JP3920479B2

JP3920479B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3920479B2
Application number: JP35193498A
Authority: JP
Inventors: 悦朗森本; 浩高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2018-12-10
Also published as: JP2000184193A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ装置等のデジタル画像形成装置及び表示装置等に応用される画像形成装置に関するものであり、より詳細には、中間調処理方法に特徴を有し、画像ハイライト部を低濃度から安定して再現させ、中濃度部から高濃度部は解像性と安定性を図った電子写真カラー複写機、プリンタ等のカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ビームを走査して感光媒体上に潜像を形成し、当該潜像をトナー現像し画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置が知られており、デジタル複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ装置等として応用されている。また、近年では、色分解された画像信号に応じて光ビームを走査して感光媒体上に各色毎の潜像を形成し、当該潜像をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像で現像し、この各色のトナー像を転写材に重ね合わせて転写し、フルカラー画像を形成する電子写真カラー複写機やプリンタ等のカラー画像形成装置が実用化されている。このようなカラー画像形成装置においては、低濃度部におけるドットや万線の再現性を向上させ、また、階調・色再現の環境に対する安定性を向上させることが重要となるが、このようなカラー画像形成装置における中間調処理に関する技術としては以下のようなものがある。
【０００３】
例えば、特開平７−２５４９８５号公報、特開平７−２５４９８６号公報、特開平７−２８３９４１号公報、特開平８−１１４９６５号公報、特開平８−１２５８６３号公報には、電子写真カラー複写機における中間調処理の技術として、ＨＩＥＳＴと呼ばれている中間調処理技術が開示されており、主に画像のハイライト部の再現性を良くすることを目的としている。具体的には、書き込みにはパルス幅変調を用い、主走査方向に２ドットで重み付けをしたディザ処理を行って、画像ハイライト部を低線数な再現で安定させている。また、そのための主走査方向の書き込みビーム径と画素間隔を規定している。
【０００４】
しかし、上記の中間調処理技術は、ディザを用いているので微小領域での濃度の忠実性が無く、線の消えなどの画像情報の欠落や、色モワレが発生するという欠点がある。
【０００５】
ところで本発明者（本出願人）は先に、１ドット変調による多値書き込みに、解像性の低下の少ない微小マトリクスを組み合わせる２ドット多値方式を採用し、バンディング及び画像ノイズを低減させ画像濃度を安定化して高画質な画像形成を実現する画像形成方法及び画像形成装置を提案してる（特開平４−２０００７５号、特開平４−２０００７６号、特開平４−２０００７７号、特開平４−２０００７８号、特開平５−２８４３３９号、特開平５−２９２３０２号、特開平６−６２２４８号）。これらの先願は、デジタル複写機等に応用される発明で、隣接２ドットの濃度データを加算し、配分することが特徴であり、半導体レーザのパルス幅変調とパワー変調による１ドット２５６階調出力に、主走査及び／又は副走査方向の２ドットのマトリクスを組み合わせることにより、中間調濃度領域の再現性をより向上するものである。
【０００６】
ここで、図４０（ａ）に１×２マトリクス、（ｂ）に２×１マトリクスの光書き込み方式の例を示す（尚、図４０では説明を簡単にするためパワー変調の状態のみを示している）。図４０に示す光書き込み方式においては、低濃度部では片方のドットより露光パワーを増して最大値となると、次のドットの露光パワーを増していく。そして、２ドットを１画素として濃度を保持しつつ、画像を再現する。それにより濃度が安定し、バンディングも低減される。
【０００７】
形成される中間調濃度領域のチャートは図４１に示すように発生する。図中、ＥＶＥＮのドットより濃度を埋めていく。副走査方向で面積階調を実行する図４１（ａ），（ｃ）の１×２マトリクスは連続的な中間濃度領域で横線基調、主走査方向で面積階調を行う図４１（ｂ），（ｄ）の２×１マトリクスは連続的な中間濃度領域で縦線基調となる。また、図４１（ｃ），（ｄ）は加算＋位相の例を示しており、各々図４１（ａ），（ｂ）の書き込み位相を互い違いに変えたもので、この場合にはＥＶＥＮのドットが隣接するため主走査あるいは副走査方向に２ドットラインを形成することになる。
【０００８】
次に画像形成装置の画像処理部に付設され、加算（隣接画素の濃度データ加算）の制御を行う回路の一例を図４２に示す。図４２は２ドット多値回路の構成を示すブロック図であり、原稿画像を読み取るイメージスキャナから入力された８ビットの信号を入力する直列に接続されたラインメモリ１１０１，１１０２と、ラッチ１１０３，１１０４と、該ラインメモリ１１０１，１１０２及びラッチ１１０３，１１０４に各々スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を介して接続されている加算器１１０５と、該加算器１１０５に接続されているＲＯＭ１１０６とから構成されている。このＲＯＭ１１０６からの出力は８ビットのデジタル画像データ信号としてレーザプリンタに出力される。以下、▲１▼１×２マトリクス、▲２▼２×１マトリクス、▲３▼ドットの集中に分けて２ドット多値回路の動作を説明する。
【０００９】
▲１▼１×２マトリクス．
副走査方向の２ドットで面積階調を実行する場合（１×２マトリクス）は、２つのラインメモリ１１０１，１１０２を用いて、主走査２ライン分の読取データを遅延させる。その後、２つの８ビットデータを加算器１１０５により加算し、その９ビットデータをγ変換用のＲＯＭ１１０６に入力する。ＲＯＭ１１０６内は、１つのテーブルが２５６バイトで構成され、その前半１２８バイトがＥＶＥＮ、その後半１２８バイトがＯＤＤデータである。
【００１０】
初めの加算データがＲＯＭ１１０６のアドレスバスに入力され、その番地で示されるＥＶＥＮデータを書き込みデータとして出力する。次のラインで同一データを加算し、ＯＤＤデータを書き込みデータとしてデータバスより出力する。ＥＶＥＮ，ＯＤＤの切り替えはライン周期（ＰＭＳＹＮＣ）に同期して行う。その後、次の２ドットに移行して順次処理を繰り返す。
【００１１】
図４２に示した２ドット多値回路のブロック図において、スイッチＳＷ１及びＥＶＥＮ／ＯＤＤは主走査１ライン毎に切り替え、スイッチＳＷ３，ＳＷ４はラインメモリ１１０１、１１０２からのデータが選択されるように上側に設定する。また、図４３のＡは、副走査方向の面積階調との組み合わせ（１×２マトリクス）を示した説明図である。読み取りの副走査２ドットが書き込みの副走査２ドットに対応する。
【００１２】
▲２▼２×１マトリクス．
主走査方向の２ドットで面積階調を実行する場合（２×１マトリクス）は、２つのラッチ１１０３，１１０４を用いて、主走査方向２ドット分の読み取りデータを遅延させる。以下、１×２マトリクスの場合と同様に、加算処理、γ変換処理を実行して書き込みデータを出力し、ＥＶＥＮ，ＯＤＤの切り替えは書き込みクロック信号ＷＣＬＯＣＫに同期して実行する。その後、次の２ドットに移行して順次処理を繰り返す。
【００１３】
図４２に示した２ドット多値回路のブロック図において、スイッチＳＷ２及びＥＶＥＮ／ＯＤＤは書き込み１クロック毎に切り替え、スイッチＳＷ３，ＳＷ４はラッチ１１０３，１１０４からのデータが選択されるように下側に設定する。また、図４３のＢは、主走査方向の面積階調との組み合わせ（２×１マトリクス）を示す説明図である。読み取りの主走査２ドットが書き込みの主走査２ドットに対応する。
【００１４】
▲３▼ドットの集中．
書き込みにおける位相を変換しドットを集中させる図４１（ｃ），（ｄ）の加算＋位相変換により画像形成を行う場合は、ＥＶＥＮ／ＯＤＤの切り替え周期を各々２分周することで実行する。以上、全てのモードにおいて階調情報の欠落は起きず、中間調濃度領域の再現性を向上することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上の本発明者（本出願人）による先願に対し、本発明はこの技術をさらに発展させたものであり、その目的は、多階調の画像データから画像を形成する画像形成装置において、画像ハイライト部をより低濃度から安定して再現させ、中濃度部から高濃度部は解像性と安定性を図った中間調処理を実現するものである。
【００１６】
より具体的には、本発明は、隣接する複数ドットの画像データを１ブロックとし、そのブロック内のドットのデータの分布を参照し、その特徴を判別し、そのブロックに適した中間調処理を適時選択して、解像性、階調性のいずれも良好な画像形成の実現を目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、多階調の画像データから画像を形成する画像形成装置であって、前記画像データから主走査方向２ドット×副走査方向２ドットの隣接する４ドットの濃度データを読み込み、読み込んだ濃度データの加算値を算出し、該加算値が所定の値以上か否かを判別し、前記加算値が所定の値以上なら、主走査方向２ドット×副走査方向１ドットを１ブロック単位とし、読み込んだ２×２ドットは２×１ドットづつの２ブロックに分配して処理を行い、前記加算値が所定の値未満なら、読み込んだ２×２ドットをそのまま１ブロック単位として処理を行い、次に前記判別で決定された１ブロック内のドットデータ中の濃度の最大値と最小値を算出し、前記最大値が所定の規定値以下か否かを判別し、前記最大値が前記規定値以下の場合には、前記ブロックはデータ集中型中間調処理を行い、前記最大値が前記規定値以上の場合には、前記最大値と前記最小値の差（以下、最大レベル差と言う）を算出して、その最大レベル差を所定の閾値１と比較し、前記最大レベル差が前記閾値１以上の場合には、前記ブロックは１ドット多値処理を行い、前記最大レベル差が前記閾値１以下の場合には、該最大レベル差を所定の閾値２と比較し、前記最大レベル差が前記閾値２以下の場合には、前記ブロックはデータ集中型中間調処理を行い、前記最大レベル差が前記閾値２以上の場合には、前記ブロックは比例集中型中間調処理を行う、ことを特徴とする。
【００２９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記データ集中型中間調処理では、ブロック単位内のドット加算・集中の多値変調の中間調処理を行うことを特徴とする。
【００３０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記比例集中型中間調処理では、ブロック内のドットデータのエッジ度に応じた濃度配分、ドット集中を行うことを特徴とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して、
（１）カラー複写機の作像、
（２）カラー複写機の画像処理、
（３）ＬＤ多値変調、
（４）加算制御と位相制御回路、
（５）加算と配分、位相制御方式によるドット形成方法の説明、
（６）中間調処理の実施例、
の順に詳細に説明する。
【００４１】
（１）カラー複写機の作像．
図１は本発明に係る画像形成装置の一構成例を示すデジタルカラー複写機の概略構成図である。図１において符号１００は画像形成部であるレーザプリンタ、２００は自動原稿送り装置（ＡＤＦ）、３００は操作ボード、４００は画像読み取り部であるイメージスキャナ、５００は外部センサである。
【００４２】
イメージスキャナ４００は、コンタクトガラス４０１の下方に配置された照明用のランプ４０２を搭載した移動体を図の左右方向（副走査方向）に機械的に一定速度で移動させ、原稿画像を読み取る画像読み取り部である。照明用のランプ４０２から出た光は、コンタクトガラス４０１上に載置される原稿の表面で原稿画像の濃度に応じて反射する。この反射光、即ち、原稿の光像は多数のミラー及びレンズを通り、ダイクロックプリズム４１０に入射する。ダイクロックプリズム４１０は入射光を波長に応じてレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３色に分光する。分光された３つの光は、それぞれ互いに異なる一次元電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ４１０に入射する。こうしてイメージスキャナ４００に備わった３つの一次元イメージセンサ４１０により、原稿画像上の主走査方向１ラインのＲ，Ｇ，Ｂ各色成分を同時に読み取ることができる。原稿の二次元画像は、上記移動体の副走査により順次読み取られる。
【００４３】
外部センサ５００は、イメージスキャナ４００と同様に原稿画像のＲ，Ｇ，Ｂ各色成分を同時に検出できるＣＣＤで構成されたハンディタイプのスキャナに内蔵されている。
【００４４】
ＡＤＦ２００は、イメージスキャナ４００の上方に配置されており、原稿台２１０上には多数の原稿を載積した状態で保持することができる。原稿の給紙動作を行う場合は、回転する呼び出しコロ２１２が最上部の原稿上面に当接し、当接した原稿を繰り出す。また、符号２１３は、原稿の重送を避けるための分離コロである。所定の位置まで繰り出された原稿は、プルアウトローラ２１７及び搬送ベルト２１６の駆動によりイメージスキャナ４００のコンタクトガラス４０１上をさらに搬送され、所定の読み取り位置まで進んだ時、即ち、原稿の先端がコンタクトガラス４０１の左端位置に達したときに停止する。原稿の読み取りが終了すると、搬送ベルト２１６が再び駆動されて、コンタクトガラス４０１上の原稿は排紙され、次の原稿が読み取り位置に送られる。呼び出しコロ２１２の手前には、原稿が載積されているか否かを検知するための光学センサである原稿有無センサ２１１が、また、分離コロ２１３とプルアウトローラ２１７の間には、原稿の先端及びサイズを検知するための光学センサである原稿先端センサ２１４が備わっている。
【００４５】
原稿先端センサ２１４は、主走査方向（紙面に垂直な方向）の互いに異なる位置に配置された複数のセンサで構成されており、これらのセンサの検出状態の組み合わせにより、主走査方向の原稿サイズ、即ち原稿幅を検知することができる。また、図示しない給紙モータに回転量に応じたパルスを出力するパルス発生器が設けられており、ＡＤＦ２００の制御装置は原稿先端センサ２１４を原稿が通過するまでの時間を計測することにより、副走査方向の原稿サイズ、即ち原稿の長さを検知する。
【００４６】
尚、呼び出しコロ２１２及び分離コロ２１３は図示しない給紙モータにより駆動され、プルアウトローラ２１７及び搬送ベルト２１６は図示しない搬送モータにより駆動される。また、光学センサからなるレジストセンサ２１５は、プルアウトローラ２１７の下流に配置される。
【００４７】
次にレーザプリンタ１００の概略構成及びその動作を説明する。画像の再生は感光体ドラム１上で行われる。感光体ドラム１の周囲には一連の静電写真のプロセスユニット、即ち、帯電チャージャ５、書き込みユニット３、現像ユニット４、転写ドラム２、クリーニングユニット６などが備わっている。書き込みユニット３には図示しない半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）が備わっており、それが発するレーザ光は回転多面鏡３ｂ、レンズ３ｃ、ミラー３ｄ、及びレンズ３ｅを経て感光体ドラム１の表面に照射される。回転多面鏡３ｂはポリゴンモータ３ａにより高速で定速回転駆動される。
【００４８】
図示しない画像制御部は、記録すべき画像の濃度に対応する画素単位の多階調の画像信号により駆動される半導体レーザの発光タイミングが、各々の画素位置を順次走査する回転多面鏡３ｂの回転偏向動作と同期するように、半導体レーザの駆動信号を制御する。つまり、感光体ドラム１の表面の画像の各走査位置で、その画素の濃度に応じたレーザ光が照射されるように半導体レーザの発光を制御する。
【００４９】
感光体ドラム１の表面は、予め帯電チャージャ５によるコロナ放電により一様に高電位に帯電されている。この表面に書き込みユニット３の発するレーザ光が照射されると、その光の強度に応じて帯電電位が変化する。つまり、書き込みユニット３が備えている半導体レーザが発するレーザ光の照射の有無に応じた電位分布が、感光体ドラム１上に形成されることになる。こうして、感光体ドラム１上に原稿画像の濃淡に対応した電位分布、即ち静電潜像が形成される。この静電潜像は書き込みユニット３よりも下流に配置された現像ユニット４により可視像化される。
【００５０】
本構成例では、現像ユニット４には４組の現像器４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ及び４Ｂｋが備えられており、それぞれの現像器には互いに色の異なるＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）及びＢｋ（ブラック）のトナーが収納されている。レーザプリンタ１００は、上記の４つの現像器のいずれか一つが選択的に付勢されるように構成されているので、静電潜像はＭ、Ｃ、Ｙ又はＢｋ色のいずれか一つのトナーで可視像化される。一方、給紙カセット１１に収納された転写紙は、給紙コロ１２で繰り出され、レジストローラ１３によりタイミングを取られて転写ドラム２の表面に送り込まれ、その表面に吸着された状態で転写ドラム２の回転に伴って移動する。そして感光体ドラム１の表面に近接した位置で、転写チャージャ７による帯電により、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が転写紙の表面に転写される。
