JP2568055B2 - 画素記録パルス信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は画素記録パルス信号発生
装置に係り、記録画像の濃淡を該画像を構成する各画素
の記録面積（着色や発色面積）の割合によって表現する
走査記録形の記録装置における画素記録パルス信号発生
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】走査記録形の記録装置において、画像の
濃淡を表現するために各画素の記録面積を変える方式と
して、画素記録パルス信号を濃度データによってパルス
幅変調する方式がある。特公昭５７−５７６７９号公報
や特開昭５７−９９８６６号公報に記載された装置はそ
の具体例である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところでこのような記
録装置において、画像を高精細に記録するためには各画
素を小さくして画素密度を高める必要がある。走査記録
における各画素の走査方向寸法は、走査速度と画素記録
パルス信号発生周期で決まり、画素を小さくするために
は画素記録パルス信号発生周期を短くして断続回数を多
くしなければならない。ところが画素記録パルス信号の
断続回数を多くすると画質が低下する傾向がある。 【０００４】その理由を電子写真式レーザビームプリン
タを例にとって具体的に説明する。 【０００５】図２において、メモリ１は画像読取装置ま
たは計算機等（図示せず）からの画像信号における各画
素の濃度データを１走査線分記憶する。そして後述する
タイミング処理回路４から与えられる画素クロック信号
ＰＣＬＫ１により、記録走査位置に応じて１画素分ずつ
画素濃度データＤＡとしてラッチ２に送られる。画素濃
度を“０”（白）から“１５”（黒）とすると、画素濃
度データＤＡは４ビットデータとなる。画素記録パルス
信号発生回路９において、ラッチ２はタイミング処理回
路４から与えられる画素クロック信号ＰＣＬＫ２により
画素濃度データＤＡを保持（ラッチ）するもので、その
保持期間は１画素領域を記録走査する期間に等しい。そ
してこの保持された画素濃度データＤＡは比較器５に与
えられる。カウンタ３は循環する４ビットバイナリカウ
ンタであり、タイミング処理回路４からの記録走査信号
ＬＩＮＥ１に制御されてクロック発生器１０からのクロ
ック信号ＣＬＫ１を計数する。クロック信号ＣＬＫ１は
１画素領域を記録走査する期間に１６個出力される。カ
ウンタ３は“０”（白）から“１５”（黒）までカウン
トアップし、そのカウント内容を比較データＤＢとして
前記比較器５に与えると共に、そのキャリィ信号を画素
クロック信号ＰＣＬＫ３として前記タイミング処理回路
に与える。タイミング処理回路４は画素クロック信号Ｐ
ＣＬＫ３を基準にして前記画素クロック信号ＰＣＬＫ
１，ＰＣＬＫ２を発生すると共にレーザビーム検出器８
からの検出信号ＬＩＮＥ２を各走査線の記録走査開始同
期信号としている。 【０００６】比較器５は画素濃度データＤＡと比較デー
タＤＢの大小を比較し、 ＤＡ＞ＤＢのとき「黒」 ＤＡ≦ＤＢのとき「白」 に相当する２値の画素記録パルス信号Ｓを発生し、これ
を半導体レーザ回路６に与える。半導体レーザ回路６か
ら出力されるレーザビームは角度θの範囲で偏向されて
電子写真感光ドラム７を走査露光して静電潜像を形成
し、静電潜像はトナー現象された後に記録紙に転写さ
れ、更に定着されて記録物となる。 【０００７】図１の（ａ）〜（ｃ）はこのようなレーザ
ビームプリンタの画素記録パルス信号の発生動作と画素
記録のタイミングチャートを示している。（ａ）は画素
番号と画素濃度データＤＡを示している。（ｂ）の横軸
ｔは時間軸であり、１画素を記録走査するのに必要な時
間はＴである。縦軸は画素濃度に対応したディジタル値
で“０”が「白」，“１５”が「黒」であり、ＤＡは画
素濃度データ、ＤＢは比較データである。（ｃ）の横軸
ｘはレーザビームの記録走査位置を示しており、斜線領
域は各画素の記録面積である。 【０００８】このような記録方式において、半導体レー
ザ回路６から出力されるレーザビームは走査方向に広が
りをもっているので、このレーザビームは走査しながら
画素記録パルス信号Ｓで断続すると、各画素記録面の走
査方向両縁部分での露光量は白と黒の中間領域となり、
この部分での記録濃度が不安定となり画質低下の要因と
なる。従って、高精細な画像を記録しようとして画素を
小さくしてレーザビームの断続回数を多くすると、この
ような不安定領域の面積比率が増加して画質の低下を招
来する。 【０００９】このような現象は、レーザビームプリンタ
に限らず、記録媒体に与える記録エネルギーを走査しな
がら断続制御する感熱記録装置，スタイラス静電記録装
置，液晶光スイッチや発光ダイオードを用いた走査露光
形電子写真プリンタのような走査記録形の記録装置に共
通して発生する。 【００１０】したがって、本発明の目的は、この種の記
録装置による高精細画像記録において画質の低下を軽減
することのできる画素記録パルス信号を発生する装置を
