれば、このような状況を反映して、それぞれの画像種に対して、出力画像用データとＬＤの光変調駆動状態との対応関係とを、別々に設定しておくように構成している。これにより、「文字・線画像」においては形状再現性重視の設定に、「写真画像」または「グラフィックス画像」においては階調再現性重視の設定に、それぞれより調整することができるようになり、画像種ごとの異なる高画質化を一層良好に実現することができる。

（６）請求項８の画像形成装置と請求項２３の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置または画像形成方法において、書き込みに使用する複数の発光点を、１チップ上に複数のＬＤを配列したＬＤアレイによって形成することが特徴である。

１チップ上に発光点であるＬＤを複数形成したＬＤアレイは光学ユニットを使用することにより、装置を小型化することが可能になる。すなわち、ＬＤアレイを使用することによって、複数の発光点をもつ発光ユニットを、単一の発光点をもつ通常の光学ユニットとほぼ同じ大きさに収容することが可能になる。
したがって、複数発光点をもつこの発明による画像形成装置を実現する際に、装置が大型化するといった問題が発生することなく、小型の画像形成装置を実現することができる。

（７）請求項９の画像形成装置と請求項２４の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置または画像形成方法において、「文字・線画像」に施す擬似中間調処理と、「写真画像」または「グラフィックス画像」に施す擬似中間調処理とはともに誤差拡散法であり、その解像度が異なることが特徴である。

この発明によれば、擬似中間調処理が誤差拡散法であるため、濃度再現性に優れた画像（平均の濃度が保存され、例えばモアレが発生しにくい）の出力が可能になる。
また、誤差拡散の解像度を、「文字・線画像」と「写真画像」または「グラフィックス画像」とで異ならせることにより、次のような効果が得られる。

誤差拡散法では、特にハイライト部においては、オリジナルデータの濃度が保存されて良好に濃度が再現されるが、ドットの間隔が離れすぎるために形状情報が失われてしまうという欠点がある。そこで、形状情報が要求される「文字・線画像」に対しては、解像度の高い誤差拡散法を適用することにより、形状情報が良好に再現されようになる。すなわち、高解像度化によりドットの数が多くなるため、形状情報が失われずに再現されるようになる。一方、「写真画像」または「グラフィックス画像」などでは、階調再現性が要求されるため、解像度は６００ｄｐｉ程度で十分であり、逆に高解像度（１２００ｄｐｉ）の誤差拡散法を適用した場合には、急峻なγ特性を持つようになり、バンディングなどのノイズが多い不安定な画像になってしまう。

そのため、この発明では、「文字・線画像」に対しては、高い解像度の誤差拡散法を適用することにより形状再現性を良好に維持し、「写真画像」または「グラフィックス画像」に対しては、解像度を低くした（露光領域を集中させて小さくした書き込みを行う）誤差拡散法を適用することにより、階調再現性を良好に維持することが可能になる。

（８）請求項１０の画像形成装置と請求項２５の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置または画像形成方法において、「文字・線画像」に施す擬似中間調処理が誤差拡散法であり、「写真画像」または「グラフィックス画像」に施す擬似中間調処理がディザ法であることが特徴である。

上述と同じ考え方により、「文字・線画像」に対しては、高解像度の誤差拡散法を適用することにより形状再現性を良好に維持することができる。また、「写真画像」または「グラフィックス画像」に対しては、ディザ法を適用することにより粒状性に優れた階調再現が可能になる。さらに、「写真画像」または「グラフィックス画像」に対しては実質的に解像度を下げることによって、ビームによる露光領域を小さくすることができるようになるため、階調再現性の優れた画像形成を実現することが可能になる。

（９）請求項１１の画像形成装置と請求項２６の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置または画像形成方法において、「文字・線画像」に施す擬似中間調処理と、「写真画像」または「グラフィックス画像」に施す擬似中間調処理とが、ともにディザ法であることが特徴である。

この発明によれば、「写真画像」または「グラフィックス画像」に対して、低い解像度（６００ｄｐｉ）でのディザ法を適用することにより、ビームによる露光領域を集中させて小さくすることができるため、階調性再現性にすぐれ、さらに粒状性の良好な画像を実現することができる。このほか、ディザ法では例えば誤差拡散法などにくらべて擬似中間調処理の負担が小さい（計算負荷が小さい）ために高速な擬似中間調処理を実現することができる。

