JP6774304B2 - 画像形成装置及び画像形成方法並びにプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式により記録媒体上に画像を形成する技術に関するものである。

従来より電子写真方式の画像形成装置が知られている。この種の装置は、画像データに基づいて感光体上に光を照射して静電潜像を形成する。そして、静電潜像に対して現像剤を付着（現像）させ、記録紙などの記録媒体に転写、定着を装置外に排出する。この種の代表的なものとして、レーザビームプリンタやＬＥＤプリンタ等があげられる。このような画像形成装置では、光ビームの照射工程や、静電潜像の形成工程において画像の鈍りが生じるために、感光体上に形成される潜像電位のコントラストが低下する。また、感光体上の潜像電位と現像工程において現像剤として付着するトナー量との関係は非線形であり、かつ、この関係は潜像電位のコントラストが低下する程影響を受けやすい。そのため、文字や細線等の幅が狭く潜像電位のコントラストが低下しやすい画像データは、画像形成工程において線の細りや潰れが生じ、出力画像の再現性が低下するという問題がある。

そこで、出力画像の再現性が向上するように、入力された画像データの線幅を制御する技術が提案されている（例えば特許文献１、２）。これは、細線のエッジ部周辺の画像データを参照する事により画像データ上の線幅を検出し、検出された線幅に応じた補正量でエッジ部分の階調値を変換することで出力画像の細線再現性を向上するものである。これら特許文献１、２に記載された方法では、画像データ上の線幅に応じて補正量を可変としているので、画像データに忠実に出力画像の細線を再現することができるとされている。

特開２０００−３６９１２号公報 特開２００９−１０５９４３号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された技術は、細線の線幅を検出するためにエッジ部周辺の画像データを参照する必要があるため、ハードウェアの回路規模や計算コストが増大するなどの問題がある。

この課題を解決するため、例えば本発明の画像形成装置は以下の構成を備える。すなわち、
画素データが示す階調値に基づき感光体を走査露光することで画像を形成する画像形成装置であって、
画像データから所定方向に沿って画素データを順次読み出す読出し手段と、
前記読出し手段で読み出した注目画素の画素データが表す、有意画像部としての階調値を累積加算する累積加算手段と、
前記読出し手段で読み出した前記注目画素が、非有意画像部を表す背景部との境界に位置するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段によって、前記注目画素が前記境界に位置すると判定された場合、前記注目画素の画素データが示す階調値に、前記累積加算手段で求めた前記注目画素までの累積値に基づく補正量を加算することで、前記注目画素の階調値を補正する補正手段とを有する。

本発明によれば、電子写真方式を利用しながらも、簡単な構成でもって良好な細線を記録することが可能となる。

データ画像幅と現像画像幅の関係を説明する図。 第１の実施形態における画像形成装置の構成を示すブロック図。 第１の実施形態における処理の構成を示すブロック図。 第１の実施形態における処理フローを示す図。 第１の実施形態における処理の例を示す図。 第１の実施形態における補正量テーブルの例を示す図。 第２の実施形態における処理の構成を示すブロック図。 第２の実施形態における処理フローを示す図。 第２の実施形態における処理の例を示す図。 第２の実施形態における補正量テーブルの例を示す図。 第３の実施形態における処理の構成を示すブロック図。 第３の実施形態における画素の構成を説明する図。 第３の実施形態における処理の例を示す図。 第３の実施形態における補正量テーブルの例を示す図。

以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
＜データ画像幅と現像画像幅との関係＞
電子写真方式を用いた画像形成装置では、画像データにおける線幅が狭いほど感光体上の静電潜像が浅くなり、出力画像の細線再現性が低下しやすくなる。以下、図１を参照して、画像データの画像幅と現像後の画像幅との関係を、特に静電潜像の画像鈍りによって細りや潰れが生じやすい黒地白抜き線を例にして説明する。

図１（ａ）は、複数画像幅の白抜き線の画像データ（レーザ光の走査露光である水平ラインの画像データ）の例を示している。図示の参照符号Ｉ１が１画素幅、Ｉ２が２画素幅、Ｉ３が３画素幅、Ｉ４が４画素幅である。ここでは、プリンタエンジンは６００ｄｐｉとしている。故に、１画素のサイズは、６００ｄｐｉにおける１ドット(＝２．５４ｃｍ／６００≒０．０４２３＝４２．３μｍの幅)に相当する。ここで、画像データは黒地白抜き線であるため、白で表される画素が有意画像を構成する画素であり、黒で表される画素が非有意の下地部（背景部）である。以降、有意画像部分を画像部と呼び、非有意画像部分を下地部と区別する。

図１（ｂ）は、図１（ａ）のそれぞれの画像データに基づいて、露光工程を経て感光体上に形成した静電潜像の電位分布を示している。図中、詐称符号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４それぞれは、図１（ａ）の参照符号Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４に対応した静電潜像の電位分布を示している。白抜きの画像幅が狭いと、光ビームの照射工程や、静電潜像の形成工程における画像の鈍りによって潜像電位のコントラスト（最大値と最小値の差）が低下しているのがわかる（潜像コントラスト：Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜Ｅ４）。このような静電潜像に対して、図１（ｂ）中に点線で示す現像バイアスでトナーを現像した場合に形成されるトナー像の現像線幅の例を図１（ｃ）に示している。図中、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４は、それぞれ図１（ｂ）のＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４に対応した現像線幅である。また、図中に示す点線は、目標とする線幅（データ線幅に対して線形）を示している。潜像コントラストが小さい程、白地部にトナーが転写されやすくなる。従って、トナーかぶりや、周囲からのトナー飛散により、白抜き線が細く（黒く）なり、目標線幅からの乖離が大きくなる（目標線幅との差分：Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４）。また、図１（ａ）に示す画像データの例以外にも、１画素の中で複数の階調レベルを持ち、階調レベルに応じて光ビームのオン，オフの長さを変調して線幅を１画素よりも小さい単位で制御することが可能である（パルス幅変調処理）。その際の、画像データ線幅と現像線幅との関係は図１（ｃ）に実線で示したようになる。

