(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データの各画素の入力データ値に基づき、光学装置を駆動制御し、該入力データ値に応じた出力濃度で媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
入力画像データの各画素の前記入力データ値に基づき、形成すべき画像の最高濃度値を算出する濃度算出手段と、
該濃度算出手段が算出した前記最高濃度値に基づき、前記光学装置より出射される光の強度を設定する光強度設定手段と、
前記光強度設定手段が設定可能な前記光の強度毎に、当該装置が表現可能な出力濃度と、光学装置を駆動制御して該出力濃度で媒体上に画像を形成するために設定すべきパラメータと、の関係を表す濃度特性データを記憶する濃度特性データ記憶手段と、
前記光強度設定手段が設定した光の強度に対応する前記濃度特性データを用いて、前記入力画像データの前記入力データ値を、前記パラメータに変換するパラメータ変換手段と、
該パラメータ変換手段が変換した前記パラメータに基づいて、前記光学装置を駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記パラメータ変換手段は、
前記入力画像データの前記入力データ値に対応した目標出力濃度を設定する目標出力濃度設定手段と、
前記光強度設定手段が設定した光の強度に対応する前記濃度特性データを用いて、前記入力画像データの前記入力データ値を、前記目標出力濃度設定手段が設定した目標出力濃度で画像を形成可能な前記パラメータに変換する変換手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
当該装置により媒体上に形成した画像の実濃度を検出する実濃度検出手段と、
該実濃度検出手段が検出した実濃度に基づき、前記濃度特性データ記憶手段に記憶された前記濃度特性データを補正して更新するデータ更新手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記データ更新手段にて前記濃度特性データを補正するための画像としてのテストパターンを媒体上に形成させるテストパターン生成手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像データの各画素の入力データ値に基づき、光学装置を駆動制御し、該入力データ値に応じた出力濃度で媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より画像形成装置としては、レーザ装置からのレーザ光を利用して媒体上に画像を形成するレーザプリンタや、ＬＥＤを利用して媒体上に画像を形成するＬＥＤプリンタなどが知られている。例えば、レーザプリンタとしては、画像データに基づいて、レーザ装置を制御し、レーザ光を感光ドラム上に照射することにより、感光ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像に黒色のトナーを付着させて現像した後に、これを用紙上に転写する電子写真プロセスにより、用紙上に画像を形成するものが知られている。
【０００３】
この種の画像形成装置においては、単位面積内の記録ドットの割合を変化させる面積階調により、出力濃度（印刷濃度）の中間調表現を行う技法や、レーザ光のパルス幅変調及び強度（パワー）変調を行って、出力画像の中間調表現を行う技法が知られている。
【０００４】
例えば、上記面積階調法として代表的なディザマトリクスを使用した濃度パターン法では、入力画像データの画素毎の階調レベルを表す入力データ値を、ディザマトリクス内のディザ閾値と比較することにより二値化（０又は１）し、これによりドット配列を階調レベルに合わせて変化させ、擬似的に中間調を表現する。
【０００５】
具体的に説明すると、６４階調で階調表現を行うように構成されたレーザプリンタには、計６４個の要素に１から６４までの値が割り振られた８行８列のディザマトリクス（例えば、図４（ｂ））が用意されており、レーザプリンタは、各画素に対応した入力データ値０〜６４を、ディザマトリクスの各要素と比較し、要素の値（即ちディザ閾値）より入力データ値が大きければ、値を”１”とし、小さければ”０”として、入力画像データを二値化（ディザ処理）することにより、各画素のドット配列を決定する。尚、この際のドット配列は、ディザマトリクスの数値順に入力データ値と同一数のドットを並べた構成にされる。
