(57)【要約】【課題】  高解像度の電子写真プリントエンジンに適用可能で、メモリをあまり使わないで、二値の網点構造をできるだけ保ったままで濃度調整を行って、高画質な画像を出力できるようにする。【解決手段】  原稿から読み取った画像の二値化信号に対して電子写真プロセスを用いて作像を行い、用紙上に画像を形成する画像形成装置であり、コントローラ部８は、画像の形成状態を検出し、二値化信号に基づいて原画像の階調レベルを推定し、上記形成状態の検出結果と上記階調レベルの推定結果に基づいて上記二値化信号によるトナー付着面積を膨脹又は縮退させた第２の二値化信号を生成し、その第２の二値化信号に基づいて電子写真プロセスを用いて作像を行う。【選択図】        図１
2010109827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿から読み取った画像の二値化信号に対して電子写真プロセスを用いて作像を行い、用紙上に画像を形成する画像形成装置において、
画像の形成状態を検出する検出手段と、
前記二値化信号に基づいて原画像の階調レベルを推定する推定手段と、
前記形成状態の検出結果と前記階調レベルの推定結果に基づいて前記二値化信号によるトナー付着面積を膨脹又は縮退させた第２の二値化信号を生成し、該第２の二値化信号に基づいて電子写真プロセスを用いて作像を行うようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記膨脹又は縮退は、前記二値化信号の注目画素にｍ×ｍ（ｍは３以上の奇数の整数値）の領域からなる参照マスクを重ね合わせ、前記参照マスクに含まれる注目画素がオンの時に、前記注目画素の周囲の画素を膨脹又は縮退させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記参照マスクは、各領域の内で参照されない領域を有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記前記二値化信号の注目画素とｍ×ｍ（ｍは３以上の奇数の整数値）の領域からなる参照マスクとの重ね合わせは、前記原稿から読み取った画像の主走査副走査の位置に基づいて適用の有無を切り替えるようにすることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記適用の有無の切り替えは、前記階調レベルの推定結果に基づいてに応じて、少なくともハイライト部と、該ハイライト部よりも濃い側とが切り替え可能であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記膨脹又は縮退の量を、前記階調レベルの増加に基づいてデジタル的になだらかに変化させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二値画像信号に対して電子写真プロセスを用いて作像を行い、用紙上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、プリントオンデマンドや小ロットの印刷のように、インクによる印刷でまかなっていた分野に電子写真エンジンを用いたプリントエンジンも参入しようとしている。
このような市場に向けて、インクによる印刷と同等以上の解像度を持つプリントエンジンが開発されて市場に投入されている。
このような市場においては、画像データを二値化するラスターイメージ作業（Ｒａｓｔｅｒ  ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＲＩＰ）と、ＲＩＰ後の二値化画像データから、プリントエンジンを用いた出力作業とは独立して行うことにより、最大限の生産性を上げている。
【０００３】
上記二値化画像データは、その場限りで消去されるわけではなく、例えば、プリントがその日に完了できなければ、二値のまま蓄積しておき、翌日残りのプリントをエンジンで出力することができる。
このように、プリントエンジンでの出力が、２日にまたがったりした場合に、気温や湿度など環境が変わってしまうので、電子写真プリントエンジンで出力された印刷品質が異なってしまうという問題がある。
従来、プリントエンジンの濃度を安定化するために、レーザー露光のパルス幅を制御する画像形成装置（例えば、特許文献１参照）があった。
また、プリントエンジンの濃度を安定化するために、画像信号を補正する画像形成装置（例えば、特許文献２参照）があった。