なお、上記では白抜き線についてのみ説明したが、黒線においても潜像コントラストが低下すると、トナー付着量の低下や、周囲へのトナー飛散により線の細りや潰れが生じることがある。

第１の実施形態は、このような細線の細りや潰れを抑制し、現像画像の再現性を向上するために、画像データに対して補正処理を実施するものである。

＜システムの構成＞
図２は、本第１の実施形態における画像形成装置２のブロック構成図である。本画像形成装置２には、記録対象のとなる画像データの供給源である画像処理装置１が接続されている。画像処理装置１と画像形成装置２との通信形態は問わない。例えば無線通信（ＷｉＦｉ、Bluetooth（登録商標）)でもよいし、有線（ＵＳＢインターフェースやイーサネット（登録商標）ワークインターフェース）でも構わない。なお、実施形態における画像処理装置１は、例えば一般的なパーソナルコンピュータ等の情報処理装置であるものとして説明する。画像処理装置１には、印刷対象となる画像データを扱うアプリケーション、並びに、画像形成装置２に対する印刷データを生成するためのプリンタドライバがインストールされているものとする。

ところで、静電潜像の鈍りによる出力画像の再現性の低下は、光ビームのスポット径や感光ドラムの潜像形成特性など、画像形成装置２における作像装置としてのエンジン設計に依存する。このようなエンジン設計による再現性の違いを吸収するために、線幅補正処理はエンジン側で実施されるのが望ましい。そこで、第１の実施形態においては、線幅補正処理をエンジン側で実施するように構成されている。そのため、プリンタドライバ側から送信されてきた画像データ情報に基づいてエンジン側で線幅補正処理を行うことになり、その際の情報処理を行うための作業領域や一時格納領域としての共有メモリを、プリンタドライバ側とは別にエンジン側にも備えている。

このように構成された画像形成装置において、第１の実施形態に係る目的の一つは、本構成を有しない場合に比べて簡易に細線再現性を向上することができる画像形成装置および画像形成プログラムを提供することにある。

＜画像形成装置＞
画像形成装置２は、装置全体を制御するＣＰＵ２０１を有する。また、画像形成装置２は、ＣＰＵ２０１で実行される線幅補正処理や、パルス幅変調処理などのプログラムを記憶するためのＨＤＤ２０２と、プログラムを記憶したり、実行中にワークエリアとして使用するためのＲＡＭ２０３をも有する。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０３に記憶されたプログラムを実行し、かつ、ＲＡＭ２０３に記憶された画像データに対して線幅補正処理、及びパルス幅変調処理を実行し、駆動部２０４に出力する。

線幅補正処理では、画像データを構成する画素の値（画素値＝階調情報）を順次読み出し、読み出した画素（以下「注目画素」という）の階調情報に基づいて、注目画素までに連続する画像部の階調情報の累積である累積階調値を算出する。そして、注目画素が画像部と下地部の境界であると判定された場合には、累積階調値に対応する画像幅補正量に基づいて、画像部に隣接する下地部を画像部に変更する。つまり、画像部の幅を拡大する処理を行う。なお、線幅補正処理の詳細については後述する。

パルス幅変調処理は、画像データの階調値に基づいて光のオン，オフの長さを変調して中間濃度を表現するための処理である。具体的には、画像データの階調値に応じた幅のパルス信号を発生する。このパルスに応じて光ビームのオン，オフを制御する。露光した部分にトナーが付着する画像形成装置の場合、黒画素の階調値が大きい程（白画素の階調値が大きい程）、光のオン（オフ）の長さが長くなる。ここで、実施形態では、パルスを単位画素の中で前に寄せる制御と、後ろに寄せる制御とを切換えられるようにされ、周囲のパルスと連結するようパルス位置を寄せ制御することで静電潜像を安定化させる。なお、寄せ制御を実施するために、画像処理装置１が各画素をどの方向に連結されるかという寄せ制御情報を生成している場合には、ＣＰＵ２０１は画像データとともに、寄せ制御情報を受け取り、ＲＡＭ２０３に記憶する。その場合、パルス幅変調処理では、画像データの階調値と、寄せ制御情報とに基づいてパルス信号を発生する。

画像形成部は主に、露光部２０８、像担持体となる感光体ドラム２１２、帯電器２１６、現像器２２０を有する。以下に、電子写真方式による画像形成を説明する。
（１）帯電工程
帯電器２１６が、回転している感光体ドラム２１２の表面を所定電位に帯電させる。帯電器２１６による帯電電位は、感光体ドラム２１２に対向する電位計２４１により電位を計測することで、所望の電圧になるよう制御される。
（２）露光工程
駆動部２０４が、ＣＰＵ２０１から供給される画像データを、露光信号生成処理によって露光信号に変調し、露光信号に基づいて、露光部２０８を駆動する。露光部２０８は、回転中の感光体ドラム２１２上を走査露光し、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。
（３）現像工程
現像器２２０が、回転中の感光体ドラム上に形成された静電潜像に、トナーを付着させてトナー像を生成させる。
（４）転写工程
記録媒体（記録紙などの記録シート）２３１と感光体ドラム１２が当接する転写ニップにおいて、転写ローラ２３０に電圧を印加することにより、トナー像が記録媒体２３１上へ転写される。
（５）定着工程
トナー像が表面に形成された記録媒体は、定着部２３２へと搬送される。加熱された定着部２３２は、記録媒体および記録媒体上のトナー像に対して、熱及び圧力を印加し、トナー像を記録媒体上に溶融定着する。
（６）排紙工程
最終的に、出力画像が形成された記録媒体は、定着部２３２を経て画像形成装置２から排出される。以上で、画像形成装置２における電子写真方式を用いた画像形成が完了する。