【００５１】
単色コピーモードの場合には、トナー像の転写が終了し、転写ドラム２から分離された転写紙は定着されて排紙トレイ１０に排紙されるが、フルカラーモードの場合には、Ｂｋ、Ｍ、Ｃ及びＹの４色の画像を一枚の転写紙上に重ねて形成する必要がある。この場合、まず感光体ドラム１上にＢｋ色のトナー像を形成してそれを転写紙に転写した後、転写紙を転写ドラム２から分離することなく感光体ドラム１上に次のＭ色のトナー像を形成し、そのトナー像を再び転写紙に転写する。更にＣ色及びＹ色についても感光体ドラム１上へのトナー像の形成とそれの転写紙への転写を行なう。つまり、トナー像の形成と転写のプロセスを繰り返すことにより１つのカラー画像が転写紙上に形成される。
【００５２】
全てのトナー像の転写が終了すると、転写紙は分離チャージャ８による帯電により転写ドラム２から分離され、定着器９でトナー像の定着処理を受けた後、排紙トレイ１０に排出される。
【００５３】
以上、デジタルカラー複写機の構成及び作像動作の一例について述べたが、本発明に係る画像形成装置としては図示の構成に限らず、転写ドラムに代えて中間転写ベルト等の中間転写体を用い、Ｂｋ、Ｍ、Ｃ及びＹの４色のトナー像を色毎に感光体ドラムに形成して順次中間転写体に重ね合わせて転写した後、転写紙に一括転写する方式などでもよい。
【００５４】
（２）カラー複写機の画像処理．
図２は、図１に示したデジタルカラー複写機の画像処理部の構成例を示す回路ブロック図である。複写機全体の動作制御は、マイクロコンピュータで構成されるシステムコントローラ５０により制御される。
【００５５】
同期制御回路６０は、制御タイミングの基準となるクロックパルスを発生させて、各制御ユニット間の信号の同期をとる各種の同期信号を入出力させる。本構成例での走査タイミングの基になる主走査同期信号は、レーザプリンタ１００の回転多面鏡３ｂの回転によるレーザ光の走査開始時期に同期させている。
【００５６】
イメージスキャナ４００で読み取られたＲ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号は、Ａ／Ｄ変換され、各々８ビットのカラー画像情報として出力される。この画像情報は、画像処理ユニット内で各種処理を受けた後、レーザプリンタ１００に出力される。画像処理ユニットは、スキャナガンマ補正７１、ＲＧＢ平滑フィルタ７２、色補正７３、下色除去（ＵＣＲ）／ＵＣＡ７４、セレクタ７５、エッジ強調フィルタ７６、濃度カーブであるプリンタガンマ７７、階調処理７８、像域分離７９、及びＡＣＳ８０の各回路を備えている。
【００５７】
スキャナガンマ補正７１では、イメージスキャナ４００で読み取られた反射率リニアのＲＧＢデータを濃度リニアのＲＧＢデータに変換する。ＲＧＢ平滑フィルタ７２では、網点原稿によるモアレを抑えるためのスムージング処理を行っている。
【００５８】
色補正回路７３では、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの色の画像情報をそれらの補色であるＹ，Ｍ，Ｃの各色の画像情報に変換する。ＵＣＲ／ＵＣＡ回路７４では、入力したＹ，Ｍ，Ｃ色の全ての画像情報を合成した画像信号の色に含まれる黒成分を抽出し、それをＢｋ信号として出力すると共に、残りの色の画像信号から黒成分を除去し、かつＹＭＣ成分を上乗せする。
【００５９】
セレクタ７５は、システムコントローラ５０の指示に応じて、入力されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの色信号からいずれか一つの色信号を選択して次のブロックへ出力する。
【００６０】
エッジ強調フィルタ回路７６では、文字部、あるいは絵柄部のエッジ情報の強調を行う。また。プリンタガンマ７７では、プリンタ特性にあわせたカーブをセットし、階調処理を含めて濃度リニアになるようにする。
【００６１】
階調処理回路７８は、入力される８ビットの濃度情報を２値化、あるいは多値化する回路である。一般にはディザ処理等が行われることが多く、レーザプリンタ１００には、２値化あるいは多値化された画像信号が出力される。本発明の後述の中間調処理は、階調処理回路７８で実行され、多値データを出力する。
【００６２】
スキャナガンマ７１の出力は、一方で像域分離回路７９とＡＣＳ回路８０に送出される。像域分離回路７９では、入力される画像が文字部であるか絵柄部であるかを判定する回路と、有彩色であるか無彩色であるかを判定する回路を持っており、その結果を１画素単位でそれぞれの処理ブロックへ送出している。各処理ブロックでは、像域分離回路７９の結果に従い処理を切り替えている。
【００６３】
ＡＣＳ回路８０は、スキャナ２００にセットされた原稿が白黒原稿であるかカラー原稿であるかを判定し、結果をＢｋ版スキャン終了時にシステムコントローラ５０へ送出している。そしてカラー原稿であれば残りの３スキャンを行い、白黒原稿であればＢｋスキャンにて動作を終了させる。
【００６４】
尚、図２に示した画像処理部の７１〜８０の各画像処理ブロックのパラメータは、全てシステムコントローラ５０のＣＰＵより設定される構成となっている。また、システムコントローラ５０により、ＬＤ多値書き込み動作を含むレーザプリンタ１００の作像動作の制御が行われる。
【００６５】
（３）ＬＤ多値変調．
次に光書き込み手段を構成する半導体レーザ（ＬＤ）の多値変調方式について説明する。
１ドット多値出力を行う半導体レーザ多値変調方式としてパルス幅変調（ＰＷＭ）方式と光強度変調（ＰＭ）方式とがある。図３（ａ），（ｂ）は、光強度変調方式とパルス幅変調方式の一例を示す図である。以下、これらの変調方式について説明する。
【００６６】
▲１▼光強度変調方式．
中間露光領域を利用して中間調記録を実現するため、印字プロセスの安定化が重要な要件であり、印字プロセスに対する要求が厳しくなる。しかしながら、半導体レーザ制御変調は簡易となる。即ち、光強度変調方式とは、図３（ａ）に示すように、光出力レベル自身を変化させて記録する方式で、それぞれドットパターンは図の上に示すようなパターンで出力される。この方式は、半導体レーザの制御変調部は簡便かつ小型に構成することができるが、中間露光領域を利用して中間調を再現しようとするため、現像バイアスの安定化など印字プロセスの安定化への要求が厳しくなる。
【００６７】
▲２▼パルス幅変調方式．
パルス幅変調方式とは、図３（ｂ）に示すように、光出力レベルとしては２値であるが、その発光時間、つまりパルス幅を変化させて記録する方式で、それぞれドットパターンは図の上に示すようなパターンで出力される。
この方式は、基本的には２値記録であるので、光強度変調方式に比べて中間露光領域の利用度が少なく、また更に隣接ドットを結合させることにより中間露光領域を一層低減させることが可能になり、印字プロセスに対する要求を低減することができるが、パルス幅設定を１ドット当たり８ビットを実現させるには、１ドットの数十ｎｓｅｃ．の時間幅を２５６分割しなければならず、高速高精度の半導体制御が必要となり、半導体レーザの制御部分が複雑になってしまう。すなわち、光強度変調方式では印字プロセスの安定化への要求が厳しくなり、パルス幅変調方式では半導体レーザの制御変調部の構成が複雑になる。そこで本発明の画像形成装置では、上記の点を考慮してパルス幅変調（ＰＷＭ）方式と光強度変調（ＰＭ）方式とを組み合わせたパルス幅強度混合方式を採用している。
【００６８】
▲３▼パルス幅強度混合方式．
パルス幅強度混合方式の一例を図４に示す。このパルス幅強度混合方式では、パルス幅変調を基本とし、パルス幅とパルス幅の移り変わり部を図４（ａ），（ｂ）のように光強度変調により補間し、例えばパルス幅の設定値を８値、光強度変調の設定値を３２値として８ビット（２⁸＝２５６階調）相当の変調度を得ることができる。この方式では、パルス幅変調の段数が少ないため、デジタル的にパルス幅を設定でき、容易にパルス幅を設定でき且つ容易にパルス位置制御が実現できる。すなわち、図４（ａ），（ｂ）は、１ドットの右端の位置より光書き込みパルスを発生する右モード、１ドットの左端より光書き込みパルスを発生する左モードを示す。これらは露光パルスをそれぞれ後端、先端から発生するように位相制御するものであり、結果としてドット発生位置を制御できる。さらに図５（ｃ）に示すように、１ドットの中央位置より両方向に向かって光書き込みパルスを発生する中モードも選択できる。
【００６９】
次にパルス幅変調（ＰＷＭ）と光強度変調（ＰＭ）を組み合わせた多値書き込み方式の半導体レーザ（ＬＤ）駆動方法の一例について説明する。
この半導体レーザ駆動方法では、１つの画素に対する半導体レーザの発光パターンを、時間的には１／２＾ｍ（２＾ｍは、２のｍ乗）なる画素クロック幅の分解能で２＾ｍ段階に分割し、発光パワー的には１／２＾（ｎ−ｍ）なる発光パワー分解能で２＾（ｎ−ｍ）段階に分割し、両者の組合せにより、２＾ｎ階調を表現するので、発光時間、発光パワーとも、その分割精度が緩和されることになり、多階調化を容易に実現できる。
【００７０】
本発明の実施形態の８ビットのデジタル画像信号の場合、ｍ＝３としてパルス幅変調（ＰＷＭ）を８（＝２＾ｍ＝２³）段階とし、光強度変調（ＰＭ）を３２（＝２＾（ｎ−ｍ）＝２⁵）段階とすれば、両者の組合せにより、２＾ｎ＝２⁸＝２５６種類の発光パターンを形成でき、２５６階調のＬＤ多値変調が可能となる。また、半導体レーザのタイミング発生回路やパワー設定回路等により生成出力する信号を変えることによって任意の発光パターンを得ることもできる。
尚、多値書き込み方式の半導体レーザ駆動回路や装置の構成としては、本出願人による先願、例えば特開平２−２４３３６３号公報、特開平３−１６５６号公報、特開平６−３４７８５２号公報等に記載されたものを利用して構成することができる。
【００７１】
次にパルス幅変調の位相制御（位置制御）に関しては、位相（位置）制御ロジックで設定されたモード（右モード／左モード／中モード）に従って、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにパルス幅変調のパルス幅の位相を制御してドット位置を右、中、左にコントロールする。また、この機能以外に、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような端数処理機能も有する。
【００７２】
端数処理機能は主走査方向に連続する２画素をまとめて（加算して）出力する場合、光強度変調する時間が、図６（ｂ）の斜線部のように通常２箇所発生するが、これを１箇所にまとめる動作を行う。これは端数の大きな部分へ端数の小さな部分のデータを加算することを基本として実現する。端数が大きな部分が最大にならない間は端数の小さな部分のデータは全て端数の大きな部分に加算され、端数の大きな部分が最大になった場合の余りは、端数の小さな部分へ配分され強度変調を行う。このように端数処理機能を有することによりパルス幅設定ステップが書き込みビーム径に対し十分小さくなるようにする。すなわち、図６（ａ）〜（ｃ）は、上記動作をドットイメージ及び光波形とした場合の概略図で、図６（ａ）は補正前のドットイメージ、（ｂ）は補正前後の光波形、（ｃ）は補正後のドットイメージである。隣接する２ピクセル（画素）のデータの中で、光強度が最大にならない場合のΔｔの部分を隣接どうしで比較し、小さい方を大きな方に加算し、余りを小さな方にする。
【００７３】
（４）加算制御と位相制御回路．
次に、画像の隣接画素データの加算と、加算データの判別と分配、及びドット位相制御を行う制御回路の構成例を図７に示す。ここでは最大で主走査方向２ドット及び副走査方向２ドットを加算する後述の方式６について説明する。図７において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに変換された各色毎の入力画像データは８ビット２５６階調が入力され、Ｄ−Ｆ／Ｆのラッチ回路６０２で主走査方向の隣接する２ドットの各８ビットデータＡ，Ｂが加算回路６０４に入力される。また、ラインメモリ６０１により、前ラインのデータが遅延され、ラッチ回路６０３で前ラインの主走査方向の同一アドレスの隣接する２ドットの各８ビットデータＣ，Ｄが加算回路６０４に入力される。そして加算回路６０４により、計４ドットのデータを加算した後、比較・配分・位相制御回路６０５により、ドットの飽和になるデータの閾値１と比較し、上記４ドット加算と主走査方向の２ドット加算とを切り替える。その加算値を後述のアルゴリズムに従って、データを集中するように配分する。また、画素クロックの分周信号により、書き込み位相信号をトグルに切り替える。本実施例では、画像の隣接画素データの加算と、加算データの判別と分配、及びドット位相制御を行う制御回路を図７に示すようなハードウェアで示したが、後述のようにソフトウェアによる処理でも実現できる。
【００７４】
以上の処理による、４ドット加算と２ドット加算によるデータの遷移の様子を図８に示す。図８（ａ）のように画像の低濃度部では、主走査方向２ドット及び副走査方向２ドットのｄ₁からｄ₄の入力データの和を、Ｄ₁のデータとする。また、図８（ｂ）のように画像の中高濃度部では、主走査方向２ドットのｄ₁，ｄ₂の入力データの和を、Ｄ₁のデータの飽和値と残りをＤ₂のデータとする。
【００７５】
さて本発明の画像形成装置では、前述の本発明者による先願に対し、さらに画像ハイライト部をより低濃度から安定して再現させ、中濃度部から高濃度部は解像性と安定性を図るものであり、以下の加算と配分、位相制御方式によるドット形成を行うものである。
【００７６】
（５）加算と配分、位相制御方式によるドット形成方法の説明．
本発明では、主走査方向あるいは副走査方向に隣接する２ドット、もしくは主走査方向と副走査方向に隣接する４ドットの画像データを加算して、その演算結果をもとに、あらかじめ設定してある特定画素から順にドットを再現させていく。その際、特定画素の右位相／左位相を利用して、隣り合う特定画素と結合させるようにする。尚、本発明の中間調処理では、以下の６つの方式の中の方式６が主として適用されるが、本発明の請求項４においては、有彩色の画像データに対しては以下の方式１〜６のいずれを採用しても良い。以下に６つの方式を具体例として詳しく説明する。
【００７７】
（ａ）副走査方向２ドットの画像データを加算する方式（１／２パルス分割）：方式１，２，３．
方式１〜３では、１ドットサイズを図９の（ａ）とし、１画素サイズ（最小濃度単位）を図９（ｂ）とし、図１０に示すようなドット形成マトリクスを設定して、該ドット形成マトリクスの数値の小さい所から順次パルスを発生させていく。このときパルス幅変調（ＰＷＭ）により１ドット内はハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時点で次に大きい番号に移り、次のパルスを発生させていく。この際、主走査方向のＥＶＥＮ／ＯＤＤ（以下、Ｅ／Ｏと略す）でＰＷＭの右位相／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現すると以下のようになる。
【００７８】
０≦ｄ₁＋ｄ₂≦１２７のときＤ₁＝ｄ₁＋ｄ₂，Ｄ₂＝０
１２８≦ｄ₁＋ｄ₂≦２５４のときＤ₁＝１２７，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７
２５５≦ｄ₁＋ｄ₂≦３８２のときＤ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７，Ｄ₂＝１２７
３８３≦ｄ₁＋ｄ₂≦５１０のときＤ₁＝２５５，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂−２５５
【００７９】
上記の式でｄ₁，ｄ₂は隣接ドットの処理前の入力画像データ（８ビットデータ）であり、Ｄ₁，Ｄ₂は隣接ドットの処理後の画像データ（８ビットデータ）である。この処理後の８ビットデータを、レーザプリンタの半導体レーザ（ＬＤ）の書き込み信号とする。以下、方式１〜３の具体例を示す。
【００８０】
（方式１）
ドット形成のアルゴリズム．
１）副走査方向２ドットの濃度を加算。
２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させる。
３）主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。
４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。
【００８１】
本方式では図１０のドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現すると図１１のようになり、Ｄ₁においては右位相で、Ｄ₁'においては左位相でパルスを発生させ、図１０の１の部分に結合したパルスを発生させていく（図１２（Ａ））。以下同様にして濃度に応じて図１０の２以降の部分にパルスを発生させていく。
【００８２】
次に図１２，１３を参照して本方式によるドット形成の詳細を示す。
▲１▼濃度〜１／８（孤立２ドット）．
濃度が１／８迄の場合は、図１２（Ａ）に示すように、主走査方向の奇数画素は右、偶数画素は左寄せにして、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスを発生させる。
▲２▼濃度〜１／４（孤立２ドット）．
濃度が１／８〜１／４では、図１２（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲３▼濃度〜３／８（３００線万線）．
濃度が１／４〜３／８では、図１２（Ｃ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分と同位相で、２の部分に結合したパルスを発生させる。
▲４▼濃度〜１／２（３００線万線）．
濃度が３／８〜１／２では、図１２（Ｄ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲５▼濃度〜５／８．