【特許文献１】特開２００１−１８００３６号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したレーザー露光のパルス幅を制御する画像形成装置では、低解像度のプリントエンジンにおいては、パルス幅の修正はうまく機能するが、高解像度の２４００ｄｐｉとか４８００ｄｐｉとかの環境においては、そもそもの画素クロックが速いため、１画素のパルス幅を修正するのに多大な困難が伴うという問題があった。
また、画像信号を補正する画像形成装置では、６００ｄｐｉ程度の解像度のプリントエンジンで、ＲＩＰ後の二値化済み信号と多値化済み信号の両方を利用し、エッジ部分を維持しながら、ＯＮ画素の領域の拡大や縮小を行う技術であり、元の多値信号を利用するため、ＲＩＰ後も元の信号を破棄できず、そのために、メモリやディスクなどを多く必要とするという問題があった。
【０００５】
また、処理が誤差拡散であるため、６００ｄｐｉ程度の解像度のエンジンに対して適用するには適切であるが、４８００ｄｐｉくらいの解像度のエンジンに対して適用しても、電子写真的には１画素が小さすぎるため濃度が制御できないという課題もあった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高解像度の電子写真プリントエンジンに適用可能で、メモリをあまり使わないで、二値の網点構造をできるだけ保ったままで濃度調整を行って、高画質な画像を出力できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は上記の目的を達成するため、原稿から読み取った画像の二値化信号に対して電子写真プロセスを用いて作像を行い、用紙上に画像を形成する画像形成装置において、画像の形成状態を検出する検出手段と、上記二値化信号に基づいて原画像の階調レベルを推定する推定手段と、上記形成状態の検出結果と上記階調レベルの推定結果に基づいて上記二値化信号によるトナー付着面積を膨脹又は縮退させた第２の二値化信号を生成し、その第２の二値化信号に基づいて電子写真プロセスを用いて作像を行うようにした画像形成装置を提供する。
また、上記膨脹又は縮退を、上記二値化信号の注目画素にｍ×ｍ（ｍは３以上の奇数の整数値）の領域からなる参照マスクを重ね合わせ、上記参照マスクに含まれる注目画素がオンの時に、上記注目画素の周囲の画素を膨脹又は縮退させるとよい。
【０００７】
さらに、上記参照マスクは、各領域の内で参照されない領域を有するようにするとよい。
また、上記前記二値化信号の注目画素とｍ×ｍ（ｍは３以上の奇数の整数値）の領域からなる参照マスクとの重ね合わせは、上記原稿から読み取った画像の主走査副走査の位置に基づいて適用の有無を切り替えるようにするとよい。
また、上記適用の有無の切り替えは、上記階調レベルの推定結果に基づいてに応じて、少なくともハイライト部と、そのハイライト部よりも濃い側とが切り替え可能であるようにするとよい。
さらに、上記膨脹又は縮退の量を、上記階調レベルの増加に基づいてデジタル的になだらかに変化させるようにするとよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明による画像形成装置は、高解像度の電子写真プリントエンジンに適用可能で、メモリをあまり使わないで、二値の網点構造をできるだけ保ったままで濃度調整を行って、高画質な画像を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図１は、この発明の実施例の画像処理装置の主要な機能構成を示すブロック図である。
この画像処理装置は、多値画像データやプリントのための各種コマンド類を、ＲＩＰ部１のバッファ部２に蓄え、ＲＩＰ部１は、１ページ分の画像データが蓄積されると、この画像データに対して、γ補正部３でγ補正を行って、二値化部４で網点化することにより、二値化データを生成し、圧縮部５で圧縮し、その生成された二値化済みデータを外部ストレージ部６に記憶する。
この二値化済みデータをプロッタ部７では、外部ストレージ部６から、二値化済みデータを取り出し、内部にあるコントローラ部８の図示を省略したバッファーに蓄え、そのデータを使って電子写真プロセスエンジン部９を用いて、１００部〜１０００部程度の同一画像のプリント出力を行う。
【００１０】
また、複数個のプロッタ部１０を用いて、同一の画像を複数個の電子写真プロセスエンジン部で出力したり、あるいは、１ページ目は１つ目のプロッタ部で、２ページ目は二つ目のプロッタ部で．．．というようにジョブ制御してプリントを行うようにするようにしてもよい。
さらに、外部ストレージ部６に蓄積された二値化済みのデータは、その場限りで消去されるわけではなく、例えば、プリントがその日に完了できなければ、そのまま蓄積しておき、翌日残りのプリントをプロッタ部７で出力する。
【００１１】
図２は、図１に示す電子写真プロセスエンジン部９の内部を模式的に現した中央断面図である。