＜線幅補正処理の詳細＞
次に、実施形態の画像形成装置２による線幅補正処理の構成や動作について更に詳細に説明する。図３は、ＨＤＤ２０２から画像形成処理に係るプログラムをＲＡＭ２０３にロードしＣＰＵ２０１が実行した場合の、線幅補正処理に係る構成の機能ブロック構成図である。各構成ユニットは、ＣＰＵ２０１によるプロシージャや関数、またはサブルーチンであるものであるが、同等の機能をハードウェアで実現しても構わない。

線幅補正処理部２１は、画像処理装置１のプリンタドライバから送られてきた画像データに対して、線幅補正処理を実行する。このため、線幅補正処理部２１は、画像データ記憶部２１０１、累積階調取得部２１０２、エッジ判定部２１０３、補正量保持部２１０４、補正部２１０５により構成されている。パルス幅変調処理部２２は、画像データの階調値に基づいて光のオン−オフ間の長さを変調して中間濃度を表現する機構である。例えば、画素クロックに同期したアナログの三角波を発生する三角波発生回路、画素データの階調値をアナログ信号（電圧信号）に変換するＤ／Ａ回路、三角波発生回路からの三角波と画素の階調値を表すアナログ信号とを比較するコンパレータで構成される。コンパレータからの信号は、画素の階調値に応じた幅のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号となる。

なお、画像処理装置１から送られてくる画像データは、１画素当たり８ビット（２５６階調）で表現されているものとする。

ＣＰＵ２０１は、画像形成装置２が出力する光ビームの走査方向（所定方向）の画像データをライン単位で取得し、メモリ２０３内の画像データ記憶部２１０１に格納する。累積階調算出部２１０２は、画像データ記憶部２１０１に記憶された画素データを順次読出し、画像データの各画素の階調値を累積加算し、その累積値を累積階調値として保持する。第１の実施形態では、静電潜像の画像鈍りによって細りや潰れが生じやすい白抜き線の再現性を向上するために、白地部の階調レベルに着目して線幅補正処理を行う。つまり、画像データの白画素（最小濃度レベル）の階調値を２５５、黒画素（濃度レベルの上限値）の階調値を０として算出するものである。そのため、画像処理装置１から入力された画像データが白画素の階調値を０、黒の階調値を２５５として表現している場合には、階調値(０〜２５５)を反転して扱う。エッジ判定部２１０３は、画像データの画像部と下地部の境界を検知する。線幅補正量保持部２１０４は、累積階調値に対応した階調の補正量を保持する。線幅補正部２１０５は、前記エッジ判定部でエッジと判定された画素に対して、前記線幅補正量保持部２１０４が保持する補正量を参照して注目画素の階調値を補正する。補正された画像データはパルス幅変調処理部２２に出力される。

＜線幅補正処理の動作＞
図４は、線幅補正処理部２１の処理手順を示すフローチャートである。画像形成の開始を指示すると、ＣＰＵ２０１は、プリンタドライバから出力するライン単位に画像データを取り込み画像データ記憶部２１０１へ送る。ステップＳ１０１において、ＣＰＵ２０１は、着目ラインの画像データを構成する画素を順次読み出しながら線幅補正処理を行う。

図５（ａ）は、出力する画像データの一例であり、線幅違いの白抜きの斜線（Ｌ１１＝４画素幅，Ｌ１２＝２画素幅，Ｌ１３＝１画素幅）を有している。斜線部についてはスムージングという処理が施されている場合がある。スムージング処理は、輪郭における白画素（最小濃度レベル）又は黒画素（最大濃度レベル）を中間調レベルの画素に置き換えることにより、ジャギー（輪郭部分が滑らかでなくギザギザに見える現象）を抑えるものである。このスムージング処理はプリンタドライバにて行われるものとするが、画像形成装置内で行っても構わない。

図５（ｂ）の画像データ５０１は、ステップＳ１０１で読み出した処理ラインの画像データの一例として、図５（ａ）におけるラインＬの画素列を示している。第１の実施形態では、注目画素を左端のＰ１からＰ１６へ順次読み出しながら線幅補正処理を行う。また、画像データ５０１中の各画素内の数値は白の階調レベルを示しており、白画素（最小濃度レベル）の階調レベルを「２５５」、黒画素（最大濃度レベル）の階調レベルを「０」としている。

ステップＳ１０２において、累積階調取得部２１０２は、注目画素の更新方向における各画素の階調値の累積である累積階調値を算出する。図５（ｂ）中の破線枠５０２は、各画素（Ｐ１〜Ｐ１６）が注目画素となる際に、累積階調取得部２１０２が算出し保持している累積階調値を示している。累積階調取得部２１０２は、注目画素の階調値が「１」以上の場合（有意画像の成分が存在する場合）、前画素の累積階調値に注目画素の階調値を加算して注目画素の累積階調値を算出する。また累積階調取得部２１０２は、注目画素の階調値が「０」の場合に累積階調値を「０」にリセットする。なお、注目画素がラインの左端画素（累積開始画素）にある場合もリセットするものとする。例えば、注目画素がＰ１の際には、階調値が「０」であるため（もしくは左端画素でもあるため）、累積階調値を「０」にリセットしている。注目画素がＰ２の際には、階調値が「１」以上であるため、累積階調値に階調値を加算している。ここでは、前画素の累積階調値「０」に注目画素の階調値「１５３」を加算して、累積階調値は「１５３」となる。注目画素がＰ３の際には、同様に階調値が「１」以上であるため、累積階調値に階調値を加算している。ここでは、前画素の累積階調値「１５３」に注目画素の階調値「２５５」を加算して、累積階調値は「４０８」となる。Ｐ４〜Ｐ１６についても同様に処理を行っていく。

