JP2000350029A - 画像出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイライト部、中間部、高濃度部などでそれ
ぞれの条件に合ったパルス幅を自由に設定でき、ドット
のつぶれや孤立点のかすれなどの階調劣化を防ぐことが
できる画像出力装置を実現する。 【解決手段】 画像データを二値化して二値画像データ
に変換する二値化手段１１２と、前記二値画像データの
注目画素値と該注目画素の周辺の画素値に基づいて重み
付け平均値を画素毎に得る平滑化フィルタ１１５と、前
記重み付け平均値を階調レベルに変換し前記階調レベル
をパルス幅に変換するパルス幅変換手段１１６と、二値
画像データの注目画素値と前記パルス幅とに基づいてパ
ルス信号を発生させるパルス発生手段１１７と、前記パ
ルス信号に基づいて発光素子を発光させ、作像する作像
手段１２０，１３０，１４０と、を備えたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明が画像出力装置に関
し、特に二値の階調表現を利用したデジタルコピー機あ
るいはプリンタ装置などの画像出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルコピー機やプリンタ等の画像出
力装置では、階調表現法として二値のヌクリーン法や誤
差拡散法などが用いられているものがある。この場合、
上記方法によって二値化された画像データは値（０また
は１）毎に記録素子に与えられる信号が割り当てられて
いる。

【０００３】とりわけ電子写真方式のプリンタやコピー
では、レーザーやＬＥＤに供給する電流パルスの幅で露
光素子の発光量を制御する、いわゆるＰＷＭ制御が多く
用いられている。

【０００４】この種のＰＷＭ制御を使った一般的なプリ
ンタ装置を例にとって説明する。図６はプリンタ装置１
０内での画像信号の流れを示したブロック図の一例であ
る。まず、パソコンなどから既に二値化された画像信号
がパルス幅設定手段１１に供給される。パルス幅設定手
段１１はその値ＯＮ／ＯＦＦに応じてパルス幅pwを設定
する。ここで、pwは幅を表現するために２bit以上のレ
ンジをもったデジタル信号となる。次に、これをパルス
発生回路１２に入力する。パルス発生回路１２ではＣＬ
Ｋに同期してパルス幅pwのパルス信号を発生させる。こ
のパルス信号をレーザードライバ１３に供給することに
よりレーザーダイオード１４を駆動する。

【０００５】従来、ＰＷＭ制御では二値レベルに応じた
電流パルス幅pwは、ドライバソフトを介してあるいはプ
リンタ本体側のキャリブレーションで一度設定される
と、一つの画像を出力する時間の中で変更されることは
あまり無く、階調の調整は各パルスのＯＮ／ＯＦＦの頻
度を調整してなされる。あるいは二値化される前の画像
に対してあらかじめγ補正などの調整が施される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、設定された
パルス幅pwが、適正よりも広く設定されると、画像のハ
イライト部でドットの孤立点が目立ち過ぎ、γ特性が硬
調となって、網点％が低い段階で既に濃度が飽和するな
どの問題が起こる。

【０００７】また、パルス幅が適正よりも狭く設定され
ると画像のハイライト部でドットの孤立点が再現されな
かったり、γ特性が軟調となり、シャドウ部で十分な濃
度が得られなかったり、といった問題が起こる。

【０００８】パルス幅の調整はこのようなことに注意し
ながら階調パターンを出力し、設定される。しかし、設
定されたパルス幅が一意では最適な階調特性を得ること
ができない特性を持つ機器があり、このような特性の機
器では上記のような設定を行っても十分な階調特性が得
られないことがあった。

【０００９】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されてものであって、ハイライト部、中間部、高濃度部
などでそれぞれの条件に合ったパルス幅を自由に設定で
き、ドットのつぶれや孤立点のかすれなどの階調劣化を
防ぐことができる画像出力装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決する本
発明は、以下に述べるようなものである。 （１）第１の発明は、画像データを二値化して二値画像
データに変換する二値化手段と、前記二値画像データの
注目画素値と該注目画素の周辺の画素値に基づいて重み
付け平均値を画素毎に得る平滑化フィルタと、前記重み
付け平均値を階調レベルに変換する階調レベル変換手段
と、前記階調レベルをパルス幅に変換するパルス幅変換
手段と、二値画像データの注目画素値と前記パルス幅と
に基づいてパルス信号を発生させるパルス発生手段と、
前記パルス信号に基づいて発光素子を発光させ、作像す
る作像手段と、を備えたことを特徴とする画像出力装置
である。