この電子写真プロセスエンジン部９は、マルチビームの書込みユニット部２０、感光体ユニット部２１、中間転写ユニット部２００、給紙ユニット部２６、定着ユニット部２８からなる。感光体ユニット部２１は、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）のそれぞれのユニット３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｋがある。
ここではブラック（Ｋ）のユニット３０Ｋについて説明し、その他のイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）の各ユニットも同様なので、その説明を省略する。
【００１２】
図３は、ブラック（Ｋ）のユニット３０Ｋの内部構成を示す図である。
感光体ユニット３０Ｋの感光体３１Ｋは、図中の矢印Ａの方向に駆動されている。
感光体３１Ｋの表面は、まず帯電器３２Ｋで一様に帯電され、次に、画像信号によって変調されたレーザー光３５Ｋにより露光される。
これにより、感光体３１Ｋ上に静電潜像が形成される。その形成された静電潜像は、現像器３４Ｋによりトナーが付着させられてトナー像となる。現像器３４Ｋには、ブラック（Ｋ）のトナーが入っている。Ｋのトナー像は、一次転写ローラ２３Ｋによる電界により中間転写ベルト２２上に転写させられる。クリーニング部３３Ｋは、トナー像の転写後の感光体３１Ｋ上をクリーニングする。
【００１３】
Ｙ，Ｍ，Ｃについても同様の手順で中間転写ベルト２２上にトナー像が転写される。
次に、図２に示したように、中間転写ベルト２２は、図中の矢印Ａの方向に駆動されている。
中間転写ベルト２２上へのトナーの転写は、それぞれの感光体３０Ｙ〜３０Ｋの位置に応じてタイミングをとって行われることにより、色ずれの無いカラートナー像が中間転写ベルト２２上に形成される。
次に、給紙ユニット部２６からタイミングをとって用紙が搬送され、中間転写ベルト２２上のカラートナー像は、二次転写ローラ２４において、用紙上に転写される。
このようにして、用紙上にカラートナー像が形成され、その用紙は搬送ベルト２７上を移動して定着ユニット部２８に搬送され、その定着ユニット部２８で用紙にトナーが熱定着され、装置外には排出される。
【００１４】
また、フォトセンサー２５は、評価用のテストチャート，テストパッチを用紙ではなく、直接、中間転写ベルト２２上に転写させたものをここでセンサーを使って測定できるように構成されている。
図４は、図２に示すフォトセンサー２５周りを示す模式図である。
フォトセンサー２５は、光反射特性の異なる黒トナーとＹ，Ｃ，Ｍのカラートナーに対応できるように、黒トナー用のフォトセンサー２５ａと、カラートナー用のフォトセンサー２５ｂの２つのセンサーを搭載しており、発光部２５ｃから照射された光が中間転写ベルト２２上のトナー画像に反射し、その反射光を検知可能な位置に配置されている。
この実施例の画像処理装置では、高度の制御をして高画質な印刷を行うために、高解像度の書込みユニット部２０を備えている。
【００１５】
書込みユニット部２０には、１つのポリゴンミラー２９を備えている。このポリゴンミラー２９は４面のミラー面を有するポリゴンデバイスであり、４面ミラーが２段重ねでポリゴンモーターに取り付けられている。
また、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋそれぞれに対応した、４つのマルチビーム半導体レーザー（ＬＤ）と、光路を折り曲げる折り曲げミラーと、レンズ群とから構成されている（以上は詳細な説明と符号の図示を省略している）。
１つのポリゴンミラー２９の左右から各色のＬＤビームがポリゴンミラー２９面の上段あるいは下段に入射し、ポリゴンミラー２９による反射によってレーザーが感光体面上を走査するように構成されている。ＬＤビームは、各色４０ビームのマルチビームである。
【００１６】
図５は、図２に示す書込みユニット部２０のＫの部分の構成を示す模式図である。
光源４０は二次元配列された半導体レーザである。
光源４０から射出した光束はカップリングレンズ４１により平行光束となり、アパーチャ４２を経て、シリンドリカルレンズ４３により副走査方向についてポリゴンミラー２９近傍に集束する光束となる。
さらに、ポリゴンミラー２９により偏向され、偏向器側走査レンズ４４と像面側走査レンズ４５により、防塵ガラス４６を経て、像面（感光体面）４７に結像する。
また、偏向器と偏向器側レンズの間に防音ガラス４８を配備する。
さらに、光源４０とカップリングレンズ４１は材質がアルミである同一の部材に固定されている。
【００１７】