また、本実施の形態では、累積階調値が「１０２４」以上の場合も信号値「１０２４」を出力するものとする。これは、信号のビット数を制限するためであり、累積階調値が１０２４以上連続するような太線画像に対しては線幅補正処理を行う必要はないことから、このように設定している。

ステップＳ１０３において、エッジ判定部２１０３は、注目画素が画像部のエッジか否かを判定する。図５（ｂ）中の破線枠５０３は、各画素（Ｐ１〜Ｐ１６）が注目画素となる際に、エッジ判定部がエッジ部と判定したか否か（エッジ部：１、否エッジ部０）を示している。第１の実施形態では、注目画素の階調値が「１」以上（有意画像の成分が含まれる）、かつ、注目画素の次の画素（以下隣接画素）の階調値が「０」の場合（有意画像の成分が含まれない場合）に、その注目画素は画像エッジであると判定する。例えば、注目画素がＰ６、Ｐ１１、Ｐ１５の際には、階調値が「１」以上、かつ、その右隣の画素の階調値が「０」であるため、エッジ部「１」と判定される。一方、注目画素がその他の画素の場合には、階調値が「０」、あるいは、隣接画素の階調値が「１」以上であるため、否エッジ部「０」と判定される。注目画素が画像エッジである場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む。一方、注目画素が画像エッジでない場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０４において、補正部２１０４は、補正量保持部２１０５の補正量テーブルを参照し、累積階調値に対応する補正量を取得する。図６は、補正量保持部２１０５が保持する補正量テーブルを示す例である。累積階調値「１〜１０２４」に対応した階調の補正量が格納されており、累積階調値が大きい程、補正量は小さくなるよう設定されている。図５（ｂ）に戻り、図中の破線枠５０４は、エッジ部と判定された画素において、補正量保持部２１０５の補正量テーブルを参照して取得した補正量を示している。画素Ｐ６の累積階調値は「１０２０」であるので、その補正値は「０」になっている。また、画素Ｐ１１の累積階調値は「５１０」であるので、その補正値は「３２」となる。

ステップＳ１０５において、補正部２１０４は、注目画素に対してステップＳ１０４で取得した補正量を付加する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５での階調補正量の加算では、加算後の注目画素の階調値が当該画素で表現できる階調の最大レベル「２５５」を超える分については、隣接画素に分配する。図５（ｂ）中の画像データ５０５は、ステップＳ１０５において、画像データ５０１に対して、階調補正量５０４を付加した結果を示している。ここでは、注目画素がＰ６、Ｐ１１、Ｐ１５の際には、画像データ５０１に示す階調値に、補正量５０４を加算した値を出力している。このとき、累積階調値が大きい程、補正量は小さくなるように設定されている。そのため、例えば４画素幅の白抜き斜線Ｌ１１のエッジ部に位置する画素Ｐ６のように、画素幅の大きな画像データの端では、累積階調値が大きくなるため、補正量が小さくなる。一方、１画素幅の白抜き斜線Ｌ１３のエッジ部に位置する画素Ｐ１５のように、画素幅の小さな画像データの端では、累積階調値が小さくなるため、補正量が大きくなる。これにより、画像データの線幅に応じて出力画像の再現性を適切に向上することができる。

また、パルス幅変調処理とパルス信号を寄せ制御する方法とを組み合わせることによって、より正確な線幅の調整が可能となる。なぜなら、画素の一部のみを描画する場合でも、その画素においてパルス信号の前寄せ及び後ろ寄せをすることで、連結した線として再現する事ができるからである。このように補正値を分配された隣接画素において生成されるパルス信号は、注目画素のパルスと連結するよう寄せ制御されるのが望ましい。そこで、例えば、光ビームのオフ信号により白画素を表現するエンジンの場合には、隣接画素における光ビームのオフ信号が注目画素のオフ信号に連結するように（オン信号を後ろに寄せるように）、隣接画素の寄せ制御情報を書き換える。

ステップＳ１０６において、注目画素を次の画素に移動する。ここでは、右方向に１画素注目画素を切り替える。ステップＳ１０７において、ステップ１０１で取得した画像データの全ての画素について処理を完了したかを判定する。処理が完了したと判定されなかった場合には、ステップＳ１０２からステップＳ１０６までを繰り返す。処理が完了したと判定された場合には処理を完了する。

第１の実施形態では、注目画素において、画像データの注目画素の階調値、及び隣接画素の階調値を参照して線幅補正処理を行なっている。これにより、本構成を有しない場合に比べて、少ない参照データ範囲及び演算で出力画像の再現性を適切に向上することができる。

さらに、第１の実施形態では各画素の階調値に基づいて処理を行っているため、スムージング処理等の中間調レベルの階調を有する画像データに対しても画像幅及びエッジ部を適切に検知する事ができ、線幅補正処理を実施することが可能となる。

なお、第１の実施形態においては、ライン単位の画像データに平行する方向に線幅補正処理を実施する例を示したが、ライン単位の画像データに直交する方向に線幅補正処理を実施ことも可能である。その場合には、ＣＰＵ２０１は、ライン単位の画像データを２ライン分取り込み画像データ記憶部２１０１に記憶する。また、累積階調取得部は、ライン方向の各画素位置において、ライン方向と直交する方向への累積階調数を取得する。画像データ記憶部２１０１に記憶した２ラインの画像データを、それぞれ注目画素ライン、及び隣接画素ラインとし、１ラインずつ画像データ記憶部２１０１の画像データを更新しながら順次ライン方向と直交方向に線幅補正処理を行うことで実施可能である。この際、直交する方向には、パルス幅変調処理とパルス信号を寄せる制御を組み合わせることができないため、線幅補正量に対する効果が平行方向の場合とは異なる。そこで、補正量保持部が保持する線幅補正量は、方向毎に適宜調整されたものを用いるのが望ましい。