また、この発明によれば、「文字・線画像」に施す擬似中間調処理では、ディザの解像度を高くすることにより、ディザマトリクスの形状による「文字・線画像」での形状再現性を悪化させる要因を取り除くことができるようになり、形状再現性を良好に保つことができる。一方で、解像度が大きくなるにしたがって、擬似中間調処理の負担（処理時間の増大）は大きくなる。このため、擬似中間調処理への負担が比較的小さいディザ法を使用することによって、高速な擬似中間調処理の実現が可能になる。

（１０）請求項１２の画像形成装置と請求項２７の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上記（１４）の画像形成装置または画像形成方法において、「文字・線画像」に施す擬似中間調処理と、「写真画像」または「グラフィックス画像」に施す擬似中間調処理とでは、線数が異なることが特徴である。

擬似中間調処理方法としてのディザ法では、複数画素を１単位（基本マトリクス）として、階調の表示を行っている。同じ面積率（同じ画像濃度）の画像を作成する際に、ディザ法では基本マトリクスのサイズ（基本マトリクスを構成する画素数）を大きくとるか小さく取るかといった問題がある。これをディザ法で線数として表す。つまり、線数が小さいとは、基本マトリクスが大きいことを意味し、同じ面積率の画像を再現する場合においては、書き込みを行う箇所が集中している状態に相当する。一方、線数が大きいとは、基本マトリクスが小さいことを意味し、書き込みを行う箇所が多くなっている状態に相当する。

ディザ法では、画像種ごとに最も適した線数が異なるといった側面がある。また、この画像種ごとの最も適した線数はプリンタエンジン部分の性能によって左右される。このプリンタエンジン部分の性能は、トナーの平均体積粒径、感光体膜厚、現像剤のt特性などによって決定される。そして、この発明のように画像種により使用する発光点の個数が異なる場合にはさらにその性能の違いが顕著になる。したがって、最も適した線数は各プリンタエンジンごとに決定して設定する必要がある。
この発明によれば、画像種ごとにディザの線数を変えて設定するため、最も高画質の画像を出力することができる。

（１１）請求項１３の画像形成装置と請求項２８の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置または画像形成方法において、入力データに対して階調補正（γ変換）を行った後に擬似中間調処理を施すことが特徴である。
前述した（１）の発明によれば、ハイライト部の再現が良好であり、ダーク部のつぶれが少なくなる結果、濃度変化の急激な部分が少なくなり、良好な階調再現性を実現することができることを説明した。

第１実施例で説明したように、階調補正（γ変換）の機能は、プリンタエンジン部分の特性に影響されることがなく、入力データと出力画像の反射濃度を一定に保つことである。より具体的には第１実施例について説明したので、ここでは説明を省略する。この階調補正により、例えば濃度が急激に変化するようなプリンタエンジン特性を示す場合であっても、ある程度は狙いの反射濃度の値に合せることが可能になる。

しかしながら、このような急激な濃度変化を示すプリンタエンジンに、階調補正を適用した場合には階調損失が発生する。この階調損失は、プリンタのエンジン特性が急激な濃度変化を示すために、本来であれば少しづつの濃度変化を付けたいような場合であっても、その濃度に相当するデータが取れない（８ｂｉｔの整数にならず、小数点を含むような値になってしまうため）。そのため、結局濃度差のまったくない箇所と、急激な濃度変化を起こす箇所との繰返しで、緩やかな階調変化を代用することしかできないためである。
この濃度変化がまったくない部分では、本来の階調変化が失われているために、階調損失と呼ばれる。このような階調損失の発生の結果として、出力画像では、擬似輪郭が発生した異常画像をふくむ画像が出力されるといった問題が発生する。

この発明によれば、入力データに対して階調補正（γ変換）を行った後に擬似中間調処理を施すことにより、急激な濃度変化が発生せず、良好な階調再現性を示すプリンタエンジンを実現する。そのため、入力データに対して、階調補正を行って画像出力行う場合であっても、上述のような階調損失が生じることがない。したがって、階調損失に起因して発生する擬似輪郭が発生することのない画像形成装置を実現することができる。

（１２）請求項１４の画像形成装置と請求項２９の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上述した各画像形成装置または画像形成方法において、ＣＭＹＫの各色成分のトナー像を、紙などの像担持体上に重ね合わせてフルカラー画像を出力することが特徴である。
フルカラー画像では、モノクロ画像とは比較にならないほど、擬似輪郭に対しての許容範囲が狭い。これは、カラー画像では、出力画像の対象として写真画像などが多くなるためもあるが、人物画像の肌色など、ＣＭＹＫ色のハイライトを正確に再現する必要がある画像データが増えるためでもある。
しかし、この発明によれば、フルカラー画像出力時においても擬似輪郭が発生することがなくなる。

