JP4863846B2 - カラー画像形成装置及びカラー画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー画像形成装置及びカラー画像処理装置に関し、より詳細には、カラー画像構成成分毎にズーム処理する機能をもったカラー画像形成装置、及びその装置に組み込まれるカラー画像処理装置に関する。

カラー複写機や他の機能を具備したカラー複合機などのカラー画像形成装置では、一般的にＣＭＹＫの４色のエンジンが搭載され、各色のエンジン毎に独立して並行駆動させることができる。

カラー画像形成装置では、例えば、入力された画像データ（一般的にはＲＧＢデータ）に対し、ＣＭＹ系に色変換を行ってＫを生成し、各色の画像データを各色用のエンジンに入力する。各エンジンでは、並行して、電子ズームと呼ばれるズーム処理や誤差拡散等の中間調処理をはじめ空間フィルタリング、メモリへの書き込み処理など様々な印字データ生成処理が施される。さらに、各色の印字データに基づく印字処理は独立して順次或いは並行して実行され、同一記録紙上に合成されてカラー画像が印刷された記録紙となる。

このように、従来のカラー画像形成装置では、各色専用のエンジンを設けることで、複数色の混合でなるカラー画像を印刷する際には各色のエンジンを駆動させて効率良く並行に各色の処理が可能となる。これにより、高速のカラー印刷が可能となる。

なお、特許文献１には、出力装置のコストを抑えながら画質を向上させる画像処理装置が開示されている。この画像処理装置では、入力端子より入力された主走査及び副走査方向の解像度が同じ多値画像データが、補間処理部により主走査方向に２倍の解像度に変換され、２値化処理部により主走査方向と副走査方向の解像度の違いに応じて誤差伝搬のさせ方を変えた誤差伝搬マトリックスによって２値画像データに２値化され、出力端子から出力される。
特開平９−９３４３５号公報

しかしながら、従来技術によるカラー画像形成装置では、黒色をはじめとする単色で印刷可能な画像データが入力された場合、その単色のエンジンのみを駆動させるため、他の色のエンジンが使用されないといった非効率な処理となってしまう。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、各色の画像形成処理を並行して実行可能で、且つ単色で印字可能な画像データが入力された場合には、より高速に或いはより高解像度で印刷することが可能なカラー画像形成装置、及びその装置に組み込まれるカラー画像処理装置を、提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、画像形成処理を行う画像形成手段を複数色の各色毎に備え、入力された画像データに対して各色毎に画像形成処理した後の画像データを同一記録紙に合成印刷することでカラー印刷を行うカラー画像形成装置であって、前記複数色の各色毎の前記画像形成手段は、各色の画像データをズーム処理するズーム処理手段、ズーム処理後の画像データに中間調処理を施す中間調処理手段、中間調処理後の画像データをメモリに書き込むメモリ書き込み手段、及び該メモリに書き込まれた画像データを印字する印字手段を有し、当該カラー画像形成装置は、前記入力された画像データが、前記複数色のうちいずれかの単色用の印字手段で印字が可能であった場合、前記入力された画像データに対し、前記複数色のうち所定色用のズーム処理手段、中間調処理手段、及びメモリ書き込み手段以外に、他の色用のズーム処理手段、中間調処理手段、及びメモリ書き込み手段の一部又は全部も併せて用いて、前記単色の前記入力された画像データを主走査方向に２倍、副走査方向に２倍の解像度の画像データに拡張して前記メモリに書き込む単色処理手段を備え、該書き込んだ画像データを前記単色用の印字手段で印字することを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記単色処理手段は、前記入力された画像データを前記所定色用のズーム処理手段で処理後、１ライン遅延させ、遅延後のライン上の連続する２画素の平均値を主走査方向の補間値として算出する第１の算出手段と、前記入力された画像データを前記所定色用のズーム処理手段で処理後、前記所定色以外である他色用のズーム処理手段のうちの１つに、前記所定色用のズーム処理手段で処理後のデータを入力して、副走査方向に補間して補間ラインを生成する補間手段と、該生成した補間ライン上の連続する２画素の平均値を主走査方向の補間値として算出する第２の算出手段とを有し、前記第１の算出手段で算出された補間値、その補間元となる画素値、前記第２の算出手段で算出された補間値、及びその補間元となる補間ライン上の画素値を、それぞれ別の中間調処理手段で処理し、前記メモリに書き込み、前記単色用の印字手段での印字は、前記書き込んだ後、前記メモリ上で主走査方向に束ね、該束ねてなる画像データに対して実行することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記単色処理手段は、前記メモリ上で主走査方向に束ねる代わりに、前記メモリに書き込む前の段階で主走査方向に束ねる束ね手段を有し、前記単色用の印字手段での印字は、前記束ね手段で束ねた後の画像データに対して実行することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれかの技術手段において、前記所定色は前記単色であることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１乃至第４のいずれかの技術手段において、前記複数色は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色であることを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第１乃至第５のいずれかの技術手段において、前記単色は黒色であることを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第１乃至第６のいずれかの技術手段におけるカラー画像形成装置に、前記メモリ及び各色毎の印字手段と共に組み込まれるカラー画像処理装置であって、当該カラー画像処理装置は、各色毎の前記ズーム処理手段、前記中間調処理手段、及び前記メモリ書き込み手段と、前記単色処理手段とを備えたことを特徴としたものである。