また、第１の実施形態では、静電潜像のボケによって特に細りや潰れが生じやすい白抜き細線の再現性を向上するために、白の階調レベルに着目して累積階調値を取得する例を示した。しかしながら、エンジンや画像設計によっては、黒細線の再現性を優先した方が良い場合もある。その場合には、黒の階調レベルに着目して累積階調値を取得し、線幅補正処理を行うようにしてもよい。つまり、画像データの白画素（最小濃度レベル）の階調レベルを「０」、黒画素（最大濃度レベル）の階調レベルを「２５５」として、白画素を下地部、黒画素を画像部とし、黒画素の累積階調値の算出、およびエッジ判定処理を行うものである。これにより、黒の細線の再現性を向上する事ができる。

なお、上記実施形態では、補正量保持部２１０５が補正テーブルを保持するものとして説明したが、図６に示す累積階調値と補正量との関係を示す曲線の関数を用いて補正量を求めても構わず、必ずしもテーブルとして保持する必要はない。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では画像部の階調レベルに着目して累積階調値を取得し、出力画像の再現性を向上する方法を説明した。第２の実施形態では、画像部及び下地部の両方の階調レベルに着目して累積階調値を取得し、出力画像の再現性をより適切に向上する方法について説明する。なお、本形態のうち作用や機能が第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図７は、第２の実施形態のＣＰＵ２０１の実行により機能する線幅補正処理部２１のブロック構成図である。線幅補正処理部２１は、画像データ記憶部２１０１、累積階調取得部２１０２、下地累積階調取得部２１１２、画像部エッジ判定部２１０３、下地エッジ判定部２１１３、補正部２１０４、及び、補正量保持部２１０５により構成されている。

累積階調算出部２１０２は、画像データの画像部の階調レベルに着目して各画素の階調値の累積である累積階調値を算出・保持する。第２の実施形態においては、画像データの白画素（最小濃度レベル）の階調レベルを「２５５」、黒画素（最大濃度レベル）の階調レベルを「０」として算出するものである。一方、下地累積階調算出部２１１２は、画像データの下地部の階調レベルに着目して各画素の最大階調レベル「２５５」からの差分の累積である下地累積階調値を算出・保持する。つまり、画像データの白画素（最小濃度レベル）の階調レベルを「０」、黒画素（最大濃度レベル）の階調レベルを「２５５」として算出するものである。具体的には、下地の階調レベルは、次式で算出する。
下地階調レベル＝２５５−画像部の階調レベル

画像エッジ判定部２１０３は、注目画素の更新方向における画像部と下地部の境界を検知する。下地エッジ判定部２１１３は、注目画素の更新方向における下地部と画像部の境界を検知する。線幅補正量保持部２１０４は、累積階調値及び非画像累積階調値に対応した階調の補正量を保持する。線幅補正部２１０５は、画像エッジ判定部２１０３及び前記下地エッジ判定部２１１３でエッジと判定された画素に対して、線幅補正量保持部２１０４が保持するそれぞれのエッジに対応した補正量を参照して注目画素の階調値を補正する。補正された画像データはパルス幅変調処理部２２に出力される。

[線幅補正処理フロー]
図８は、第２の実施形態における線幅補正処理部２１の処理手順を示すフローチャートである。画像形成の開始を指示すると、ＣＰＵ２０１は、プリンタドライバから出力するライン単位の画像データを画像データ記憶部２１０１へ送る。ステップＳ２０１において、ＣＰＵ２０１は、メモリ２０３から画像データの読み出しを行う。ＣＰＵ２０１は、読み出した処理ラインの画像データに対して、注目画素を順次更新しながら線幅補正処理を行う。

図９（ａ）は、画像処理装置が出力する画像データの一例であり、線幅違いの白抜き線（Ｌ２１＝３画素幅，Ｌ２２＝２画素幅，Ｌ２３＝１画素幅、Ｌ２４＝０．５画素幅）を有している。

図９（ｂ）９０１は、ステップＳ２０１で読み出した処理ラインの画像データの一例として、図９（ａ）における水平ラインＬの画素列を示しており、第２の実施形態では、注目画素をＰ１からＰ１７へ順次更新しながら線幅補正処理を行う。また、図中の各画素内の数値は白の階調レベルを示している。

ステップＳ２０２において、累積階調取得部２１０２は、注目画素の更新方向における各画素の白の階調レベルの累積である累積階調値を算出する。図９（ｂ）中の破線枠９０２は、各画素（Ｐ１〜Ｐ１７）が注目画素となる際に、累積階調取得部が算出し保持している累積階調値を示している。例えば、注目画素がＰ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１２、Ｐ１５の際には、階調値が１以上であるため、前画素の累積階調値に注目画素の階調値を加算した値を、注目画素の累積階調値としている。一方、注目画素がＰ１、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１６、Ｐ１７の際には、階調値が０であるため、累積階調値を０にリセットしている。