ここで、アパーチャ４２とシリンドリカルレンズ４３の間には、ハーフミラー４９（光量分割比は感光体に向かうビームの比率を大きくする。
例えば、９：１，又は８：２，又は７：３というように設定すれば良い）を配備し、反射した側のビームを結像レンズ５０を介し、フォトダイオード５１にレーザービームを導いていて、レーザー光量を検出可能となっている。
このとき、有効書き込み幅を露光している以外の時間に、自動光量制御（ＡＰＣ）を実行させることにより、半導体レーザーの光量を安定化することにより、濃度むらの少ない画像出力を実現している。
【００１８】
また、同図では、折り返しミラー５２で、ポリゴンミラー２９の手前側で光路の折り曲げを行っているが、ポリゴンミラー２９の後側でも折り返しミラーを用いることにより、レーザーの光路を折り曲げることができ、書込みユニット部２０から適切に感光体表面上に走査ビームを導くことができる。
光源４０の半導体レーザーは４０チャンネルのマルチビームであり、飛び越し走査を行っている。
【００１９】
図６は、４０チャンネルの感光体上での走査位置の説明図である。
同図には、３つの部分に分割して示しているが、同図の（ａ）の末端（丸付きのＡで示す箇所）が同図の（ｂ）の先端（丸付きのＡで示す箇所）に続き、同図の（ｂ）の末端（丸付きのＢで示す箇所）が同図の（ｃ）の先端（丸付きのＢで示す箇所）に続く。
例えば、解像度は４８００ｄｐｉ、画素間の間隔は約５．２μｍ、ある時点での走査Ｓ１とその次のポリゴンミラー面による走査Ｓ２を説明する。
まず、ポリゴンミラー面は一度に４０ビームをスキャンする。ビームは４０チャンネルで、中央部の２０チャンネル（ｃｈ２０）目と２１チャンネル（ｃｈ２１）目の間は近接している。その他のチャンネルの間は、１主走査ラインの間隙を作って走査するような位置関係に構成されている。
【００２０】
チャンネル２０とチャンネル２１との中間点ａの位置が、副走査方向におけるレンズ群の中央であり、副走査方向に対称になっている。
あるポリゴン面で、このような位置関係で水平走査が行われると、次の面では図中のＳ２で示すラインを走査し、Ｓ１のラインの２１チャンネル（ｃｈ２１）と２２チャンネル（ｃｈ２２）との隙間を、今度は１チャンネル（ｃｈ１）が走査するように構成されている。また、Ｙ，Ｃ，Ｍについても同様である。
このようにして、４８００ｄｐｉ解像度の書込みユニットが構成されている。
【００２１】
次に、この画像形成装置の制御系について説明する。
図７は、この画像形成装置の制御系のさらに詳細な構成を示すブロック図である。
この画像形成装置のエレキ系システムは、この装置全体の制御と画像データを扱う画像処理コントローラ６０と、プロッタ部の制御を行うエンジン制御コントローラ６４とがある。
画像処理コントローラ６０は、上記ＲＩＰ部に相当し、画像形成装置の操作表示制御部６１、画像データを記憶することのできるＨＤＤ６２、ネットワークインタフェース部６３が接続されている。
さらに、汎用のＰＣＩバスにより、エンジン制御コントローラ６４を接続する。
ＰＣＩバスには、モデムコントロール部６５などを接続することも可能である。
【００２２】
エンジン制御コントローラ６４は、上記プロッタのコントローラ部に相当し、画像データに基づいて感光体上に露光を行うＬＤＢ６６、各種のモータ（Ｍ）６７、各種のクラッチ（ＣＬ）６８、各種のソレノイド（ＳＯＬ）６９、高圧電源部７０などが接続されている。
画像処理コントローラ６０には、このコントローラの全体の制御を司るＣＰＵ８０、ＣＰＵ８０が実行する各種のプログラムを格納したＲＯＭ８１、ＣＰＵ８０が使用する作業用メモリであるＲＡＭ８２、リチウム電池を内蔵し、ＲＡＭ８２のバックアップと時計機能を内蔵したＮＶ−ＲＡＭ８３など搭載されている。
補正処理部８６は、この発明に係るデータ処理を実行する。
ワークメモリ８４は、プロッタで使用する作業用メモリである。
フレームメモリ８５は、レーザー露光用の画像のイメージデータを一時的に蓄える高速な作業用メモリである。
【００２３】
ＮＶ―ＲＡＭ８３に内蔵された時計は、内部に搭載されたクリスタルの基準クロック３２，７６８ＨＺをカウントして日時を発生させている。
コントローラ６０は、プロッタアプリケーションのほかに、ファクシミリアプリケーション等の機能を有し、システム全体の制御を行う。また、操作表示制御部６１の入力を解読して本システムの設定とその状態内容を操作部の表示部に表示する。
汎用のＰＣＩバスは、画像データバス／制御コマンドバスで、画像データと制御コマンドが時分割で転送する。
ネットワークインタフェース部６３は、ネットワークに接続されている外部との通信インターフェースを司り、ホストコンピュータ（ワークステーションなど）とのコマンドや二値画像データの通信はこのネットワークインタフェース部６３を経由して実施される。
