CN101276175B - 图像形成设备和图像形成方法 - Google Patents

Abstract

一种图像形成设备，包括：扩展单元，用来把图像数据扩展为含有多个行和列的第一矩阵数据；第一掩蔽单元，用来通过对第一矩阵数据及掩蔽图案执行逻辑运算来掩蔽第一矩阵数据；第二掩蔽单元，通过使用第三矩阵数据来相对于各个掩蔽单位区域而选择第一处理和第二处理中的任意一个，所述第一处理用来整体掩蔽第一矩阵数据的单位区域，所述第二处理用来通过使用第一掩蔽单元来掩蔽第一矩阵数据的单位区域，所述第三矩阵数据具有多个掩蔽单位区域，所述掩蔽单位区域含有与掩蔽图案相同数目的行和列；以及图像形成单元，通过把由第二掩蔽单元掩蔽的第一矩阵数据调制为光学写入信号，来形成图像。

Description

图像形成设备和图像形成方法

技术领域

本发明优选实施例总体上涉及一种图像掩蔽技术，更具体地说，涉及一种在维持图像质量并减小调色剂消耗的同时使用含有小规模电路系统的单元来有效率地掩蔽图像数据的图像形成设备和图像形成方法。

背景技术

总体上，为了减小图像形成中的调色剂消耗，在图像形成设备中采用掩蔽处理单元来掩蔽图像数据。常规掩蔽处理单元一次掩蔽整个图像数据，或者向图像数据施加大掩蔽图案。作为结果，因为用于掩蔽的电路系统可能增大尺寸，以及即使通过掩蔽图像数据减小了调色剂消耗，与原始图像相比，被掩蔽图像的图像质量劣化，因而产生一些问题。

已经提出了一些技术用来有效率地掩蔽图像数据。一般所知的技术例如包括：从图像数据中抽取在关注像素和周边像素之间具有预定关系的几个画面元素(像素)，以及使用所抽取的像素来平滑图像数据。在该技术中，通过以包含多个像素阵列的像素矩阵为单位对图像数据执行逻辑运算，来从图像数据有效率地抽取该几个像素。

或者，通过使用密度转换曲线的特征来把多值图像数据转换为包含比多值图像数据少的信息的小图像数据的技术也为人所知。在该技术中，能够避免由于数据转换而造成的分度数目的降低，能够获得高质量图像。

然而，由于图像处理而造成的一些问题仍然存在，因而上述技术具有缺陷。按照上述技术，要求图像形成设备包括大规模电路系统。而且，虽然调色剂消耗减少，但是原始图像质量不能维持。

发明内容

本发明在一个优选实施例中描述一种新型图像形成设备，该新型图像形成设备包括：扩展单元，用来把输入到图像形成设备的图像数据扩展为含有多个行和列的第一矩阵数据；第一掩蔽单元，用来通过对第一矩阵数据和掩蔽图案执行逻辑运算来掩蔽第一矩阵数据，其中含有多个行和列的第二矩阵数据用作掩蔽图案，且其中第二矩阵数据的行的数目和列的数目小于第一矩阵数据的行的数目和列的数目；第二掩蔽单元，含有第三矩阵数据，所述第三矩阵数据具有多个掩蔽单位区域，所述掩蔽单位区域含有与第二矩阵数据相同数目的行和列，所述第二掩蔽单元用来通过使用第三矩阵数据来相对于掩蔽单位区域的每个而选择第一处理和第二处理中的任意一个，所述第一处理用来整体掩蔽与第三矩阵数据的掩蔽单位区域的一个相对应的第一矩阵数据的单位区域，所述第二处理用来通过使用第一掩蔽单元来掩蔽与第三矩阵数据的掩蔽单位区域的一个相对应的第一矩阵数据的单位区域；以及图像形成单元，通过把由第二掩蔽单元掩蔽的第一矩阵数据调制为光学写入信号，来形成图像，其中，所述第三矩阵数据以该第三矩阵数据为单位在第一矩阵数据的整个区域连续移动，来掩蔽第一矩阵数据，在所述第三矩阵数据中，由第二掩蔽单元选择的第一处理或第二处理的任意一个被施加至掩蔽单位区域的每个

本发明在一个优选实施例中还描述一种新型图像形成方法，该新型图像形成方法包括如下步骤：把输入到图像形成设备的图像数据扩展为含有多个行和列的第一矩阵数据；通过对第一矩阵数据和第二矩阵数据执行逻辑运算来掩蔽第一矩阵数据，所述第二矩阵数据含有多个行和列，其中所述第二矩阵数据的行的数目和列的数目小于第一矩阵数据的行的数目和列的数目；整体掩蔽与掩蔽单位区域相对应的第一矩阵数据的单位区域，其中所述掩蔽单位区域含有与第二矩阵数据相同数目的行和列；通过使用具有多个掩蔽单位区域的第三矩阵数据来相对于每个掩蔽单位区域而选择如下两个步骤中的任意一个，其中一个步骤是整体掩蔽与掩蔽单位区域相对应的第一矩阵数据的单位区域，另一步骤是通过使用第二矩阵数据来掩蔽与掩蔽单位区域相对应的第一矩阵数据的单位区域；以及通过把由第三矩阵数据掩蔽的第一矩阵数据调制为光学写入信号，来形成图像，其中，所述第三矩阵数据以该第三矩阵数据为单位连续施加到第一矩阵数据的整个区域，来掩蔽第一矩阵数据。

附图说明

对本公开及其许多伴生的优点的更完整的领会，在当与附图相关联地考虑时参照随后的示例性实施例的详细描述将变得更好理解的情况下，将容易地获得，其中：

图1是示出按照本发明的优选实施例的图像形成设备和图像形成方法的框图；

图2是示意性地示出图1所示的优选实施例的控制系统的框图；

图3是示出图像写入控制器的示例结构的框图，更具体地说，是示出图像信号生成器和写入位置控制器的示例结构的框图；

图4是示出从在图3所示的用来从上位装置(superordinate device)获取副扫描方向的输入图像数据的示例结构中的各个单元输出的各个信号的示例脉冲波形的图；