【００１１】すなわち、この発明の画像出力装置は、Ｐ
ＷＭ方式のプリンタにおいて二値画像を出力する場合、
二値化する前の画像データの画素値あるいは周辺画素の
値に応じて二値化の際のパルス幅を制御するものであ
る。

【００１２】これにより、ハイライト部、中間部、高濃
度部などでそれぞれの条件に合ったパルス幅を自由に設
定できるようになり、ドットのつぶれや孤立点のかすれ
などの階調劣化を防ぐことができ、出力された画像の階
調特性を改善することができる。

【００１３】なお、前記パルス幅変換手段は記憶手段を
備え、複数種類のパルス幅毎に二値の階調パターンを複
数の階調レベルについて作像し、この作像結果の測定値
と前記階調レベルとが線形関係となるように階調レベル
とパルス幅との関係を決定し、この階調レベルとパルス
幅との関係を前記パルス幅変換手段の記憶手段に保持す
ることが望ましい。

【００１４】また、前記階調レベル変換手段は、階調レ
ベルとこれに対応する二値階調パターンを重み付け平均
した値との関係に基づいて、前記重み付け平均値を階調
レベルに変換することが望ましい。

【００１５】また、前記階調レベル変換手段は、重み付
け平均値から二値化される前の元の画素値を類推して階
調レベルに変換することが望ましい。さらに、前記作像
結果について、明暗あるいは色彩によって測定値を得る
ことが望ましい。

【００１６】（２）第２の発明は、画像データの種類を
特定する分類情報を生成する分類手段と、画像データを
二値化して二値画像データに変換する二値化手段と、画
像データの注目画素値と前記分類情報とに基づいてパル
ス幅を設定するパルス幅設定手段と、前記二値画像デー
タの注目画素値とパルス幅に基づいてパルス信号を発生
させるパルス発生手段と、前記パルス信号に基づいて発
光素子を発光させ、作像する作像手段と、を備えたこと
を特徴とする画像出力装置である。

【００１７】すなわち、この発明の画像出力装置は、Ｐ
ＷＭ方式のプリンタにおいて二値画像を出力する場合、
画像データの種類に応じて二値化の際のパルス幅を制御
するものである。

【００１８】これにより、ハイライト部、中間部、高濃
度部などでそれぞれの条件に合ったパルス幅を自由に設
定できるようになり、ドットのつぶれや孤立点のかすれ
などの階調劣化を防ぐことができ、出力された画像の階
調特性を改善することができる。

【００１９】なお、前記パルス幅変換手段は記憶手段を
備え、複数種類のパルス幅毎に二値の階調パターンを複
数の階調レベルについて作像し、この作像結果の測定値
と前記階調レベルとが線形関係となるように階調レベル
とパルス幅との関係を決定し、この階調レベルとパルス
幅との関係を前記パルス幅変換手段の記憶手段に保持す
ることが望ましい。

【００２０】また、前記階調レベル変換手段は、階調レ
ベルとこれに対応する二値階調パターンを重み付け平均
した値との関係に基づいて、前記重み付け平均値を階調
レベルに変換することが望ましい。

【００２１】また、前記階調レベル変換手段は、重み付
け平均値から二値化される前の元の画素値を類推して階
調レベルに変換することが望ましい。さらに、前記作像
結果について、明暗あるいは色彩によって測定値を得る
ことが望ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態例
を、図面を参照して説明する。図１は、本発明第１の実
施の形態例にかかる画像出力装置であるプリント装置の
構成を示す構成ブロック図である。なお、この構成は一
例であって、同様の処理を行える他の構成に置き換える
ことが可能である。また、多値として８ビットの例を図
示しているが、これに限定されるものではない。

【００２３】この図１において、まず、図外のパソコン
等の画像処理装置から画像データを内包したページ記述
コードが供給される。このページ記述コードは、インタ
プリタ１１１によって翻訳される。すなわち、ページ記
述コードは、文字、画像、線画、その他、などに分類さ
れた後、１つのページ上にラスタライズされる。

【００２４】そして、この翻訳の際に得られる分類情報
（文字、画像、線画、その他、の別を示す情報）を分類
手段１１３に供給する。分類手段１１３においてプリン
タ１００が実際に処理できる種類にデータを再分類し、
その再分類情報を後段の処理手段（二値化手段１１２と
パルス幅テーブル１１６）に供給する。

【００２５】一方、分類情報と同期してインタープリタ
１１１から出力される画像データは、二値化手段１１２
に供給されて二値化処理により二値画象信号に変換され
る。二値化の方法は誤差拡散法、ディザ法、濃度パター
ン法、単純二値化、あるいはその他の手法があり、これ
らのうちで再分類情報に基づいて適した手法が選択され
る。