濃度が１／２〜５／８では、図１３（Ａ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分のパルス幅を増加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させる。
▲６▼濃度〜３／４．
濃度が５／８〜３／４では、図１３（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲７▼濃度〜７／８．
濃度が３／４〜７／８では、図１３（Ｃ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分のパルス幅を増加させるように、４の部分に結合したパルスを発生させる。
▲８▼濃度〜１／１．
濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
【００８３】
以上の方式１では、ハイライト部で孤立ドットにより規則的に再現できる、中濃度部で３００線万線（６００ｄｐｉ）が得られる、孤立ドット、縦万線の成長型で階調がリニアとなる、電位集中と飽和領域を増やし安定性確保、バンディングに強い、などの特長が得られる。
【００８４】
（方式２）
ドット形成のアルゴリズム．
１）副走査方向２ドットの濃度を加算。
２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させる。
３）主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。
４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。
【００８５】
本方式では、方式１に対し、ドット形成マトリクスを副走査方向に同位相にして、ハイライト、高濃度部の空間周波数を高くする。図１４にドット形成マトリクスを示す。図１４のドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現すると図１５のようになり、Ｄ₁においては右位相で、Ｄ₁'においては左位相でパルスを発生させ、図１４の１の部分に結合したパルスを発生させていく（図１６（Ａ））。以下同様にして濃度に応じて図１４の２以降の部分にパルスを発生させていく。
【００８６】
次に図１６，１７を参照して本方式によるドット形成の詳細を示す。
▲１▼濃度〜１／８（孤立１ドット）．
濃度が１／８迄の場合は、図１６（Ａ）に示すように、主走査方向の奇数画素は右、偶数画素は左寄せにして、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスを発生させる。
▲２▼濃度〜１／４（孤立１ドット）．
濃度が１／８〜１／４では、図１６（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲３▼濃度〜３／８（３００線万線）．
濃度が１／４〜３／８では、図１６（Ｃ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分と同位相で、２の部分に結合したパルスを発生させる。
▲４▼濃度〜１／２（３００線万線）．
濃度が３／８〜１／２では、図１６（Ｄ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲５▼濃度〜５／８．
濃度が１／２〜５／８では、図１７（Ａ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分のパルス幅を増加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させる。
▲６▼濃度〜３／４．
濃度が５／８〜３／４では、図１７（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲７▼濃度〜７／８．
濃度が３／４〜７／８では、図１７（Ｃ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分のパルス幅を増加させるように、４の部分に結合したパルスを発生させる。
▲８▼濃度〜１／１．
濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
【００８７】
以上の方式２では、方式１に比べ、ハイライト部が孤立１ドットに分散し、可視しにくい、高濃度部で抜け（白地）のドットサイズが小さく、文字割れが目立ちにくいという特長が得られる。
【００８８】
（方式３）
ドット形成のアルゴリズム．
１）副走査方向２ドットの濃度を加算。
２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させる。
３）主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。
４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。
【００８９】
本方式では、方式２に対し、ドット形成マトリクスの高濃度再現ドットを分散して、高濃度部の空間周波数を高く（文字割れを目立たなく）する。図１８にドット形成マトリクスを示す。図１８のドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現すると図１９のようになり、Ｄ₁においては右位相で、Ｄ₁”においては左位相でパルスを発生させ、方式２と同様に図１８の１の部分に結合したパルスを発生させていく。以下同様にして濃度に応じて図１８の２以降の部分にパルスを発生させていく。
【００９０】
次に図２０を参照して本方式によるドット形成の詳細を示す。
▲１▼濃度〜１／８（孤立１ドット）から▲４▼濃度〜１／２（３００線万線）までの濃度範囲では、方式２の図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）と同様なドットパターンとなる。
▲５▼濃度〜５／８．
濃度が１／２〜５／８では、図２０（Ａ）に示すように、ドット形成マトリックスの１，２の部分のパルス幅を増加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させる。
▲６▼濃度〜３／４．
濃度が５／８〜３／４では、図２０（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲７▼濃度〜７／８．
濃度が３／４〜７／８では、ドット形成マトリックスの１，２の部分のパルス幅を増加させるように、４の部分に結合したパルスを発生させる。
▲８▼濃度〜１／１．
濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
【００９１】
以上の方式３では、方式２に比べ、高濃度部で抜け（白地）を千鳥状に分散しているので、文字割れが目立ちにくいという特長が得られる。
【００９２】
（ｂ）副走査方向２ドットの画像データを加算する方式（１／４パルス分割）：方式４．
方式４では、方式３と同様に図２１に示すようなドット形成マトリクスの数値の小さい所から順次パルスを発生させていく。このとき１ドット内は１／２または１／４パルスに分け、５０％dutyもしくは２５％dutyになった時点で次に大きい番号に移り、次のパルスを発生させていく。この際、主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右位相／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現すると以下のようになる。
【００９３】
０≦ｄ₁＋ｄ₂≦１２７のときＤ₁＝ｄ₁＋ｄ₂，Ｄ₂＝０
１２８≦ｄ₁＋ｄ₂≦１９０のときＤ₁＝１２７，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７
１９１≦ｄ₁＋ｄ₂≦２５４のときＤ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−６３，Ｄ₂＝６３
２５５≦ｄ₁＋ｄ₂≦３１８のときＤ₁＝１９１，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂−１９１
３１９≦ｄ₁＋ｄ₂≦３８２のときＤ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７，Ｄ₂＝１２７
３８３≦ｄ₁＋ｄ₂≦５１０のときＤ₁＝２５５，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂−２５５
【００９４】
上記の式でｄ₁，ｄ₂は隣接ドットの処理前の入力画像データ（８ビットデータ）であり、Ｄ₁，Ｄ₂は隣接ドットの処理後の画像データ（８ビットデータ）である。この処理後の８ビットデータを、レーザプリンタの半導体レーザ（ＬＤ）の書き込み信号とする。以下、方式４の具体例を示す。
【００９５】
（方式４）
ドット形成のアルゴリズム．
１）副走査方向２ドットの濃度を加算。
２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させる。
３）主走査方向Ｅ／ＯでＰＷＭの右／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。
４）１ドット内をハーフまたは１／４パルスに分け、５０％dutyもしくは２５％dutyになった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。
【００９６】
本方式では、方式３に対し、図１８と同一のドット形成マトリクス（図２１）にて２のduty２５％で３の書き込みに移行し、中濃度部の文字割れを目立たなくする。図２１のドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現すると図２２のようになり、Ｄ₁においては右位相で、Ｄ₁”においては左位相でパルスを発生させ、方式３と同様に図２１の１の部分に結合したパルスを発生させていく。以下同様にして濃度に応じて図２１の２以降の部分にパルスを発生させていく。
【００９７】
次に図２３を参照して本方式によるドット形成の詳細を示す。
▲１▼濃度〜１／８（孤立１ドット）から▲３▼濃度〜３／８（３００線万線）までの濃度範囲では、方式３と同様にドットパターンを形成する。
▲４▼濃度〜１／２．
濃度が３／８〜１／２では、図２３（Ａ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパルスが２５％dutyにて３に移行し、３の部分に結合したパルスが２５％dutyにて１との結合で７５％まで増加させる。尚、ハイライトのマトリクスの配置を千鳥状に並べれば（１と２を入替え）、３、４の配置が交互に入れ替わり方式３のようにさらにランダムに目立たさないようにできる。
▲５▼濃度〜５／８．
濃度が１／２〜５／８では、図２３（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分がＦＵＬＬの５０％dutyになるまで結合したパルスを増加する。
▲６▼濃度〜３／４以降は方式３と同様に行う。
【００９８】
以上の方式４では、方式３に比べ中濃度の文字割れを目立たなくすることができ、かつ方式３と同様に高濃度部での抜け（白地）も分散しているので、文字割れが目立ちにくいという特長が得られる。
【００９９】
（ｃ）主走査方向２ドットの画像データを加算する方式（１／２パルス分割）：方式５．
方式５では、１ドットサイズを図２４の（ａ）とし、１画素サイズ（最小濃度単位）を図２４の（ｂ）とし、図２５に示すようなドット形成マトリクスを設定して、該ドット形成マトリクスの数値の小さい所から順次パルスを発生させていく。このときパルス幅変調（ＰＷＭ）により１ドット内はハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時点で次に大きい番号に移り、次のパルスを発生させていく。この際、主走査方向のＥ／ＯでＰＷＭの右位相／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現すると以下のようになる。
【０１００】
０≦ｄ₁＋ｄ₂≦１２７のときＤ₁＝ｄ₁＋ｄ₂，Ｄ₂＝０
１２８≦ｄ₁＋ｄ₂≦２５４のときＤ₁＝１２７，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７
２５５≦ｄ₁＋ｄ₂≦３８２のときＤ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７，Ｄ₂＝１２７
３８３≦ｄ₁＋ｄ₂≦５１０のときＤ₁＝２５５，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂−２５５
【０１０１】
上記の式でｄ₁，ｄ₂は隣接ドットの処理前の入力画像データ（８ビットデータ）であり、Ｄ₁，Ｄ₂は隣接ドットの処理後の画像データ（８ビットデータ）である。この処理後の８ビットデータを、レーザプリンタの半導体レーザ（ＬＤ）の書き込み信号とする。以下、方式５の具体例を示す。
【０１０２】
（方式５）
ドット形成のアルゴリズム．
１）主走査方向２ドットの濃度を加算。
２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させる。
３）ＰＷＭの右／左位相を切り替え、各画素の外側から形成し、書き込みパルスを結合する。
４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時点で次の番号のＰＷＭを発生させる。
【０１０３】
本方式では主走査方向の連続画素で２×１マトリクスを最小画素とし、ハイライト部は千鳥状のドットで再現される。図２５のドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現すると図２６のようになり、Ｄ₁においては右位相で、Ｄ₁’においては左位相でパルスを発生させ、図２５の１の部分に結合したパルスを発生させていく（図２７（Ａ））。以下同様にして濃度に応じて図２５の２以降の部分にパルスを発生させていく。
【０１０４】
次に図２７，２８を参照して本方式によるドット形成の詳細を示す。
▲１▼濃度〜１／８（孤立１ドット）．
濃度が１／８迄の場合は、図２７（Ａ）に示すように、主走査方向の奇数画素は右、偶数画素は左寄せにして、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスを発生させる。
▲２▼濃度〜１／４（孤立１ドット）．
濃度が１／８〜１／４では、図２７（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲３▼濃度〜３／８（３００線万線）．
濃度が１／４〜３／８では、図２７（Ｃ）に示すように、ドット形成マトリックスの画素の外側から２の部分に結合したパルスを発生させる。
▲４▼濃度〜１／２（３００線万線）．
濃度が３／８〜１／２では、図２７（Ｄ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲５▼濃度〜５／８．
濃度が１／２〜５／８では、図２８（Ａ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分のパルス幅を増加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させる。
▲６▼濃度〜３／４．
濃度が５／８〜３／４では、図２８（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲７▼濃度〜７／８．
濃度が３／４〜７／８では、図２８（Ｃ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分のパルス幅を増加させるように、４の部分に結合したパルスを発生させる。
▲８▼濃度〜１／１．
濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
【０１０５】
以上の方式５では、ハイライト部で千鳥状の孤立ドットにより規則的に再現できる、中濃度部で３００線万線（６００ｄｐｉ）が得られる、孤立ドット、縦万線の成長型で階調がリニアとなる、電位集中と飽和領域を増やし安定性確保、バンディングに強い、などの特長が得られる。
【０１０６】
（ｄ）主走査方向４ドットの画像データを加算する方式（１／２パルス分割）：方式６．
方式６では、濃度１／４以下のハイライト部では４ドット分の画像データを加算し、それ以降のハイライト、ミドル、シャドー部では主走査方向２ドットの画像データを加算する方式としている。以下、各々の方式別に説明する。
【０１０７】
（ア）濃度１／４以下の時．
１ドットサイズを図２９（ａ）、１画素サイズ（最小濃度単位）を図２９（ｂ）とし、図３０に示すようなドット形成マトリクスの数値の小さい所から順次パルスを発生させていく。このときパルス幅変調（ＰＷＭ）により１ドット内はハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時点で次に同じ番号もしくは大きい番号に移り、次のパルスを発生させていく。この際、主走査方向のＥ／ＯでＰＷＭの右位相／左位相を切り替え、数値の同じ方向で書き込みパルスを結合する。図３０のドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現すると図３１のようになり、Ｄ₁においては左位相で、Ｄ₁’においては右位相でパルスを発生させ、図３０の１の部分に結合したパルスを発生させていく（図３４（Ａ））。以下同様にして濃度に応じて図３０のもう一つの１の部分にパルスを発生させていく。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現すると以下のようになる。
【０１０８】