ステップＳ２０３において、下地累積階調取得部２１１２は、注目画素の更新方向における各画素の黒の階調レベルの累積である下地累積階調値を算出する。図９（ｂ）中の破線枠９０３は、各画素（Ｐ１〜Ｐ１７）が注目画素となる際に、下地累積階調取得部２１１２が算出し保持している下地累積階調値を示している。第２の実施形態では、注目画素の階調値が２５４以下の場合に、最大階調値（２５５）とその注目画素の階調値の差分（反転階調値）を下地累積階調値として求める。そして、注目画素の階調値が２５５の場合に、非画像累積階調値を０にリセットしている。例えば、注目画素がＰ１、Ｐ２、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１６、Ｐ１７の際には、階調値が２５４以下であるため、前画素の累積階調値に注目画素の反転階調値を加算した値を、注目画素の非画像累積階調値としている。一方、注目画素がＰ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１２、Ｐ１５の際には、階調値が２５５であるため、非画像累積階調値を０にリセットしている。

ステップＳ２０４において、エッジ判定部２１０３は、注目画素が白画像のエッジ部か否かを判定する。図９（ｂ）中の破線枠９０４は、各画素（Ｐ１〜Ｐ１７）が注目画素となる際に、エッジ判定部がエッジ部と判定したか否か（エッジ部：１、否エッジ部０）を示している。第１の実施形態では、累積階調値が１以上、かつ、注目画素の次の画素（以下隣接画素）が０である場合に、その注目画素は画像エッジであると判定する。ここでは、画素Ｐ５、Ｐ９、Ｐ１２、Ｐ１５が画像エッジ部と判定される。注目画素が画像エッジ部である場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５に進む。一方、注目画素が画像エッジ部でない場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０５において、補正部２１０４は、補正量保持部の補正量テーブルを参照し、累積階調値に対応する補正量を取得する。図１０（ａ）は、補正量保持部が保持する補正量テーブルを示す例であり、累積階調値「１〜１０２４」に対応した階調の補正量が格納されている。図９（ｂ）に戻り、破線枠９０６は、画像エッジ部と判定された画素において、補正量保持部の補正量テーブルを参照して取得した補正量を示している。

ステップＳ２０６において、下地部エッジ判定部２１１３は、注目画素が黒画像のエッジ部か否かを判定する。図９（ｂ）中の破線枠９０５は、各画素（Ｐ１〜Ｐ１６）が注目画素となる際に、下地エッジ判定部２１１３が下地エッジ部と判定したか否か（エッジ部：１、否エッジ部０）を示している。第１の実施形態では、下地累積階調値が１以上、かつ、注目画素の次の画素（以下隣接画素）が２５５である場合に、その注目画素は非画像エッジ部であると判定する。ここでは、画素Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１１が非画像エッジ部と判定される。注目画素が下地エッジ部である場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進む。一方、注目画素が下地エッジ部でない場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、ステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０７において、補正部２１０４は、補正量保持部２１０５の補正量テーブルを参照し、下地累積階調値に対応する下地幅補正量を取得する。図１０（ｂ）は、補正量保持部２１０５が保持する補正量テーブルを示す例である。下地累積階調値「１〜１０２４」に対応した階調の補正量が格納されており、累積階調値が大きい程、補正量の絶対値が小さくなるよう設定されている。

図９（ｂ）に戻り、破線枠９０７は、下地エッジ部と判定された画素において、補正量保持部の補正量テーブルを参照して取得した補正量を示している。

ステップＳ２０８において、補正部２１０４は、注目画素に対してステップＳ２０５及びステップ２０７で取得した階調補正量を付加する。ステップＳ２０８での階調補正量の加算では、加算後の注目画素の階調値が当該画素で表現できる階調の最大レベル「２５５」を超える分については、隣接画素に分配する。例えば、注目画素がＰ５、Ｐ９、Ｐ１２の際には、注目画素の階調値が「２５５」であり、補正量加算後の階調値が当該画素で表現できる最小レベルを下回るため、それぞれ隣接するＰ６、Ｐ９、Ｐ１３の階調値に対して補正量を加算している。また、注目画素がＰ１５の際には、補正量「＋１９２」のうち、注目画素に対して「＋１２７」の補正を行い最大濃度レベル「２５５」とした後、残りの補正量（１９２−１２７＝６５）を隣接画素Ｐ１６に加算している。

なお、光ビームのオフ信号により白画素を表現するエンジンの場合には、隣接画素における光ビームのオフ信号が注目画素に連結するように（オン信号を後ろに寄せるように）、隣接画素の寄せ制御情報を書き換える。

また、加算後の注目画素の階調値が当該画素で表現できる階調の最小レベル（０）を下回る分については、隣接画素に分配する。例えば、注目画素がＰ２、Ｐ７、Ｐ１１の際には、注目画素の階調値が「０」であり、補正量加算後の階調値が当該画素で表現できる最小レベルを下回るため、それぞれ隣接する画素Ｐ３、Ｐ８、Ｐ１２の階調値に対して補正量を加算している。

なお、光ビームのオン信号により黒画素を表現するエンジンの場合には、隣接画素における光ビームのオン信号が注目画素に連結するように（オン信号を前に寄せるように）、隣接画素の寄せ制御情報を書き換える。

また、注目画素に対する補正量に関して、画像部に対する補正と下地部に対する補正が同時に行われる画素については、双方の補正量の差（｜画像部の補正量｜―｜下地部の補正量｜）を算出し、注目画素に対する補正量としてもよい。注目画素がＰ１２の際には、破線枠９０６の画素Ｐ１２に示す画像部の補正量「＋１２８」と、破線枠９０７の画素Ｐ１１からＰ１２に分配される補正量「−１６」と、を加算した補正量「＋１０２」を注目画素に加算する。この際、注目画素の階調値が「２５５」であり、補正量加算後の階調値が当該画素で表現できる最大レベルを超えるため、隣接する画素Ｐ１３の階調値に対して補正量「１０２」を加算することになる。