图5A和5B是分别示出在图3所示示例结构中执行的在主扫描方向中用于向缓冲器RAM 35的写入操作和从缓冲器RAM 35的读取操作的各个信号的示例脉冲波形的图；

图6A、6B、6C、和6D是示出由图3所示图案控制器进行的图像数据掩蔽处理的图；

图7A和7B分别是图6B所示掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS的放大示图；

图8A和8B是图6A所示矩阵数据JM的一部分和图6D所示被掩蔽图像数据的一部分的放大示图；

图9是示出各个色彩的掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS的示例格式的图；以及

图10是图3所示AND(与)处理器38的示例框图。

具体实施方式

在描述图中图示的优选实施例的过程中，单纯出于清楚说明的缘故而采用特定的术语。应当注意，本发明不限于图中描述的任何优选实施例，并且本专利说明书的公开不意图限制于如此选择的特定术语。应当理解，每个具体元件包括以类似方式操作并实现类似效果的所有技术上的等同物。

现在参照附图描述本发明的优选实施例，其中，贯穿多个视图，相似的参考标号表示相同或相应的部分。

参照图1，描述按照本发明的优选实施例的图像形成设备和图像形成方法。

图1是示出按照本发明的图像形成设备100和图像形成方法的优选实施例的框图。图像形成设备100包括：引擎控制器1；应用接口(I/F)控制器2；图像写入控制器3；画面元素(像素)时钟生成器4；写入信号控制器50；图像信号生成器5；写入位置控制器6；激光驱动单元7；激光二极管(LD)8；激光束8a；激光写入装置9；孔径10；柱面透镜11；多边电机驱动单元12；多面镜13；fθ透镜14；柱面透镜15；同步检测器16；同步检测传感器16a；光电导体鼓17C、17M、17Y、和17Bk；转写带18；和调色剂标记(TM)传感器19。

在优选实施例中，作为图像形成设备100的例子，示出级联型全色彩图像形成设备。

在图1中，从应用设备(下文中称为上位设备)发送的图像数据输入到应用I/F控制器2，经受与各个应用设备相对应的图像处理等等，以及输出到图像写入控制器3，其中所述应用设备一般认为是扫描器、传真机、个人计算机(PC)、等等。

在图像写入控制器3中，发送到其中的图像数据在写入信号控制器50中经受一系列图像处理，诸如扩缩处理、边缘处理、图像区域控制、等等。这些处理在应用I/F控制器2中的扫描单元、打印机驱动单元、或传真控制单元之外执行。图像数据转换为诸如当前模式逻辑(Current Mode Logic(CML))等等的激光二极管(LD)驱动数据，并发送至激光驱动单元7以驱动LD 8。由此，在激光写入装置9中，经受与图像数据中各个色彩成份的图像数据(此处为蓝绿色彩成份的图像数据)相应的激光强度调制的激光束8a从LD 8经由孔径10和柱面透镜11施加到多边电机驱动单元12的多面镜13上。

此时，从引擎控制器1供给的基准时钟CLKREF用作像素时钟CLKPE，所述像素时钟CLKPE用来通过时钟同步把图像数据传送到激光写入装置9。基准时钟CLKREF供给到图像写入控制器3，作为振荡源时钟。

在像素时钟生成器4中，通过以由从引擎控制器1发送的寄存器设置值等等确定的预定频率划分比率来划分振荡源时钟的频率，即，基准时钟CLKREF的频率，生成像素时钟CLKPE。

引擎控制器1还向图像写入控制器3中的写入信号控制器50供给基准时钟CLKREF。写入信号控制器50包括图像信号生成器5和写入位置控制器6，基准时钟CLKREF输入到图像信号生成器5和写入位置控制器6二者。在写入位置控制器6中，基准时钟CLKREF的频率以由寄存器等等确定的预定频率划分比率划分，用来控制未示出的多边电机的多边时钟CLKPM被生成，所述多边电机用来旋转地驱动多边电机驱动单元12的多面镜13。

施加到多边电机驱动单元12的多面镜13上的激光束8a通过多面镜13的旋转来偏转，然后经由fθ透镜14施加到蓝绿色彩的光电导体鼓17C上。同时，当偏转开始或结束时，换句话说，当主扫描方向的图像区域之外的区域被辐照激光束8a时，激光束8a经由柱面透镜15施加到同步检测器16的同步检测传感器16a。当检测到激光束8a时，同步检测传感器16a生成并向图像写入控制器3供给同步检测信号DETP-N。另一方面，多边时钟CLKPM和用来驱动多边电机的ON/OFF(接通/切断)信号PMON供给到多边电机驱动单元12，未示出的表示与多面镜13的旋转相伴随的锁定状态的多边就绪信号从多边电机驱动单元12反馈到图像写入控制器3。

一般所知的是，孔径10、柱面透镜11、fθ透镜14、和柱面透镜15用于图像形成设备中的激光写入装置。由此，此处省略其详细描述。

随着多面镜13旋转，在多面镜13处反射的激光束8a在沿光电导体鼓17C的旋转方向中的主方向偏转的同时辐照到蓝绿色彩的光电导体鼓17C的表面。由于激光束8a关于图像数据的蓝绿色彩成份而经受激光强度调制，因此，随着蓝绿色彩的光电导体鼓17C被旋转地驱动，图像数据的蓝绿色彩图像的静电潜像形成在光电导体鼓17C的表面。

