JP2000037908A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤアレイを用いた書き込み系を備えた装
置で、注目画素が細線の一部かどうかを判別し、細線で
ある場合には前後の画素は書き込みを行わず、その分注
目画素に対する書き込み時間を通常の書き込み時間の最
大値よりも長くして、見かけ上ドットを集中させて、解
像度を向上させた画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 前後のラインで細線の一部と判定された
画素が隣接した場合には、データ判別部４０においてＤ
ｇ１又は３が“Ｈ”となっているので、データ補正部２
０３において濃度を一律の最小値（０）になるように補
正する。判別結果が“Ｌ”の部分については、同様に補
正を行わずそのままスルーで出力する。これは一例とし
て判別結果Ｄｇ１とＤｇ３の論理和を取りその反転記号
と画像データＤｃの各ビットとの論理積を取ることによ
り実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤアレイの発
光時間を制御して、解像度を向上させた画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、装置を小型化するために複数のＬ
ＥＤを複数個配列して構成したＬＥＤアレイを使用した
ディジタル複写機が広く普及するようになってきてい
る。ところで、従来よりディジタル複写機などの画像形
成装置に用いられている、レーザーダイオードを用いた
書き込み系では、ドット単位で印字位置の制御を行うこ
とができるが、このＬＥＤアレイを用いた書き込み系
は、ドット単位で印字位置の制御を行うことができな
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのために、レーザー
書き込み系では、図１８に示すような一般的な細線を記
録する際に印字位置を移動しドットを集中させることに
より細線の切れを良くし、解像度を向上させるという手
法を取ることができなかった。そこで、本発明の目的
は、ＬＥＤアレイを用いた書き込み系を備えた装置で、
注目画素が細線の一部かどうかを判別し、細線である場
合には前後の画素は書き込みを行わず、その分注目画素
に対する書き込み時間を通常の書き込み時間の最大値よ
りも長くして、見かけ上ドットを集中させて、解像度を
向上させる画像形成装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、原稿と相対的に移動し原稿上の画像を読み取り、１
ライン毎の多値画像データとして出力する読取手段と、
この読取手段により読み取った画像データを、ＬＥＤ素
子を複数個配列したＬＥＤアレイにより１ライン毎に感
光体に書き込む書込手段と、前記読み取り手段により読
み取った画像データを複数ライン分記憶する記憶手段
と、この記憶手段により記憶した複数ラインの画像デー
タから前記書込手段により書き込みを行うラインの画像
データとその前後のラインの画像データが特定のパター
ンに一致するかどうかを判断する画像データ判別手段
と、この画像データ判別手段により、前記書込手段によ
り書き込みを行う画像データが特定のパターンに一致す
ると判別した場合は、前記書込手段の発光時間を変更す
るように制御する書込制御手段と、前記書込手段により
書き込まれたデータに基づき画像形成を行う画像形成手
段とを、備えたことにより前記目的を達成する。

【０００５】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記画像データ判別手段は前記記憶手段
により記憶された複数ラインの画像データのうち書き込
みを行っている画像データとその周辺の画像データのパ
ターンから書き込みを行なっている画像データが細線で
あるか否かを判別することを特徴とする。

【０００６】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記書込手段は、前記画像データ判別手
段により書き込みを行なっている画像データが細線であ
ると判別した場合、発光時間を通常の最大発光時間より
も長くして書き込みを行い、その前後の画像データに対
しては書き込みを行なわないことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図１ないし図１７を参照して詳細に説明する。図１は
のディジタル複写機の外観を示した図である。このディ
ジタル複写機１は、上部に原稿を載置して読み取るため
の原稿台２および原稿を抑えるための圧板３が設けられ
ている。また、機器の上部の前面には、読み取りのため
のモード、複写倍率の設定、オペレータに対する表示な
どを行なう操作部４が配置されている。一方、機器の下
側には、給紙部５を、左側に排紙部６を備えている。こ
のディジタル複写機１の内部は露光光学系、給紙搬送
系、現象系、定着系、排紙系等のディジタル複写機の機
構、制御装置が内蔵されており、これらにより複写機と
しての動作を実現している。