【００２６】また、外部の画像処理装置から与えられる
データによっては、既に二値化された画像信号がインタ
ープリタ１１１から出力される場合もあり、この場合は
画像信号は二値化手段１１２をバイパスすることもあ
る。

【００２７】そして、以上のような二値化画像信号は、
ラインメモリ１１４に供給される。そして、ラインメモ
リ１１４では、ｎライン分の二値画像信号が保持され
る。ここで、ラインメモリ１１４は、保持したｎライン
の二値画像信号の中の注目画素を中心とするｎ＊ｎ画素
の値のそれぞれを平滑化フィルタ１１５に転送する。

【００２８】平滑化フィルタ１１５では、コンボリュー
ションフィルタの要領で、空間周波数フィルタリング処
理が行われる。図２は以上のｎを７として場合の７＊７
のフィルタ係数の一例を示したものである。なお、この
ｎを７とするのは一例であって、これに限定されるモノ
ではない。

【００２９】そして、この場合の空間周波数フィルタリ
ング処理は、平滑化フィルタ１１５において以下の式に
より行われ、重み付け平均値Ｓを得る。なお、図２のフ
ィルタ係数をＦ（ｘ，ｙ）、注目画素をＩ（ｘ，ｙ）と
する。 Ｓ＝ΣΣＦ（ｘ，ｙ）・Ｉ（ｘ，ｙ） すなわち、ここでは、二値画像データの注目画素値と該
注目画素の周辺の画素値に基づいて重み付け平均値を画
素毎に得るようにしている。

【００３０】ここで、重み付け平均値Ｓの値は、０〜３
７の整数値（約６ｂｉｔ）であるが、この重み付け平均
値ＳはＲＡＭにより構成されるパルス幅テーブル１１６
に下位アドレス値として入力される。

【００３１】また、パルス幅テーブル１１６の上位アド
レス値としては、再分類手段１１３から供給される再分
類情報（２ｂｉｔ）が入力される。これでパルス幅テー
ブル１１６入力アドレスが設定され、出力値として注目
画素のパルス幅Ｐ（ｘ，ｙ）が得られる。

【００３２】なお、このようにしてパルス幅Ｐ（ｘ，
ｙ）を得るためのパルス幅テーブル１１６はＲＡＭなど
の憶手段を備えており、複数種類のパルス幅毎に二値の
階調パターンを複数の階調レベルについて作像し、この
作像結果をスキャナ等で読み取った測定値と前記階調レ
ベルとが線形関係となるように階調レベルとパルス幅と
の関係を決定し、この階調レベルとパルス幅との関係を
保持することが望ましい。この内容については、後に詳
しく説明する。

【００３３】以上は二値化された画像データから、二値
化される以前の元の画素値を推定するために、ラインメ
モリ１１４や平滑化フィルタ１１５を用いた構成を示し
ている。ここで、画像データは画素毎に複数ビットの深
さ（階調）を持たないものもあり、この場合は二値化さ
れる以前の注目画素近傍がどのような濃度レベルであっ
たかを推定することが必要になってくる。この第１の実
施の形態例は、この場合にも対応できるようにラインメ
モリ１１４や平滑化フィルタ１１５を備えた構成となっ
ている。

【００３４】図３は本発明の第２の実施の形態例の構成
を示すブロック図である。図１と同一物には同一番号を
付してある。元々、画像データが画素毎に複数ビットの
深さ（階調）を持つ場合には、図３のようにインタープ
リタ２１１から、二値化の前の多値の状態の画像データ
を再分類情報と同期させて直接パルス幅テーブル１１６
に入力することも可能である。その他の部分は図１の実
施の形態例と同様である。

【００３５】そして、以上のようにして、パルス幅テー
ブル１１６からは二値化される以前の元の画素値に相当
するパルス幅のデータＰ（ｘ，ｙ）が出力されており、
ラインメモリ１１４から出力される注目画素の二値画像
信号Ｉ（ｘ，ｙ）とは、同期して乗算器１１７に入力さ
れる。ここでは、図４（ａ）が二値画像信号、図４
（ｂ）がパルス幅のデータである。

【００３６】乗算器１１７からの出力（図４（ｃ））
は、パルス幅は一定であって、パルス幅テーブル１１６
の出力をピーク値として振幅変調されたような信号とな
り、パルス発生回路１２０に供給される。

【００３７】パルス発生回路１２０では、パルスのピー
ク値に基づいてパルス幅が変調された信号（図４
（ｄ））がえられ、これがレーザードライバ１３０に供
給される。レーザードライバ１３０ではパルス幅に応じ
てレーザーダイオード１４０の点灯時間が制御される。