在诸如全色彩激光打印机、数字全色彩复印机、数字复合设备、等等的级联型全色彩图像形成设备中，蓝绿色彩的光电导体鼓17C、品红色彩的光电导体鼓17M、黄色彩的光电导体鼓17Y、和黑色彩的光电导体鼓17Bk沿转写带18提供。关于图像数据的品红、黄、和黑色彩成份而经受激光强度调制的激光束在被偏转的同时分别施加到光电导体鼓17M、17Y、和17Bk的表面上，图像数据的品红色彩、黄色彩、和黑色彩图像的静电潜像分别形成在光电导体鼓17M、17Y、和17Bk的表面上。此处省略其进一步的描述。

中和装置、充电装置、等等围绕蓝绿、品红、黄、和黑色彩的相应的光电导体鼓17C、17M、17Y、和17Bk(下文中，光电导体鼓17C、17M、17Y、和17Bk称为光电导体鼓17)来提供。中和装置、充电装置、等等是用于常规级联型全色彩图像形成设备的一般所知的装置。因而，它们未示出，此处省略其详细描述。

各个光电导体鼓上的各个色彩的静电潜像转写到转写带18，并且变为各个色彩的可视图像。然后，在可视图像转写并定影到纸片材上之后，完成顺序的全色彩图像形成。

调色剂标记(TM)传感器19是用来在全色彩图像形成中对各个色彩的图像定位的传感器。通过使用调色剂标记(TM)传感器19的输出反馈，来控制各个色彩的图像的位置。

上面描述了级联型全色彩图像形成设备的示意操作。

图2是示意地示出图1所示的优选实施例的控制系统的框图。控制系统包括：FAX(传真)I/F 20；FAX控制器21；主机I/F 22；打印机控制器23；文档读取器24；输入图像处理器25；按键操作器26；主控制器27；存储器28；写入控制器29；以及图像打印机30。

在图2中，FAX I/F 20是FAX应用的接口，并交接FAX发送/接收数据。FAX控制器21与各个FAX的通信规格相对应地处理来自FAX I/F 20的FAX发送/接收数据。

主机I/F 22是用来发送及接收来自主机或网络的图像数据的接口。打印机控制器23使用控制器来处理从主机I/F 22发送的数据。

文档读取器24读取放置在文档台或自动文档进给器(ADF)上的文档。输入图像处理器25处理由文档读取器24读取的文档。

按键操作器26包括各种按键，所述各种按键用来在图1所示的级联型全色彩图像形成设备100中选择或设置应用、将被打印的片材数目、片材尺寸、放大或缩小、用户程序、以及服务程序，取消各种设置或设置模式，以及控制操作开始或停止。主控制器27整体控制来自图像形成设备100的主设备本体中的各个应用的数据发送和接收，并与用来控制诸如CPU的各个外围应用的控制电路相通信，并执行定时控制、命令I/F、等等。存储器28存储从FAX控制器21、打印机控制器23、和输入图像处理器25发送的图像数据，用于在主控制器27处执行的处理。

写入控制器29根据转写片材尺寸来设置从主控制器27发送的图像数据的图像区域，并对图像数据执行LD调制，以把图像数据发送到图像形成设备100中的引擎控制器1。图像打印机30通过经由光电导体、中间转写带、等等转写图像来把图像打印并定影在纸转写片材上，以输出形成有图像的转写片材。

在上述结构中，图像形成设备100按照来自按键操作器26的信号来控制各个组件，利用来自主控制器27的指令信号来启动打印操作。

图1所示的各个组件和图2所示的各个功能通过相互关联来解释。

图1中的引擎控制器1与图2中的主控制器27相对应，并且包括存储器28的接口功能。

图1所示的应用I/F控制器(扫描器单元/打印机驱动单元/FAX控制单元)2与图2所示的输入图像处理器25、打印机控制器23、和FAX控制器21相对应。图2所示的文档读取器24、主机I/F 22、和FAX I/F 20与在图1所示的应用I/F控制器2中提供的相互独立的模块相对应。

图1所示的包括像素时钟生成器4、写入信号控制器50、和激光驱动单元7的图像写入控制器3与图2所示的写入控制器29相对应。

图1所示的包含多边电机驱动单元12、多面镜13、和同步检测器16的激光写入装置9、光电导体鼓17、转写带18、和调色剂标记传感器19与图2所示的图像打印机30相对应。

通过操作图2所示的按键操作器26而确定的设置信息在图1所示的引擎控制器1中处理，用来控制应用I/F控制器(扫描器单元/打印机驱动单元/FAX控制单元)2、图像写入控制器3、激光写入装置9、光电导体鼓17、转写带18、等等。

图3是示出图像写入控制器3、更具体地说是写入信号控制器50的示例结构的框图。写入位置控制器6包括主/副定时控制器31、主/副扫描计数器32、和主/副扫描门信号定时生成器33。图像信号生成器5包括：缓冲器RAM控制器34、缓冲器RAM 35、读取/写入和镜像控制器36、图案控制器37、AND(与)处理器38、掩蔽图案生成器39、图案掩蔽处理器40。图像写入控制器3还包括主扫描同步信号生成器41。与图1中所示的组件和信号相对应的图3所示的组件和信号被标识以与图1中相同的参考标号。

图4是示出在图3所示的示例结构中用来从上位装置获取副扫描方向的输入图像数据的各个单元所输出的各个信号的示例脉冲波形的图。

当上位装置通过操作图2所示的按键操作器26来指定时，上位装置在图4所示的任意定时把作为用于图像形成的触发器的图像形成触发器信号A供给到写入位置控制器6中的主/副定时控制器31。

另一方面，主扫描同步信号生成器41通过把像素时钟CLKPE与当图1所示的同步检测传感器16a检测到激光束8a时从同步检测器16输出的同步检测信号DETP-N相同步，来生成主扫描同步信号G。然后，主扫描同步信号生成器41还把主扫描同步信号G供给到写入位置控制器6中的主/副定时控制器31及图案控制器37。