【０１０９】
上記の式でｄ₁，ｄ₂，ｄ₃，ｄ₄は隣接ドットの処理前の入力画像データ（８ビットデータ）であり、Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄は隣接ドットの処理後の画像データ（８ビットデータ）である。この処理後の８ビットデータを、レーザプリンタの半導体レーザ（ＬＤ）の書き込み信号とする。
【０１１０】
（イ）濃度１／４以上の時．
１ドットサイズを図２９（ａ）、１画素サイズ（最小濃度単位）を図３２とし２ドット加算に切り替える。図３０のドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現すると図３３のようになり、Ｄ₁においては左位相で、Ｄ₁’においては右位相でパルスを発生させ、図３０の２の部分に結合したパルスを発生させていく（図３５（Ａ））。以下同様にして濃度に応じて図３０の３の部分にパルスを発生させていく。書き込みの濃度発生のアルゴリズムを式で表現すると以下のようになる。
【０１１１】
図２９（ｂ）に示す１画素サイズの表現でｄ₁＋ｄ₂＋ｄ₃＋ｄ₄＝２５４のとき、Ｄ₁＝Ｄ₂＝１２７であるから、図３３の１画素サイズの表現に置き換えると、
ｄ₁＋ｄ₂＝１２７のとき、Ｄ₁＝１２７，Ｄ₂＝０
であり、以降は、
１２８≦ｄ₁＋ｄ₂≦３８２のときＤ₁＝ｄ₁＋ｄ₂−１２７，Ｄ₂＝１２７
３８３≦ｄ₁＋ｄ₂≦５１０のときＤ₁＝２５５，Ｄ₂＝ｄ₁＋ｄ₂−２５５
である。以下、方式６の具体例を示す。
【０１１２】
（方式６）
ドット形成のアルゴリズム．
１）主副走査方向４ドットあるいは主走査方向２ドットの濃度を加算。
２）ドットマトリクスの１より順次パルスを発生させる。
３）ＰＷＭの右／左位相を切り替え、各画素の外側から形成し、書き込みパルスを結合する。
４）１ドット内をハーフパルスに分け、フル（５０％duty）になった時点で同じ番号あるいは次の番号のＰＷＭを発生させる。
【０１１３】
次に図３４〜３６を参照して本方式によるドット形成の詳細を示す。
（ア）濃度１／４以下．
▲１▼−１：濃度〜１／１６（孤立１ドット）．
濃度が１／１６迄の場合は、図３４（Ａ）に示すように、周囲４ドットの濃度データを加算し、画素上側の１の部分から孤立ドットを発生させる。
▲１▼−２：濃度〜１／８（孤立１ドット）．
濃度が１／１６〜１／８では、図３４（Ｂ）に示すように、周囲４ドットの濃度データを加算し、画素上側の１の部分が飽和（フル５０％duty）するまでパルス幅を増加させる。
▲２▼−１：濃度〜３／１６（孤立２ドット）．
濃度が１／８〜３／１６では、図３４（Ｃ）に示すように、周囲４ドットの濃度データを加算し、画素上側の１の部分が飽和後、画素下側の１の部分に残りドットを発生させる。
▲２▼−２：濃度〜２／８（孤立２ドット）．
濃度が３／１６〜２／８では、図３４（Ｄ）に示すように、周囲４ドットの濃度データを加算し、画素下側の１の部分が飽和（フル５０％duty）するまでパルス幅を増加させる。
【０１１４】
（イ）濃度１／４以上．
▲３▼濃度〜３／８（３００線万線）．
濃度が１／４〜３／８では、図３５（Ａ）に示すように、ドット形成マトリックスの画素の外側から２の部分に結合したパルスを発生させる。
▲４▼濃度〜１／２（３００線万線）．
濃度が３／８〜１／２では、図３５（Ｂ）に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲５▼濃度〜５／８．
濃度が１／２〜５／８では、図３５（Ｃ）に示すように、ドット形成マトリックスの１の部分のパルス幅を増加させるように、３の部分に結合したパルスを発生させる。
▲６▼濃度〜３／４．
濃度が５／８〜３／４では、図３５（Ｄ）に示すように、ドット形成マトリックスの３の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
▲７▼濃度〜７／８．
濃度が３／４〜７／８では、図３６に示すように、ドット形成マトリックスの２の部分のパルス幅を増加させるように、４の部分に結合したパルスを発生させる。
▲８▼濃度〜１／１．
濃度が７／８〜１／１では、ドット形成マトリックスの４の部分に結合したパルスがＦＵＬＬの５０％dutyになるまでパルス幅を増加する。
【０１１５】
以上の方式６では、方式５に比べ、濃度１／４以下のハイライト部では４ドット分の濃度を加算し、孤立ドットを千鳥状に配列し、濃度１／４以上のハイライト部〜シャドー部では、主走査方向２ドットの画像データを加算し、２ドットを千鳥状に配列するので、より低濃度からハイライト部の再現性を向上することができる。
【０１１６】
尚、以上に説明したドット形成方法において、隣接画素の画像データを演算する際、副走査方向の隣接ドットの加算を行う場合には、特定画素からの濃度発生の結果が、主走査方向の隣接ドットを加算する方式に比べて元データの濃度の重心により忠実な結果とすることができる。具体的には、図３７に示すように、（ａ）の副走査方向の隣接画素データを加算する場合は、元データの２ドットの重心に対し、対角（斜め）位置からドットが発生し、その距離は１／√２ドット分なのに対し、（ｂ）の主走査方向の隣接画素データを加算する場合は、元データの２ドットの重心に対し、端部位置からドットが発生し、その距離は１ドット分となる。
【０１１７】
（６）中間調処理の実施例．
次に本発明の画像形成装置における中間調処理の実施例を説明する。尚、本実施例では、データ集中型中間調処理は前述の（５）の「方式６」の処理を行うものとするが、他の方式についても中間調処理に適応可能である。
【０１１８】
まず、図３８に本発明の実施例におけるデータの中間調処理の処理フローを示す。
図３８の例では、１ブロック内のデータの最大値から最小値を差分した値（＝最大レベル差）の大小から特徴を判別し、それぞれ値が大きい場合にはエッジ度が高い（すなわち解像性優先）、小さい場合にはエッジ度が低い（すなわち階調性、ハイライト再現優先）、その中間の場合には中間レベル、という３段階に分類している。そしてこれら３段階それぞれに適した中間調処理が実施されている。解像性優先では１ドット多値処理、階調性優先ではブロック単位内のドット加算・集中の多値変調（ここでは前述の「方式６」の処理）を行っている。以下、詳細に説明する。
【０１１９】
図３８において、まず最初に入力画像データから、主走査方向２ドット×副走査方向２ドットの隣接４ドットずつを読み込む（Ｓ１）。
そして、読み込んだ隣接４ドット分の濃度データａ₁，ａ₂，ａ₃，ａ₄を加算する（Ｓ２）。
Ａll＝ａ₁＋ａ₂＋ａ₃＋ａ₄
【０１２０】
そして、その加算結果Ａllが２５４以下か否かを判別し（Ｓ４）、２５４以下であったならば読み込んだ隣接２×２ドットを１画素（＝１ブロック）とし、画素内濃度和ＡはＡ＝Ａllとする（Ｓ４）。以後は図３８のステップＳ５〜Ｓ９の処理を実行する。また、加算結果Ａllが２５５以上であった場合には、以降は、主走査方向の２ドットを１画素とし、読み込んだ２×２ドットは２ブロックに分配し、Ａ＝ａ₁＋ａ₂，Ａ’＝ａ₃＋ａ₄とする（Ｓ１０）。以後は図３８のステップＳ１１〜Ｓ１５の処理を実行する。
【０１２１】
次に１ブロック内のドットデータ中の最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）を算出する（Ｓ５またはＳ１１）。ここで、最大値（Ｍａｘ）が３２（＝規定値）以下か否かを判別し（Ｓ６またはＳ１２）、最大値が規定値以下の場合は、そのブロックはハイライト再現を優先し、ブロック単位内のドット加算・集中の多値変調の中間調処理（前述の（５）の「方式６」の処理）を実施する（Ｓ１６）。
【０１２２】
次に上記の判別（Ｓ６またはＳ１２）で、最大値が規定値以上の場合には、先程算出した最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）の差Ｂ＝Ｍａｘ−Ｍｉｎ（＝最大レベル差）を算出する（Ｓ７またはＳ１３）。そして、その差Ｂを閾値１と比較し（Ｓ８またはＳ１４）、もしその差Ｂが９６（＝閾値１）以上の場合には、そのブロックはエッジ度が高く、解像性優先で１ドット多値処理を実施する（Ｓ１７）。
【０１２３】
また、差Ｂが９６（＝閾値１）以下の場合には、その差Ｂを閾値２と比較し（Ｓ９またはＳ１５）、もしその差Ｂが４８（＝閾値２）以下の場合には、そのブロックは非エッジ部で、階調性優先とみなし、ブロック単位内のドット加算・集中の多値変調の中間調処理を実施する（Ｓ１８）。ここで、加算・集中の多値変調には、前述の（５）で説明している加算＋位相の方式を採用すると、ハイライト再現及び階調性においてより有効である。ここでは特に前述の「方式６」の処理を採用する。
【０１２４】
また、最大レベル差Ｂが（４８＜Ｂ＜９６）の場合には、エッジ度は中間レベルとみなし、比例集中型の中間調処理を行い（Ｓ１９）、そのエッジの度合いに応じた濃度配分、すなわちドット集中を行う。この時の最大レベル差に対するドット集中度は図３９に示す通りであり、最大レベル差に比例してレベル集中の割合を少なくする。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の画像形成装置においては、隣接する複数ドットの画像データを１ブロックとし、そのブロック内のドットのデータの分布を参照し、その特徴を判別することにより、そのブロックは解像性、階調性のいずれを優先すべきかの判定が可能となり、その特徴を引き出せる中間調処理を適時選択可能となる。したがって画像全体としては解像性、階調性のいずれも良好な画像形成が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一構成例を示すデジタルカラー複写機の概略構成図である。
【図２】図１に示すデジタルカラー複写機の画像処理部の構成例を示す回路ブロック図である。
【図３】半導体レーザの多値変調方式の説明図である。
【図４】パルス幅変調方式とパワー変調方式を組み合わせた半導体レーザの多値変調方式の説明図である。
【図５】半導体レーザ多値変調時のパルス位置制御の説明図である。
【図６】隣接画素の加算モードの説明図である。
【図７】画像の隣接画素データの加算と、加算データの判別と分配及びドット位相制御を行う制御回路の構成例を示すブロック図である。
【図８】画像の隣接画素データの加算と、加算データの判別と分配及びドット位相制御を行った際のデータの遷移の様子を示す図であり、（ａ）は低濃度部（４ドット加算）の例、（ｂ）は中高濃度部（２ドット加算）の例を示す図である。
【図９】本発明に係る方式１〜４における１ドットサイズ及び１画素サイズ（最小濃度単位）の説明図である。
【図１０】本発明に係る方式１におけるドット形成マトリクスを示す図である。
【図１１】本発明に係る方式１におけるドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図である。
【図１２】本発明に係る方式１におけるドット形成の説明図である。
【図１３】本発明に係る方式１におけるドット形成の説明図である。
【図１４】本発明に係る方式２におけるドット形成マトリクスを示す図である。
【図１５】本発明に係る方式２におけるドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図である。
【図１６】本発明に係る方式２におけるドット形成の説明図である。
【図１７】本発明に係る方式２におけるドット形成の説明図である。
【図１８】本発明に係る方式３におけるドット形成マトリクスを示す図である。
【図１９】本発明に係る方式３におけるドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図である。
【図２０】本発明に係る方式３におけるドット形成の説明図である。
【図２１】本発明に係る方式４におけるドット形成マトリクスを示す図である。
【図２２】本発明に係る方式４におけるドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図である。
【図２３】本発明に係る方式４におけるドット形成の説明図である。
【図２４】本発明に係る方式５における１ドットサイズ及び１画素サイズ（最小濃度単位）の説明図である。
【図２５】本発明に係る方式５におけるドット形成マトリクスを示す図である。
【図２６】本発明に係る方式５におけるドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図である。
【図２７】本発明に係る方式５におけるドット形成の説明図である。
【図２８】本発明に係る方式５におけるドット形成の説明図である。
【図２９】本発明に係る方式６における１ドットサイズと、濃度１／４以下のハイライトにおける１画素サイズ（最小濃度単位）の説明図である。
【図３０】本発明に係る方式６におけるドット形成マトリクスを示す図である。
【図３１】本発明に係る方式６の濃度１／４以下におけるドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図である。
【図３２】本発明に係る方式６の濃度１／４以上における１画素サイズ（最小濃度単位）の説明図である。
【図３３】本発明に係る方式６の濃度１／４以上におけるドット形成マトリクスを最小濃度単位で表現した図である。
【図３４】本発明に係る方式６の濃度１／４以下におけるドット形成の説明図である。
【図３５】本発明に係る方式６の濃度１／４以上におけるドット形成の説明図である。
【図３６】本発明に係る方式６の濃度７／８におけるドット形成の説明図である。
【図３７】隣接画素の画像データを演算する際に、副走査方向の隣接ドットの加算を行う場合と、主走査方向の隣接ドットの加算を行う場合の、元データの濃度の重心と、出力データの濃度発生の重心を示す説明図である。
【図３８】本発明の一実施例を示す図であって、データの中間調処理の処理フローを示すフローチャートである。
【図３９】最大レベル差に対するドット集中度を示す図である。
【図４０】１×２マトリクス及び２×１マトリクスの画素の光書き込み方式を示す説明図である。
【図４１】１×２マトリクス及び２×１マトリクスの画素における中間調領域を示すチャート図である。
【図４２】加算＋位相の制御を行う２ドット多値回路の構成例を示すブロック図である。
【図４３】２ドット加算画素と主走査／副走査方向の面積階調との組み合わせを示す説明図である。
【符号の説明】
１：感光体ドラム
２：転写ドラム
３：書き込みユニット
４：現像ユニット
９：定着器
１１：給紙カセット
５０：システムコントローラ
６０：同期制御回路
７１：スキャナガンマ回路
７２：平滑フィルタ
７３：色補正回路
７４：ＵＣＲ／ＵＣＡ回路
７５：セレクタ
７６：エッジ強調フィルタ
７７：プリンタガンマ回路
７８：階調処理回路
１００：レーザプリンタ
４００：イメージスキャナ
６０１：ラインメモリ
６０２，６０３：ラッチ回路
６０４：加算回路
６０３：比較・配分・位相制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus applied to a digital image forming apparatus such as a digital copying machine, a laser printer, and a facsimile apparatus, and a display apparatus. More specifically, the present invention has a feature in a halftone processing method, The present invention relates to a color image forming apparatus such as an electrophotographic color copying machine or a printer which reproduces an image highlight portion stably from a low density and the medium density portion to the high density portion achieve resolution and stability.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus that scans a light beam to form a latent image on a photosensitive medium, develops the latent image with toner, and forms an image is known. Digital copier, laser printer, facsimile It is applied as a device. In recent years, a light beam is scanned in accordance with the color-separated image signal to form a latent image for each color on the photosensitive medium, and the latent image is yellow (Y), magenta (M), cyan (C ) And black (Bk) toner images of various colors are developed, and the toner images of the respective colors are superimposed and transferred onto a transfer material to form a full-color image. Color image forming apparatuses such as electrophotographic color copying machines and printers are practically used. It has become. In such a color image forming apparatus, it is important to improve the reproducibility of dots and lines in the low density portion and to improve the stability of the gradation and color reproduction environment. The following are techniques relating to halftone processing in a color image forming apparatus.
[0003]
For example, JP-A-7-254985, JP-A-7-254986, JP-A-7-283941, JP-A-8-114965, and JP-A-8-125863 disclose an electrophotographic color copying machine. As a halftone processing technique, a halftone processing technique called HIEST is disclosed, which is mainly intended to improve the reproducibility of a highlight portion of an image. Specifically, pulse width modulation is used for writing, and dither processing weighted with 2 dots in the main scanning direction is performed to stabilize the image highlight portion with low line number reproduction. For this purpose, the write beam diameter and the pixel interval in the main scanning direction are defined.
[0004]
However, the above-described halftone processing technique has the disadvantages that since dither is used, there is no density fidelity in a minute region, image information is lost such as disappearance of lines, and color moire occurs.
[0005]
By the way, the present inventor (the present applicant) has previously adopted a two-dot multi-value method that combines a multi-value writing by one-dot modulation with a micromatrix with little degradation in resolution, thereby reducing banding and image noise. An image forming method and an image forming apparatus that realize high-quality image formation by stabilizing the density have been proposed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-200075, 4-200076, 4-200077, and 4-200077). 200078, JP-A-5-284339, JP-A-5-292302, JP-A-6-62248). These prior applications are inventions applied to digital copiers and the like, and are characterized by adding and distributing density data of adjacent two dots, and 256 dots per dot by pulse width modulation and power modulation of a semiconductor laser. By combining a 2-dot matrix in the main scanning and / or sub-scanning direction with the output, the reproducibility of the halftone density region is further improved.
[0006]
Here, FIG. 40A shows an example of a 1 × 2 matrix and FIG. 40B shows an example of a 2 × 1 matrix optical writing method (note that only the power modulation state is shown in FIG. 40 for simplicity of explanation). ) In the optical writing system shown in FIG. 40, in the low density portion, when the exposure power is increased to the maximum value from one dot, the exposure power of the next dot is increased. Then, the image is reproduced while maintaining the density with 2 dots as one pixel. This stabilizes the concentration and reduces banding.
[0007]
A chart of the formed halftone density region is generated as shown in FIG. In the figure, the density is filled from the EVEN dots. The 1 × 2 matrix shown in FIGS. 41A and 41C, which executes area gradation in the sub-scanning direction, has a horizontal line tone in a continuous intermediate density region, and performs area gradation in the main scanning direction. The 2 × 1 matrix of (d) has a vertical line tone in a continuous intermediate density region. 41 (c) and 41 (d) show examples of addition + phase, in which the writing phases in FIGS. 41 (a) and 41 (b) are alternately changed. In this case, EVEN dots Are adjacent to each other, so that a two-dot line is formed in the main scanning or sub-scanning direction.
[0008]
Next, FIG. 42 shows an example of a circuit that is attached to the image processing unit of the image forming apparatus and controls addition (adjacent pixel density data addition). FIG. 42 is a block diagram showing the configuration of a 2-dot multilevel circuit.