ステップＳ２０９において、注目画素を次の画素に移動する。例えば、右方向に１画素注目画素を切り替える。ステップＳ２１１において、ステップ２０１で取得した画像データの全ての画素について処理を完了したかを判定する。処理が完了したと判定されなかった場合には、ステップＳ２０２からステップＳ２１１までを繰り返す。処理が完了したと判定された場合には処理を完了する。図９（ｂ）中の画像データ９０８は、画像データ９０１に対して、ステップ２０２からステップ２１１までの各ステップを適用した結果を示している。画像データ９０８に示すように、第２の実施形態の線幅補正処理では、注目画素の更新方向における各画素の画像部及び下地部の線幅に応じた補正量でそれぞれのエッジ部の階調値を補正している。そのため、画像部だけでなく、下地部の細りや潰れを抑制する事ができる。

また、第２の実施形態では、画像部の拡大を画像部の後端で行い、下地部の拡大を画像部の前端（下地部の後端）で行うようにしている。そのため、それぞれの拡大処理が干渉せず適切に線幅補正を実施する事が可能となる。

［第３の実施形態］
第１の実施形態では、画像データの画素毎の階調値に基づいて補正処理を行う例を示した。第３の実施形態では、１つの画素は光のオン，オフを制御する複数の画素片で構成され、オン，オフを示す画素片数に基づいて補正処理を行う例を示す。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

また、本第３の実施形態では、画像データを構成する各画素が持つ階調範囲は０乃至１６（１７階調）であるものとする。画像処理装置１におけるプリンタドライバが１７階調の画像データを出力するものとする。ただし、画像形成装置２内に、２５６階調の画像データを１７階調に変換する構成を有しても構わない。そして、本第３の実施形態では、１画素を１６個の画素片で表し、階調値に対応する数の画素片をＯＮ（２値表現）にする。実施形態では、露光部分が白となる例であるので、各画素は階調値に応じた数の白画素片で構成されることになる。白画素片の個数が多くなればなるほど、該当する画素の記録のための露光期間が長くなることを意味する。なお、本第３の実施形態では、１画素当たりの画素片の個数を１６個としているが、かかる個数に限定されるものではない。１画素がＮ個の画素片で表せば、１画素でＮ＋１階調を表現することができる。

＜線幅補正処理の詳細＞
線幅補正処理の構成や動作について詳細に説明する。図１１は、第３の実施形態のＣＰＵ２０１が実行する機能を示すブロック図である。線幅補正処理部２１は、プリンタドライバから送られてきた画像データに対して、線幅補正処理を実行する機構であり、画像データ記憶部２１０１、累積階調取得部２１０２、エッジ判定部２１０３、補正量保持部２１０４、補正部２１０５により構成されている。

ＣＰＵ２０１は、画像形成装置が出力する光ビームの走査方向の画像データ（例えば８ビット）をライン単位で取得し、メモリ２０３内の画像データ記憶部２１０１に格納する。ここで読み出す画像データは、１つの画素は光のオン，オフを制御する複数の画素片で構成される。図１２に１つの画素の例を示す。１つの画素は１６画素片で構成され、画素片毎に画像部、下地部を切り替えられる。つまり、１画素で１６ステップの階調レベルを表現可能である。また、１画素の水平方向のサイズは６００ｄｐｉの１ドット（４２．３μｍの幅）に相当する。それ故、１画素を構成する１つの画素片のサイズは１／１６ドット（約２．６５μｍの幅）に相当する。

累積階調取得部２１０２は画像データの各画素の画素片数の累積である累積階調値を算出・保持する。第３の実施形態では、静電潜像の画像鈍りによって細りや潰れが生じやすい白抜き線の再現性を向上するために、白地部の階調レベルに着目して線幅補正処理を行う。従って、累積階調取得部２１０２は連続する白画素片の数を累積するものである。

エッジ判定部２１０３は、画像データの画像部と下地部の境界を検知する。線幅補正量保持部２１０４は、累積階調値に対応した階調の補正量を保持する。線幅補正部２１０５は、エッジ判定部２１０３でエッジと判定された画素に対して、線幅補正量保持部２１０４が保持する補正量を参照して注目画素の階調値を補正する。補正された画像データは駆動部２０４に出力される。

＜線幅補正処理の例＞
図１３の符号１３０１は、処理ラインの画像データの一例を示しており、第３の実施形態では、注目画素をＰ１からＰ６へ順次読み出しながら線幅補正処理を行う。

累積階調取得部２１０２は、注目画素の更新方向における各画素の白画素片数（ＯＮの画素片の個数）の累積である累積階調値を算出する。図１３の破線枠１３０２は、各画素（Ｐ１〜Ｐ６）が注目画素となる際に、累積階調取得部２１０２が算出し保持している累積階調値を示している。第３の実施形態では、注目画素の白画素片が前（左隣）画素に隣接している場合に、その注目画素の白画素片数を累積階調値に加算し、白画素片が前画素に隣接していない場合に、累積階調値を０にリセットした上で、白画素片数を累積階調値に加算する。例えば、注目画素がＰ１の際には、白画素片が前画素に隣接していないため、累積階調値を「０」にリセットした上で、白画素片数を加える。ここでは、白画素片数は「０」であるため、累積階調値も「０」である。注目画素がＰ２の際には、同様に白画素片が前画素に隣接していないため、累積階調値を「０」にリセットしたうえで、白画素片数を加える。ここでは、白画素片数は「１２」であるため、累積階調値は「１２」となる。注目画素がＰ３の際には、白画素片が前画素に隣接しているため、累積階調値に白画素片数を加える。ここでは、白画素片数は「４」であるため、累積階調値は「１６」となる。Ｐ３〜Ｐ６についても同様に処理を行っていく。また、本実施形態では、累積階調値が「６４」以上の場合も信号値「６４」を出力する。これは、信号のビット数を減らすためであり、画像部の画素片が６４以上連続するような太線画像に対しては線幅補正処理を行う必要はないことから、このように設定している。