（１３）請求項１５の画像形成装置と請求項３０の画像形成方法
この画像形成装置および画像形成方法は、上記（１７）の画像形成装置または画像形成方法において、入力データに対して色補正処理を行った後に擬似中間調処理を行うことが特徴である。
色補正処理についても、階調補正と同じような、多値（８〜１２ｂｉｔ）データから多値データへの変換である。階調補正がＣＭＹＫそれぞれのγカーブを変換する１次元の変換であるの対して、色補正ではＲＢＧデータからＣＭＹＫデータを生成するなどの多次元の変換であることが両者の相違点である。

このことからも分かるように、色補正処理においても、プリンタエンジンの特性として急激な濃度変化を伴うような場合には、色補正を十分正確に行うことができず、例えば色相のことなる別の色になってしまう。そのほかに、やはり擬似輪郭なような本来であれば存在しないような色の切れ目が生じてしまう。
これに対して、この発明によれば、プリンタエンジン部の特性が急激な濃度変化のない特性を示すようにしてあるので、上記のような色の切れ目が発生することのないフルカラー画像形成を実現することができる。

この発明は、静電複写機、レーザプリンタ、普通紙ファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いる画像形成装置、特に、書込部（露光ユニット）に複数の発光点（レーザダイオードや発光ダイオード等）を持つマルチビーム光学系を搭載し、入力画像データに対して擬似中間調処理を施し、その出力画像用データに基づいて書込部の複数の発光点を光変調することによって書き込みを行うようにした画像形成装置、およびその画像形成方法に適用することができ、その画質を向上させることができる。

この発明の第１実施例を説明するための画像形成装置全体の概略構成を示すシステム構成図である。 同じくその画像形成装置におけるデータの流れを表したブロック図である。 同じくその画像処理部での画像データの流れを示す説明図である。 同じくその画像属性と擬似中間調処理との関係を示す図である。 図３における解像度適合処理の概要を示す模式的な説明図である。

同じく第１実施例の写真画像時の変換テーブルを示す図である。 同じく文字・線画像出力時のビデオ信号処理部からＰＷＭ信号生成部を通してＬＤ駆動部へのデータの流れを示す説明図である。 同じく写真、グラフィックス画像出力時のビデオ信号処理部からＰＷＭ信号生成部を通してＬＤ駆動部へのデータの流れを示す説明図である。 同じく文字・線画像形成時の変換テープルを示す図である。 同じくＰＷＭ信号生成部へ渡されるデータ値とＬＤの発光量との関係を示す図である。

この発明の第２実施例による解像度適合処理の概要を示す模式的な説明図である。 この発明の第３実施例による解像度適合処理の概要を示す模式的な説明図である。 この発明の第４実施例による解像度適合処理の概要を示す模式的な説明図である。 この発明の第５実施例による擬似中間調処理で使用する誤差拡散マトリクスの例を示す図である。

この発明の第２実施例により副走査方向に解像度を落す方が狭い露光領域を実現できることを説明するための比較図である。 この発明による画像形成装置に適用できるタンデムタイプのカラー作像部の例を示す構成図である。 この発明による画像形成装置に適用できるリボルバータイプのカラー作像部の例を示す構成図である。

従来の電子写真プロセスを用いる画像形成装置における作像部（プリンタ部）の概略構成図である。 同じくその画像処理部の構成例を示すブロック図である。 点画像の解像度による画像データと感光体上での露光領域との対応関係を示す説明図である。 ライン画像の解像度による画像データと感光体上での露光領域との対応関係を示す説明図である。

１：感光体ドラム ２：帯電ローラ ３：露光ユニット ３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ：レーザ発生走査部 ４：現像ユニット ５：転写ローラ ６：クリーニングユニット ７：定着ユニット ８：中間転写体（中間転写ベルト） ９：搬送ベルト １０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋ：画像形成ユニット １１：画像入力部 １２：画像処理部 １３：ＭＴＦフィルタ処理部 １４階調補正処理（γ変換処理）部 １５：擬似中間調処理部 １６：画像出力部 １７：ビデオ信号処理部 １８：レジストローラ対 ２０：プリンタ ２１：ラスタ化処理部 ２２：ＰＷＭ信号生成部 ２３：ＬＤ駆動部 ２５：作像部 ３０：ホストコンピュータ ３１：アプリケーションソフト ３２：プリンタドライバ