Line memories

1101 and 1102 connected in series for inputting 8-bit signals input from an image scanner for reading a document image, and

latches

1103 and 1104 are shown. And an adder 1105 connected to the

line memories

1101 and 1102 and the

latches

1103 and 1104 via switches SW1 to SW4, respectively, and a ROM 1106 connected to the adder 1105. The output from the ROM 1106 is output to the laser printer as an 8-bit digital image data signal. The operation of the 2-dot multi-value circuit will be described below by dividing it into (1) 1 × 2 matrix, (2) 2 × 1 matrix, and (3) dot concentration.
[0009]
(1) 1 × 2 matrix.
When area gradation is executed with two dots in the sub-scanning direction (1 × 2 matrix), read data for two main scanning lines is delayed using two

line memories

1101 and 1102. Thereafter, the two 8-bit data are added by the adder 1105, and the 9-bit data is input to the ROM 1106 for γ conversion. In the ROM 1106, one table is composed of 256 bytes, the first half 128 bytes being EVEN and the latter half 128 bytes being ODD data.
[0010]
The first addition data is input to the address bus of the ROM 1106, and the EVEN data indicated by the address is output as write data. The same data is added in the next line, and the ODD data is output as write data from the data bus. The switching between EVEN and ODD is performed in synchronization with the line cycle (PMSYNC). Thereafter, the process proceeds to the next two dots and the process is repeated sequentially.
[0011]
In the block diagram of the 2-dot multi-value circuit shown in FIG. 42, the switches SW1 and EVEN / ODD are switched for each main scanning line, and the switches SW3 and SW4 are on the upper side so that data from the

line memories

1101 and 1102 is selected. Set to. FIG. 43A is an explanatory diagram showing a combination (1 × 2 matrix) with area gradation in the sub-scanning direction. The reading sub-scanning 2 dots corresponds to the writing sub-scanning 2 dots.
[0012]
(2) 2 × 1 matrix.
When area gradation is executed with two dots in the main scanning direction (2 × 1 matrix), read data for two dots in the main scanning direction is delayed using two

latches

1103 and 1104. Hereinafter, as in the case of the 1 × 2 matrix, addition processing and γ conversion processing are executed to output write data, and switching between EVEN and ODD is executed in synchronization with the write clock signal WCLOCK. Thereafter, the process proceeds to the next two dots and the process is repeated sequentially.
[0013]
In the block diagram of the 2-dot multi-value circuit shown in FIG. 42, the switches SW2 and EVEN / ODD are switched at every writing 1 clock, and the switches SW3 and SW4 are turned down so that the data from the

latches

1103 and 1104 is selected. Set. FIG. 43B is an explanatory diagram showing a combination (2 × 1 matrix) with area gradation in the main scanning direction. Two main scanning dots for reading correspond to two main scanning dots for writing.
[0014]
(3) Concentration of dots.
When image formation is performed by addition + phase conversion in FIGS. 41C and 41D that converts the phase in writing and concentrates dots, the EVEN / ODD switching cycle is divided by two. As described above, lack of gradation information does not occur in all modes, and the reproducibility of the halftone density region can be improved.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In contrast to the prior application by the present inventor (the present applicant), the present invention is a further development of this technique. The object of the present invention is to provide an image forming apparatus that forms an image from multi-tone image data. The image highlight portion is reproduced stably from a lower density, and the intermediate density processing from the middle density portion to the high density portion realizes halftone processing aiming at resolution and stability.
[0016]
  More specifically,The present inventionSets the image data of multiple adjacent dots as one block, refers to the distribution of the dot data in the block, determines its characteristics, selects the halftone processing suitable for the block, and selects the resolution timely. The object is to realize image formation with good gradation.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1An image forming apparatus for forming an image from multi-gradation image data, reading density data of adjacent 4 dots of 2 dots in the main scanning direction × 2 dots in the sub-scanning direction from the image data, and adding the read density data A value is calculated, and it is determined whether or not the added value is equal to or larger than a predetermined value. If the added value is equal to or larger than the predetermined value, the read 2 in the main scanning direction 2 dots × sub-scanning direction 1 dot is set as one block unit. The processing is performed by distributing the 2 × 2 dots to 2 blocks of 2 × 1 dots, and if the added value is less than a predetermined value, the read 2 × 2 dots are processed as a block unit, and then the determination is made. When the maximum value and the minimum value of the density in the dot data in one block determined in (1) are calculated, it is determined whether or not the maximum value is equal to or less than a predetermined specified value. The block is When data-intensive halftone processing is performed and the maximum value is equal to or greater than the specified value, a difference between the maximum value and the minimum value (hereinafter referred to as maximum level difference) is calculated, and the maximum level difference is calculated. When the maximum level difference is greater than or equal to the threshold 1 compared with a predetermined threshold 1, the block performs one-dot multilevel processing, and when the maximum level difference is less than or equal to the threshold 1, the maximum level When the difference is compared with a predetermined threshold 2 and the maximum level difference is less than or equal to the threshold 2, the block performs data-intensive halftone processing, and when the maximum level difference is greater than or equal to the threshold 2, The block performs proportional central halftone processing,It is characterized by that.
[0029]
  The invention according to claim 2Claim 1In the image forming apparatus,In the data-intensive halftone processing, halftone processing of dot addition / concentration multi-value modulation within a block unit is performed.It is characterized by that.
[0030]
  The invention described in claim 3Claim 1In the image forming apparatus,In the proportional concentration halftone processing, density distribution and dot concentration are performed according to the edge degree of dot data in a block.It is characterized by that.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(1) Image creation of color copier,
(2) Color copier image processing,
(3) LD multilevel modulation,
(4) Addition control and phase control circuit,
(5) Addition and distribution, description of dot formation method by phase control method,
(6) Example of halftone processing,
Details will be described in this order.
[0041]
(1) Image forming of color copier.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a digital color copying machine showing a configuration example of an image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a laser printer as an image forming unit, 200 denotes an automatic document feeder (ADF), 300 denotes an operation board, 400 denotes an image scanner as an image reading unit, and 500 denotes an external sensor.
[0042]
The image scanner 400 reads a document image by mechanically moving a moving body mounted with an illumination lamp 402 arranged below the contact glass 401 in the horizontal direction (sub-scanning direction) in the figure. Part. Light emitted from the illumination lamp 402 is reflected on the surface of the document placed on the contact glass 401 according to the density of the document image. The reflected light, that is, the optical image of the original passes through a number of mirrors and lenses and enters the dichroic prism 410. The dichroic prism 410 splits incident light into three colors of red (R), green (G), and blue (B) according to the wavelength. The three separated lights are incident on different one-dimensional charge coupled device (CCD) image sensors 410. Thus, the three one-dimensional image sensors 410 provided in the image scanner 400 can simultaneously read R, G, and B color components of one line in the main scanning direction on the original image. A two-dimensional image of the document is sequentially read by sub-scanning of the moving body.
[0043]
Similar to the image scanner 400, the external sensor 500 is built in a handy type scanner composed of a CCD that can simultaneously detect R, G, and B color components of an original image.
[0044]
The ADF 200 is disposed above the image scanner 400 and can hold a large number of documents on the document table 210. When a document feeding operation is performed, the rotating calling roller 212 abuts on the uppermost document upper surface, and the abutted document is fed out. Reference numeral 213 denotes a separation roller for avoiding double feeding of documents. The document fed to a predetermined position is further conveyed on the contact glass 401 of the image scanner 400 by driving the pull-out roller 217 and the conveyance belt 216, and advances to a predetermined reading position, that is, the leading edge of the document is contact glass. Stop when the left end position 401 is reached. When the reading of the original is completed, the conveying belt 216 is driven again, the original on the contact glass 401 is discharged, and the next original is sent to the reading position. In front of the calling roller 212, a document presence / absence sensor 211, which is an optical sensor for detecting whether or not a document is loaded, is disposed between the separation roller 213 and the pull-out roller 217, A document leading edge sensor 214 which is an optical sensor for detecting the size is provided.
[0045]
The document leading edge sensor 214 is composed of a plurality of sensors arranged at different positions in the main scanning direction (direction perpendicular to the paper surface). By combining the detection states of these sensors, the document size in the main scanning direction, That is, the document width can be detected. In addition, a pulse generator that outputs a pulse corresponding to the rotation amount is provided in a sheet feeding motor (not shown), and the control device of the ADF 200 measures the time until the document passes through the document leading edge sensor 214, thereby The document size in the scanning direction, that is, the length of the document is detected.
[0046]
The calling roller 212 and the separation roller 213 are driven by a paper feed motor (not shown), and the pull-out roller 217 and the transport belt 216 are driven by a transport motor (not shown). A registration sensor 215 made of an optical sensor is arranged downstream of the pull-out roller 217.
[0047]
Next, the schematic configuration and operation of the laser printer 100 will be described. Image reproduction is performed on the photosensitive drum 1. Around the photosensitive drum 1, a series of electrophotographic process units, that is, a charging charger 5, a writing unit 3, a developing unit 4, a transfer drum 2, a cleaning unit 6, and the like are provided. The writing unit 3 includes a semiconductor laser (laser diode: LD) (not shown), and laser light emitted from the writing unit 3 irradiates the surface of the photosensitive drum 1 through the rotary polygon mirror 3b, the lens 3c, the mirror 3d, and the lens 3e. Is done. The rotary polygon mirror 3b is driven to rotate at a constant speed at a high speed by a polygon motor 3a.
[0048]
The image control unit (not shown) rotates the rotating polygon mirror 3b that sequentially scans each pixel position with the light emission timing of the semiconductor laser driven by the multi-tone image signal in pixel units corresponding to the density of the image to be recorded. The drive signal of the semiconductor laser is controlled so as to synchronize with the deflection operation. That is, the light emission of the semiconductor laser is controlled so that the laser beam corresponding to the density of the pixel is irradiated at each scanning position of the image on the surface of the photosensitive drum 1.
[0049]
The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged at a high potential in advance by corona discharge by the charging charger 5. When this surface is irradiated with laser light emitted from the writing unit 3, the charging potential changes according to the intensity of the light. That is, a potential distribution according to the presence or absence of irradiation of laser light emitted from the semiconductor laser included in the writing unit 3 is formed on the photosensitive drum 1. Thus, a potential distribution corresponding to the density of the original image, that is, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1. This electrostatic latent image is visualized by a developing unit 4 disposed downstream of the writing unit 3.
[0050]
In this configuration example, the developing unit 4 includes four sets of developing