【００２４】
ＨＤＤ６２は、このシステムのアプリケーションプログラムならびにプロッタ、作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに書込み画像のイメージデータ、すなわち画像データ、ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられ、物理インターフェース、電気的インターフェース共に、ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ−４に準拠したインターフェースで画像処理コントローラ６０に接続されている。
操作表示制御部６１には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、ＬＣＤ及びキー入力を制御するＡＳＩＣであるＬＣＤＣ等が搭載されている。
そのＲＯＭには操作表示制御部６１の入力読込み及び表示出力を制御する、操作表示制御部６１を制御する制御プログラムが書き込まれている。
ＲＡＭは、ＣＰＵで使用する作業用メモリである。
【００２５】
この操作表示制御部６１は、画像処理コントローラ６０との通信により、パネルを操作して使用者がシステム設定の入力を行う入力と、使用者にシステムの設定内容，状態を表示する、表示および入力の制御を行っている
画像処理コントローラー６０のフレームメモリ８５から出力されたブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）の各色の書き込み信号は、レーザダイオードコントロール部（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｏａｒｄ：ＬＤＢ）のＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍ，の半導体レーザー（ＬＤ）書き込み回路に入力される。
半導体レーザー（ＬＤ）書き込み回路で半導体レーザー（ＬＤ）電流制御（変調制御）が行われ、各半導体レーザー（ＬＤ）に出力される。
【００２６】
エンジン制御コントローラ６４は、画像形成装置の作像制御を主として行い、プロッタの瀬ぎょを司るＣＰＵ９０、ＣＰＵ９０が実行するプリントアウトを制御するために必要なプログラムを内蔵したＲＯＭ９１、その制御に必要なＲＡＭ９２、及びＮＶ―ＲＡＭ（不揮発メモリ）９３を搭載している。
また、他の制御（例えば、大容量給紙ユニット制御や、ソーター制御など）を行うＣＰＵ９０との信号の送受信を行うシリアルのインタフェース部９５も備えている
Ｉ／Ｏ制御部９４は、画像形成装置を制御するモータ６７、ソレノイド６９、クラッチ６８等や、図示を省略するトナーエンドセンサー、トナー濃度センサー等のアナログ制御も含む画像形成装置のＩ／Ｏ制御を行っている。
ＰＳＵ７２は、ＡＣ制御部７１により、画像形成装置を制御する電源を供給するユニットである。メインＳＷにより、商用電源が供給され、ＤＣ出力を得る。
【００２７】
次に、レーザー露光に提供する画像データの作成処理について説明する。
ネットワークインタフェース部６３を通じて送られてくる二値化済み画像データは、一度、作業用のＨＤＤ６２に蓄積される。
次に、このＨＤＤ６２から印刷を行うページの画像データを取り出し、これがワークメモリ８４に一旦保存される。
ついで、ワークメモリ８４からデータが取り出され、補正処理部８６により補正されることにより、露光に提供する画像データが作成される。この画像データは、一旦フレームメモリ８５に蓄えられる。その蓄えられた画像データは、各画像形成ユニットのタイミングに合わせて取り出され、汎用のＰＣＩバス、エンジン制御コントローラ６４経由で、ＬＤＢ６６に信号が送られ、画像データに対応したレーザー露光が感光体上に行われる。
このようにして、いつも安定した階調の出力を得ることができる。
【００２８】
次に、カラーの電子写真においては、ＣＭＹおよびＫのトナーの重ねあわせで、色を表現する。このとき、微妙な色合いを表現するために、特に各色のハイライト部が安定して再現することが必要である。
図８は、トナー単色での入力階調値と出力階調値の関係を示す図である。
同図の曲線ａは設計上の狙いのラインである。
しかしながら、電子写真プロセスは温度や湿度、その他色々な影響を受けるので、実際の濃度は、ｂやｃのラインになってしまう。
特に、ハイライト部は不安定なので、ｂのラインのようなケースも補正するためには、補正したい範囲の中央部だけでなく、ごく淡い部分についても状態を検知することが必要である。
そのため、この画像形成装置では入力レベル１６と６４の２箇所について、状態の検知を行う。
【００２９】