１０１：感光体ドラム １０２：帯電ローラ １０３：露光ユニット １０４：現像ユニット １０５：転写・搬送ユニット １０６：クリーニングユニット １０７：定着ユニット １１０：記録シート １１１：画像入力部 １１２：画像処理部 １１３：ＭＴＦフィルタ処理部 １１４階調補正処理（γ変換処理）部 １１５：擬似中間調処理部 １１７：ビデオ信号処理部 １２０：システムバス １２１：ＣＰＵ（中央処理装置） １２２：ＲＯＭ（プログラムメモリ） １２３：ＲＡＭ（データメモリ） １２４：操作部

Claims (30)

1. 入力画像データに対して、擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成する擬似中間調処理部と、該擬似中間調処理部によって作成された出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行う書込部とを備えた画像形成装置であって、
   前記書込部は、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて前記複数の発光点のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、文字・線画像の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの副走査方向のビームスポット径をＤｓとしたときに、Ｄｓ＞Ｌの関係を満足するようにして、前記各発光点からの発光光を主走査方向に走査することにより書き込みを行う機能を有し、
   前記擬似中間調処理部は、前記書込部が使用する発光点の個数に応じて、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて副走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施す機能を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 入力画像データに対して、擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成する擬似中間調処理部と、該擬似中間調処理部によって作成された出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行う書込部とを備えた画像形成装置であって、
   前記書込部は、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて前記複数の発光点のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、文字・線画像の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの主走査方向のビームスポット径をＤｍとしたときに、Ｄｍ＞Ｌの関係を満足するようにして、前記各発光点からの発光光を副走査方向に走査することにより書き込みを行う機能を有し、
   前記擬似中間調処理部は、前記書込部が使用する発光点の個数に応じて、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて主走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施す機能を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   同一記録面に対して文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィックス画像のデータとが混在する入力画像データに対して、前記擬似中間調処理部が擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成し、前記書込部がその出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行って、同一記録面に文字・線画像と写真画像またはグラフィックス画像とが混在する画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記擬似中間調処理部は、文字・線画像の場合は解像度が１２００ｄｐｉでの擬似中間調処理を、写真画像またはグラフィックス画像の場合は解像度が主走査方向に１２００ｄｐｉで副走査方向に６００ｄｐｉでの擬似中間調処理を、それぞれ行う擬似中間調処理部であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記擬似中間調処理部は、文字・線画像の場合は解像度が１２００ｄｐｉでの擬似中間調処理を、写真画像またはグラフィックス画像の場合は解像度が主走査方向に６００ｄｐｉで副走査方向に１２００ｄｐｉでの擬似中間調処理を、それぞれ行う擬似中間調処理部であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記書込部は、前記発光点の光変調を行うために、１画素あたりの発光量を多値で変調する機能を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記書込部は、出力画像用データと発光点の光変調状態との対応関係が、文字・線画像の場合と写真画像またはグラフィックス画像の場合とでは、異なる変換規則によって対応づけられている書込部であることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記書込部は、前記複数の発光点を１チップ上に複数のレーザダイオードを配列したレーザダイオード・アレイによって形成する書込部であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記擬似中間調処理部は、文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィックス画像のデータのいずれにも誤差拡散法による擬似中間調処理を施す擬似中間調処理部であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記擬似中間調処理部は、文字・線画像のデータには誤差拡散法による擬似中間調処理を施し、写真画像またはグラフィックス画像のデータにはディザ法による擬似中間調処理を施す擬似中間調処理部であることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記擬似中間調処理部は、文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィックス画像のデータのいずれにもにディザ法による擬似中間調処理を施す擬似中間調処理装置であることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１に記載の画像形成装置において、
    前記擬似中間調処理部は、文字・線画像のデータに施す擬似中間調処理と、写真画像またはグラフィックス画像のデータに施す擬似中間調処理とでは、線数を異ならせる擬似中間調処理部であることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    入力画像データに対して、前記擬似中間調処理部が擬似中間調処理を行う前に階調変換（γ変換）を行う階調変換処理部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    前記書込部によって書き込まれた画像をシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色成分のトナーによって現像した各トナー像を、像担持体上に重ね合わせてフルカラー画像を出力するカラー画像形成部を有することを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１４に記載の画像形成装置において、