devices

4M, 4C, 4Y, and 4Bk, and each developing device has different colors M (magenta), C (cyan), Y ( Yellow and Bk (black) toners are stored. Since the laser printer 100 is configured such that any one of the above four developing devices is selectively energized, the electrostatic latent image is any one of M, C, Y, and Bk toners. Visualized with. On the other hand, the transfer paper stored in the paper feed cassette 11 is fed out by the paper feed roller 12 and sent to the surface of the transfer drum 2 at a timing by the registration roller 13, and is transferred to the surface of the transfer drum 2. It moves with 2 rotations. Then, at a position close to the surface of the photosensitive drum 1, the toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred to the surface of the transfer paper by charging by the transfer charger 7.
[0051]
In the single color copy mode, the transfer of the toner image is completed, and the transfer paper separated from the transfer drum 2 is fixed and discharged to the paper discharge tray 10. In the full color mode, Bk, M It is necessary to form four color images of C, Y, and Y on a single transfer sheet. In this case, a Bk toner image is first formed on the photosensitive drum 1 and transferred to the transfer paper, and then the next M color of the next M color is formed on the photosensitive drum 1 without separating the transfer paper from the transfer drum 2. A toner image is formed, and the toner image is transferred again to the transfer paper. Further, for the C and Y colors, toner images are formed on the photosensitive drum 1 and transferred onto a transfer sheet. That is, one color image is formed on the transfer paper by repeating the toner image formation and transfer processes.
[0052]
When the transfer of all the toner images is completed, the transfer paper is separated from the transfer drum 2 by charging by the separation charger 8, and after the toner image is fixed by the fixing device 9, the transfer paper is discharged to the paper discharge tray 10.
[0053]
The configuration of the digital color copying machine and an example of the image forming operation have been described above. However, the image forming apparatus according to the present invention is not limited to the illustrated configuration, and an intermediate transfer member such as an intermediate transfer belt is used instead of the transfer drum. , Bk, M, C, and Y toner images may be formed on the photosensitive drum for each color, sequentially superimposed on the intermediate transfer member, and then transferred onto a transfer sheet.
[0054]
(2) Color copier image processing.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration example of the image processing unit of the digital color copying machine shown in FIG. Operation control of the entire copying machine is controlled by a system controller 50 formed of a microcomputer.
[0055]
The synchronization control circuit 60 generates a clock pulse serving as a reference for control timing, and inputs / outputs various synchronization signals for synchronizing signals between the control units. The main scanning synchronization signal that is the basis of the scanning timing in this configuration example is synchronized with the scanning start timing of the laser light by the rotation of the rotary polygon mirror 3b of the laser printer 100.
[0056]
The R, G, B image signals read by the image scanner 400 are A / D converted and output as 8-bit color image information. This image information is output to the laser printer 100 after undergoing various processes in the image processing unit. The image processing unit includes a scanner gamma correction 71, an RGB smoothing filter 72, a color correction 73, an under color removal (UCR) / UCA 74, a selector 75, an edge enhancement filter 76, a printer gamma 77 that is a density curve, a gradation process 78, and an image. Each circuit of the area separation 79 and the ACS 80 is provided.
[0057]
The scanner gamma correction 71 converts reflectance linear RGB data read by the image scanner 400 into density linear RGB data. The RGB smoothing filter 72 performs a smoothing process for suppressing moire caused by a halftone original.
[0058]
The color correction circuit 73 converts the image information of each color of R, G, B into image information of each color of Y, M, C that is a complementary color thereof. The UCR / UCA circuit 74 extracts a black component contained in the color of an image signal obtained by synthesizing all input Y, M, and C image information, outputs it as a Bk signal, and outputs the remaining color image. The black component is removed from the signal and the YMC component is added.
[0059]
The selector 75 selects any one of the input Y, M, C, and Bk color signals in accordance with an instruction from the system controller 50, and outputs the selected color signal to the next block.
[0060]
The edge enhancement filter circuit 76 emphasizes the edge information of the character part or the picture part. Also. The printer gamma 77 sets a curve according to the printer characteristics so that the density is linear including gradation processing.
[0061]
The gradation processing circuit 78 is a circuit that binarizes or multi-values input 8-bit density information. In general, dithering or the like is often performed, and a binary or multi-valued image signal is output to the laser printer 100. The halftone processing described later of the present invention is executed by the gradation processing circuit 78 to output multi-value data.
[0062]
On the other hand, the output of the scanner gamma 71 is sent to the image area separation circuit 79 and the ACS circuit 80. The image area separation circuit 79 includes a circuit for determining whether an input image is a character portion or a pattern portion, and a circuit for determining whether the input image is a chromatic color or an achromatic color. Each pixel is sent to each processing block. In each processing block, the processing is switched according to the result of the image area separation circuit 79.
[0063]
The ACS circuit 80 determines whether the original set on the scanner 200 is a black and white original or a color original, and sends the result to the system controller 50 when the Bk plate scan is completed. If it is a color original, the remaining three scans are performed, and if it is a black and white original, the operation is terminated with a Bk scan.
[0064]
The parameters of the image processing blocks 71 to 80 of the image processing unit shown in FIG. 2 are all set by the CPU of the system controller 50. The system controller 50 controls the image forming operation of the laser printer 100 including the LD multilevel writing operation.
[0065]
(3) LD multilevel modulation.
Next, the multilevel modulation system of the semiconductor laser (LD) constituting the optical writing means will be described.
There are a pulse width modulation (PWM) method and a light intensity modulation (PM) method as semiconductor laser multi-value modulation methods for performing one-dot multi-value output. 3A and 3B are diagrams showing an example of the light intensity modulation method and the pulse width modulation method. Hereinafter, these modulation methods will be described.
[0066]
(1) Light intensity modulation method.
Since halftone recording is realized by using the intermediate exposure area, stabilization of the printing process is an important requirement, and the demand for the printing process becomes severe. However, semiconductor laser control modulation is simplified. That is, the light intensity modulation method is a method of recording by changing the light output level itself as shown in FIG. 3A, and each dot pattern is output in a pattern as shown in the figure. In this method, the control modulation unit of the semiconductor laser can be configured simply and compactly. However, since the halftone is reproduced using the intermediate exposure area, the printing process such as stabilization of the developing bias is stabilized. The demands of will become stricter.
[0067]
(2) Pulse width modulation method.
As shown in FIG. 3B, the pulse width modulation method is a method in which the light output level is binary, but recording is performed by changing the light emission time, that is, the pulse width. Output in the pattern shown above.
Since this method is basically binary recording, the intermediate exposure area is less used than the light intensity modulation method, and the intermediate exposure area can be further reduced by combining adjacent dots. Thus, the demand for the printing process can be reduced. However, in order to realize the pulse width setting of 8 bits per dot, several tens of nsec. This time width must be divided into 256, which requires high-speed and high-precision semiconductor control, and complicates the control portion of the semiconductor laser. That is, in the light intensity modulation method, the demand for stabilization of the printing process becomes severe, and in the pulse width modulation method, the configuration of the control modulation unit of the semiconductor laser becomes complicated. In view of the above, the image forming apparatus of the present invention employs a pulse width intensity mixing method in which a pulse width modulation (PWM) method and a light intensity modulation (PM) method are combined.
[0068]
(3) Pulse width intensity mixing method.
An example of the pulse width intensity mixing method is shown in FIG. This pulse width intensity mixing method is based on pulse width modulation, and the transition between pulse width and pulse width is interpolated by light intensity modulation as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). 8 values, 32 values for the set value of light intensity modulation, 8 bits (2⁸= 256 gradations) can be obtained. In this method, since the number of stages of pulse width modulation is small, the pulse width can be set digitally, the pulse width can be easily set, and pulse position control can be easily realized. 4A and 4B show a right mode in which an optical writing pulse is generated from the right end position of one dot, and a left mode in which an optical writing pulse is generated from the left end of one dot. These control the phase so that the exposure pulse is generated from the rear end and the front end, respectively, and as a result, the dot generation position can be controlled. Further, as shown in FIG. 5C, a medium mode in which an optical writing pulse is generated in both directions from the center position of one dot can be selected.
[0069]
Next, an example of a multilevel writing type semiconductor laser (LD) driving method combining pulse width modulation (PWM) and light intensity modulation (PM) will be described.
In this semiconductor laser driving method, the emission pattern of the semiconductor laser for one pixel is temporally divided into 2 ^ m steps with a pixel clock width resolution of 1/2 ^ m (2 ^ m is 2 to the power of m). The light emission power is divided into 2 ^ (n−m) steps with a light emission power resolution of 1/2 ^ (nm), and 2 ^ n gradations are expressed by a combination of both. The division accuracy of both time and light emission power is relaxed, and multi-gradation can be easily realized.
[0070]
In the case of an 8-bit digital image signal according to the embodiment of the present invention, m = 3 and pulse width modulation (PWM) is set to 8 (= 2 ^ m = 2).^Three) Stage, and the light intensity modulation (PM) is 32 (= 2 ^ (nm) = 2.^Five) Stage, 2 ^ n = 2 depending on the combination of both⁸= 256 types of light emission patterns can be formed, and LD multilevel modulation with 256 gradations is possible. Also, an arbitrary light emission pattern can be obtained by changing a signal generated and output by a timing generation circuit, a power setting circuit, or the like of the semiconductor laser.
The configuration of the multi-level writing type semiconductor laser driving circuit and device is the prior application by the present applicant, for example, JP-A-2-243363, JP-A-3-1656, JP-A-6-347852, etc. It can be configured using what is described in.
[0071]
Next, regarding the phase control (position control) of the pulse width modulation, as shown in FIGS. 5A to 5C, according to the mode (right mode / left mode / middle mode) set by the phase (position) control logic. The phase of the pulse width of the pulse width modulation is controlled to control the dot position to the right, middle and left. In addition to this function, it also has a fraction processing function as shown in FIGS.
[0072]
In the fraction processing function, when two continuous pixels in the main scanning direction are output together (added), the light intensity modulation time is normally generated in two places as indicated by the hatched portion in FIG. 6B. The operation which puts together in one place is performed. This is realized on the basis of adding data of a small fraction part to a large fraction part. As long as the fractional part does not reach the maximum, all the data in the fractional part is added to the part with the large fractional part, and the remainder when the part with the largest fraction is maximized is distributed to the part with the smallest fraction and intensity modulation is performed. Do. By having the fraction processing function in this way, the pulse width setting step is made sufficiently small with respect to the writing beam diameter. That is, FIGS. 6A to 6C are schematic diagrams when the above operation is a dot image and an optical waveform, FIG. 6A is a dot image before correction, and FIG. 6B is an optical waveform before and after correction. , (C) are dot images after correction. Among the data of two adjacent pixels (pixels), the portion of Δt when the light intensity is not maximized is compared between adjacent ones, the smaller one is added to the larger one, and the remainder is made smaller.
[0073]
(4) Addition control and phase control circuit.
Next, FIG. 7 shows a configuration example of a control circuit that performs addition of adjacent pixel data of an image, discrimination and distribution of the added data, and dot phase control. Here, a description will be given of a method 6 to be described later which adds up to 2 dots in the main scanning direction and 2 dots in the sub-scanning direction at the maximum. In FIG. 7, the input image data for each color converted into Y, M, C, and Bk is inputted with 8-bit 256 gradations, and the DF / F latch circuit 602 makes two adjacent dots in the main scanning direction. Each 8-bit data A and B is input to the adder circuit 604. Further, the line memory 601 delays the data of the previous line, and the latch circuit 603 inputs the adjacent 2-dot 8-bit data C and D of the same address in the main scanning direction of the previous line to the adder circuit 604. Then, after adding a total of 4 dots of data by the adder circuit 604, the comparison / distribution / phase control circuit 605 compares the data with the threshold value 1 of the dot saturation data, and adds the 4 dots and 2 dots in the main scanning direction. Switch between addition and addition. The added value is distributed so as to concentrate the data according to an algorithm described later. Further, the write phase signal is toggled by the pixel clock frequency-divided signal. In the present embodiment, the control circuit for performing the addition of adjacent pixel data of the image, the discrimination and distribution of the added data, and the dot phase control is shown in hardware as shown in FIG. But it can be realized.
[0074]
FIG. 8 shows the state of data transition by 4-dot addition and 2-dot addition by the above processing. As shown in FIG. 8A, in the low density portion of the image, d of 2 dots in the main scanning direction and 2 dots in the sub scanning direction.₁To d_FourThe sum of the input data₁Data. Further, as shown in FIG. 8B, in the middle and high density portion of the image, d of 2 dots in the main scanning direction.₁, D₂The sum of the input data₁D of the saturation value and the rest of the data₂Data.
[0075]
In the image forming apparatus of the present invention, in contrast to the previous application by the present inventor, the image highlight portion is further reproduced stably from a lower density, and the medium density portion to the high density portion are resolved and stable. The dot formation is performed by the following addition, distribution, and phase control method.
[0076]
(5) Description of dot formation method based on addition, distribution, and phase control.
In the present invention, image data of 2 dots adjacent in the main scanning direction or the sub-scanning direction, or 4 dots adjacent in the main scanning direction and the sub-scanning direction is added and set in advance based on the calculation result. Dots are reproduced in order from a specific pixel. At this time, the right phase / left phase of the specific pixel is used to combine with the adjacent specific pixel. In the halftone processing of the present invention, method 6 of the following 6 methods is mainly applied. In claim 4 of the present invention, the following methods 1 to 1 are applied to chromatic image data. Any of 6 may be adopted. Hereinafter, the six methods will be described in detail as specific examples.
[0077]
(A) Method of adding image data of 2 dots in the sub-scanning direction (1/2 pulse division):