図９は、画像の第２の二値化信号を生成する処理部の構成を示すブロック図である。
二値化済み信号は、膨脹部１００，縮退部１０１，無処理部１０２のいずれかのブロックをとおって第２の二値化信号（修正済み画像信号）となる。
膨脹部１００，縮退部１０１，無処理部１０２のどのブロックが利用されるかは、階調レベル推定部１０３及び画像形成状態センサ信号による補正レベル算出部１０４により決定される。
【００３０】
図１０は、補正のアルゴリズムの説明に供する図である。
まず、入力デジタル値ｉに対して濃度を測定する。その測定は、中間転写ベルト上のパッチ画像をセンサーにより測定することにより実施される。
設計データがａに示す直線のように実際には濃くなっている場合には、ｂに示す直線のの状態である。このとき設計上の濃度から算出して、Δｉが求まる。
そこで、Ｉ−Δｉを新しい入力になるように補正すればよい。
この実施例では、図８に示したように、入力デジタル値の２点ＩａとＩｂにおいて、補正量を求めている。
【００３１】
図１１は、補正曲線を示す図である。
同図の（ａ）に示す曲線は、測定したＩａ，Ｉｂ以外の点の補正量を求めるために、原点（入力＝０）で補正無し、また、補正の終了となる入力データとして、入力値１２８でも補正無しとして、４点を通るように描いたスプライン補正曲線である。
これにより、各入力データに対しての補正量が求められる。
次に、補正はデジタル的に行うので、同図の（ｂ）に示すようなデジタル補正曲線を生成する。このようにして、入力階調値に対する補正値が決定される。
【００３２】
次は、入力階調値を推定する処理について説明する。
図１２は、図９に示す階調レベル推定部の内部構成を示すブロック図である。
ラインバッファ１１０は、オン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）の１ビット（ｂｉｔ）の第１の二値化信号（画像信号）が入力され、画素クロックに応じてシフトされる。
これをラインバッファ１１０の最右端のレジスタ部１１１で取り出して、画素のオン・オフをカウントすることにより、オン画素とオフ画素の数がわかる。
レジスタ部１１１は、４０×４０画素分を検出するように構成されている。
例えば、書き込み系の解像度が４８００ｄｐｉであれば、これでおよそ１２０ドット（ｄｏｔ）／インチの範囲の探索が可能である。
そして、算出部１１２でオン画素とオフ画素の比を算出しておよその面積率を算出することにより、面積率（入力階調値）を得ることができる。
【００３３】
次に、補正が＋側に行う時の膨張補正のアルゴリズムについて説明する。
図１３は、画素を膨張補正する処理の説明に供する説明図である。
同図の（ａ）は、補正前の画像の画素構成を示しており、同図の（ｂ）は３×３の参照マスクを示しており、補正前の画像に参照マスクを重ね合わせることにより、参照マスク内に画素があるときには、マスク中央の注目画素をオン（ＯＮ）にすることにより、余分に画素がオンになるため、オン画素を増やすことができる。
このようにして、同図の（ｃ）に示すように画素を膨張補正する。
【００３４】
次に、縮退補正のアルゴリズムについて説明する。
図１４は、画素を縮退補正する処理の説明に供する説明図である。
上述とは逆に縮退してオン画素を減らす時には、例えば、同図の（ａ）に示す補正前の画像の画素構成の場合、同図の（ｂ）に示す３×３の参照マスクを重ね合わせることにより、オフ画素がマスク内にあるときには、注目画素をオフするように補正し、同図の（ｃ）に示すように画素を縮退補正する。
【００３５】
また、上述のように画素を増やしたり減らしたりする処理では、細かい制御が難しいので、更に、主走査および副走査のカウンタと組み合わせて、注目画素が主走査副走査ともに偶数ラインに配置されているときだけ、画素を増やす（減らす）マスク処理をするようにしてもよい。
例えば、図１５の（ａ）に示す補正前の画像の画素構成の場合、同図の（ｂ）に示す３×３の参照マスクを重ね合わせることにより、同図の（ｃ）に示すように画素を膨張補正する。これにより、細かい制御が可能となる。
さらに、３ライン毎や４ライン毎のように、数ライン毎に制御すれば、更に細かい制御が可能になる。
【００３６】
図１６は、補正検出用のパッチの生成のタイミングチャート図である。
Ｉａ及びＩｂの検知は作図（用紙）と作図（用紙）の間に、中間転写ベルト上にパッチを作るようにして行われる。もし、１度にまとめてＩａとＩｂの出力を行うと、生産性（単位時間あたりの出力枚数）が落ちてしまうため、このように通常の画像形成の合間に、交互に検知パッチを生成するようにすれば、生産性を落とさないで済む。
その算出した結果は、その次の用紙の先頭から適用される。
以上のようにすれば、気温や湿度により、トナーの付着状況が変動しても適切に補正を行うことができる。