本発明によれば、カラー画像形成装置において、各色の画像形成処理を並行して実行可能で、且つ単色で印字可能な画像データが入力された場合には、より高速に或いはより高解像度で印刷することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の一構成例を示すブロック図で、図２は、図１のカラー画像形成装置における画像処理部のカラー画像処理機能を抽出して示したブロック図である。また、図３は、図１及び図２におけるズーム処理部の一例を示す概略図で、図４は、図３のズーム処理部でなされるズーム処理の倍率の設定例を説明するための模式図である。

図１で例示するカラー画像形成装置の主要部は、画像処理部１０、画像メモリ１８、原稿読み取り部２０、ＣＰＵ等の演算処理装置（以下、ＣＰＵ２１）、印字部２３、及び図示しない外部インターフェースが、画像データバス２２及び図示しない制御バスによって接続されてなる。本発明に係るカラー画像形成装置としては、デジタルカラー複写機やデジタルカラー複合機、ファクシミリ装置、スキャナが接続されたＰＣなど、様々な機器が適用できる。

画像読み取り部２０は、３ラインのカラーＣＣＤ２０ａ、シェーディング補正回路２０ｂ、ライン合わせ部２０ｃ、センサ色補正部２０ｄ、ＭＴＦ補正部２０ｅ、γ補正部２０ｆなどからなり、画像データを一般的に画像処理部１０へ出力する。３ラインのカラーＣＣＤ２０ａは、カラー原稿画像を光学的に読み取りＲＧＢの色成分に色分解したラインデータを出力する。シェーディング補正回路２０ｂは、カラーＣＣＤ２０ａにて読み取られたラインデータのライン画像レベルを補正する。ライン合わせ部２０ｃは、ラインバッファ等でなり、３ラインのカラーＣＣＤ２０ａにて読み取られた画像ラインデータのずれを補正する。センサ色補正部２０ｄは、３ラインのカラーＣＣＤ２０ａから出力される各色のラインデータの色データを補正する。ＭＴＦ補正部２０ｅは、各画素の信号の変化にめりはりを持たせるよう補正する。γ補正部２０ｆは、画像の明暗を補正して視感度補正を行う。

なお、画像処理部１０への入力としては、画像読み取り部２０からの他に、外部インターフェースを介して外部ＰＣなどから、或いは内部のハードディスクなどから受け取った画像データが挙げられる。外部インターフェースは、カラー画像記録装置とは別に設けられた外部の画像入力処理装置からの画像データを受け入れるための通信手段である。

画像処理部１０は、変換処理部１１ａ、入力処理部１１ｂ、モノクロデータ生成部１１ｃ、領域分離部１１ｄ、及び黒生成部１１ｅなどでなる色変換部１１を備え、さらにＣＭＹに対して色補正を行う色補正部１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを備えてもよい。

変換処理部１１ａは、画像読み取り部２０或いは外部インターフェイス部を介して入力されるＲＧＢデータをＣＭＹデータに変換する処理、クロック変換処理、ＡＥヒストグラム処理などの処理を行う。入力処理部１１ｂは、入力データを処理して変換処理部１１ａにＣＭＹデータへの変換を含む処理を実行させ、ＣＭＹデータを出力する。モノクロデータ生成部１１ｃは、同じく入力されたＲＧＢデータから直接モノクロデータＫを生成する。例えば、ＲＧＢ３次元のテーブルデータでＫを生成する方法や、Ｋ＝Ａ１×Ｒ＋Ａ２×Ｇ＋Ａ３×Ｂのような数式を使ってＫを算出する方法などが採用される。

領域分離部１１ｄは、まわりの画像値の最大値・最小値や、濃度の変化の度合いや、濃度が連続しているかといった複数のパラメータから、例えばエッジを検出しその画素が文字か写真か判定する。黒生成部１１ｅは、入力処理部１１ｂから領域分離部を経て出力されたＣＭＹデータからＫデータを生成する。