【０００６】
そして、この二値化データに基づき、レーザダイオードを制御することにより、ディザ処理後の画像データに応じた静電潜像を感光ドラム上に形成し、値”１”に対応する部位に、トナーを付着させることにより、値”１”に対応する部位をドットで表した出力画像（印刷画像）を、用紙上に形成する。
【０００７】
また、この他の面積階調法としては、例えば組織的ディザ法が知られている。
組織的ディザ法では、ディザマトリクスに対応した複数の入力データ値を、対応するディザマトリクスの各要素のディザ閾値と比較することにより、その入力データ値に対応するドット配列（記録するドット数など）を変化させ、擬似的に中間調を表現する。
【０００８】
例えば６４階調で階調表現を行うように構成されたレーザプリンタには、８行８列のディザマトリクス（例えば、図４（ｂ））が用意されており、レーザプリンタは、各画素に対応した入力データ値０〜６４を、６４個（８×８）毎にブロック化して、その８×８の入力データ値を有するブロックをディザマトリクスの各要素と比較し、要素の値（即ちディザ閾値）より入力データ値が大きければ、値を”１”とし、小さければ”０”として、入力画像データを二値化（ディザ処理）することにより、各画素のドット配列を決定する。そして、上記濃度パターンを同様の方法して、用紙上に画像を形成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの技法を用いて階調数を大きくしようとすると、それと相反して、以下のような問題が発生していた。
例えば、上記パルス幅変調及びパワー変調により出力画像の中間調表現を行う画像形成装置においては、階調数を上げようとすると、パルス幅、強度の調整が複雑化し、これに伴って画像データに基づきパルス幅、パワー変調を行うために必要なデータ容量が増加し、結果装置内に非常に大きなメモリを用意しなければならなかった。
【００１０】
一方、面積階調法により出力画像の中間調表現を行う画像形成装置においては、装置の機械的性能による出力画像（印刷画像）のドットピッチの制限を受けて、例えば、ディザマトリクスのサイズを大きくして階調数を増やそうとすると、階調表現するために必要な領域が広がり、結果、そのディザマトリクスのサイズ程度までしか出力画像（印刷画像）の実質的な解像度が得られなくなってしまっていた。つまり、このような画像形成装置においては、階調数の増加に伴って、出力画像の解像度が低下してしまっていた。
【００１１】
したがって、従来の画像形成装置においては、解像度との兼ね合いにより画像形成装置の階調数を上げることが困難で、元画像が高階調の画像データである場合に、その画像データに基づいて忠実に画像を形成することができなかった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、出力画像の解像度を保ちつつ、滑らかな階調表現を実現する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、入力画像データの各画素の入力データ値に基づき、光学装置を駆動制御し、その入力データ値に応じた出力濃度で媒体上に画像を形成する画像形成装置に、濃度算出手段と、光強度設定手段と、濃度特性データ記憶手段と、パラメータ変換手段と、制御手段と、を設けている。
【００１３】
即ち、請求項１に記載の画像形成装置は、濃度算出手段にて、入力画像データの各画素の入力データ値に基づき、形成すべき画像の最高濃度値を算出し、その濃度算出手段が算出した最高濃度値に基づき、光強度設定手段にて、光学装置より出射される光の強度を設定するように構成にされている。
【００１４】
また、画像形成装置は、濃度特性データ記憶手段にて、光強度設定手段が設定可能な光の強度毎に、当該装置が表現可能な出力濃度と、光学装置を駆動制御してその出力濃度で媒体上に画像を形成するために設定すべきパラメータと、の関係を表す濃度特性データを記憶しており、光強度設定手段が設定した光の強度に対応する濃度特性データを用いて、パラメータ変換手段にて、入力画像データの入力データ値を、パラメータに変換し、そのパラメータ変換手段が変換したパラメータに基づき、制御手段にて、光学装置を駆動制御する。
【００１５】