【００３７】
次に、他の実施例を説明する。
図１７は、この発明の実施例の画像処理装置の主要な機能構成を示すブロック図であり、図１と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この実施例の画像処理装置では、属性データが利用できる。
ＲＩＰ部１では、網点化を行うと同時に、オブジェクト部１１により、それがイメージ領域か否かによって領域信号を生成する。その信号は二値信号である。ディスク領域を使うことになるが、例えば圧縮するなどして容量を簡単に少なくすることができる。
そして、前述の補正をイメージ領域のみに対して実施するようにする。
【００３８】
図１８は、用紙上の属性の例を示す図である。
例えば、用紙上にイメージ１２０とテキスト１２１が有る場合、タイトル部分はイメージ（グラフィック）が使われることが多く、また、挿絵などが挿入されるような場合、トナーの付着量を適切に制御しなければならないのは、イメージ１２０のような絵柄の部分である。
プロッタでは、プリンタ記述コマンドにより、テキスト（文字部）かイメージ（絵柄部）かの判断は容易に行える。
また、全面がイメージ領域の場合には有効ではないが、用紙の一部にイメージ領域が配置されている場合、その部分でだけ上述した補正処理を稼動させるようにすると、この補正処理によって発生する熱を低減することが可能となり、素子の温度上昇を防ぐことができ、装置動作の信頼性が向上する。
【００３９】
次に、また他の実施例を説明する。
図１９は、図９に示す階調レベル推定部の他の内部構成例を示すブロック図である。
この階調レベル推定部では、初期状態は、シフトレジスタ１１３が全て０になるように、図示を省略したリセット回路からのリセット信号によってリセットし、演算部１１４で入力の１の総和を計算し、演算部１１５の部分で出力の１の総和を計算する。
このようにして、出力と入力の差から、４０×４０画素の範囲のオン画素の数が判断できる。
【００４０】
次に、さらに他の実施例を説明する。
図２０は、Ｉａ，Ｉｂを動かしてデジタル補正量を生成する処理の説明に供する図である。
同図の（ａ）に示すように、ＩａおよびＩｂを少しづつ動かす。
これは、ＩａおよびＩｂを固定とせず、少しずつ変動させる方式である。
これにより、複数のＩに対する出力が得られる。
また、ページ間毎に、図１６に示したタイミングシーケンスで調査することにより、現状のトナー付着状況の値が調査できるので、図２０の（ｂ）に示すようにデジタル補正曲線を得ることができ、これにより、補正が可能となる。
【００４１】
次に、さらにまた他の実施例を説明する。
この実施例では、膨脹，縮退に用いる参照マスクを異ならせる例を示す。
図２１は、参照マスクの他の例を示す図である。
画像の主走査，副走査の位置情報によって、参照マスクの適用と不適用を制御することにより、細かい制御を行う場合、図２１の（ｂ）や（ｄ）のような参照マスクを利用するとよい。
また、主走査，副走査の位置情報を使わないで参照マスクの形状を変えるには、図２１（ａ）や（ｃ）を用いることにより、参照マスクの３×３あるいは５×５の全域を利用しないで参照に利用しない画素を置くことにより細かい増減が行える。
【００４２】
この実施例の画像形成装置は、入力画像から濃度レベルを推定し、トナー像の形成情報を得て、それらの情報を使って画像の領域を拡大または縮小する修正することにより、連続印刷時の画質や濃度又は階調を安定にすることができる。
また、網点構造が含まれる二値画像に対して、その網点構造を保ったまま色調整や濃度調整を行って、高画質の画像を出力装置で出力可能にすることができる。
特に、微妙な色合いの調整が可能なように、各色についてのハイライト部に対して適切な濃度調整を行うことができる。
また、二値化済み画像データに対してトナー付着量を制御でき、濃度を安定化することができる。
【００４３】
さらに、元の二値画像に対して膨脹、縮退するので、比較的元の網点の形状を残しやすく、ザラツキの少ない高画質な出力を得ることができる。
また、参照マスクで参照されない位置を設けたり、参照マスクと注目画素との重ね合わせは、主走査副走査の位置に応じて適用の有無を切り替えるようにすれば、膨脹や縮退を細かく制御することができる。
さらに、上記切り替えを、推定階調レベルに応じて少なくともハイライト部と、それよりも濃い側と切替可能にすれば、安定しにくい極ハイライト部においても濃度を適切に制御することができる。