    入力画像データに対して、前記擬似中間調処理部が擬似中間調処理を行う前に色補正処理を行う色補正処理部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
16. 入力画像データに対して擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成し、その出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行う画像形成方法であって、
    写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて前記複数の発光点のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、文字・線画像の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの副走査方向のビームスポット径をＤｓとしたときに、Ｄｓ＞Ｌの関係を満足するようにして、前記各発光点からの発光光を主走査方向に走査することにより前記書き込みを行い、
    その書き込みに使用する発光点の個数に応じて、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて副走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施すことを特徴とする画像形成方法。
17. 入力画像データに対して擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成し、その出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行う画像形成方法であって、
    写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて前記複数の発光点のうちで使用する発光点の数を少なくすると共に、文字・線画像の解像度に基づく１画素あたりの長さをＬとし、書き込みの主走査方向のビームスポット径をＤｍとしたときに、Ｄｍ＞Ｌの関係を満足するようにして、前記各発光点からの発光光を副走査方向に走査することにより前記書き込みを行い、
    その書き込みに使用する発光点の個数に応じて、写真画像またはグラフィックス画像の場合は、文字・線画像の場合に比べて主走査方向の解像度が低い擬似中間調処理を施すことを特徴とする画像形成方法。
18. 請求項１６又は１７に記載の画像形成方法において、
    同一記録面に対して文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィックス画像のデータとが混在する入力画像データに対して、前記擬似中間調処理を施して出力画像用データを作成し、その出力画像用データに基づいて複数の発光点を光変調することにより書き込みを行って、同一記録面に文字・線画像と写真画像またはグラフィックス画像とが混在する画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
19. 請求項１６に記載の画像形成方法において、
    前記擬似中間調処理を、文字・線画像の場合は解像度が１２００ｄｐｉで、写真画像またはグラフィックス画像の場合は解像度が主走査方向に１２００ｄｐｉで副走査方向に６００ｄｐｉでそれぞれ行うことを特徴とする画像形成方法。
20. 請求項１７に記載の画像形成方法において、
    前記擬似中間調処理を、文字・線画像の場合は解像度が１２００ｄｐｉで、写真画像またはグラフィックス画像の場合は解像度が主走査方向に６００ｄｐｉで副走査方向に１２００ｄｐｉでそれぞれ行うことを特徴とする画像形成方法。
21. 請求項１６乃至２０のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
    前記書き込みの際に前記発光点の光変調を行うために、１画素あたりの発光量を多値で変調することを特徴とする画像形成方法。
22. 請求項１６乃至２１のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
    前記書き込みの際の出力画像用データと発光点の光変調状態との対応関係が、文字・線画像の場合と写真画像またはグラフィックス画像の場合とでは、異なる変換規則によって対応づけられていることを特徴とする画像形成方法。
23. 請求項１６乃至２２のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
    前記書き込みに使用する前記複数の発光点を、１チップ上に複数のレーザダイオードを配列したレーザダイオード・アレイによって形成することを特徴とする画像形成方法。
24. 請求項１６乃至２３のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
    前記擬似中間調処理によって、文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィックス画像のデータのいずれにも誤差拡散法による擬似中間調処理を施すことを特徴とする画像形成方法。
25. 請求項１６乃至２３のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
    前記擬似中間調処理によって、文字・線画像のデータには誤差拡散法による擬似中間調処理を施し、写真画像またはグラフィックス画像のデータにはディザ法による擬似中間調処理を施すことを特徴とする画像形成方法。
26. 請求項１６乃至２３のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
    前記擬似中間調処理によって、文字・線画像のデータと写真画像またはグラフィックス画像のデータのいずれにもにディザ法による擬似中間調処理を施すことを特徴とする画像形成方法。
27. 請求項２６に記載の画像形成方法において、
    前記擬似中間調処理を、文字・線画像のデータに施す場合と、写真画像またはグラフィックス画像のデータに施す場合とで、線数を異ならせることを特徴とする画像形成方法。
28. 請求項１６乃至２７のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
    入力画像データに対して、階調変換（γ変換）を行った後に前記擬似中間調処理を行うことを特徴とする画像形成方法。
29. 請求項１６乃至２８のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
    前記書き込んだ画像を、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色成分のトナーによって現像し、その各トナー像を像担持体上に重ね合わせてフルカラー画像を出力することを特徴とする画像形成方法。
30. 請求項２９に記載の画像形成方法において、
    入力画像データに対して色補正処理を行った後に、前記擬似中間調処理を行うことを特徴とする画像形成方法。

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