Methods

1, 2, 3.
In methods 1 to 3, one dot size is set to (a) in FIG. 9, one pixel size (minimum density unit) is set to FIG. 9 (b), a dot formation matrix as shown in FIG. Pulses are sequentially generated from a small value in the formation matrix. At this time, one pulse is divided into half pulses by pulse width modulation (PWM), and when full (50% duty) is reached, the next largest number is shifted to generate the next pulse. At this time, PWM right phase / left phase is switched by EVEN / ODD (hereinafter abbreviated as E / O) in the main scanning direction, and write pulses are combined in the same numerical value direction. The writing density generation algorithm is expressed as follows.
[0078]
0 ≦ d₁+ D₂When ≦ 127 D₁= D₁+ D₂, D₂= 0
128 ≦ d₁+ D₂When ≦ 254 D₁= 127, D₂= D₁+ D₂-127
255 ≦ d₁+ D₂When ≦ 382 D₁= D₁+ D₂-127, D₂= 127
383 ≦ d₁+ D₂When ≦ 510 D₁= 255, D₂= D₁+ D₂-255
[0079]
D in the above formula₁, D₂Is input image data (8-bit data) before processing of adjacent dots, and D₁, D₂Is image data (8-bit data) after processing of adjacent dots. The 8-bit data after this processing is used as a write signal for the semiconductor laser (LD) of the laser printer. Hereinafter, specific examples of methods 1 to 3 will be shown.
[0080]
(Method 1)
Dot formation algorithm.
1) Add the density of 2 dots in the sub-scanning direction.
2) Sequentially generate pulses from 1 in the dot matrix.
3) The PWM right / left phase is switched in the main scanning direction E / O, and the write pulses are combined in the same numerical value direction.
4) One dot is divided into half pulses, and the next number of PWM is generated when it becomes full (50% duty).
[0081]
In this method, when the dot formation matrix of FIG. 10 is expressed in the minimum density unit, it is as shown in FIG.₁In the right phase, D₁In ', a pulse is generated in the left phase, and a pulse combined with a portion 1 in FIG. 10 is generated (FIG. 12A). In the same manner, pulses are generated in the second and subsequent portions in FIG. 10 according to the density.
[0082]
Next, details of dot formation by this method will be described with reference to FIGS.
(1) Density to 1/8 (2 isolated dots).
When the density is up to 1/8, as shown in FIG. 12A, the odd-numbered pixels in the main scanning direction are set to the right and the even-numbered pixels are set to the left, and a pulse combined with the portion 1 of the dot formation matrix is generated. .
(2) Density ~ 1/4 (2 isolated dots).
When the density is 1/8 to 1/4, as shown in FIG. 12B, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 1 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(3) Concentration to 3/8 (300 lines and 10,000 lines).
When the density is 1/4 to 3/8, as shown in FIG. 12C, a pulse coupled to the second portion is generated in the same phase as the first portion of the dot formation matrix.
(4) Concentration to 1/2 (300 lines and 10,000 lines).
When the density is 3/8 to 1/2, as shown in FIG. 12D, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 2 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(5) Concentration to 5/8.
When the density is 1/2 to 5/8, as shown in FIG. 13A, a pulse combined with the three portions is generated so as to increase the pulse width of the one portion of the dot formation matrix.
(6) Concentration to 3/4.
When the density is 5/8 to 3/4, as shown in FIG. 13B, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 3 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(7) Concentration-7/8.
When the density is 3/4 to 7/8, as shown in FIG. 13C, pulses combined with the four portions are generated so as to increase the pulse width of the two portions of the dot formation matrix.
(8) Concentration to 1/1.
When the density is 7/8 to 1/1, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 4 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
[0083]
In the above-described method 1, the gray scale is linear with a growth type of isolated dots and vertical lines, which can be regularly reproduced with isolated dots in the highlight portion, and 300 lines (600 dpi) are obtained in the medium density portion. Features such as increased potential concentration and saturation, ensuring stability, and strong banding.
[0084]
(Method 2)
Dot formation algorithm.
1) Add the density of 2 dots in the sub-scanning direction.
2) Sequentially generate pulses from 1 in the dot matrix.
3) The PWM right / left phase is switched in the main scanning direction E / O, and the write pulses are combined in the same numerical value direction.
4) One dot is divided into half pulses, and the next number of PWM is generated when full (50% duty) is reached.
[0085]
In this method, compared with method 1, the dot formation matrix is set to the same phase in the sub-scanning direction, and the spatial frequency of the highlight and high density portions is increased. FIG. 14 shows a dot formation matrix. When the dot formation matrix of FIG.₁In the right phase, D₁In ', a pulse is generated in the left phase, and a pulse coupled to a portion 1 in FIG. 14 is generated (FIG. 16A). In the same manner, pulses are generated in the second and subsequent portions in FIG. 14 according to the density.
[0086]
Next, details of dot formation by this method will be described with reference to FIGS.
(1) Density to 1/8 (one isolated dot).
When the density is up to 1/8, as shown in FIG. 16A, the odd-numbered pixels in the main scanning direction are set to the right and the even-numbered pixels are set to the left, and a pulse combined with one portion of the dot formation matrix is generated. .
(2) Density to 1/4 (one isolated dot).
When the density is 1/8 to 1/4, as shown in FIG. 16B, the pulse width is increased until the pulse combined with 1 portion of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(3) Concentration to 3/8 (300 lines and 10,000 lines).
When the density is 1/4 to 3/8, as shown in FIG. 16C, a pulse coupled to the second portion is generated in the same phase as the first portion of the dot formation matrix.
(4) Concentration to 1/2 (300 lines and 10,000 lines).
When the density is 3/8 to 1/2, as shown in FIG. 16D, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 2 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(5) Concentration to 5/8.
When the density is 1/2 to 5/8, as shown in FIG. 17A, a pulse combined with the three portions is generated so as to increase the pulse width of the one portion of the dot formation matrix.
(6) Concentration to 3/4.
When the density is 5/8 to 3/4, as shown in FIG. 17B, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 3 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(7) Concentration-7/8.
When the density is 3/4 to 7/8, as shown in FIG. 17C, a pulse combined with the 4 portion is generated so as to increase the pulse width of the 2 portion of the dot formation matrix.
(8) Concentration to 1/1.
When the density is 7/8 to 1/1, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 4 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
[0087]
Compared with method 1, the above method 2 has the advantage that the highlight portion is dispersed in one isolated dot and is difficult to see, the dot size of the missing (white background) is small in the high density portion, and the character cracking is less noticeable. .
[0088]
(Method 3)
Dot formation algorithm.
1) Add the density of 2 dots in the sub-scanning direction.
2) Sequentially generate pulses from 1 in the dot matrix.
3) The PWM right / left phase is switched in the main scanning direction E / O, and the write pulses are combined in the same numerical value direction.
4) One dot is divided into half pulses, and the next number of PWM is generated when it becomes full (50% duty).
[0089]
In this method, as compared with method 2, the high density reproduction dots of the dot formation matrix are dispersed to increase the spatial frequency of the high density portion (character cracks are not noticeable). FIG. 18 shows a dot formation matrix. When the dot formation matrix of FIG. 18 is expressed in the minimum density unit, it is as shown in FIG.₁In the right phase, D₁In FIG. 18, a pulse is generated in the left phase, and a pulse combined with a portion 1 in FIG. 18 is generated in the same manner as in the method 2. Thereafter, in the same manner, a pulse is applied to the portions after 2 in FIG. It will be generated.
[0090]
Next, details of dot formation by this method will be described with reference to FIG.
In the density range from (1) density to 1/8 (one isolated dot) to (4) density to 1/2 (300 lines and 10,000 lines), it is the same as FIG. 16 (A) to FIG. Dot pattern.
(5) Concentration to 5/8.
When the density is 1/2 to 5/8, as shown in FIG. 20A, pulses combined with the three portions are generated so as to increase the pulse width of the first and second portions of the dot formation matrix.
(6) Concentration to 3/4.
When the density is 5/8 to 3/4, as shown in FIG. 20B, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 3 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(7) Concentration-7/8.
When the density is 3/4 to 7/8, pulses combined with the four portions are generated so as to increase the pulse width of the first and second portions of the dot formation matrix.
(8) Concentration to 1/1.
When the density is 7/8 to 1/1, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 4 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
[0091]
Compared with method 2, the above method 3 has the advantage that the character cracks are less noticeable because the voids (white background) are dispersed in a staggered manner in the high density portion.
[0092]
(B) Method of adding image data of 2 dots in the sub-scanning direction (1/4 pulse division): Method 4
In method 4, as in method 3, pulses are sequentially generated from a dot formation matrix having a small numerical value as shown in FIG. At this time, one dot is divided into ½ or ¼ pulses, and when it reaches 50% duty or 25% duty, the next largest number is shifted to generate the next pulse. At this time, the PWM right phase / left phase are switched in the main scanning direction E / O, and the write pulses are combined in the same numerical value direction. The writing density generation algorithm is expressed as follows.
[0093]
0 ≦ d₁+ D₂When ≦ 127 D₁= D₁+ D₂, D₂= 0
128 ≦ d₁+ D₂When ≦ 190 D₁= 127, D₂= D₁+ D₂-127
191 ≦ d₁+ D₂When ≦ 254 D₁= D₁+ D₂-63, D₂= 63
255 ≦ d₁+ D₂≤ 318 D₁= 191, D₂= D₁+ D₂-191
319 ≦ d₁+ D₂When ≦ 382 D₁= D₁+ D₂-127, D₂= 127
383 ≦ d₁+ D₂When ≦ 510 D₁= 255, D₂= D₁+ D₂-255
[0094]
D in the above formula₁, D₂Is input image data (8-bit data) before processing of adjacent dots, and D₁, D₂Is image data (8-bit data) after processing of adjacent dots. The 8-bit data after this processing is used as a write signal for the semiconductor laser (LD) of the laser printer. A specific example of method 4 will be shown below.
[0095]
(Method 4)
Dot formation algorithm.
1) Add the density of 2 dots in the sub-scanning direction.
2) Sequentially generate pulses from 1 in the dot matrix.
3) The PWM right / left phase is switched in the main scanning direction E / O, and the write pulses are combined in the same numerical value direction.
4) One dot is divided into half or quarter pulses, and the PWM of the next number is generated when it reaches 50% duty or 25% duty.
[0096]
In this method, the writing is shifted to 3 with a duty of 25% of 2 in the same dot formation matrix (FIG. 21) as in FIG. 18, and the character cracking in the middle density portion is made inconspicuous. When the dot formation matrix of FIG. 21 is expressed by the minimum density unit, it is as shown in FIG.₁In the right phase, D₁In FIG. 21, a pulse is generated in the left phase, and a pulse combined with a portion 1 in FIG. 21 is generated in the same manner as in the method 3. Thereafter, in the same manner, a pulse is applied to the portions after 2 in FIG. It will be generated.
[0097]
Next, details of dot formation by this method will be described with reference to FIG.
In the density range from (1) density to 1/8 (one isolated dot) to (3) density to 3/8 (300 lines and 10,000 lines), a dot pattern is formed in the same manner as in method 3.
(4) Concentration to 1/2.
When the density is 3/8 to 1/2, as shown in FIG. 23 (A), the pulse coupled to the 2 part of the dot formation matrix shifts to 3 at 25% duty and the pulse coupled to the 3 part. Increases to 75% by combining with 1 at 25% duty. If the arrangement of the highlight matrix is arranged in a zigzag pattern (1 and 2 are interchanged), the arrangement of 3 and 4 can be alternated so that they are not conspicuous at random as in the method 3.
(5) Concentration to 5/8.
When the density is 1/2 to 5/8, as shown in FIG. 23B, the combined pulses are increased until the 2 part of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
{Circle around (6)} Concentration to 3/4 and after are performed in the same manner as in method 3.
[0098]
In the method 4 described above, character cracking at a medium density can be made inconspicuous compared to the method 3, and, as in the method 3, the omission (white background) in the high density portion is dispersed, so that the character cracking is less noticeable. The feature is obtained.
[0099]
(C) Method of adding image data of 2 dots in the main scanning direction (1/2 pulse division): Method
In method 5, one dot size is set to (a) in FIG. 24, one pixel size (minimum density unit) is set to (b) in FIG. 24, a dot formation matrix as shown in FIG. Pulses are generated in sequence starting from the smallest value in the matrix. At this time, one pulse is divided into half pulses by pulse width modulation (PWM), and when full (50% duty) is reached, the next largest number is shifted to generate the next pulse. At this time, the PWM right phase / left phase are switched by E / O in the main scanning direction, and write pulses are combined in the same numerical value direction. The writing density generation algorithm is expressed as follows.
[0100]
0 ≦ d₁+ D₂When ≦ 127 D₁= D₁+ D₂, D₂= 0
128 ≦ d₁+ D₂When ≦ 254 D₁= 127, D₂= D₁+ D₂-127
255 ≦ d₁+ D₂When ≦ 382 D₁= D₁+ D₂-127, D₂= 127
383 ≦ d₁+ D₂When ≦ 510 D₁= 255, D₂= D₁+ D₂-255
[0101]
D in the above formula₁, D₂Is input image data (8-bit data) before processing of adjacent dots, and D₁, D₂Is image data (8-bit data) after processing of adjacent dots. The 8-bit data after this processing is used as a write signal for the semiconductor laser (LD) of the laser printer. A specific example of method 5 is shown below.
[0102]
(Method 5)
Dot formation algorithm.
1) Add the density of 2 dots in the main scanning direction.
2) Sequentially generate pulses from 1 in the dot matrix.
3) Switch the right / left phase of PWM, form from the outside of each pixel, and combine write pulses.
4) One dot is divided into half pulses, and the next number of PWM is generated when it becomes full (50% duty).
[0103]
In this method, a continuous pixel in the main scanning direction has a 2 × 1 matrix as a minimum pixel, and a highlight portion is reproduced with staggered dots. When the dot formation matrix of FIG. 25 is expressed in the minimum density unit, it is as shown in FIG.₁In the right phase, D₁In ′, a pulse is generated in the left phase, and a pulse coupled to a portion 1 in FIG. 25 is generated (FIG. 27A). In the same manner, pulses are generated in the second and subsequent parts in FIG. 25 according to the density.
[0104]
Next, details of dot formation by this method will be described with reference to FIGS.
(1) Density to 1/8 (one isolated dot).
When the density is up to 1/8, as shown in FIG. 27A, the odd-numbered pixels in the main scanning direction are set to the right and the even-numbered pixels are set to the left, and a pulse combined with the portion 1 of the dot formation matrix is generated. .
(2) Density to 1/4 (one isolated dot).
When the density is 1/8 to 1/4, as shown in FIG. 27B, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 1 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(3) Concentration to 3/8 (300 lines and 10,000 lines).
When the density is from 1/4 to 3/8, as shown in FIG. 27C, a pulse coupled to the portion 2 from the outside of the pixel of the dot formation matrix is generated.
(4) Concentration to 1/2 (300 lines and 10,000 lines).
When the density is 3/8 to 1/2, as shown in FIG. 27D, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 2 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(5) Concentration to 5/8.
When the density is 1/2 to 5/8, as shown in FIG. 28A, a pulse combined with the three portions is generated so as to increase the pulse width of the one portion of the dot formation matrix.
(6) Concentration to 3/4.
When the density is 5/8 to 3/4, as shown in FIG. 28B, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 3 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(7) Concentration-7/8.
When the density is 3/4 to 7/8, as shown in FIG. 28C, a pulse combined with the 4 portion is generated so as to increase the pulse width of the 2 portion of the dot formation matrix.
(8) Concentration to 1/1.
When the density is 7/8 to 1/1, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 4 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
[0105]
In the above-described method 5, the gradation can be regularly reproduced by the staggered isolated dots in the highlight portion, 300 lines (600 dpi) can be obtained in the medium density portion, and the gradation is a growth type of isolated dots and vertical lines. Features such as linearity, increased potential concentration and saturation region, stability and strong banding can be obtained.
[0106]
(D) Method of adding image data of 4 dots in main scanning direction (1/2 pulse division): Method
In the method 6, image data for 4 dots is added to a highlight portion having a density of ¼ or less, and image data of 2 dots in the main scanning direction is added to the subsequent highlight, middle, and shadow portions. Hereinafter, each method will be described.
[0107]
(A) When the concentration is 1/4 or less.
FIG. 29A shows one dot size, and FIG. 29B shows one pixel size (minimum density unit). Pulses are sequentially generated from a small dot formation matrix as shown in FIG. At this time, one pulse is divided into half pulses by pulse width modulation (PWM), and when full (50% duty) is reached, the next number is shifted to the same or larger number to generate the next pulse. At this time, the PWM right phase / left phase are switched by E / O in the main scanning direction, and write pulses are combined in the same numerical value direction. When the dot formation matrix of FIG. 30 is expressed in the minimum density unit, it is as shown in FIG.₁In the left phase, D₁In ′, a pulse is generated in the right phase, and a pulse coupled to a portion 1 in FIG. 30 is generated (FIG. 34A). In the same manner, a pulse is generated in another portion of FIG. 30 according to the density. The writing density generation algorithm is expressed as follows.
[0108]