また、膨脹もしくは縮退の量を、階調レベルの増加に応じてデジタル的になだらかに変化させるようにすれば、階調の切変わり目において、不適切な階調の段差が見えることがないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明による画像形成装置は、ファクシミリ装置，プリンタ，複写機，複合機を含む画像形成装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施例の画像処理装置の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電子写真プロセスエンジン部の内部を模式的に現した中央断面図である。
【図３】ブラックのユニットの内部構成を示す図である。
【図４】図２に示すフォトセンサー周りの構成を示す模式図である。
【図５】図２に示す書込みユニット部のＫの部分の構成を示す模式図である。
【００４６】
【図６】４０チャンネルの感光体上での走査位置の説明図である。
【図７】この画像処理装置の制御系のさらに詳細な構成を示すブロック図である。
【図８】トナー単色での入力階調値と出力階調値の関係を示す図である。
【図９】画像の第２の二値化信号を生成する処理部の構成を示すブロック図である。
【図１０】補正のアルゴリズムの説明に供する図である。
【００４７】
【図１１】補正曲線を示す図である。
【図１２】図９に示す階調レベル推定部の内部構成を示すブロック図である。
【図１３】図画素を膨張補正する処理の説明に供する説明図である。
【図１４】図画素を縮退補正する処理の説明に供する説明図である。
【図１５】画素を膨張補正する処理の他の処理例の説明に供する説明図である。
【００４８】
【図１６】補正検出用のパッチの生成のタイミングチャート図である。
【図１７】この発明の実施例の画像処理装置の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図１８】用紙上の属性の例を示す図である。
【図１９】図９に示す階調レベル推定部の他の内部構成例を示すブロック図である。
【図２０】Ｉａ，Ｉｂを動かしてデジタル補正量を生成する処理の説明に供する図である。
【図２１】参照マスクの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１：ＲＩＰ部    ２：バッファ部    ３：γ補正部    ４：二値化部    ５：圧縮部    ６：外部ストレージ部    ７，１０：プロッタ部    ８：コントローラ部    ９：電子写真プロセスエンジン部    １１：オブジェクト部    ２０：書込みユニット部    ２１：感光体ユニット部    ２２：中間転写ベルト    ２３Ｙ〜２３Ｋ：一次転写ローラ    ２４：二次転写ローラ    ２５，２５ａ，２５ｂ：フォトセンサー    ２５ｃ：発光部    ２６：給紙ユニット部    ２７：搬送ベルト    ２８：定着ユニット部    ２９：ポリゴンミラー    ３０Ｙ〜３０Ｋ：感光体ユニット    ３１Ｋ：感光体    ３２Ｋ：帯電器    ３３Ｋ：クリーニング部    ３４Ｋ：現像器    ３５Ｋ：レーザー光    ４０：光源    ４１：カップリングレンズ    ４２：アパーチャ    ４３：シリンドリカルレンズ    ４４：偏向器側走査レンズ    ４５：像面側走査レンズ    ４６：防塵ガラス    ４７：像面（感光体面）    ４８：防音ガラス    ４９：ハーフミラー    ５０：結像レンズ    ５１：フォトダイオード    ５２：折り返しミラー    ６０：画像処理コントローラ    ６１：操作表示制御部    ６２：ＨＤＤ    ６３：ネットワークインタフェース部    ６４：エンジン制御コントローラ    ６５：モデムコントロール部    ６６：ＬＤＢ    ６７：モータ（Ｍ）    ６８：クラッチ（ＣＬ）    ６９：ソレノイド（ＳＯＬ）    ７０：高圧電源部    ７１：ＡＣ制御部    ７２：ＰＳＵ    ８０，９０：ＣＰＵ    ８１，９１：ＲＯＭ    ８２，９２：ＲＡＭ    ８３，９３：ＮＶ−ＲＡＭ    ８４：ワークメモリ    ８５：フレームメモリ    ８６：補正処理部    ９４：Ｉ／Ｏ制御部    ９５：インタフェース部    １００：膨張部    １０１：縮退部    １０２：無処理部    １０３：階調レベル推定部    １０４：補正レベル算出部    １１０：ラインバッファ    １１１：レジスタ部    １１２：算出部    １１３：シフトレジスタ    １１４，１１５：演算部    １２０：イメージ    １２１：テキスト    ２００：中間転写ユニット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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