従来の画像形成装置は、上記従来技術に説明した問題により階調表現に関する性能が制限され、その性能に応じた離散的な出力濃度（即ち、階調数）でしか画像を形成することしかできず、制御手段がレーザ装置を駆動制御する際に用いるパラメータとして制御手段に入力可能な数値範囲により、階調数が決定されている。したがって、従来の画像形成装置では、表現可能な階調数より高階調の画像データに関して、その画像データの階調数で出力画像を形成することができないため、画像を十分に再現して形成することができなかった。
【００１６】
しかしながら、本発明の画像形成装置では、上記したように各手段が動作するので、その入力画像データの入力データ値の数値範囲にかかわらず、装置の階調表現能力を最大限発揮させて（即ち、表現可能な最大階調数で）、画像を形成することができる。
【００１７】
例えば、形成する画素に対応する入力データ値が８ｂｉｔ（値が０〜２５５）で表現された入力画像データであっても、入力画像データの種類（画像情報）によっては、入力データ値の最大値が６４以下の範囲に収まっている場合が考えられる。この場合、従来の画像形成装置では、６４階調表現可能な装置構成であっても、１６階調以下の表現でしか画像を形成することができなかったが、本発明の画像形成装置では、入力データ値０〜６４までに対して、設定可能なパラメータの値を割り振るので、６４階調を表現することが可能である。
【００１８】
換言すると、外部のホストコンピュータ等が、この画像形成装置に、入力画像データとして、装置が表現可能な階調数より高階調な画像を形成可能な情報を含む画像データを入力するような方法を採用すれば、本発明の画像形成装置においては、従来の画像形成装置より豊かな階調表現で画像を形成することができる。
【００１９】
尚、具体的には、請求項２に記載のように画像形成装置を構成して、入力データ値に対応したパラメータを割り振るのが良い。
請求項２に記載の画像形成装置は、パラメータ変換手段が、目標出力濃度設定手段にて、入力画像データの入力データ値に対応した目標出力濃度を設定し、変換手段にて、光強度設定手段により設定された光の強度に対応する濃度特性データを用いて、入力画像データの入力データ値を、目標出力濃度設定手段により設定された目標出力濃度で画像を形成可能なパラメータに変換する構成にされている。
【００２０】
このように構成された画像形成装置では、入力データ値を、目標出力濃度に略一致する出力濃度で画像を形成することができるパラメータに変換することができるので、単に、入力データ値を所定の規則でパラメータに変換するよりも、入力データ値に適した出力濃度で、画像を形成することが可能である。尚、装置自体は離散的な出力濃度でしか画像を形成することができないから、設定するパラメータとしては、目標出力濃度に一番近い出力濃度で画像を形成可能なパラメータを選択するように変換手段を構成するのが良い。
【００２１】
この他、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置には、請求項３に記載のように、当該装置により媒体上に形成した画像の実濃度を検出する実濃度検出手段と、その実濃度検出手段が検出した実濃度に基づき、濃度特性データ記憶手段に記憶された濃度特性データを補正して更新するデータ更新手段と、を設けるのが良い。
【００２２】
このようにすれば、実濃度検出手段により、当該装置の動作特性を計測することができ、時間経過による動作特性の変化に応じて、データ更新手段にて、濃度特性データ記憶手段に記憶された濃度特性データを更新することができる。この結果、この画像形成装置においては、装置の長期間使用により媒体上に形成する画像の出力濃度の特性が変換した場合においても、適切に、パラメータ変換手段を動作させることができる。
【００２３】
尚、請求項４に記載のように、装置内に、データ更新手段にて濃度特性データを補正するための画像としてのテストパターンを媒体上に形成させるテストパターン生成手段を設けておけば、効率よく検出結果を取得して、濃度特性データを補正し更新することができる。
【００２４】
また、請求項１〜請求項４に記載の発明は、具体的にレーザ照射により感光体上に形成された静電潜像を粉体で現像し、その粉体により現像した画像を記録紙上に転写し定着させる電子写真プロセスにより、記録紙上に画像を形成する画像形成装置に適用することができる。
【００２５】
上記従来技術で説明した解像度と階調数の相反関係により階調数を増加させるのが困難であるという問題は、特に、電子写真プロセスを適用したレーザプリンタ等で問題となっているため、本発明を、電子写真プロセスにより、記録紙上に画像を形成する装置に適用すれば、解像度を保ちつつ、形成画像の階調表現を豊かにすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について、図面とともに説明する。