【０００８】即ち、原稿を原稿台２の上に載置し、圧板
３により原稿を密着させた後、操作部４からの指示に従
い、図示しない照明系、結像光学系による原稿の読み取
りを行う。そして、読み取った画像データに対して種々
の補正を行なった後、その画像データに基づき、書き込
み系においてＬＥＤアレイ９０によりビームを照射し図
示しない感光体へ静電潜像を形成する。その後は、いわ
ゆる電子写真のプロセスを経て、操作部４により指示さ
れて給紙部５から給紙した用紙にコピー画像を形成す
る。

【０００９】図２にはディジタル複写機１の画像データ
の処理の部分に関するブロック図を示してある。読み取
り処理部１０では、図示しないＣＣＤライセンサで４０
０ｄｐｉで読取った画像データをシェーディング補正な
どの種々の補正を行い、画像データＤａとして１画素ご
とに８ビット（２５６階調）で画像処理部２０に出力す
る。この画像処理部２０では、ＭＴＦ補正、変倍処理な
どを行って画質補正をした後、４ビット（１５階調）の
データＤｂに変換してデータ記憶部３０に出力する。デ
ータ記憶部３０では４ライン分の画像データに対するラ
インメモリを持っており、遅延させた４ライン分のデー
タと現在読み取っているデータの併せて５ライン分の画
像データＤｂ〜Ｄｆをデータ判別部４０に出力し、画像
データＤｃをまた書き込み処理部５０にも出力する。

【００１０】データ判別部４０では、画素毎にその画素
が細線の一部かどうかの判別を行って、書き込み処理部
５０に判別結果Ｄｇ１〜３を出力する。書き込み処理部
５０では、データ判別部４０の判別結果Ｄｇ１〜３及び
画像データＤｃに基づき、ＬＥＤアレイ９０により４０
０ｄｐｉで感光体への書き込みを行う。なお、読み取り
処理部１０及び画像処理部２０は公知の技術である。制
御部７０は操作部４と接続されており、操作部４に設定
された原稿を読み取る際のモード設定等に基づき、読み
取り処理部１０、画像処理部２０、データ記憶部３０、
データ判別部４０及び書き込み処理部５０を制御する。

【００１１】次に、図５を参照して画像の制御信号につ
いて説明する。画像の制御信号には画像の主走査方向の
同期信号であるＸＬＳＹＮＣ、主走査方向の画像有効期
間を示すＸＬＧＡＴＥ、副走査方向の画像有効期間を示
すＸＦＧＡＴＥ、画像データの同期を取るためのＣＬＫ
がある。画像データはＸＬＳＹＮＣによりライン毎の同
期が取られＸＦＧＡＴＥ、ＸＬＧＡＴＥが“Ｌ”レベル
の間画素クロックＣＬＫに同期して画像処理部２０より
出力されるようになっている。

【００１２】図３にデータ記憶部３０の例を、図４に動
作を説明するタイミングチャートを示してある。以下こ
れらの図を参照してデータ記憶部３０の動作を説明す
る。画像データＤｂはラインメモリ３１に入力されると
ともに、そのままデータ判別部４０へ出力される。ライ
ンメモリ３１の出力Ｄｃは画素データＤｂを１ライン分
遅延したデータとなり、このデータはさらにラインメモ
リ３２に入力されて遅延されるとともに１ライン遅延さ
れた画像データＤｂもデータ判別部４０へ出力される。
以下同様にしてラインメモリ３２、３３、３４の出力の
画像データＤｄ、Ｄｅ、Ｄｆが得られ、この画像データ
をデータ判別部４０に出力し、細線の検出に使用する。
画像データＤｃはさらに書き込み処理部５０にも出力さ
れる。