画像処理部１０は、この他、ズーム処理部１３、空間フィルタ１４、単色処理部１５、中間調処理部１６、及び書き込み処理部１７を備える。単色でないカラー画像入力時のズーム処理部１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙは、それぞれ色補正部１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙから入力された各色のデータに対し、設定されている倍率に基づいて電子ズーム処理を施して倍率変換する。単色でないカラー画像入力時のズーム処理部１３Ｋは、領域分離部１１ｄを介してモノクロデータ生成部１１ｃから、或いは黒生成部１１ｅから入力されるＫデータに対し、同様の電子ズーム処理を施す。

ここで、ズーム処理部１３について、図３及び図４を参照して説明する。ズーム処理部１３には、ＣＰＵ２１から、主走査初期位置Ｈ，主走査距離Ｘを含む主走査設定と、副走査初期位置Ｖ，副走査距離Ｙを含む副走査設定とがなされる。そして、ズーム処理部１３は、図３（Ａ）に例示したように、少なくとも２本のラインメモリ（第１ラインメモリ１３ａ及び第２ラインメモリ１３ｂ）を備え、図３（Ｂ）で例示のごとき遅延処理Ｄを用いてズーム処理が実行される。

ズーム処理としては、線形補間法などがよく利用され、例えば次のような補間処理がなされる。図４において、補間画素値は、Ｐｉｘ１とＰｉｘ２の距離の比とＰｉｘ１とＰｉｘ３の距離の比から補間計算される。Ｐｉｘ１とＰｉｘ２との補間値Ｈａは（ｐｉｘ１×Ｂ＋ｐｉｘ２×Ａ）÷（Ａ＋Ｂ）で、Ｐｉｘ３とＰｉｘ４との補間値Ｈｂは（ｐｉｘ３×Ｂ＋ｐｉｘ４×Ａ）÷（Ａ＋Ｂ）で表され、補間値▲は（Ｈａ×Ｄ＋Ｈｂ×Ｃ）÷（Ｃ＋Ｄ）で表される。

倍率の設定例を、補間精度としてＡとＢの和を例えば１０００として説明する。図４のように、主走査方向の初期位置Ｈを設定し、△と△の間（主走査方向）を主走査距離Ｘで加算して、ズーム処理後の位置を算出する。よって、倍率は、主走査距離Ｘで表すことができ、主走査ズーム率＝（１０００÷Ｘ）×１００［％］で表現できる。例えば、Ｘ＝５００の場合、２００％となる。副走査も、ＶをＨに，ＸをＹに、Ａ＋ＢをＣ＋Ｄに置き換えればよく同様の考え方で設定できる。例えば、副走査方向の補間精度を１０００とすると、初期位置Ｖ＝５００で、副走査距離Ｙ＝１０００の設定とする（主走査は、初期位置Ｈ＝０，主走査距離Ｘ＝１０００）。この設定により、必ず副走査方向の画像を補間した画像を出力することができる。

再度、図１及び図２を参照すると、空間フィルタ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙは、それぞれの色のズーム処理部１３Ｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙから入力されたデータにフィルタをかける。空間フィルタ１４としては、周辺の画像値から文字を強調するための強調フィルタや、画像を滑らかにする潤滑フィルタなどが挙げられ、領域分離部１１ｄによる結果と連動して、フィルタ処理を行うのが一般的である。

中間調処理部１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙは、それぞれの色の空間フィルタ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙから入力されたデータに対し、中間調処理を施し、単色でないカラー画像入力時の書き込み処理部１７は、それぞれの中間調処理後のデータを各色のページメモリに書き込む。このように、画像メモリ１８としては、印字処理用のメモリ（ＲＡＭ等）としてページメモリ（以下、ページメモリ１８）が具備されていればよい。

印字部２３は、ページメモリ１８に格納された各色の画像データに基づいてパルス幅変調を行うレーザコントロールユニット２４、レーザコントロールユニット２４から出力される各色の画像信号に応じたパルス幅変調信号に基づいてレーザ記録を行う各色のレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）２５とを備え、最終的に同一記録紙に各色合成印刷する。

上述のごとく本発明に係るカラー画像形成装置は、画像形成処理を行う画像形成手段を複数色の各色毎に備え、入力された画像データに対して各色毎に画像形成処理した後の画像データを同一記録紙に合成印刷することでカラー印刷を行う。

ＣＭＹＫの各色毎の画像形成手段は、上述したように、各色の画像データをズーム処理するズーム処理手段（ズーム処理部１３Ｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙで例示）、ズーム処理後の画像データに中間調処理を施す中間調処理手段（中間調処理部１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙで例示）、中間調処理後の画像データをメモリに書き込むメモリ書き込み手段（メモリ書き込み部１７Ｋ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙで例示）、及びページメモリ１８等の画像メモリに書き込まれた画像データを印字する印字手段を有する。なお、印字手段については各色まとめて印字部２５として例示しているが各色独立な処理がなされる。