図１は、本発明が適用されたレーザプリンタ１の内部構成を表す説明図、図２は、レーザ光の照射方法に関する説明図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施例のレーザプリンタ１は、本体ケース２の底部に用紙を給紙するフィーダユニットを備えている。フィーダユニットは、図示しないバネによって押圧される用紙押圧板１０と、給紙ローラ１１と、摩擦分離部材１４とを備え、用紙押圧板１０により用紙を給紙ローラ１１に押圧し、給紙ローラ１１の回転により給紙ローラ１１と摩擦分離部材１４との間で、最上部の用紙を分離することにより、所定のタイミングで用紙の供給を行う。
【００２８】
図１の矢印方向に回転する給紙ローラ１１の回転による用紙搬送方向の下流側には、一対のレジストローラ１２，１３が回転可能に枢支され、感光ドラム２０と、転写ローラ２１によって形成される転写位置へ所定のタイミングで用紙を搬送する。
【００２９】
レーザ光による被照射体としての感光ドラム２０は、例えば、正帯電性のポリカーボネイトを主成分とする有機感光体からなり、本体ケース２に回転自在に枢支されている。そして、この感光ドラム２０は、図示しない駆動手段により矢印方向に回転駆動される。
【００３０】
帯電器３０は、例えば、タングステンなどからなる帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光ドラム２０を帯電させる構成にされている。
マルチビームスキャナ４０は、感光ドラム２０上に静電潜像を形成するためのレーザ光を発生する発光素子としてのレーザダイオード４９と、回転駆動されるポリゴンミラー４１と、レーザ光を集束させるためのｆθレンズ４２及びトーリックレンズ４５と、反射ミラー４３，４４，４６と、を備えている。つまり、マルチビームスキャナ４０は、図２に示すように、レーザダイオード４９からの出力されたレーザ光をポリゴンミラー４１の回転により、感光ドラム２０上の主走査方向へ走査する構成にされている。尚、図２においては、レンズ４２，４５、反射ミラー４３，４４，４６を省略している。
【００３１】
現像器カートリッジ５０は、ケース５１内にトナー収容室５２が形成され、トナー収容室５２内には、非磁性の現像剤としてのトナー（図示せず）が収容され、更には、トナーを掻き回すためのアジテータ５３等が回転軸５５の周りに回転自在に設けられている。また、トナー収容室５２より感光ドラム２０側には、トナー収容室５２と連通し、トナー収容室５２より供給されるトナーを感光ドラム２０上に付着させることにより現像を行うための現像室５７が形成されている。この現像室５７には、供給ローラ５８と現像ローラ５９が回転可能に枢支されており、供給ローラ５８により現像ローラ５９上に付着されたトナーは、薄い板状の弾性を有する層厚規制用のブレード６４により所定の層厚に規制され、現像に供される。
【００３２】
転写ローラ２１は、シリコンゴムやウレタンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾性体により構成され、回転自在に枢支されている。また、この転写ローラ２１は、印加される電圧により、感光ドラム２０上のトナー画像を用紙に転写するように構成されている。
【００３３】
定着ユニット７０は、レジストローラ１２，１３から感光ドラム２０と転写ローラ２１との圧接部に至る用紙の搬送方向の更に下流側に設けられ、加熱用ローラ７１と、押圧ローラ７２と、を備えている。用紙に転写されたトナー画像は、加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２とによって搬送される間に加熱されつつ押圧されて用紙に定着される。
【００３４】
用紙搬送用の一対の搬送ローラ７３及び排紙ローラ７４は、定着ユニット７０の搬送方向下流側にそれぞれ設けられており、排紙ローラ７４の下流側には排紙トレイ７５が設けられている。
ここで、以上のような構成のレーザプリンタ１の画像形成過程における動作態様について説明する。
【００３５】