【００１３】続いて、データ判別部４０について説明す
る。データ判別部４０は図６に示すように、データマト
リクス部４１、細線検出部４２、判別結果記憶部４３に
より構成されている。データマトリクス部４１について
図７、図８を参照して説明する。データマトリクス部４
１は、図７に示すようにフリップ・フロップ（以下、Ｆ
／Ｆ）１００〜１２０及び比較器１２１〜１２５により
構成されている。

【００１４】次に、図８を参照して動作を説明する。デ
ータマトリクス部４１ではデータ記憶部３０により遅延
して得られた５ライン分の画像データから５画素×５画
素の領域を作成し、その画像データを細線検出部４２に
出力する。比較器１２１〜１２５は、各々５ライン分の
画像データＤｂ〜Ｄｆと制御部７０に設定された設定値
との比較を行い、設定値よりも画像データが大きいとき
に“Ｈ”レベルを出力する。各比較器１２１〜１２５に
設定される設定値は、Ｄｂ、Ｄｆに対しては上限１、Ｄ
ｃ、Ｄｅに対しては上限２、Ｄｄに対しては上限３とな
っており各設定値の関係は、上限１＜上限２＜上限３と
なっている。

【００１５】これは５画素×５画素の領域から注目画素
である中央の画素が横細線の一部であることを検出する
ために、１番上及び下のラインが白であり、中央のライ
ンがある程度の濃度を持ち、またその両脇のラインが低
濃度のラインであることを検知するためである。この例
では各設定値は画像データの濃度が０〜１４の１５階調
なので上限＝１、上限２＝４、上限３＝５として説明す
る。Ｆ／Ｆ１０１〜１２０はそれぞれ１０１〜１０４が
画像データＤｂを、１０５〜１０８が画像データＤｃ
を、１０９〜１１２が画像データＤｄを、１１３〜１１
６が画像データＤｅを、そして１１７〜１２０が画像デ
ータＤｆを各比較器１２１〜１２５で設定値との大小関
係を判断した結果を遅延させるためのものである。

【００１６】ここで、画像データＤｂに対してのみ例を
取って説明すると、画像データＤｂは画像クロックＣＬ
Ｋに同期してデータ記憶部３０より出力されるので、Ｆ
／Ｆ１０１〜１０４によりＣＬＫでラッチすることによ
り順次遅延することができる。その結果、比較結果Ｄｂ
１〜Ｄｂ５を得ることができる。以下、同様にして画像
データＤｃ〜Ｄｆについても処理を行い、５画素×５画
素の領域を表す比較結果Ｄｂ１〜Ｄｂ５、Ｄｃ１〜Ｄｃ
５、Ｄｄ１〜Ｄｄ５、Ｄｅ１〜Ｄｅ５、Ｄｆ１〜Ｄｆ５
を得る。図９には、こうして得られた５画素×５画素の
領域を示してある。

【００１７】続いて、細線検出部４２について説明す
る。図１０に示すように、細線検出部４２には各ライン
の出力毎に組合わせ回路１３１〜１３５を設けて、更に
各組合せ回路の出力を１つの組合せ回路１３６に入力す
る構成となっている。組合せ回路１３１、１３５では、
画像データＤｂ、Ｄｆが白ラインであることを検出する
ために、データマトリクス部４１で比較器１２１、１２
５で上限１（設定値＝１）との大小関係を判定して、５
画素連続して１よりも小さい（比較器１２１、１２５の
出力が“Ｌ”の）時に白ラインと判定するため、各出力
Ｄｂ１〜Ｄｂ５及びＤｆ１〜Ｄｆ５の論理和を取る。

【００１８】５画素連続して“Ｌ" となると論理和を取
った結果が“Ｌ”となるので、更にそれを反転して
“Ｈ”として組合せ回路１３６に出力する。組合せ回路
１３２、１３４では細線であるかどうかを判定する。画
像データＤｃ、Ｄｅが低濃度のラインであることを検出
するために、データマトリクス部４１の比較器１２２、
１２４で上限２（設定値＝４）との大小関係を判定し
て、５画素連続して４よりも小さい（比較器１２２、１
２４の出力が“Ｌ" の）時に低濃度のラインと判定す
る。そのため各出力Ｄｃ１〜Ｄｃ５及びＤｅ１〜Ｄｅ５
の論理和を取る。５画素連続して“Ｌ”となると論理和
を取った結果が“Ｌ”となるので、更にそれを反転して
“Ｈ”として組合せ回路１３６に出力する。