在当主扫描同步信号生成器41供给主扫描同步信号G时上位装置供给图像形成触发器信号A的情况下，写入位置控制器6中的主/副定时控制器31生成副扫描门信号C，并把副扫描门信号C供给到上位装置，并且供给到缓冲器RAM控制器34，以控制副扫描定时。

在副扫描门信号C被断言(assert)从高到低之后，主/副定时控制器31把主扫描定时同步信号B输出到上位装置，以使上位装置发送图像数据。主扫描定时同步信号B是如此的脉冲信号，该脉冲信号具有与主扫描同步信号G几乎相同的周期，但是具有与主扫描同步信号G不同的相位。当主扫描同步信号G输入到主/副定时控制器31时，主/副定时控制器31连续输出主扫描定时同步信号B，而不论来自上位装置的图像数据的传输存在还是不存在。

在副扫描门信号C被断言从高到低之后，从上位装置输出的主扫描信号D被断言从高到低。在主扫描信号D被断言期间，与各个色彩相对应的图像数据E与和各个色彩相对应的输入图像数据时钟F同步地从上位装置供给到缓冲器RAM控制器34。图像数据E以线为单位输入。主扫描信号D被重复地断言。每次当主扫描信号D被断言时，输入图像数据E的一个线被输入到缓冲器RAM控制器34。

下面，详细解释图3所示的各个元件。

为了执行上述处理，主/副定时控制器31通过使用主/副扫描计数器32中的主扫描计数器和副扫描计数器来生成主扫描定时同步信号B和副扫描门信号C。假定当A4片材尺寸为210mm时有效扫描率是大约0.3至0.6，主扫描计数器是14位计数器。当A4片材尺寸为210mm时，副扫描计数器是14位计数器，并且能够扫描大约1.36m的区域。主扫描计数器相对于图像区域中的数据来控制定时。

通过与主扫描同步信号G同步地对像素时钟CLKPE计数，主/副扫描计数器32控制各个计数器。主/副定时控制器31分别把主/副扫描方向中的存储器门信号H输出到缓冲器RAM控制器34，把图像区域门信号I输出到图案控制器37，以控制各种图案的区域。

在主扫描信号D被断言期间，输入图像数据E与和各个色彩相对应的输入图像数据时钟F同步地输入到缓冲器RAM控制器34。副扫描门信号C还从主/副定时控制器31输入到缓冲器RAM控制器34，以控制副扫描定时。

在优选实施例中，缓冲器RAM 35用作存储器，该存储器用来对输入图像数据E执行速度转换，即，把输入图像数据E与输入图像数据时钟F的同步转换为其与像素时钟CLKPE的同步。缓冲器RAM 35含有8个5120×4位的RAM。

读取/写入和镜像控制器36控制由缓冲器RAM 35执行的读取/写入操作、按照各个色彩的输入图像数据的切换操作、以及光学系统中的镜像，在所述光学系统中，各个色彩的激光束8a辐照到图1所示的多面镜13的反射面上。黄、品红、蓝绿、和黑的各个色彩的输入图像数据不作为与图案控制器37中的各个色彩处理模块相对应的四个数据流而被输出。各个色彩的图像数据作为一个数据流(data flow)而被输出，读取/写入和镜像控制器36切换四个色彩，以把各个色彩的图像数据作为切换操作中的一个数据流来发送。

通过使用上述结构和操作，输入图像数据E与输入图像数据时钟F同步地输入到缓冲器RAM控制器34，各个色彩的输出图像数据与像素时钟CLKPE同步地作为RAM输出数据J而输出到图案控制器37。

在图案控制器37中，掩蔽图案生成器39通过对由主/副定时控制器31生成的主扫描计数器输出(14位)和副扫描计数器输出(14位)执行逻辑运算，来生成诸如垂直图案、水平图案、对角图案、格图案、等等的各种几何图案、灰阶等级图案、示出图像区域之外的轮廓区域的修边图案(trimpattern)、作为处理图案的P传感器图案、等等。通过使用计数器输出而生成的各种图案之一由用作寄存器的选择器从图1所示的引擎控制器1内的CPU等等中任意选择，并作为包含掩蔽图案等等的掩蔽信号K而被发送至AND处理器38。然后，逻辑AND在掩蔽信号K和从缓冲器RAM控制器34输出的各个色彩的输出图像数据即RAM输出数据J之间执行，经受掩蔽处理的图像数据发送至图案掩蔽处理器40。

在图案掩蔽处理器40中，经受掩蔽处理的图像数据与图1所示的光电导体鼓17的特性相对应地经受进一步的处理，诸如伽玛(γ)转换处理、应用于二值/多值图像的边缘处理、强制激光照明/熄灭处理、等等。然后，图像数据发送至激光驱动单元7的LD调制电路。

总体上，关于各个图案的区域设置，主/副扫描区域由预定寄存器设置。

图5A和5B分别是示出用于在图3所示的示例结构中执行的在主扫描方向中的向缓冲器RAM 35的写入操作及从缓冲器RAM 35的读取操作的各个信号的示例脉冲波形的图。

在图5A中，在主扫描内部信号L的有效(高电平)时间段期间，输入图像数据E的一个主扫描区域的量与输入图像数据时钟F的上升沿同步地被输入及写入缓冲器RAM 35。主扫描内部信号L的有效时间段与如图4所示的用来把各线的输入图像数据E输入到缓冲器RAM控制器34的主扫描门信号D的断言时间段相对应。

另一方面，如图5B所示，在存储器门信号H和掩蔽信号K的断言时间段期间，输入图像数据E的转写片材上一个主扫描区域的量与像素时钟CLKPE的上升沿同步地从缓冲器RAM 35读取，并作为RAM输出数据J输出到图案控制器37。

关于副扫描方向，在副扫描门信号C的断言时间段期间，存储器门信号H和掩蔽信号K与主扫描同步信号G同步地相对于一个主扫描区域的各个量而重复地被断言。在存储器门信号H和掩蔽信号K的断言时间段期间，输入图像数据E的一个副扫描区域的量从缓冲器RAM 35读取。