レーザプリンタ１は、まず、感光ドラム２０の表面を帯電器３０により一様に正電荷で帯電し、入力画像データに従って変調されたレーザ光を、マルチビームスキャナ４０から感光ドラム２０上に照射することにより、感光ドラム２０の表面に、高速に静電潜像を形成する。つまり、レーザプリンタ１は、予め正電荷で帯電した感光ドラム２０上にレーザ光を照射することによって、照射部位の電位を、帯電器３０により帯電した際の電位Ｖ0 からレーザ光の照射強度等に応じた電位Ｖs に変化させることにより、静電潜像を形成する。
【００３６】
この後、レーザプリンタ１は、現像器カートリッジ５０から供給される粉状のトナーを、感光ドラム２０上のレーザの照射部位に付着させ、これにより静電潜像をトナーにより可視像化し、感光ドラム２０上に形成された可視像としてのトナー画像を、感光ドラム２０によって転写位置へと搬送する。
【００３７】
そして、転写位置においてレーザプリンタ１は、給紙ローラ１１及びレジストローラ１２，１３を介して供給された用紙に、感光ドラム２０上の可視像を、転写ローラ２１によって印加される転写バイアスＶB により用紙に転写する。尚、この際のトナーは、照射したレーザ光の強度（以下、「レーザ強度」と表現する。）に応じた感光ドラム２０の電位Ｖs に対応した付着量で、用紙に付着する。
【００３８】
また、転写後、レーザプリンタ１は、感光ドラム２０上に残ったトナーを、現像ローラ５９によって現像室５７に回収すると共に、転写後の用紙を、定着ユニット７０に搬送し、定着ユニット７０の加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２によって挟持して、用紙上の可視像を加圧及び加熱し、可視像を用紙上に定着させることにより出力画像（印刷画像）を用紙上に形成する。そして、用紙を一対の搬送ローラ７３及び排紙ローラ７４によりレーザプリンタ１上部の排紙トレイ７５に排出して、画像形成動作を終了する。
【００３９】
次に、当該レーザプリンタ１の電気的構成について図３を用いて説明する。図３は、レーザプリンタ１の電気的構成を表したブロック図である。
図３に示すように、レーザプリンタ１は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）８１ａなどから構成される制御部８１を備え、制御部８１にて、装置各部を統括制御する。また、この制御部８１は、外部のホストコンピュータ９０から、ＬＡＮＩ/Ｆ等に代表される外部接続部８３を介して、当該レーザプリンタ１で形成すべき画像に関する画像データ（即ち、入力画像データ）を取得可能な構成にされており、取得した入力画像データをディザ処理し、その処理結果に基づいて装置各部を制御すると共に、ディザ処理後の画像データをレーザダイオード駆動制御用のレーザドライバ８５に入力し、レーザドライバ８５によりレーザダイオード４９を制御して、レーザ光を感光ドラム２０上の入力画像データに基づく位置に照射する。
【００４０】
尚、本実施例のレーザドライバ８５には、レーザ強度を、最大レーザ強度及びその８０％、６０％、５０％、４０％の計５段階で設定可能な強度切換回路８５ａが組み込まれており、レーザドライバ８５は、制御部８１からの信号に基づき、レーザ強度を切り換えて、レーザダイオード４９から設定したレーザ強度のレーザ光を出射させる。
【００４１】
また、詳しくは後述するが、当該レーザプリンタ１には、上記排紙ローラ７４周辺に印刷画像の濃度を光学的に検出する濃度検出センサ８７が取り付けられている。
ところで、当該レーザプリンタ１の制御部８１は、ホストコンピュータ９０から取得した入力画像データに基づき、形成すべき画像（出力画像）の最高濃度値を算出して算出結果に基づきレーザ強度を設定し、設定したレーザ強度に基づいて、入力画像データをディザマトリクスを用いた面積階調法で画像処理（即ち、ディザ処理）するのに必要な濃度特性データを、設定可能なレーザ強度毎に、メモリ８１ａ内に格納している。
【００４２】
尚、図４（ａ）は、濃度特性データに関する説明図、図４（ｂ）は、ディザ処理の際に用いるディザマトリクスを表す説明図であり、図４（ａ）に示す曲線Ｐ0 は、ディザマトリクスの各要素と比較するための階調レベルを表す比較データ値（０〜６４）を図４（ｂ）に示すディザマトリクスでディザ処理し、その処理結果に基づき最大レーザ強度で装置が用紙上に画像を形成した際の出力濃度を表す濃度特性データであり、曲線Ｐ1 は、処理結果に基づき最大レーザ強度の８０％の強度で用紙上に画像を形成した際の出力濃度を表す濃度特性データである。
【００４３】