【００１９】そして、組合せ回路１３３では画像データ
Ｄｄがある程度の濃度を持ったラインであることを検出
するために、データマトリクス部４１の比較器１２３で
上限３（設定値＝５）との大小関係を判定して、５画素
連続して５よりも大きい（比較器１２３の出力が
“Ｈ”）の時に、ある程度の濃度を持ったラインと判定
するために、各出力Ｄｄ１〜Ｄｄ５の論理積を取る。そ
して、５画素連続して“Ｈ”となると論理積を取った結
果が“Ｈ”となるので、組合せ回路１３６に出力する。
組合せ回路１３６では、各組合せ回路１３１〜１３５の
出力が全て“Ｈ”の時に“Ｈ”を出力するように各組合
せ回路の出力の論理積を取っている。つまり組合せ回路
１３６の出力が“Ｈ”となるときは、注目画素は細線の
一部ということになり、書き込み処理部５０でデータに
補正がかけられる。

【００２０】次に、判別結果記憶部４３について説明す
る。判別結果記憶部４３はデータ記憶部３０と同様にラ
インメモリによる構成を取っており動作も同じである。
判別結果記憶部４３は画像データの替わりに細線検出部
４２の判別結果Ｄｇをラインメモリにより２ライン分保
持し、現在検出している結果とあわせて３ライン分Ｄｇ
１〜３として書き込み処理部５０に出力する。

【００２１】次に、書き込み処理部５０について説明す
る。図１１に示すように、書き込み処理部５０はＬＥＤ
制御部８０、ＬＥＤアレイ９０から構成されている。Ｌ
ＥＤ制御部８０ではＬＥＤアレイ９０の光量を補正した
り、制御信号を生成する。ＬＥＤ９０ではＬＥＤ制御部
８０で変換された画像データに基づき発光し、感光体上
に静電潜像を形成する。図１２にＬＥＤ制御部８０の構
成を示してある。ＬＥＤ制御部８０は、制御信号発生部
２０１と画像データ変換部２０２から構成されている。
画像データ変換部２０２は、データ補正部２０３及び速
度変換部２０４からなる。

【００２２】以下、図１３を参照してＬＥＤ制御部８０
の動作を説明する。データ記憶部３０から入力された画
像データＤｃは、データ補正部２０３に入力され、デー
タ判別部４０での判別結果Ｄｇ１〜３に応じて補正され
る。つまり、データ判別部４０において細線の一部と判
別された画素については判別結果ｄｇ２が“Ｈ”となっ
ているので、データ補正部２０３において濃度を一律に
最大値（１５）になるように補正する。一方、データ判
別部４０において判別結果が“Ｌ”となった画像データ
に対しては補正を行わず、そのままスルーで出力する。
これは一例として画像データＤｃの各ビットと判別結果
Ｄｇ２との理論和を取ることにより実現できる。

【００２３】また、前後のラインで細線の一部と判定さ
れた画素が隣接した場合には、データ判別部４０におい
てＤｇ１又は３が“Ｈ”となっているので、データ補正
部２０３において濃度を一律の最小値（０）になるよう
に補正する。判別結果が“Ｌ”の部分については、同様
に補正を行わずそのままスルーで出力する。これは一例
として判別結果Ｄｇ１とＤｇ３の論理和を取りその反転
記号と画像データＤｃの各ビットとの論理積を取ること
により実現できる。速度変換部２０４ではファースト・
イン・ファースト・アウト（ＦＩＦＯ）メモリを用い
て、画像データの同期クロックをＣＬＫからＴＣＬＫに
変換している。これは図１４に示すように、ＬＥＤアレ
イ９０において画像を転送する時間に加え発光する時間
が同じＸＬＳＹＮＣサイクル中に必要なため、同期クロ
ックの周波数を上げ転送を短時間に終了し、発光するた
めの時間を稼いでいる。