在图5中，输入图像数据E的5103个像素的每个关于一个主扫描区域的每个量而被写入缓冲器RAM 35的从“0h”到“13EEh”的(13EEh+1)地址。另一方面，写入缓冲器RAM 35的从“0h”到“0FFFh”的(0FFFh+1)地址中的输入图像数据E的4096个像素的每个相对于一个主扫描区域的每个量而从缓冲器RAM 35读取。输入图像数据E的写入和读取像素的数目由主扫描门信号D和主门信号H确定。只要小于图像数据的写入像素的数目，则输入图像数据E的读取像素的数目能够任意地设置。

下面参照图6A、6B、6C、和6D来描述由图3所示的图案控制器37执行的图像数据的掩蔽处理。

图6A示出通过把RAM输出数据J的一部分扩展到具有多个行和列的矩阵而获得的含有(64行)×(64列)的矩阵数据JM。RAM输出数据J的图像的一部分是字母“R”，图像的该部分扩展为(64行)×(64列)的矩阵数据JM。换句话说，图6A所示的(64行)×(64列)的矩阵数据JM是写入到缓冲器RAM35及从缓冲器RAM 35读取的输入图像数据E的(64线)×(64像素)的区域。一个方形含有(4线)×(4像素)，即，(4行)×(4列)，该一个方形称为单位像素区域P。单位像素区域P是掩蔽矩阵数据JM的过程中的最小单位。

当一个像素的数据含有一个点时，矩阵数据JM含有(64点)×(64点)。然而，应当注意，在一个像素中包含的点的数目取决于连接至图像形成设备100的诸如打印机控制器、传真机、扫描器、等等的上位设备的图像数据格式而不同，矩阵数据JM的点数目根据上位设备的图像数据格式而不同。下面，关于掩蔽处理，更详细地描述(64点)×(64点)的矩阵数据JM。

图6B示出掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS，该掩蔽图案MP用来掩蔽从RAM输出数据J扩展的矩阵数据JM，该掩蔽选择器MS是不管掩蔽图案MP如何而选择矩阵数据JM是否被掩蔽的选择器。通过向矩阵数据JM重复地施加掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS，完成其掩蔽处理。

图7A示出掩蔽图案MP的放大图。掩蔽图案MP是与单位像素区域P的尺寸等同的(4行)×(4列)的方形的图案。掩蔽图案MP的一个方形施加到图6A所示的矩阵数据JM的单位像素区域P。在这一点上，因为一个像素的数据含有如上所述的一个点，因此掩蔽图案MP含有(4点)×(4点)。

正常情况下，掩蔽图案MP的矩阵尺寸通过以下方式来确定，即，把矩阵数据JM的矩阵尺寸，即(64行)×(64列)，用偶数划分，换句话说，把矩阵数据JM的矩阵尺寸乘以1/2N，此处数目N是自然数。图7A所示的掩蔽图案MP具有通过把矩阵数据JM的矩阵尺寸乘以1/16而获得的矩阵尺寸，即数目N为8。

在图7A中，掩蔽图案MP中含有填充为白的一个像素(一个点)的区域是用来掩蔽矩阵数据JM的一个像素的数据的单位掩蔽区域MPm。掩蔽图案MP中含有填充为黑的一个像素(一个点)的区域是用来原样输出矩阵数据JM的一个像素的数据的单位穿透区域MPt。

在图6A中，填充为黑的矩阵数据JM的一个像素的数据表示为“1”的值，填充为白的矩阵数据JM的一个像素的数据表示为“0”的值。在图7A所示的掩蔽图案MP上，填充为白的单位掩蔽区域MPm表示为“1”的值，填充为黑的单位穿透区域MPt表示为“0”的值。

图3所示的AND处理器38以像素为单位在矩阵数据JM的单位像素区域P和掩蔽图案MP之间执行逻辑AND。在执行逻辑AND之前，AND处理器38反转单位掩蔽区域MPm和单位穿透区域MPt的各个值，即，把“1”反转为“0”或把“0”反转为“1”。然后，AND处理器38以像素为单位在矩阵数据JM的单位像素区域P和反转值的掩蔽图案MP之间执行逻辑AND。例如，当在填充为黑的单位像素区域P(＝“1”)的一个像素数据和填充为黑的掩蔽图案M(＝“0”)的单位穿透区域MPt之间执行逻辑AND时，“1”AND反“0”结果为“1”，作为单位像素区域P的一个像素数据的掩蔽点(像素)的值。即，在掩蔽之后，一个像素数据的掩蔽点的色彩仍然为黑。当在填充为黑的单位像素区域P(＝“1”)的一个像素数据和填充为白的掩蔽图案M(＝“1”)的单位掩蔽区域MPm之间执行逻辑AND时，“1”AND反“1”结果为“0”，即，一个像素数据的掩蔽点的色彩从黑改变为白。

图7B示出掩蔽选择器MS的放大图。掩蔽选择器MS的单位区域具有与掩蔽图案MP相同尺寸即(4行)×(4列)尺寸的矩阵。正常情况下，通过把掩蔽图案MP的矩阵尺寸乘以偶数2M来确定掩蔽选择器MS的矩阵尺寸。在此，数目M是自然数且小于数目N(M＜N)。图7B所示的掩蔽选择器MS具有(8行)×(8列)即(8点)×(8点)的矩阵尺寸。由于掩蔽图案MP的矩阵尺寸为(4行)×(4列)，即，(4点)×(4点)，因此掩蔽选择器MS的矩阵尺寸通过把掩蔽图案MP的矩阵尺寸乘以2而获得，即，数目M为1。