また、曲線Ｐ2 は、処理結果に基づき最大レーザ強度の６０％の強度で用紙上に画像を形成した際の出力濃度を表す濃度特性データであり、曲線Ｐ3 は、処理結果に基づき最大レーザ強度の５０％の強度で用紙上に画像を形成した際の出力濃度を表す濃度特性データであり、曲線Ｐ4 は、処理結果に基づき最大レーザ強度の４０％の強度で用紙上に画像を形成した際の出力濃度を表す濃度特性データである。尚、図では、メモリ８１ａ内に格納されている濃度特性データを曲線で表しているが、比較データ値は、０〜６４までの整数値であるので、これに対応して、当該レーザプリンタ１が出力可能な濃度は、比較データ値に対応した離散的な値である。
【００４４】
即ち、図４（ａ）に示すように、本実施例のレーザプリンタ１は、レーザ強度を最大レーザ強度に設定すれば、出力濃度０〜Ｄ0 までを、６４階調で表現することが可能にされている。また、レーザ強度を最大レーザ強度の８０％に設定すれば、出力濃度０〜Ｄ1 までを６４階調で表現することが可能で、同様に、レーザ強度を最大レーザ強度の６０％に設定すれば出力濃度０〜Ｄ2 までを、レーザ強度を最大レーザ強度の５０％に設定すれば出力濃度０〜Ｄ3 までを、レーザ強度を最大レーザ強度の４０％に設定すれば出力濃度０〜Ｄ4 までを、６４階調で表現可能にされている。
【００４５】
したがって、設定可能な最小レーザ強度（本実施例では、最大レーザ強度の４０％）での最大出力濃度がＤmx1 （本実施例では、出力濃度Ｄ4 ）で、設定可能な最大レーザ強度での最大出力濃度がＤmx2 （本実施例では、出力濃度Ｄ0 ）である場合に、レーザプリンタが表現可能な階調数Ｍ（本実施例では、Ｍ＝６４）に対して、入力データ値として許容されている最大値Ｍi がＭi ＞（Ｄmx2 ／Ｄmx1 ）×Ｍである画像データ（入力データ値が０〜Ｍi の範囲にある画像データ）を、当該装置に上記入力画像データとして入力すれば、高濃度の画像を形成する際にも低濃度の画像を形成する際にも、概ね階調数Ｍ（６４）で画像を形成することができる。
【００４６】
尚具体的に、当該レーザプリンタ１は、制御部８１にて、図５に示すような画像データ変換処理を施すことにより、上記機能を実現する。図５は、制御部８１が実行する画像データ変換処理を表すフローチャートである。ただし、前提として、当該レーザプリンタ１には、ホストコンピュータから８ｂｉｔの入力画像データ（即ち、入力データ値が０〜２５５の範囲にある画像データ）が送信されるようになっている。
【００４７】
外部のホストコンピュータ９０から外部接続部８３に入力画像データが送信されてくると、制御部８１は、画像データ変換処理を実行して、まずＳ１１０にて、入力画像データを、外部接続部８３から読み込み、Ｓ１１５にて、入力画像データの各入力データ値ｘ（ｘ＝０〜２５５）を、次式に従って、画像を形成する際に出力すべき目標濃度値Ｄx に変換する。
【００４８】
Ｄx ＝  ｘ／２５５×（Ｄmax−Ｄmin）＋Ｄmin
尚、ここでのＤmax は、最大レーザ強度で出力可能な最大出力濃度（Ｄ0 ）であり、Ｄmin は、入力データ値０に対応する出力濃度（即ち、記録用紙上にドットを形成しない場合の濃度値であり実際には略ゼロである。）である。
【００４９】
この変換後、制御部８１は、Ｓ１２０にて、変換後の入力画像データの各目標濃度値Ｄx の中から、最高濃度値Ｄinを検出して、取得する。
続いて、制御部８１は、この最高濃度値Ｄinが、レーザ強度を最大レーザ強度の４０％に設定した場合の最大出力濃度Ｄ4 よりも小さいか否か判断し、小さければ（Ｓ１３０でＹｅｓ）、Ｓ１３５にて、出力するレーザ強度を最大レーザ強度の４０％に決定し、その図中曲線Ｐ4 に対応する濃度特性データを用いて、入力画像データの各目標濃度値Ｄx を、該目標濃度値に近似する出力濃度で画像形成可能な比較データ値（０〜６４）に変換し、その後に処理をＳ１８０に移す。
【００５０】
一方、制御部８１は、最高濃度値Ｄinが濃度Ｄ4 以上であると判断すると（Ｓ１３０でＮｏ）、続くＳ１４０にて、最高濃度値Ｄinが、レーザ強度を最大レーザ強度の５０％に設定した場合の最大出力濃度Ｄ3 よりも小さいか否か判断し、小さければ（Ｓ１４０でＹｅｓ）、Ｓ１４５にて、出力するレーザ強度を最大レーザ強度の５０％に決定し、その図中曲線Ｐ3 に対応する濃度特性データを用いて、入力画像データの各目標濃度値Ｄx を、該目標濃度値に近似する出力濃度で画像形成可能な比較データ値（０〜６４）に変換し、その後に処理をＳ１８０に移す。
【００５１】