【００２４】制御信号発生部２０１は、これらの動作に
必要な転送期間信号ＴＥＮ、転送終了信号ＳＥＴ、発光
有効信号ＥＮ、発光クロックＬＣＬＫなどをＸＬＳＹＮ
Ｃ、ＸＬＧＡＴＥ、ＣＬＫ、などから生成している。Ｘ
ＦＧＡＴＥは速度変換部２０４からの画像データの出力
マスクに使用される。

【００２５】次に、ＬＥＤアレイ９０について説明す
る。図１５にＬＥＤアレイ９０の構成を示してある。Ｌ
ＥＤアレイ９０は実際に発光するＬＥＤ画素アレイ２５
１とＬＥＤ制御部８０により変換された画像データ、発
生された制御信号を入力し、各部へ送る入力Ｉ／Ｆ部２
５２と、各ＬＥＤ素子２５１の発光光量を画像データ値
に応じて制御する光量制御２５３と、画像データを転送
するためのシフトレジスタ２５４によって構成されてい
る。

【００２６】以下、図１４、図１６を参照して、ＬＥＤ
アレイ９０の動作を説明する。転送期間信号ＴＥＮが
“Ｌ”の間ＬＥＤ制御部８０より画像データが入力され
るが、入力された画像データは転送クロックＴＣＬＫに
同期してシフトレジスタ２５４によりデータ転送され
る。全てのデータが転送されると、転送終了信号ＳＥＴ
により光量制御部２５３にラッチされる。光量制御部２
５３では発光有効信号ＥＮ及び発光クロックＬＣＬＫか
ら図１６のようなハイ・レベルの期間が０〜１５クロッ
ク幅の信号が作られている。そして、先ほどラッチした
画像データのデータ値に応じて各クロック幅の信号を発
光信号として選択する。つまりデータ値が１の時には１
クロックの間ハイ・レベルとなる信号を選択し、そのデ
ータに対応したＬＥＤ画素２５１がハイ・レベルの期間
点灯する。

【００２７】以下、同様にデータ値０の時はハイ・レベ
ルの期間が存在しないので点灯しないし、データ値１５
のときには１５クロックの間点灯する。このように各デ
ータ値に応じて点灯時間を変えることにより光量を変化
し、多値書き込みを実現している。発光クロックＬＣＬ
Ｋについて説明すると、ＬＣＬＫは最初の１クロック目
から１５クロック目まではその間隔が大きくは変わらな
いが最後の１５クロック目と１６クロック目の間隔を大
きくしている。通常この種のＬＥＤアレイを使用する場
合には点灯させる電源の制約から最大発光デューティー
の規定があり発光期間は最大で１５％程度に制限され
る。ただし実使用上では点灯デューティーは９％〜１２
％前後で黒ベタ部の濃度と解像度は両立でき、１５％と
すると線が太くなり解像度が落ちてしまうためここまで
発光させることはない。本実施の形態においては、通常
使用しないこの領域まで発光させることにより１ライン
程度の細線を書き込む際の不具合を解消している。

【００２８】図１７は本実施の形態の効果を説明する図
である。図１７（ａ）は原稿上の細線に対して５画素×
５画素の領域がどのようにかかっているかを示す図であ
り、図１７（ｂ）は画像処理後の画像データを示してい
る。一方、図１７（ｃ）は本実施の形態を用いない場合
の感光体上の書き込み画像であり、細線が２画素に分割
されてしまったためドットの割れを生じてしまってい
る。これを現像し、用紙上に出力すると、この間が何と
なく埋まり実際よりも線が太くなって解像度の落ちたぼ
けた感じの画像となってしまう。これに対して本実施の
形態によれば、図１７（ｄ）に示すように前後の画素を
白としてその分中央の画素を大きくするため不必要な画
像の太りが無くシャープな、解像度の高い、実際の画像
に近いものが得られる。