【００３８】この後は一般的な電子写真プロセス方式に
よって作像がなされる。レーザーダイオード１４０から
のレーザビームは帯電の終了した感光体ドラム（図示せ
ず）上を点滅しながら走査し、感光体ドラム上に静電潜
像を形成する。そして、静電潜像についてのトナー現像
がおこなわれ、トナーが転写紙に転写され、転写紙上の
トナー像が熱により定着されて排紙される。

【００３９】以上説明したとおり、本発明の実施の形態
例によれば、ＰＷＭ方式のプリンタにおいて二値画像を
出力する場合、二値化する前の画像データの画素値ある
いは周辺画素の値に応じて二値化の際のパルス幅を制御
するものであるから、これにより、ハイライト部、中間
部、高濃度部などでそれぞれの条件に合ったパルス幅を
自由に設定できるので、ドットのつぶれや孤立点のかす
れなどの階調劣化を防ぐことができ、出力された画像の
階調特性を改善することができる。

【００４０】ここで、パルス幅テーブル１１６に格納さ
れているデータについて説明する。パルス幅テーブル１
１６のデータは第１の実施の形態例と第２の実施例とで
異なっているが、ここでは説明の便宜上、第２の実施の
形態例のデータ作成方法から説明する。

【００４１】まず、プリンタで二値の複数階調の階調パ
ターンを、パルス幅を振りながら出力する。図５におい
て、横方向に画像信号に対応した二値の階調パターン
（ここでは１６階調）、縦方向にはドットＯＮ時のＰＷ
Ｍレベルが変化している（ここでは１０レベル）状態の
例を示している。

【００４２】この図５のようにしてプリンタから出力さ
れた階調パターンを、イメージスキャナ、フォトセン
サ、濃度計、あるいは色彩色差計のいずれかで読み取
り、それぞれのパッチの測定値を求める。

【００４３】ここでの測定値は必要に応じて画像データ
にリニアな値に変換する。これを単に画像レベルと呼ぶ
ことにする。画素値とパルス幅（ＰＷＭレベル）の関係
を求めれば、画像レベルを入力して適正なＰＷＭレベル
が得られるようなルックアップテーブル（ＬＵＴ）を作
成することができる。このように作成されたＬＵＴを、
第２の実施の形態例のパルス幅テーブル１１６としてセ
ットする。

【００４４】なお、画像レベルとパルス幅設定との関係
は、二値化の方式によって異なったものになる。たとえ
ば誤差拡散法とドット集中型ディザ法では違いが顕著に
なる。二値化の方式は階調を重視するか、解像力を重視
するかで、何を選択するかが変わってくるが、プリンタ
の様にパソコンの画面からからユーザーが選択したり、
あるいは複写機のように文字と写真を判別する画像判別
結果に応じて自動的に選択される場合などもある。

【００４５】そのため、パルス幅テーブルは、機械に実
装されている二値化方式の数だけは少なくとも用意され
ていて、必要に応じて対応するものが選択されるような
構成が望ましい。

【００４６】ところで、第１の実施の形態例では、階調
レベル変換手段として、平滑化フィルタ１１５の値から
画像レベルを推定するＬＵＴが必要になる。これを階調
レベル変換手段と呼ぶことにする。これは、画像レベル
（０〜２５５）の各値を平滑化フィルタ１１５に入力
し、それらの出力を求め、これらの入出力関係を逆にし
たデータをもとに曲線回帰などによってＬＵＴを作成す
ればよい。

【００４７】このように作成された階調レベル変換手段
としてのＬＵＴは、さきほどのパルス幅テーブル１１６
の前段に結合された後、第１の実施の形態例のパルス幅
テーブル１１６にセットされる。

【００４８】以上の説明におけるパルス幅テーブル１１
６にセットするＬＵＴについては、画像の元の階調レベ
ルを推定し、その階調レベルに応じてプリンタでのドッ
トが確実に打たれるようにＰＷＭのパルス幅を制御でき
るようにしているので、ハイライト部，中間部，高濃度
部などでそれぞれの条件に合ったパルス幅を自由に設定
できるようになり、ドットのつぶれや孤立点のかすれな
どの階調劣化を防ぐことができ、出力された画像の階調
特性を改善することが可能になる。。