以下、本発明の主たる特徴である単色処理について、図５以降の図面も参照しながら説明する。ここで、印字可能な複数色としては、ＣＭＹＫの４色を例示して説明しているが、ＣＭＹの３色や他の表示系を採用するなどこれに限ったものではない。他の表示系を用いる場合、本発明に係る単色処理を行う際に色の数によって使用できる部位が増減することもあるが、適宜変更すればよい。

図５は、図１のカラー画像形成装置における画像処理部の単色処理機能を抽出して示したブロック図である。また、図６は、図５の遅延部の構成例を示すブロック図、図７は、図５の中間調処理部の構成例を説明するための図で、図８は、図５の中間調処理部の他の構成例を説明するための図である。また、図９は、本発明の単色処理を模式的に説明するための図である。

まず図１を参照して簡単に説明すると、本発明に係るカラー画像形成装置は、複数色の各色（ＣＭＹＫで例示）別の画像形成手段と共に、単色処理手段（単色処理部１５で例示）を備える。

単色処理部１５は、入力された画像データが、単色（Ｋで例示）用の印字部で印字できる場合、その入力された画像データ（以下、処理対象画像データ）に対し、所定色（Ｋで例示）用の各部１３Ｋ，１６Ｋ，１７Ｋ以外に、他の色用の、例えばズーム処理部１３Ｙ、中間調処理部１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ、及びメモリ書き込み部１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙも併せて用いて、その単色の処理対象画像データを主走査方向に２倍、副走査方向に２倍の解像度の画像データに拡張してページメモリ１８に書き込む。このように、ここで例示する本発明の単色処理の例では、ズーム処理部１３Ｃ及びズーム処理部１３Ｍは使用しない。

また、単色処理部１５では、他の色用のズーム処理部１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ、中間調処理部１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ、及びメモリ書き込み部１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙのうち全部を併せて用いてもよいし、上述のようにそれらのうちの一部を併せて用いてもよい。なお、図１では単色処理部１５を概念的に図示しているだけである。

そして、印字部２５のうちＫ用の印字部が、この書き込んだ画像データを読み出して印字すればよい。また、実際のズーム処理の倍率は、ここで主走査方向及び副走査方向に２倍ずつ計４倍されることを前提に、所定色のズーム処理部（この例ではズーム処理部１３Ｋ）での電子ズーム処理の倍率を決定してその倍率で電子ズーム処理すればよい。

図５及び図６を参照して、この単色処理についてより具体的に説明する。図５で例示する画像処理部１０は、ズーム処理部１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｋ、中間調処理部１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｋ、及びメモリ書き込み部１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｋの他に、図１の単色処理部１５として、第１遅延部１５ａ、第２遅延部１５ｂ、平均化回路１５ｃ，１５ｅ、第３遅延部１５ｄを備える。なお、ここでは図示しないが、通常の複数色カラー画像処理時には図２と共に説明したようなデータ経路となり、単色処理時（ここではＫ処理時）にはここで説明するようなデータ経路になるようなスイッチングを行えばよい。

図５で例示する単色処理部１５では、黒単色データに対してズーム処理部１３Ｋだけでなくズーム処理部１３Ｙも併せて用いる。ズーム処理部１３Ｙには、ズーム処理部１３Ｋから出力されたデータが入力され、走査方向に補間して補間ラインを生成する。なお、ズーム処理部１３Ｋでのズーム処理の種類については特に問わない。このように、単色処理部１５は、処理対象画像データを所定色用のズーム処理部（ここでは１３Ｋ）で処理後、所定色以外である他色用のズーム処理部のうちの１つ（ここではズーム処理部１３Ｙ）に、所定色用のズーム処理部（ここでは１３Ｋ）で処理後のデータを入力して、副走査方向に補間して補間ラインを生成する補間手段を備えることが好ましい。

また、第１遅延部１５ａは、ズーム処理部１３Ｋから出力された画像データを、ズーム処理の遅延である図３（Ｂ）の処理遅延Ｄの時間分だけ遅延をさせる。例えば、処理遅延Ｄ＝５クロックサイクル分の遅延がある場合、図６（Ａ）で示すように１ｂｉｔデータを１クロックサイクル分遅延させる素子であるフリップフロップを使用すると、容易に実現できる。第１遅延部１５ａにより、図５で示したように、●と▼とが同時に第２遅延部１５ｂと第３遅延部１５ｄとに入るように時間調整できる。