[0109]
D in the above formula₁, D₂, D_Three, D_FourIs input image data (8-bit data) before processing of adjacent dots, and D₁, D₂, D_Three, D_FourIs image data (8-bit data) after processing of adjacent dots. The 8-bit data after this processing is used as a write signal for the semiconductor laser (LD) of the laser printer.
[0110]
(A) When the concentration is 1/4 or higher.
FIG. 29A shows the 1 dot size, and FIG. 32 shows the 1 pixel size (minimum density unit). When the dot formation matrix of FIG. 30 is expressed in the minimum density unit, it is as shown in FIG.₁In the left phase, D₁In ′, a pulse is generated in the right phase, and a pulse coupled to the portion 2 in FIG. 30 is generated (FIG. 35A). In the same manner, pulses are generated in the portion 3 in FIG. 30 according to the density. The writing density generation algorithm is expressed as follows.
[0111]
In the representation of one pixel size shown in FIG.₁+ D₂+ D_Three+ D_Four= 254, D₁= D₂= 127, so when replaced with the one-pixel size representation of FIG.
d₁+ D₂= 127, D₁= 127, D₂= 0
And after that,
128 ≦ d₁+ D₂When ≦ 382 D₁= D₁+ D₂-127, D₂= 127
383 ≦ d₁+ D₂When ≦ 510 D₁= 255, D₂= D₁+ D₂-255
It is. A specific example of method 6 is shown below.
[0112]
(Method 6)
Dot formation algorithm.
1) Add the density of 4 dots in the main / sub scanning direction or 2 dots in the main scanning direction.
2) Sequentially generate pulses from 1 in the dot matrix.
3) Switch the right / left phase of PWM, form from the outside of each pixel, and combine write pulses.
4) One dot is divided into half pulses, and the PWM of the same number or the next number is generated when it becomes full (50% duty).
[0113]
Next, details of dot formation by this method will be described with reference to FIGS.
(A) Concentration 1/4 or less.
(1) -1: density to 1/16 (isolated 1 dot).
When the density is up to 1/16, as shown in FIG. 34A, the density data of the surrounding 4 dots are added, and an isolated dot is generated from the 1 portion above the pixel.
(1) -2: Density to 1/8 (one isolated dot).
When the density is 1/16 to 1/8, as shown in FIG. 34 (B), the density data of the surrounding 4 dots is added, and the pulse width is increased until the 1 portion above the pixel is saturated (full 50% duty). increase.
(2) -1: density to 3/16 (isolated 2 dots).
When the density is 1/8 to 3/16, as shown in FIG. 34 (C), the density data of the surrounding 4 dots are added, and after the 1 part on the upper side of the pixel is saturated, it remains in the 1 part on the lower side of the pixel Generate dots.
(2) -2: Density to 2/8 (isolated 2 dots).
When the density is 3/16 to 2/8, as shown in FIG. 34 (D), the density data of the surrounding 4 dots is added, and the pulse width until 1 part below the pixel is saturated (full 50% duty) Increase.
[0114]
(B) Concentration of 1/4 or higher.
(3) Concentration to 3/8 (300 lines and 10,000 lines).
When the density is ¼ to 3/8, as shown in FIG. 35A, a pulse coupled to the two portions from the outside of the pixel of the dot formation matrix is generated.
(4) Concentration to 1/2 (300 lines and 10,000 lines).
When the density is 3/8 to 1/2, as shown in FIG. 35B, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 2 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(5) Concentration to 5/8.
When the density is 1/2 to 5/8, as shown in FIG. 35C, pulses combined with the three portions are generated so as to increase the pulse width of the one portion of the dot formation matrix.
(6) Concentration to 3/4.
When the density is 5/8 to 3/4, as shown in FIG. 35D, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 3 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
(7) Concentration-7/8.
When the density is 3/4 to 7/8, as shown in FIG. 36, a pulse combined with the four portions is generated so as to increase the pulse width of the two portions of the dot formation matrix.
(8) Concentration to 1/1.
When the density is 7/8 to 1/1, the pulse width is increased until the pulse combined with the portion 4 of the dot formation matrix reaches 50% duty of FULL.
[0115]
In the above method 6, compared with the method 5, the density of 4 dots is added in the highlight portion having a density of 1/4 or less, and the isolated dots are arranged in a staggered pattern, so that the highlight portion to the shadow having the density of 1/4 or more to shadow. In the section, image data of 2 dots in the main scanning direction is added and the 2 dots are arranged in a staggered manner, so that the reproducibility of the highlight section can be improved from a lower density.
[0116]
In addition, in the dot formation method described above, when adding adjacent dots in the sub-scanning direction when calculating image data of adjacent pixels, the result of density generation from a specific pixel is the result of adjacent generation in the main scanning direction. Compared with the method of adding dots, a more faithful result can be obtained by the center of gravity of the density of the original data. Specifically, as shown in FIG. 37, when adding adjacent pixel data in the sub-scanning direction of (a), dots are generated from diagonal (diagonal) positions with respect to the center of gravity of the two dots of the original data. When the adjacent pixel data in the main scanning direction of (b) is added, the distance is 1 / √2 dots, and dots are generated from the end positions with respect to the center of gravity of the two dots of the original data. The distance is one dot.
[0117]
(6) Embodiment of halftone processing.
Next, an embodiment of halftone processing in the image forming apparatus of the present invention will be described. In the present embodiment, the data-intensive halftone processing is performed by the above-described “method 6” of (5), but other methods can also be applied to the halftone processing.
[0118]
First, FIG. 38 shows a processing flow of halftone processing of data in the embodiment of the present invention.
In the example of FIG. 38, a feature is determined from the magnitude of a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of data in one block (= maximum level difference). 3), the edge degree is low (that is, gradation and highlight reproduction priority), and the intermediate level is intermediate between them. A halftone process suitable for each of these three stages is performed. One-dot multi-value processing is performed with priority on resolution, and multi-value modulation with dot addition / concentration within a block unit (here, the above-described “method 6” processing) is performed with priority on gradation. Details will be described below.
[0119]
In FIG. 38, first, four adjacent dots of 2 dots in the main scanning direction × 2 dots in the sub scanning direction are read from the input image data (S1).
Then, the read density data a for four adjacent dots₁, A₂, A_Three, A_FourAre added (S2).
All = a₁+ A₂+ A_Three+ A_Four
[0120]
Then, it is determined whether or not the addition result All is 254 or less (S4). If it is 254 or less, the read adjacent 2 × 2 dots are set as one pixel (= 1 block), and the intra-pixel density sum A is A = All (S4). Thereafter, the processing of steps S5 to S9 in FIG. 38 is executed. If the addition result All is 255 or more, thereafter, 2 dots in the main scanning direction are set as 1 pixel, and the read 2 × 2 dots are distributed to 2 blocks, and A = a₁+ A₂, A ′ = a_Three+ A_Four(S10). Thereafter, the processes of steps S11 to S15 in FIG. 38 are executed.
[0121]
Next, the maximum value (Max) and the minimum value (Min) in the dot data in one block are calculated (S5 or S11). Here, it is determined whether or not the maximum value (Max) is 32 (= specified value) or less (S6 or S12). If the maximum value is less than or equal to the specified value, priority is given to highlight reproduction for each block. The halftone processing of dot addition / concentration multi-level modulation (the processing of “method 6” in (5) described above) is performed (S16).
[0122]
Next, in the above determination (S6 or S12), if the maximum value is equal to or greater than the specified value, the difference between the previously calculated maximum value (Max) and minimum value (Min) B = Max−Min (= maximum level difference) Is calculated (S7 or S13). Then, the difference B is compared with the threshold value 1 (S8 or S14). If the difference B is 96 (= threshold value 1) or more, the block has a high edge degree, and the resolution priority is given by one dot more. Value processing is performed (S17).
[0123]
If the difference B is 96 (= threshold 1) or less, the difference B is compared with the threshold 2 (S9 or S15). If the difference B is 48 (= threshold 2) or less, The block is a non-edge portion, and it is considered that gradation is prioritized, and halftone processing of dot addition / concentration multi-level modulation within the block unit is performed (S18). Here, for the addition / concentration multi-level modulation, if the addition + phase method described in the above (5) is adopted, it is more effective in highlight reproduction and gradation. Here, the above-described “method 6” processing is particularly employed.
[0124]
Further, when the maximum level difference B is (48 <B <96), the edge degree is regarded as an intermediate level, and a proportional concentration type halftone process is performed (S19), density distribution according to the degree of the edge, That is, dot concentration is performed. The dot concentration degree with respect to the maximum level difference at this time is as shown in FIG. 39, and the ratio of level concentration is reduced in proportion to the maximum level difference.
[0125]
【The invention's effect】
As described above, in the image forming apparatus according to claim 1, the image data of a plurality of adjacent dots is set as one block, the distribution of the dot data in the block is referred to, and the feature is discriminated, It is possible to determine whether the block should give priority to resolution or gradation, and it is possible to select a halftone process capable of extracting the feature at an appropriate time. Therefore, it is possible to realize image formation with good resolution and gradation as the entire image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a digital color copying machine showing a configuration example of an image forming apparatus according to the present invention.
2 is a circuit block diagram showing a configuration example of an image processing unit of the digital color copying machine shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram of a multilevel modulation method of a semiconductor laser.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a multilevel modulation method of a semiconductor laser that combines a pulse width modulation method and a power modulation method.
FIG. 5 is an explanatory diagram of pulse position control during semiconductor laser multilevel modulation.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an addition mode of adjacent pixels.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a control circuit that performs addition of adjacent pixel data of an image, discrimination and distribution of the added data, and dot phase control.
FIG. 8 is a diagram showing the transition of data when adding adjacent pixel data of an image, discriminating and distributing the added data, and dot phase control; FIG. (B) is a diagram showing an example of a medium and high density portion (2-dot addition).
FIG. 9 is an explanatory diagram of one dot size and one pixel size (minimum density unit) in the methods 1 to 4 according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a dot formation matrix in method 1 according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram representing a dot formation matrix in method 1 according to the present invention in units of minimum density.
FIG. 12 is an explanatory diagram of dot formation in method 1 according to the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of dot formation in method 1 according to the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a dot formation matrix in method 2 according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram expressing a dot formation matrix in method 2 according to the present invention in units of minimum density.
FIG. 16 is an explanatory diagram of dot formation in method 2 according to the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram of dot formation in method 2 according to the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing a dot formation matrix in method 3 according to the present invention.
FIG. 19 is a diagram representing a dot formation matrix in the method 3 according to the present invention in units of minimum density.
FIG. 20 is an explanatory diagram of dot formation in method 3 according to the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing a dot formation matrix in method 4 according to the present invention.
FIG. 22 is a diagram representing a dot formation matrix in method 4 according to the present invention in units of minimum density.
FIG. 23 is an explanatory diagram of dot formation in method 4 according to the present invention.
FIG. 24 is an explanatory diagram of one dot size and one pixel size (minimum density unit) in method 5 according to the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing a dot formation matrix in method 5 according to the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing a dot formation matrix in the minimum density unit in the method 5 according to the present invention.
FIG. 27 is an explanatory diagram of dot formation in method 5 according to the present invention.
FIG. 28 is an explanatory diagram of dot formation in method 5 according to the present invention.
FIG. 29 is an explanatory diagram of one dot size in method 6 according to the present invention and one pixel size (minimum density unit) in highlights with a density of ¼ or less.
FIG. 30 is a diagram showing a dot formation matrix in method 6 according to the present invention.
FIG. 31 is a diagram expressing a dot formation matrix at a density of ¼ or less in the method 6 according to the present invention in the minimum density unit.
FIG. 32 is an explanatory diagram of one pixel size (minimum density unit) at a density of 1/4 or higher in the method 6 according to the present invention.
FIG. 33 is a diagram representing a dot formation matrix at a density of ¼ or higher in method 6 according to the present invention in units of minimum density.
FIG. 34 is an explanatory diagram of dot formation at a density of ¼ or less in method 6 according to the present invention.
FIG. 35 is an explanatory diagram of dot formation at a density of 1/4 or higher in method 6 according to the present invention.
FIG. 36 is an explanatory diagram of dot formation at a density of 7/8 in the method 6 according to the present invention.
FIG. 37 shows the density centroid of the original data and the output when adding adjacent dots in the sub-scanning direction and when adding adjacent dots in the main scanning direction when calculating image data of adjacent pixels. It is explanatory drawing which shows the gravity center of density | concentration generation | occurrence | production of data.
FIG. 38 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a flowchart showing a processing flow of halftone processing of data.
FIG. 39 is a diagram illustrating a dot concentration degree with respect to a maximum level difference.
FIG. 40 is an explanatory diagram illustrating an optical writing method of pixels of 1 × 2 matrix and 2 × 1 matrix.
FIG. 41 is a chart showing halftone regions in pixels of a 1 × 2 matrix and a 2 × 1 matrix.
FIG. 42 is a block diagram illustrating a configuration example of a 2-dot multi-value circuit that performs addition + phase control.
FIG. 43 is an explanatory diagram showing a combination of a 2-dot addition pixel and an area gradation in the main scanning / sub-scanning direction.
[Explanation of symbols]
1: Photosensitive drum
2: Transfer drum
3: Writing unit
4: Development unit
9: Fixing device
11: Paper cassette
50: System controller
60: Synchronous control circuit
71: Scanner gamma circuit
72: Smoothing filter
73: Color correction circuit
74: UCR / UCA circuit
75: Selector
76: Edge enhancement filter
77: Printer gamma circuit
78: gradation processing circuit
100: Laser printer
400: Image scanner
601: Line memory
602, 603: Latch circuit
604: Adder circuit
603: Comparison / distribution / phase control circuit

Claims

An image forming apparatus for forming an image from multi-gradation image data,
Read density data of adjacent 4 dots of 2 dots in the main scanning direction × 2 dots in the sub-scanning direction from the image data, calculate an addition value of the read density data, and determine whether the addition value is equal to or greater than a predetermined value And
If the added value is equal to or greater than a predetermined value, 2 dots in the main scanning direction × 1 dot in the sub-scanning direction is set as one block unit, and the read 2 × 2 dots are distributed to 2 blocks of 2 × 1 dots, and processing is performed.
If the addition value is less than a predetermined value, the read 2 × 2 dots are processed as a block unit as they are,
Next, the maximum value and the minimum value of the density in the dot data determined in the determination are calculated, and it is determined whether or not the maximum value is a predetermined specified value or less.
If the maximum value is less than or equal to the specified value, the block performs data-intensive halftone processing, and if the maximum value is greater than or equal to the specified value, the difference between the maximum value and the minimum value (hereinafter, Is called a maximum level difference), and the maximum level difference is compared with a predetermined threshold value 1,
If the maximum level difference is greater than or equal to the threshold value 1, the block performs one-dot multi-value processing. If the maximum level difference is less than or equal to the threshold value 1, the maximum level difference is compared with a predetermined threshold value 2. And
If the maximum level difference is less than or equal to the threshold value 2, the block performs data intensive halftone processing, and if the maximum level difference is greater than or equal to the threshold value 2, the block performs proportional intensive halftone processing. Do,
An image forming apparatus.

The image forming apparatus according to claim 1 .
In the data-intensive halftone processing, an image forming apparatus is characterized in that dot addition / concentration multi-level modulation halftone processing within a block unit is performed .

The image forming apparatus according to claim 1 .
An image forming apparatus characterized in that in the proportional concentration halftone processing, density distribution and dot concentration are performed in accordance with the edge degree of dot data in a block .