【００４９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば以下のような効果が得られる。以上説明したとお
り、本発明によれば、ＰＷＭ方式のプリンタにおいて二
値画像を出力する場合、二値化する前の画像データの画
素値あるいは周辺画素の値に応じて二値化の際のパルス
幅を制御するものであるから、これにより、ハイライト
部、中間部、高濃度部などでそれぞれの条件に合ったパ
ルス幅を自由に設定できるので、ドットのつぶれや孤立
点のかすれなどの階調劣化を防ぐことができ、出力され
た画像の階調特性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例の画像出力装置の
電気的構成を示す構成図である。

【図２】本発明の実施の形態例の処理で使用するフィル
タの係数例を示した説明図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態例の画像出力装置の
電気的構成を示す構成図である。

【図４】本発明の実施の形態例の画像出力装置の処理の
様子を示すタイムチャートである。

【図５】本発明の実施の形態例で使用するパッチの例を
示す説明図である。

【図６】従来の画像出力装置の電気的構成を示す構成図
である。

【符号の説明】

１００ 画像出力装置 １１０ パルス幅設定手段 １１１ インタープリタ １１２ 二値化部 １１３ 分類手段 １１４ ラインメモリ １１５ 平滑化フィルタ １１６ パルス幅テーブル １１７ 乗算器 １２０ パルス発生回路 １３０ レーザドライバ回路 １４０ レーザダイオード

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを二値化して二値画像データ
   に変換する二値化手段と、 前記二値画像データの注目画素値と該注目画素の周辺の
   画素値に基づいて重み付け平均値を画素毎に得る平滑化
   フィルタと、 前記重み付け平均値を階調レベルに変換する階調レベル
   変換手段と、 前記階調レベルをパルス幅に変換するパルス幅変換手段
   と、 二値画像データの注目画素値と前記パルス幅とに基づい
   てパルス信号を発生させるパルス発生手段と、 前記パルス信号に基づいて発光素子を発光させ、作像す
   る作像手段と、を備えたことを特徴とする画像出力装
   置。
2. 【請求項２】 前記パルス幅変換手段は記憶手段を備
   え、 複数種類のパルス幅毎に二値の階調パターンを複数の階
   調レベルについて作像し、この作像結果の測定値と前記
   階調レベルとが線形関係となるように階調レベルとパル
   ス幅との関係を決定し、この階調レベルとパルス幅との
   関係を前記パルス幅変換手段の記憶手段に保持する、こ
   とを特徴とする請求項１記載の画像出力装置。
3. 【請求項３】 前記階調レベル変換手段は、階調レベル
   とこれに対応する二値階調パターンを重み付け平均した
   値との関係に基づいて、前記重み付け平均値を階調レベ
   ルに変換する、ことを特徴とする請求項１記載の画像出
   力装置。
4. 【請求項４】 前記階調レベル変換手段は、重み付け平
   均値から二値化される前の元の画素値を類推して階調レ
   ベルに変換する、ことを特徴とする請求項１記載の画像
   出力装置。
5. 【請求項５】 前記作像結果について、明暗あるいは色
   彩によって測定値を得る、ことを特徴とする請求項２記
   載の画像出力装置。
6. 【請求項６】 画像データの種類を特定する分類情報を
   生成する分類手段と、 画像データを二値化して二値画像データに変換する二値
   化手段と、 画像データの注目画素値と前記分類情報とに基づいてパ
   ルス幅を設定するパルス幅設定手段と、 前記二値画像データの注目画素値とパルス幅に基づいて
   パルス信号を発生させるパルス発生手段と、 前記パルス信号に基づいて発光素子を発光させ、作像す
   る作像手段と、を備えたことを特徴とする画像出力装
   置。
7. 【請求項７】 前記パルス幅変換手段は記憶手段を備
   え、 複数種類のパルス幅毎に二値の階調パターンを複数の階
   調レベルについて作像し、この作像結果の測定値と前記
   階調レベルとが線形関係となるように階調レベルとパル
   ス幅との関係を決定し、この階調レベルとパルス幅との
   関係を前記パルス幅変換手段の記憶手段に保持する、こ
   とを特徴とする請求項６記載の画像出力装置。
8. 【請求項８】 前記階調レベル変換手段は、階調レベル
   とこれに対応する二値階調パターンを重み付け平均した
   値との関係に基づいて、前記重み付け平均値を階調レベ
   ルに変換する、ことを特徴とする請求項６記載の画像出
   力装置。
9. 【請求項９】 前記階調レベル変換手段は、重み付け平
   均値から二値化される前の元の画素値を類推して階調レ
   ベルに変換する、ことを特徴とする請求項６記載の画像
   出力装置。
10. 【請求項１０】 前記作像結果について、明暗あるいは
    色彩によって測定値を得る、ことを特徴とする請求項７
    記載の画像出力装置。