また、Ｓ１４０において最高濃度値Ｄinが濃度Ｄ3 以上であると判断すると（Ｓ１４０でＮｏ）、制御部８１は、Ｓ１５０にて、最高濃度値Ｄinが、レーザ強度を最大レーザ強度の６０％に設定した場合の最大出力濃度Ｄ2 よりも小さいか否か判断し、小さければ（Ｓ１５０でＹｅｓ）、Ｓ１５５にて、出力するレーザ強度を最大レーザ強度の６０％に決定し、曲線Ｐ2 に対応する濃度特性データを用いて、入力画像データの各目標濃度値Ｄx を、その濃度値に近似する出力濃度で画像形成可能な比較データ値（０〜６４）に変換し、その後に処理をＳ１８０に移す。
【００５２】
一方、Ｓ１５０において最高濃度値Ｄinが濃度Ｄ2 以上であると判断すると（Ｓ１５０でＮｏ）、制御部８１は、Ｓ１６０にて、最高濃度値Ｄinが、レーザ強度を最大レーザ強度の８０％に設定した場合の最大出力濃度Ｄ1 よりも小さいか否か判断し、小さければ（Ｓ１６０でＹｅｓ）、Ｓ１６５にて、出力するレーザ強度を最大レーザ強度の８０％に決定し、曲線Ｐ1 に対応する濃度特性データを用いて、入力画像データの各目標濃度値Ｄx を、その濃度値に近似する出力濃度で画像形成可能な比較データ値（０〜６４）に変換し、その後に処理をＳ１８０に移す。
【００５３】
また、Ｓ１６０において最高濃度値Ｄinが濃度Ｄ1 以上であると判断すると（Ｓ１６０でＮｏ）、制御部８１は、Ｓ１７０にて、出力するレーザ強度を最大レーザ強度に決定し、曲線Ｐ0 に対応する濃度特性データを用いて、入力画像データの各目標濃度値を、その濃度値に近似する出力濃度で画像形成可能な比較データ値（０〜６４）に変換する。
【００５４】
そして、Ｓ１８０において、制御部８１は、入力画像データの各画素の比較データ値を、周知の面積階調法にて図４（ｂ）に示すディザマトリクスを用いてニ値化（ディザ処理）する。
つまり、上記従来技術でも説明したように、制御部８１は、Ｓ１８０にて、図４（ｂ）に示す計６４個の要素に１から６４までの値が割り振られた８行８列のディザマトリクスをメモリ８１ａ内から読み出すと共に、入力画像データの比較データ値を、ディザマトリクスの各要素と比較し、比較データ値が要素の値（ディザ閾値）以上であれば値を”１”とし、小さければ”０”として、入力画像データを二値化（ディザ処理）する。例えば、比較データ値が３２である場合には、図４（ｂ）に示すディザマトリクス内の１〜３２までの数値が与えられた部位にドットが形成されるようなドット配列で画素を構成するための二値化データを形成する。
【００５５】
この後、制御部８１は、Ｓ１９０にて、目標濃度値Ｄx を比較データ値に変換した際に用いた濃度特性データに対応するレーザ強度を設定するための信号を、レーザドライバ８５に出力すると共に、Ｓ２００にて、ディザ処理（Ｓ１８０）後の画像データをレーザドライバ８５に出力して、当該処理を終了する。
【００５６】
以上に画像データ変換処理を説明したが、この処理を実行することにより、制御部８１は、レーザダイオード４９によるレーザ光の照射を制御して、感光ドラム２０上に、画像データに対応した静電潜像を生成する。そして上述したプロセスで、画像を用紙上に形成する。
【００５７】
ところで、電子写真プロセスにて画像を形成するレーザプリンタ１では、種々の要因によって形成画像の階調性が変動しやすいことが良く知られている。例えば、温度、湿度の変動や、長期の装置使用により装置各部が汚れることが原因で比較データ値と、出力濃度との関係が大きく変化する。
【００５８】
このため本実施例のレーザプリンタ１においては、テストパターンを印刷して、印刷画像の濃度を光学的に検出する上記濃度検出センサ８７にて読み取ることにより、上記濃度特性データを補正できるように構成している。
尚具体的に説明すると、制御部８１は、図６に示すデータ補正処理を実行することにより濃度特性データを補正する。尚、図６は制御部８１にて実行されるデータ補正処理を表すフローチャートである。
【００５９】
処理を実行すると、制御部８１は、Ｓ２１０にて、比較データ値０〜６４を、図４（ｂ）で示したディザマトリクスでディザ処理することにより、テストパターン生成用の画像データ（二値化データ）を生成し、Ｓ２２０にて、このデータをレーザドライバ８５に入力すると共に、レーザ強度を切換可能な上記５段階の夫々のレーザ強度に切り換えることにより、上記５段階のレーザ強度夫々について、比較データ値と、出力濃度との関係を求めるためのテストパターンを上記プロセスで印刷する。
【００６０】
