JP3920479B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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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
【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】
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
Claims (3)
- 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、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 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画像形成装置。 - 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画像形成装置。
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