第２遅延部１５ｂは、図６（Ｂ）に例示するように、同一ライン上で現在の画素と１つ前の画素の平均値を算出するため、１クロックサイクル分かそれ以上遅延させる遅延部となる。平均化回路１５ｃは、その平均値を算出し、中間調処理部１６Ｙへ出力する回路である。第２遅延部１５ｂは、中間調処理部１６Ｋと共に平均化回路１５ｃへもデータを出力する。このように、単色処理部１５は、処理対象画像データを所定色用のズーム処理部（ここでは１３Ｋ）で処理後、１ライン遅延させ、遅延後のライン上の連続する２画素の平均値を主走査方向の補間値として算出する第１の算出手段を備えることが好ましい。

第３遅延部１５ｄも、図６（Ｃ）に例示するように、同一ライン上で現在の画素と１つ前の画素の平均値を算出するため、１クロックサイクル分かそれ以上遅延させる遅延部となる。平均化回路１５ｅは、その平均値を算出し、中間調処理部１６Ｃへ出力する回路である。第３遅延部１５ｄは、中間調処理部１６Ｍと共に平均化回路１５ｅへもデータを出力する。このように、単色処理部１５は、上述の補間手段で生成した補間ライン上の連続する２画素の平均値を主走査方向の補間値として算出する第２の算出手段を備えることが好ましい。

図５のズーム処理部１３Ｋの出力画像が主走査方向に第１のラインで２０，４０，・・・、第２のラインで１２０，１４０，・・・といった濃度値を持つ場合について例示する。例えば、このうち濃度値４０が第２遅延部１５ｂへ入力された場合、そのときの第２遅延部１５ｂの中間調処理部１６Ｋへの出力は１つ前の濃度値２０となり、平均化回路１５ｃではそれらの平均化がなされ濃度値３０が中間調処理部１６Ｙへ出力される。一方で、ズーム処理部１３Ｙにより、副走査方向の補間がなされ、例えば（２０＋１２０）／２＝７０，（４０＋１４０）／２＝９０，・・・の濃度値が第３遅延部１５ｄへ入力される。この濃度値９０が第３遅延部１５ｄへ入力された場合、そのときの第３遅延部１５ｄの中間調処理部１６Ｍへの出力は１つ前の濃度値７０となり、平均化回路１５ｅではそれらの平均化がなされ濃度値８０が中間調処理部１６Ｃへ出力される。

このように、単色処理部１５は、第１の算出手段で算出された補間値、その補間元となる画素値、第２の算出手段で算出された補間値、及びその補間元となる補間ライン上の画素値を、それぞれ別の中間調処理部１６Ｙ，１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍで処理する。

図５の中間調処理部１６Ｙ，１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍで実行される中間調処理とは、１ドットの階調表現が乏しい出力装置で階調を表現するために行う処理であり、ディザ処理や誤差拡散処理等が挙げられる。

図７（Ａ）には、ディザ処理に用いる４×４のマトリクス状の閾値の例を示している。ディザ処理では、図７（Ａ）のような、画像位置に対するマトリクス状に閾値を持ち、入力画像値と閾値を比較して、出力濃度値を算出する。ここで、マトリクス状の閾値は、１つの画素を複数の画素で表現するように設定される。図７（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、それぞれ、濃度が４０，１５０，２００の場合の図７（Ａ）の閾値を用いた閾値処理後の結果を示しており、黒領域の大きさで濃度を示していることがわかる。

図８では、誤差拡散処理の計算例を模式的に示している。誤差拡散処理では、図８で例示するように、入力画素値と出力濃度値との差を誤差として、周りの未処理画素へその誤差を表で例示するような割合で振りまき、次に処理する画素は、入力画素値とその画素へまかれた誤差を加えた値から、閾値（例えば１２８）を使って出力濃度値を算出する。

また、本発明の単色処理との相性としては、誤差拡散よりディザのほうがよい。ディザはマトリクスを調整することで、６００×６００ｄｐｉから１２００×１２００ｄｐｉへの変換を行った際にも従来と同じ画質を得られる。一方、誤差拡散は、誤差を周辺へまく処理を持つため、従来は隣の画素へ誤差をまいていたものが２画素隣りとなる。従って、画質維持のための工夫が必要となる。

中間調処理部１６Ｙ，１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍで処理後のデータは、それぞれメモリ書き込み部１７Ｙ，１７Ｋ，１７Ｃ，１７Ｍを用いてページメモリ１８に書き込むとよい。また、この段階では、図９に示す奇数画素Ｐｏ，偶数画素Ｐｅのように書き込めておらず、ページメモリ１８上のデータは正確に単色印刷できるようにまとまってない。従って、単色用（ここではＫ）の印字部での印字は、書き込んだ後、ページメモリ１８上で主走査方向に束ねて奇数画素Ｐｏ，偶数画素Ｐｅ毎のラインにし、束ねてなる画像データに対して実行するとよい。