掩蔽选择器MS选择是否利用掩蔽图案MP来掩蔽矩阵数据JM的单位像素区域P，即，以像素为单位在矩阵数据JM的单位像素区域P和掩蔽图案MP之间执行逻辑AND，或者，相对于掩蔽选择器MS的各个单位区域，不论掩蔽图案MP如何，均掩蔽矩阵数据JM的全部单位像素区域P。不论掩蔽图案MP如何均掩蔽矩阵数据JM的单位像素区域P的掩蔽选择器MS的单位区域分别是指掩蔽图案选择区域MSs或掩蔽区域MSm。

在图7B所示的掩蔽选择器MS上，掩蔽区域MSm表示为“1”的值，掩蔽图案选择区域MSs表示为“0”的值。在“1”的值的掩蔽区域MSm上，矩阵数据JM的单位像素区域P的相应的(4点)×(4点)区域被全体掩蔽，而不论掩蔽图案MP如何。另一方面，在“0”的值的掩蔽图案选择区域MSs上，矩阵数据JM的单位像素区域P的相应的(4点)×(4点)区域由掩蔽图案MP来掩蔽。

图6A所示的含有(64点)×(64点)的矩阵数据JM关于与图7A所示掩蔽图案MP尺寸相同的含有(4点)×(4点)的各个单位像素区域P而由含有(8点)×(8点)的掩蔽选择器MS掩蔽。掩蔽选择器MS沿行方向，即沿水平方向从矩阵数据JM的顶部左侧顺序移动，同时一次掩蔽含有(8点)×(8点)的四个单位像素区域P。

与掩蔽选择器MS相同尺寸即(8点)×(8点)的矩阵数据JM的区域表示为掩蔽应用区域MS’。掩蔽应用区域MS’由图6A中粗线指示。掩蔽应用区域MS’包括四个单位像素区域P。

当在行方向完成掩蔽两行的单位像素区域P即(8点)×(64点)时，掩蔽选择器MS以相同方式沿行方向重复掩蔽下两行的单位像素区域P，即，从顶部左侧的第三和第四单位像素区域P沿行方向移动。当掩蔽选择器MS完成掩蔽最后两行的单位像素区域P时，矩阵数据JM被完全掩蔽。

更具体地说，掩蔽选择器MS完全掩蔽与“1”的值的掩蔽区域MSm相对应的掩蔽应用区域MS’中的单位像素区域P之一，并且利用掩蔽图案MP来掩蔽与“0”的值的掩蔽图案选择区域MSs相对应的掩蔽应用区域MS’中的单位像素区域P之一。

图6C示出矩阵数据JM上掩蔽选择器MS与掩蔽图案MP的轨迹。掩蔽选择器MS的区域由粗线指示。当掩蔽选择器MS从顶部左侧移动到底部右侧时，(64点)×(64点)尺寸的掩蔽图案在图6C中示出。

图6D示出利用上述的包含掩蔽图案MP的掩蔽选择器MS来掩蔽图6A所示的矩阵数据JM所获得的图像。

在图3所示的AND处理器38中执行上述掩蔽处理。AND处理器38在从缓冲器RAM 35读取的作为RAM输出数据J的一部分的矩阵数据JM和从掩蔽图案生成器39输出的掩蔽信号K即分别在图7A和7B中示出的掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS之间执行逻辑AND。

更具体地说，(8点)×(8点)的掩蔽应用区域MS’被逐个地读取到AND处理器38。在图10所示的AND处理器38的AND门电路42₁、42₂、42₃、和42₄，在经受掩蔽选择器MS的掩蔽区域MSm的掩蔽应用区域MS’的(4点)×(4点)的单位像素区域P中包含的像素被删除，在经受掩蔽选择器MS的掩蔽图案选择区域MSs的单位像素区域P中包含的像素通过与掩蔽图案MP进行逻辑AND来掩蔽。

在执行逻辑AND之前，AND处理器38反转由“1”表示的掩蔽区域MSm和由“0”表示的掩蔽图案选择区域MSs的每个值，以及AND处理器38反转掩蔽图案MP的每个值。然后，AND处理器38以单位像素区域P为单位在矩阵数据JM的单位像素区域P和反转值的掩蔽选择器MS之间执行逻辑AND。下面参照图10详细描述此处理。

图8A示出矩阵数据JM的一部分，该部分包含16个(4点)×(4点)的单位像素区域P，即，4个掩蔽应用区域MS’。图8B示出通过使用上述掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS来掩蔽矩阵数据JM的该部分而获得的掩蔽图像数据。

随后，详细描述掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS。

如上所述，在图7A所示的掩蔽图案MP上，填充为白的单位掩蔽区域MPm表示为“1”的值，填充为黑的单位穿透区域MPt表示为“0”的值。在掩蔽图案MP的各线中从左向右排列的单位掩蔽区域MPm和单位穿透区域MPt由下述的二进制或十六进制数值表示，其中，白和黑分别表示为W和B：

第一线：WWBB＝1100b＝Ch

第二线：WWBW＝1101b＝Dh

第三线：BBWB＝0010b＝2h

第四线：BWBW＝0101b＝5h

当第一线最左的单位区域的值，即掩蔽图案MP的顶部左侧单位区域的值称为最高有效位，并且第四线最右的单位区域的值，即掩蔽图案MP的底部右侧单位区域的值称为最低有效位时，图7A所示掩蔽图案MP表示为“CD25h”的十六进制数字。在这一点上，当掩蔽图案MP施加到矩阵数据JM时，掩蔽图案MP的各个位在AND处理器38中的逻辑AND之前反转，即“1”到“0”或“0”到“1”。由此，反转之后掩蔽图案MP的十六进制数字为“32DAh”。

如上所述，在图7B所示的掩蔽选择器MS上，掩蔽区域MSm表示为“1”的值，掩蔽图案选择区域MSs表示为“0”的值。当掩蔽选择器MS的顶部左侧、顶部右侧、底部左侧、和底部右侧单位区域分别称为最高有效位、次高有效位、次低有效位、和最低有效位时，图7B所示的掩蔽选择器表示为“1001b”的二进制数字或“9h”的十六进制数字。类似于掩蔽图案MP，掩蔽选择器MS的各个位在AND处理器38中的逻辑AND之前反转。因此，反转之后掩蔽选择器MS的二进制或十六进制数字为“0110b”或“6h”。