【００２９】

【発明の効果】請求項各号記載の発明では、ＬＥＤアレ
イを用いた書き込み系を備えた画像形成装置において、
注目画素とその周辺画素のパターンから注目画素が細線
の一部かどうかを判別し、細線の一部である場合には前
後の画素は書き込みを行わないので、その分注目画素に
対する書き込み時間を通常の書き込み時間の最大値より
も長くして、見かけ上ドットを集中させ解像度を向上さ
せ高画質な画像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るディジタル複写機の外観を
示した図である。

【図２】ディジタル複写機の画像データの処理の部分に
関するブロック図である。

【図３】データ記憶部の構成を示した図である。

【図４】動作を説明するタイミングチャートを示した図
である。

【図５】画像制御信号のタイミングチャートを示した図
である。

【図６】データ判別部の構成を示した図である。

【図７】データマトリクス部の構成を示した図である。

【図８】データマトリクス部の動作を示したタイミング
チャートである。

【図９】本実施の形態により得られた５画素×５画素の
領域を示した図ある。

【図１０】細線検出部の構成を示した図である。

【図１１】書き込み処理部の構成を示した図である。

【図１２】ＬＥＤ制御部の構成を示した図である。

【図１３】ＬＥＤ制御部の動作を説明するタイミングチ
ャートである。

【図１４】転送期間と発光期間の関係を示したタイミン
グチャートである。

【図１５】ＬＥＤアレイの構成を示した図である。

【図１６】ＬＥＤアレイの動作を説明するタイミングチ
ャートである。

【図１７】本実施の形態による出力結果を説明する図で
ある。

【図１８】従来のレーザー書き込み系での出力結果を説
明する図である。

【符号の説明】

１ ディジタル複写機 ２ 原稿台 ３ 圧板 ４ 操作部 ５ 給紙部 ６ 排紙部 ９０ ＬＥＤアレイ １０ 読み取り処理部 ３０ データ記憶部 ５０ 書き込み処理部 ４０ データ判別部 ２０ 画像処理部 ７０ 制御部 ３２、３３、３４ ラインメモリ ４１ データマトリクス部 ４２ 細線検出部 ４３ 判別結果記憶部 １００〜１２０ フリップ・フロップ（Ｆ／Ｆ） １２１〜１２５ 比較器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿と相対的に移動し原稿上の画像を読
   み取り、１ライン毎の多値画像データとして出力する読
   取手段と、 この読取手段により読み取った画像データを、ＬＥＤ素
   子を複数個配列したＬＥＤアレイにより１ライン毎に感
   光体に書き込む書込手段と、 前記読み取り手段により読み取った画像データを複数ラ
   イン分記憶する記憶手段と、 この記憶手段により記憶した複数ラインの画像データか
   ら前記書込手段により書き込みを行うラインの画像デー
   タとその前後のラインの画像データが特定のパターンに
   一致するかどうかを判断する画像データ判別手段と、 この画像データ判別手段により、前記書込手段により書
   き込みを行う画像データが特定のパターンに一致すると
   判別した場合は、前記書込手段の発光時間を変更するよ
   うに制御する書込制御手段と、 前記書込手段により書き込まれたデータに基づき画像形
   成を行う画像形成手段とを、備えたことを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像データ判別手段は前記記憶手段
   により記憶された複数ラインの画像データのうち書き込
   みを行っている画像データとその周辺の画像データのパ
   ターンから書き込みを行なっている画像データが細線で
   あるか否かを判別することを特徴とする請求項１項記載
   の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記書込手段は、前記画像データ判別手
   段により書き込みを行なっている画像データが細線であ
   ると判別した場合、発光時間を通常の最大発光時間より
   も長くして書き込みを行い、その前後の画像データに対
   しては書き込みを行なわないことを特徴とする請求項１
   項記載の画像形成装置。