このように、ＣＭＹＫの４色毎にズーム処理機能、中間調処理機能、メモリ（ＲＡＭ等）書き込み機能を持つカラーコピー用画像処理において、各色４つの内、ＣＭＹのズーム処理の１つをＫズーム後の１ライン遅れたＫデータを入力する機能と、ズーム後のデータを１画素前のデータを記憶する機能２つと、２画素の平均値を計算する機能２つとをもたせることで、Ｋズーム後のデータを主走査２倍、副走査２倍の解像度（倍ｄｐｉ）である４画素へ処理速度の変更なしで拡張することができる。そして、そのＫ４画素をズーム処理の次の処理である中間調処理機能またはその前処理機能へＣＭＹＫ４色の代わりに、Ｋ４画素を入れて、速度低下がない倍ｄｐｉのモノクロ画像処理を実現する。

以上説明したように、本発明に係るカラー画像形成装置は、カラー画像処理に係わる部分の変更がほとんどなく、足して２で割る機能などの容易な機能の追加のみで、倍ｄｐｉのモノクロ処理（或いは他の単色処理）を実現できる。一方、従来の単色画像処理では、単色でないカラー画像処理と同じ速度で同じｄｐｉの処理となる。従って、本発明を適用して高速モードで３００×３００ｄｐｉのデータを６００×６００ｄｐｉにする場合も、従来のシステムの４倍の処理速度で処理が実現できる。すなわち、カラーコピーの画像処理のＣＭＹＫ分の中間調処理（誤差拡散等）と色毎のメモリ書き込み機能４つを使用し、例えば、モノクロ６００ｄｐｉデータ１画素を主走査２倍・副走査２倍の４画素に１処理クロック時間で１２００ｄｐｉ分に拡大し、ＣＭＹＫ分の中間調処理で４画素を分けて同時に処理することで、カラー６００ｄｐｉの処理速度と同じ時間で、モノクロ１２００ｄｐｉの処理が可能となる。このような画像処理は、実現容易で大きな回路追加が不要である。

また、上記所定色としては、好ましい例として上記単色と同色として例示したが、上記単色と同じでなくても例えば後述のスイッチの接続を変形させることで適用できる。また、単色として黒色（Ｋ）を挙げたが、これはモノクロでの印刷が他の色単色での印刷より頻度が高いためであり、黒色でなくても他の単色カラー印刷でもスイッチの接続を変形させることで同様に処理できる。例えばＭ単色の場合、Ｍの回路が主となった構成でもよいが、図５で図示するようにＫの回路が主となって、ズーム処理部１３ＫにＭ単色のデータが入力されるように構成しても構わない。

また、本発明は、ページメモリ１８等の画像メモリ及び各色毎の印字部２５と共にこのようなカラー画像形成装置に組み込まれるカラー画像処理装置としての形態も採用できる。このカラー画像処理装置は、各色毎に、ズーム処理手段、中間調処理手段、及びメモリ書き込み手段を備えると共に、単色処理手段を備えることとなる。

図１０は、図１のカラー画像形成装置における画像処理部の単色処理機能を抽出して示した他のブロック図で、図１１は、図１０の束ね処理及びメモリ書き込み処理を説明するためのブロック図である。図１０において、点線部はカラー時の画像の流れで、実線がモノクロ等の単色の倍ＤＰＩ処理時を示す。

図１０で例示する他の実施形態に係る画像処理部１０は、図５で例示した画像処理部１０において、セレクタ１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ，１５Ｋを図示すると共に、束ね部１５ｆ及び束ね部１５ｈと、セレクタ１５ｇ，１５ｉを設けたものである。

束ね部１５ｆは、中間調処理部１６Ｋと中間調処理部１６Ｙとの出力を束ねる処理を予め実行するものであり、束ね部１５ｈは、中間調処理部１６Ｃと中間調処理部１６Ｍとの出力を束ねる処理を予め実行するものである。セレクタ１５ｇ，１５ｉは、メモリ書き込み部１７Ｋ，１７Ｙへの入力を、それぞれ、束ね部１５ｇ，１５ｈからの入力／中間調処理部１６Ｋ，１６Ｙからの入力のいずれかに切り換えるもので、例えば図１のＣＰＵ２１からの処理で実行できる。なお、中間調処理部１６Ｋ，１６Ｙからの入力へ切り換える場合には、通常の単色以外のカラー画像処理となる。