图6A所示的矩阵数据JM通过使用包含上述掩蔽图案MP的掩蔽选择器MS稀释(thin out)像素来掩蔽，获得图6D或8B所示的被掩蔽图像。

应当注意，上述的掩蔽图案MP、掩蔽选择器MS、和掩蔽处理能够施加到各种色彩的图像，即蓝绿、品红、黄、或黑。

各个色彩的掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS的数值设置到图3所示的图案控制器37的掩蔽图案生成器39中的寄存器。

图9示出各个色彩的掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS的示例格式。

在图9中，向掩蔽图案MP或掩蔽选择器MS设置的寄存器名称分别表示为MASKX或MASKENX。在这些名称中，“X”是0、1、2、或3的数字，分别表示蓝绿、品红、黄、或黑的各个色彩。MASK0和MASKEN0分别是蓝绿色彩图像的掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS的寄存器。MASK1和MASKEN1分别是品红色彩图像的掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS的寄存器。MASK2和MASKEN2分别是黄色彩图像的掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS的寄存器。MASK3和MASKEN3分别是黑色彩图像的掩蔽图案MP和掩蔽选择器MS的寄存器。

寄存器MASKEN0、1、2、和3是含有位D0、D1、D2、和D3的4位寄存器。如图9所示，在这些寄存器中，最低有效位D0、次低有效位D1、次高有效位D2、和最高有效位D3分别分配给掩蔽选择器MS的底部右侧、底部左侧、顶部右侧、和顶部左侧单位区域。

寄存器MASK0、1、2、和3是含有位D0至D15的16位寄存器。如图9所示，在这些寄存器中，最低有效位D0分配给底部右侧像素，最高有效位D15分配给顶部左侧像素。位越接近顶部左侧像素，该位数越高。

在图9所示的格式中，“masken0[3:0]”表示：寄存器MASKEN0的有效数据包括下级的4个位，即位D0、D1、D2、和D3。“Mask0[15:0]”表示：寄存器MASK0的有效数据包括16个位，即位D0至D15。其它寄存器MASKEN1、2、和3及MASK1、2、和3还具有分别与寄存器MASKEN0和寄存器MASK0相同的结构。

在图9的字段“内容”中示出寄存器MASKEN0、1、2、和3和寄存器MASK0、1、2、和3的每个中包含的信息内容。寄存器MASKEN0、1、2、和3和寄存器MASK0、1、2、和3的缺省值分别是“0h”和“0000h”。

图10是图3所示的AND处理器38的示例框图。

将被扩展到图6A所示的矩阵数据JM的RAM输出数据J以掩蔽应用区域MS’为单位从缓冲器RAM 35读取，该掩蔽应用区域MS’为四个单位像素区域P的2乘2矩阵。然后，所读取的原始图像数据J被划分为图像数据J₁、J₂、J₃、和J₄，分别包含一个将被发送到AND处理器38的单位像素区域P。

AND处理器38包括如图10所示的四个AND门电路42₁、42₂、42₃、和42₄。门电路42₁、42₂、42₃、和42₄的每个执行在图像数据J₁、J₂、J₃、和J₄与掩蔽选择器MS、然后与掩蔽图案MP之间的逻辑AND。例如，图像数据J₁被发送到AND门电路42₁，图像数据J₁的各个一像素数据经受与掩蔽选择器MS的反转的最高有效位“0”的逻辑AND，其中掩蔽选择器MS表示为“1001b”。图像数据J₂被发送到AND门电路42₂，图像数据J₂的各个一像素数据经受与掩蔽选择器MS的反转的次高有效位“1”的逻辑AND。图像数据J₃被发送到AND门电路42₃，图像数据J₃的各个一像素数据经受与掩蔽选择器MS的反转的次低有效位“1”的逻辑AND。图像数据J₄被发送到AND门电路42₄，图像数据J₄的各个一像素数据经受与掩蔽选择器MS的反转的最低有效位“0”的逻辑AND。由此，图像数据J₁和J₄的所有一像素数据被掩蔽。图像数据J₂和J₃的各个一像素数据还经受和掩蔽图案MP的AND。作为结果，图像数据J₁、J₂、J₃、和J₄完全经受掩蔽处理。

在AND门电路42₁、42₂、42₃、和42₄中，关于图像数据J₁、J₂、J₃、和J₄的每个一像素数据来提供AND门。各个一像素数据和与各个一像素数据相对应的掩蔽选择器MS和掩蔽图案MP的位被发送至各个AND门，使得各个一像素数据被掩蔽或原样保留。

从AND门电路42₁、42₂、42₃、和42₄输出的图像数据被发送至图3所示的图案掩蔽处理器40。图案掩蔽处理器40向原始图像数据J的原始安置位置返回输出图像数据的各个一像素数据，还把输出图像数据转换为连续数据，以把该连续数据发送至图1所示的激光驱动单元7。

如上所述，按照优选实施例，小于原始图像数据的矩阵数据被生成，矩阵数据的各个单位区域由掩蔽图案掩蔽，或不通过掩蔽图案而被总体掩蔽，而原始图像数据的大区域通过常规方法掩蔽。由于原始图像数据被连续且整体地掩蔽，因此能够通过图案控制器37的最小结构来改进掩蔽效率。另外，通过使用上述方法掩蔽图像数据，能够在消除图像质量劣化的同时降低调色剂消耗。