エッジ判定部２１０３は、注目画素が画像部と下地部の境界であるか否かを判定する。図１３中の破線枠１３０３は、各画素（Ｐ１〜Ｐ６）が注目画素となる際に、エッジ判定部がエッジ部と判定したか否か（エッジ部：１、否エッジ部０）を示している。第３の実施形態では、後端に黒画素片が隣接している白画素片を含む場合、その注目画素はエッジ部であると判定する。例えば、注目画素がＰ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６の際には、後端に黒画素片が隣接している白画素片を含まないため、非エッジ部「０」と判定される。一方、注目画素がＰ３、Ｐ５の際には、後端に黒画素片が隣接している白画素片を含むため、エッジ部「１」と判定される。なお、Ｐ２、Ｐ５のように白画素片が次画素に隣接している場合には、隣接画素の先頭の画素片を参照するようにすれば、エッジ部か否か判定する事ができる。

注目画素がエッジ部である場合、ＣＰＵ２０１は、補正量保持部の補正量テーブルを参照し、累積階調値に対応する補正量を取得する。図１４は、補正量保持部が保持する補正量テーブルを示す例であり、累積階調値（１〜６４）に対応した階調の補正量が格納されている。図１３に戻り、破線枠１３０４は、エッジ部と判定された画素において、補正量保持部の補正量テーブルを参照して取得した補正量を示している。

ＣＰＵ２０１は、注目画素に対して累積階調値に対応する補正量に基づいて、白画素片と隣接する黒画素片を白画素片に変更することで、画像部（白画素）の幅を拡大する。注目画素において、補正量分が注目画素の黒画素片数を超える分については、隣接画素の先頭画素片から順に黒画素片を白画素片に変更する。

図１３の画像データ１３０５は、画像データ１３０１に第３の実施形態の線幅補正処理を実施した結果を示している。注目画素の更新方向における各画素の画素片数を累積することで画像データの線幅を取得し、線幅に応じた補正量でエッジ部の画素片を補正している。これにより、少ない参照データ範囲及び演算で出力画像の再現性を適切に向上することができる。

（その他の実施例）
以上本発明に係る実施形態を説明したが、上記実施形態では、露光した部分にトナーが付着しない画像形成装置を例にして説明した。しかしながら、露光した部分にトナーが付着する画像形成装置に適用しても構わない。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１…画像処理装置、２…画像形成装置、２０１…ＣＰＵ、２０２…ＨＤＤ，２０３…ＲＡＭ、２０４…駆動部、２０８…露光部、２１２…感光体ドラム、２１６…帯電器、２２０…現像器、２３０…転写ローラ、２３１…記録媒体、２３２…定着部、２１…線幅補正処理部、２１０１…画像データ記憶部、２１０２…累積階調取得部、２１０３…画像エッジ判定部、２１０４…補正部、２１０５…補正量保持部、２２…パルス幅変調処理部

Claims (9)

1. 画素データが示す階調値に基づき感光体を走査露光することで画像を形成する画像形成装置であって、
   画像データから所定方向に沿って画素データを順次読み出す読出し手段と、
   前記読出し手段で読み出した注目画素の画素データが表す、有意画像部としての階調値を累積加算する累積加算手段と、
   前記読出し手段で読み出した前記注目画素が、非有意画像部を表す背景部との境界に位置するか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段によって、前記注目画素が前記境界に位置すると判定された場合、前記注目画素の画素データが示す階調値に、前記累積加算手段で求めた前記注目画素までの累積値に基づく補正量を加算することで、前記注目画素の階調値を補正する補正手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記累積加算手段は、注目画素の画素データの階調値が、背景部を表す値の場合に累積をリセットする
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段は、前記注目画素の画素データが表す階調値に有意画像としての成分が含まれ、次の画素の画素データが表す階調値に有意画像としての成分が含まれない場合に、前記注目画素がエッジ部に位置すると判定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記補正手段による前記注目画素の画素データが示す階調値に加算する補正量は、前記累積値が小さいほど大きな値とする
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. １画素を前記走査露光する方向に沿って予め設定されたＮ個の画素片で表し、当該Ｎ個の画素片における露光を行う個数を画素データの階調値に基づいて判定することで、１画素当たりの露光する期間を制御するＰＷＭ手段を更に有する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記読出し手段で読み出した注目画素の画素データが表す階調値と有意画像の上限値からの差分で表される値を、非有意画像としての階調値として累積加算する第２の累積加算手段と、
   前記読出し手段で読み出した前記注目画素が、有意画像部を表す画像部との境界に位置するか否かを判定する第２の判定手段と、
   該第２の判定手段によって、前記注目画素が前記境界に位置すると判定された場合、前記注目画素の画素データが示す階調値に、前記第２の累積加算手段で求めた前記注目画素までの累積値に基づく補正量を加算することで、前記注目画素の階調値を補正する第２の補正手段と
   を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置におけるコンピュータが読み込み実行することで、当該コンピュータに、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の各手段として機能させるためのプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
9. 画素データが示す階調値に基づき感光体を走査露光することで画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
   読出し手段が、画像データから所定方向に沿って画素データを順次読み出す読出し工程と、
   累積加算手段が、前記読出し工程で読み出した注目画素の画素データが表す、有意画像部としての階調値を累積加算する累積加算工程と、
   判定手段が、前記読出し工程で読み出した前記注目画素が、非有意画像部を表す背景部との境界に位置するか否かを判定する判定工程と、
   補正手段が、前記判定工程によって前記注目画素が前記境界に位置すると判定された場合、前記注目画素の画素データが示す階調値に、前記累積加算工程で求めた前記注目画素までの累積値に基づく補正量を加算することで、前記注目画素の階調値を補正する補正工程と
   を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。