図１１を参照して、２つの中間調処理部１６Ｋ，１６Ｙからデータを束ねる場合であって、中間調の出力データが１ｂｉｔの場合の例を示す。束ね部１５ｆは、単に中間調処理部１６Ｋと中間調処理部１６Ｙのデータを合わせて、メモリ書き込み処理部１７Ｋへ送る。メモリ書き込み処理部１７Ｋは、ページメモリ１８のデータ幅までためてから、メモリへ書き込みを行う。

これに対し、図５の例では、主走査画素が偶数画素、奇数画素で別々のメモリ領域に格納されていると、印字前に主走査方向に連続に並び替える必要がある。しかし、図１０の例のように、主走査方向でまとめてページメモリ１８へ格納しておくと、印字でデータを使用するとき、ページメモリ１８のリードアクセスが連続で取得できる。一方、ライン方向のデータは、高速化にともない、印字用レーザが複数ライン同時印字がよく行われるため、主走査でまとめるほどの必要性は小さくなる。このように、束ね部１５ｇ，１５ｈにより、図５の画像処理部１０に比べてページメモリ１８上でのメモリアクセスを減らすことが可能となる。

このように、単色処理部１５は、ページメモリ１８上で主走査方向に束ねる代わりに、ページメモリ１８に書き込む前の段階で主走査方向に束ねる束ね手段を有することが好ましい。ここでの例では、Ｋデータの４画素を中間調処理後に同じライン２画素を合わせてからラインメモリ１８へ書き込みを行う。

単色用の印字部での印字は、この束ね手段で束ねた後の画像データに対して実行するとよい。書き込んだ段階では、図９に示す奇数画素Ｐｏ，偶数画素Ｐｅのように主走査方向で束ねてページメモリ１８上に書き込めており、これらを合成処理して合成後の印刷データＰｃとし、最終的に図示する印字順で記録紙Ｐへの印字が可能となる。

図１２は、図１０の画像処理部における単色処理における設定例を説明するためのフロー図で、図１３は、ページメモリ上の画像イメージとメモリ書き込み部で要求する書き込みアドレスを例示した図である。また、ここで説明する設定例は、ページメモリ１８への書き込み以外は、図５等で上述した実施形態にも同様に適用できる。

上述した単色処理（モノクロ処理で例示）では、処理実行前にモノクロ処理で倍ｄｐｉにするための設定を行う。まず、通常通りにモノクロ用の画像処理パラメータの設定をする（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１はＫのみ使用する場合の設定であり、図１のシェーディング部２０ｂやγ補正部２０ｆやモノクロデータ生成部１１ｃの設定などがそれに該当する。

続いて、ＣＭＹ部にＫデータを流すための設定を図１のＣＰＵ２１から行う（ステップＳ２）。例えば、空間フィルタ１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙは、空間フィルタ１４Ｋと同じフィルタ設定にする。中間調処理部１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙは、Ｋデータを流すための設定にする。ここで、ディザであれば、２画素毎に使用されるテーブルを設定する。ズーム処理部１３Ｙは、副走査補間を行う設定にする。

続いて、ＣＰＵ２１は、パスを切り替える設定を行う（ステップＳ３）。図１０のごとく、パスを切り替える必要がある箇所にセレクタを用意しておき、そのセレクタをモノクロＤＰＩ用に設定する。このセレクタについては、図５等で説明した実施形態でも図１０のそれと同様の配置や処理が適用できる。

続いて、メモリ書き込み部１７Ｃ，１７Ｍ，１７ＹでのメモリＷｒｉｔｅの設定を行う（ステップＳ４）。ここで、図１０の例ではＫとＹのみの設定となる。

ページメモリ上の画像イメージは、書き込み後、図１３（Ａ）（図５の濃度値も参照）に示すようになる。このような画像イメージを行うため、メモリＷｒｉｔｅのアドレスは、次のようにページメモリ１８に対してＷｒｉｔｅ要求を発し、書き込めるように設定する。

ここでは、図１３（Ｂ）に例示するように、１画素１ｂｉｔのデータで、メモリ格納サイズを１つのアドレスに対して８ｂｉｔとして、主走査の画素数をＨＰＩＸ＝８０とした場合のメモリｗｒｉｔｅが発行するアドレス例を示す。メモリ書き込み部１７Ｋのアドレス発行は、画像が８ｂｉｔずつたまったら、０，１，２と１ずつ繰り上げて発行する。次のラインの開始時、前の先頭のアドレス０に加えて、ＨＰＩＸ／８の２倍のアドレス値を加える。２倍とは、もうひとつのメモリ書き込み部１７Ｙが１倍時のアドレスラインにすでにデータを書き込んでいるので、２倍となっている。よって、メモリ書き込み部１７Ｙのアドレス発行は、スタートのアドレスが、２ライン目の先頭になるので、ＨＰＩＸ／８＝１０アドレスからの開始となり、１ずつ繰り上げたり、次のラインの開始で、ＨＰＩＸ／８の２倍のアドレス値を加えるのは、メモリ書き込み部１７Ｋと同様となる。