そして、Ｓ２３０にて、５段階のレーザ強度夫々について、夫々の比較データ値でテストパターンを形成した際の実濃度を濃度検出センサより検出結果として取得し、Ｓ２４０にて、検出結果に基づいて、濃度特性データを更新する。
つまり、５段階のレーザ強度夫々について、比較データ値０〜６４でテストパターンを用紙上に形成した際の実濃度を、当該装置がその比較データ値で形成可能な画像の出力濃度として濃度特性データを生成し、これを現在まで記憶していた以前の濃度特性データに上書きして濃度特性データを更新する。そして、制御部８１は、濃度特性データを更新し終わると、当該処理を終了する。
【００６１】
以上、本発明の実施例について説明したが、当該レーザプリンタ１は、入力画像データの最高濃度値を検出して、その検出結果に基づき、レーザ強度を設定するので、入力画像データの最高濃度値にかかわらず、ゼロから最高濃度値Ｄinまでの濃度を、６４階調で表現することができて、従来のように、比較的低濃度部分の多い画像データを印刷する場合に、十分な階調性が得られないなどの問題を解消することができる。換言すると、このような手法を採用すれば、ディザマトリクスのサイズを大きくしなくても、低濃度部分の多い画像については、従来より階調表現を滑らかに行うことができる。
【００６２】
尚、本発明の光学装置は、本実施例において、マルチビームスキャナ４０に相当し、濃度算出手段は、制御部８１が実行する画像データ変換処理のＳ１１５，Ｓ１２０にて実現されている。また、濃度特性データ記憶手段は、図４（ａ）に示す濃度特性データを記憶する制御部８１内のメモリ８１ａに相当し、光強度設定手段は、制御部８１が実行する画像データ変換処理のＳ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０にて、使用する濃度特性データを選択することにより光の強度を設定する処理により実現されている。
【００６３】
そして、パラメータ変換手段の目標出力濃度設定手段は、制御部８１が実行する画像データ変換処理のＳ１１５にて実現され、変換手段は、目標出力濃度としての目標濃度値をパラメータとしての比較データ値に変換する処理Ｓ１３５，Ｓ１４５，Ｓ１５５，Ｓ１６５，Ｓ１７０にて実現されている。また、制御手段は、制御部８１が、Ｓ２００にて処理後の画像データをレーザドライバ８５に出力し、レーザドライバ８５がこのデータに基づいてレーザダイオード４９を駆動制御する動作にて実現されている。
【００６４】
この他、実濃度検出手段は、濃度検出センサ８７に相当し、データ更新手段は、制御部８１が実行するデータ補正処理にて実現されている。また、テストパターン生成手段は、制御部８１が実行するデータ補正処理のＳ２１０，Ｓ２２０にて実現されている。
【００６５】
また、本発明の画像形成装置は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施例では設定可能なレーザ強度を５段階にしたが、設定可能なレーザ強度を５段階以上にすれば、更に、入力画像データの最高濃度値Ｄinに適合したレーザ強度を選択して、ゼロから最高濃度値の範囲で、６４階調を表現することができ、滑らかな階調表現を行うことが可能である。
【００６６】
また、本発明は、面積階調法を用いてカラー画像を形成するカラーレーザプリンタや、ＬＥＤ等を利用して画像を形成するＬＥＤプリンタなどにも適用することができる。また更には、パルス変調及びパワー変調の組み合わせにより階調表現を行う画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例のレーザプリンタ１の構成を表す説明図である。
【図２】  レーザ光の照射方法に関する説明図である。
【図３】  レーザプリンタ１の電気的構成を表す説明図である。
【図４】  設定可能なレーザ強度毎の濃度特性データに関する説明図である。
【図５】  制御部８１が実行する画像データ変換処理を表すフローチャートである。
【図６】  制御部８１が実行するデータ補正処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１…レーザプリンタ、２０…感光ドラム、４０…マルチビームスキャナ、４９…レーザダイオード、８１…制御部、８１ａ…メモリ、８５…レーザドライバ、８５ａ…強度切換回路、８７…濃度検出センサ
【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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