在上述优选实施例中，通过把矩阵数据JM的矩阵尺寸除以偶数来确定掩蔽图案MP的矩阵尺寸。或者，掩蔽图案MP的矩阵尺寸能够确定为任意数目的行和列。另一方面，掩蔽选择器MS的单位区域是与掩蔽图案MP相同尺寸即4乘4的矩阵。或者，掩蔽选择器MS的单位区域能够是3乘3、3乘4、或3乘5的矩阵尺寸。

应当注意，本发明不把利用掩蔽图案MP进行掩蔽或非掩蔽的逻辑及其逻辑运算限制于优选实施例。在优选实施例中，逻辑运算被描述为AND。作为替代，其它逻辑运算能够通过任意组合来采用，只要其它逻辑运算的该组合能够良好地执行掩蔽处理。

本发明描述作为优选实施例的全色彩级联型图像形成设备及其中使用的图像形成方法。然而，应当注意，本发明不把图像形成设备限制于优选实施例。只要图像形成设备包括被配置来把输入图像数据扩展至含有多个行和列的矩阵数据的单元、和通过把矩阵数据调制为光学写入信号来执行图像形成的功能，则能够采用其它类型的图像形成设备。

应当注意，上述实施例仅仅是示例性的，根据上述教导可以进行多种另外的修改和变化。例如，在本公开的范围内，此处的不同的示例性和优选实施例中的元件和/或特征可以彼此组合和/或彼此替换。因而，应当理解，本专利说明书的公开可以以此处具体描述的方式之外的方式来实施。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2007年3月29日在日本专利局提交的日本专利申请No.2007-088784号、和2008年3月24日在日本专利局提交的日本专利申请No.2008-075924号的优先权，其整体内容和公开通过引用包含于此。

Claims (8)

1.一种图像形成设备，包括：

扩展单元，配置为把输入到所述图像形成设备的图像数据扩展为含有多个行和列的第一矩阵数据；

第一掩蔽单元，配置为通过对第一矩阵数据以及对掩蔽图案执行逻辑运算来掩蔽第一矩阵数据，其中，所述掩蔽图案是含有多个行和列的第二矩阵数据，并且，所述第二矩阵数据的行的数目和列的数目小于第一矩阵数据的行的数目和列的数目；

第二掩蔽单元，配置为通过使用第三矩阵数据来相对于多个掩蔽单位区域的每个而选择第一处理和第二处理中的一个，所述第一处理用来完全掩蔽与第三矩阵数据的多个掩蔽单位区域的一个相对应的第一矩阵数据的单位区域，所述第二处理用来通过使用第一掩蔽单元来掩蔽与第三矩阵数据的多个掩蔽单位区域的一个相对应的第一矩阵数据的单位区域，所述第三矩阵数据具有多个掩蔽单位区域，所述掩蔽单位区域含有与第二矩阵数据相同数目的行和列；以及

图像形成单元，配置为通过把由第二掩蔽单元掩蔽的第一矩阵数据调制为光学写入信号，来形成图像，

其中，所述第三矩阵数据以该第三矩阵数据为单位在第一矩阵数据的整个区域上连续移动，来掩蔽第一矩阵数据，在所述第三矩阵数据中，由第二掩蔽单元选择的第一处理和第二处理中的一个被分配至多个掩蔽单位区域的每个。

2.按照权利要求1所述的图像形成设备，其中：

用作掩蔽图案的第二矩阵数据含有相对于第一矩阵数据的行的数目和列的数目具有预定比率的任意数目的行和任意数目的列。

3.按照权利要求2所述的图像形成设备，其中：

用作第二掩蔽单元的第三矩阵数据含有多个行和列，所述第三矩阵数据的多个行的数目和多个列的数目通过把所述任意数目乘以2M而获得，

其中，M、N是自然数且M小于数目N，第二矩阵数据的行的任意数目和列的任意数目相对于第一矩阵数据的行的数目和列的数目之间的预定比率为1/2N。

4.按照权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述第二矩阵数据和所述第三矩阵数据的每个像素的数据由设置单元来配置，该设置单元把任意值分配至所述第二矩阵数据和所述第三矩阵数据的每个像素。

5.一种图像形成方法，包括如下步骤：

把输入到图像形成设备的图像数据扩展为含有多个行和列的第一矩阵数据；

通过对第一矩阵数据以及对第二矩阵数据执行逻辑运算来掩蔽第一矩阵数据，该第二矩阵数据含有多个行和列，其中该第二矩阵数据的行的数目和列的数目小于第一矩阵数据的行的数目和列的数目；

完全掩蔽与掩蔽单位区域相对应的第一矩阵数据的单位区域，其中，所述掩蔽单位区域含有与第二矩阵数据相同数目的行和列；

通过使用具有多个掩蔽单位区域的第三矩阵数据来相对于各个掩蔽单位区域而选择完全掩蔽与掩蔽单位区域相对应的第一矩阵数据的单位区域的步骤及通过使用第二矩阵数据来掩蔽与掩蔽单位区域相对应的第一矩阵数据的单位区域的步骤中的一个；以及

通过把由第三矩阵数据掩蔽的第一矩阵数据调制为光学写入信号，来形成图像，

其中，所述第三矩阵数据以该第三矩阵数据为单位在第一矩阵数据的整个区域上连续移动，来掩蔽第一矩阵数据。

6.按照权利要求5所述的图像形成方法，其中：

所述第二矩阵数据含有相对于第一矩阵数据的行的数目和列的数目具有预定比率的任意数目的行和任意数目的列。

7.按照权利要求6所述的图像形成方法，其中：

所述第三矩阵数据含有多个行和列，所述第三矩阵数据的多个行的数目和多个列的数目通过把所述任意数目乘以2M而获得，

其中，M、N是自然数且M小于数目N，第二矩阵数据的行的任意数目和列的任意数目相对于第一矩阵数据的行的数目和列的数目之间的预定比率为1/2N。

8.按照权利要求5所述的图像形成方法，还包括步骤：把任意值分配到所述第二矩阵数据和所述第三矩阵数据的每个像素。

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