本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の一構成例を示すブロック図である。 図１のカラー画像形成装置における画像処理部のカラー画像処理機能を抽出して示したブロック図である。 図１及び図２におけるズーム処理部の一例を示す概略図である。 図３のズーム処理部でなされるズーム処理の倍率の設定例を説明するための模式図である。 図１のカラー画像形成装置における画像処理部の単色処理機能を抽出して示したブロック図である。 図５の遅延部の構成例を示すブロック図である。 図５の中間調処理部の構成例を説明するための図である。 図５の中間調処理部の他の構成例を説明するための図である。 本発明の単色処理を模式的に説明するための図である。 図１のカラー画像形成装置における画像処理部の単色処理機能を抽出して示した他のブロック図である。 図１０の束ね処理及びメモリ書き込み処理を説明するためのブロック図である。 図１０の画像処理部における単色処理における設定例を説明するためのフロー図である。 ページメモリ上の画像イメージとメモリ書き込み部で要求する書き込みアドレスを例示した図である。

符号の説明

１０…画像処理部、１３，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｋ…ズーム処理部、１４，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋ…空間フィルタ、１５…単色処理部、１５ａ…第１遅延部、１５ｂ…第２遅延部、１５ｃ，１５ｅ…平均化回路、１５ｄ…第３遅延部、１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｋ…中間調処理部、１７，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙ，１７Ｋ…メモリ書き込み部、１８…画像メモリ（ページメモリ）、２０…原稿読み取り部、２１…ＣＰＵ、２２…画像データバス、２３…印字部、２４…レーザコントロールユニット、２５…レーザスキャナユニット（ＬＳＵ）。

Claims (7)

1. 画像形成処理を行う画像形成手段を複数色の各色毎に備え、入力された画像データに対して各色毎に画像形成処理した後の画像データを同一記録紙に合成印刷することでカラー印刷を行うカラー画像形成装置であって、
   前記複数色の各色毎の前記画像形成手段は、各色の画像データをズーム処理するズーム処理手段、ズーム処理後の画像データに中間調処理を施す中間調処理手段、中間調処理後の画像データをメモリに書き込むメモリ書き込み手段、及び該メモリに書き込まれた画像データを印字する印字手段を有し、
   当該カラー画像形成装置は、前記入力された画像データが、前記複数色のうちいずれかの単色用の印字手段で印字が可能であった場合、前記入力された画像データに対し、前記複数色のうち所定色用のズーム処理手段、中間調処理手段、及びメモリ書き込み手段以外に、他の色用のズーム処理手段、中間調処理手段、及びメモリ書き込み手段の一部又は全部も併せて用いて、前記単色の前記入力された画像データを主走査方向に２倍、副走査方向に２倍の解像度の画像データに拡張して前記メモリに書き込む単色処理手段を備え、該書き込んだ画像データを前記単色用の印字手段で印字することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記単色処理手段は、前記入力された画像データを前記所定色用のズーム処理手段で処理後、１ライン遅延させ、遅延後のライン上の連続する２画素の平均値を主走査方向の補間値として算出する第１の算出手段と、前記入力された画像データを前記所定色用のズーム処理手段で処理後、前記所定色以外である他色用のズーム処理手段のうちの１つに、前記所定色用のズーム処理手段で処理後のデータを入力して、副走査方向に補間して補間ラインを生成する補間手段と、該生成した補間ライン上の連続する２画素の平均値を主走査方向の補間値として算出する第２の算出手段とを有し、前記第１の算出手段で算出された補間値、その補間元となる画素値、前記第２の算出手段で算出された補間値、及びその補間元となる補間ライン上の画素値を、それぞれ別の中間調処理手段で処理し、前記メモリに書き込み、
   前記単色用の印字手段での印字は、前記書き込んだ後、前記メモリ上で主走査方向に束ね、該束ねてなる画像データに対して実行することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記単色処理手段は、前記メモリ上で主走査方向に束ねる代わりに、前記メモリに書き込む前の段階で主走査方向に束ねる束ね手段を有し、前記単色用の印字手段での印字は、前記束ね手段で束ねた後の画像データに対して実行することを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記所定色は前記単色であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記複数色は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記単色は黒色であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置に、前記メモリ及び各色毎の印字手段と共に組み込まれるカラー画像処理装置であって、当該カラー画像処理装置は、各色毎の前記ズーム処理手段、前記中間調処理手段、及び前記メモリ書き込み手段と、前記単色処理手段とを備えたことを特徴とするカラー画像処理装置。

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