提供することにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、画像信号における各画素の濃度データを
各画素毎にその大きさが順次増加又は減少する比較デー
タと比較して濃度に比例した時間幅をもつ画素記録パル
ス信号に変換し、この画素記録パルス信号によって記録
エネルギーの発生を断続制御する走査記録形の記録装置
における前記画素記録パルス信号発生装置において、記
録走査方向に並んだ複数の画素から奇数番目の各画素と
偶数番目の各画素を検出する検出手段と、奇数番目の画
素を検出したときには、その比較データとしてその大き
さかが順次増加する比較データおよび順次減少する比較
データのいずれか一方の比較データを出力し、偶数番目
の画素を検出したときには、その比較データとしてその
大きさが順次増加する比較データおよび順次減少する比
較データのいずれか他方の比較データを出力する比較デ
ータ出力手段を備えたことを特徴とする。 【００１２】 【作用】本発明による画素記録パルス信号発生装置は、
上記の如く構成したので、比較データとしてその大きさ
が順次減少する比較データを用いた先行記録側画素と比
較データとしてその大きさが順次増大する比較データを
用いた後続記録側画素とからなる記録走査方向に隣接す
る一対の画素における前記先行記録側画素の記録パルス
信号はその終端を該画素の終端に一致させ、前記後続記
録側画素の記録パルス信号はその始端を該画素の始端に
一致させてそれぞれ発生させることができ、これら一対
の画素間での記録エネルギーの発生を連続させ、以って
記録濃度不安定領域を軽減することにより画質の低下を
軽減できる。 【００１３】 【実施例】図１の（ｄ），（ｅ）および（ｆ），（ｇ）
は本発明になる画素記録パルス信号発生装置における画
素記録パルス信号の発生動作と画素記録のタイミングチ
ャートである。 【００１４】（ｄ）は画素濃度データＤＡと比較データ
ＤＢの比較による画素記録パルス信号発生動作で、比較
データＤＢの大きさは奇数画素番号領域では増加し、偶
数画素番号領域では減少するように変化する。このため
に画素濃度データＤＡと比較データＤＢの大小を比較す
ることによって作られる画素記録パルス信号Ｓの発生位
置は、奇数画素番号領域では画素記録パルス信号の始端
が該画素の始端に一致し、偶数画素番号領域では画素記
録パルス信号の終端が該画素の終端に一致するようにな
り、図示例では画素番号２と３，４と５が連続したもの
となる。従ってこの画素記録パルス信号に基づいて記録
される記録画素は、（ｅ）に示すように、画素番号２と
３，４と５が連続してこれら一対の画素間では走査方向
に縁部分がなくなり、不安定領域が減少する。 【００１５】（ｆ）は比較データＤＢの大きさが奇数画
素番号領域では減少し、偶数画素番号領域で増加する例
であり、この場合の記録画素は、（ｇ）に示すように、
画素番号１と２，３と４が連続する。 【００１６】次に本発明の一実施例に係る画素記録パル
ス信号発生回路を説明する。前述の図１（ｄ）のような
画素濃度データＤＡと比較データＤＢの大小比較による
画素記録パルス信号の発生は、図２に示した比較データ
ＤＢを発生する回路を改良することによって行うことが
できる。従って、ここではこの比較データＤＢを発生す
る回路を説明し、その他の回路は従来装置と同様である
のでその説明を省略する。なお、各回路の出力端子と該
端子に発生する信号には同一参照符号を用いる。 【００１７】図３において、カウンタ１３はクロック発
生器１０からクロック端子ＣＬＫに入力されるクロック
信号ＣＬＫ１を計数する１６進カウンタである。タイミ
ング処理回路４から出力される記録走査信号ＬＩＮＥ１
は、記録走査時にハイレベルとなるものであり、前記カ
ウンタ１３はクリア端子ＣＬＲに入力されるこの記録走
査信号ＬＩＮＥ１がハイレベルのときにクロック信号Ｃ
ＬＫ１を計数し、ロウレベルのときはクリアされて
“０”となる。データセレクタ１４の入力端子Ａはカウ
ンタ１３の計数出力信号Ｑ₁₃をそのまま入力し、入力端
子Ｂはカウンタ１３の計数出力信号Ｑ₁₃を反転した値を
入力する。従って、カウンタ１３の計数出力信号Ｑ₁₃が
“０”の場合、入力端子Ａは“０”、入力端子Ｂは“１
５”となる。このデータセレクタ１４は選択制御端子Ｓ
ｅｌに入力される信号レベルに従って前記入力端子Ａ，
Ｂの一方の入力信号を選択的に出力端子Ｙに出力するも
のであり、この選択制御端子ＳｅｌにはＲＳフリップフ
ロップ（以下ＦＦという）１２の出力信号Ｑ₁₂が与えら
れる。ラッチ１５は入力端子Ｄに入力される信号を出力
端子からそのまま出力信号Ｑ₁₅（比較データＤＢ）とし
て出力し、イネーブル端子Ｅｎに与えられる画素クロッ
ク信号ＰＣＬＫ３の信号レベルに従ってデータラッチを
行う。また前記カウンタ１３のキャリィ端子Ｃａｒから
出力されるキャリィ信号は反転されて画素クロック信号
ＰＣＬＫ３となり、タイミング処理回路４，ＦＦ１２の
クロック端子ＣＬＫ，ラッチ１５のイネーブル端子Ｅｎ
に与えられる。 【００１８】以上の回路構成において、タイミング処理
回路４から出力される記録走査信号ＬＩＮＥ１がハイレ
ベルになるとカウンタ１３はクロック発生器１０から与
えられるクロック信号ＣＬＫ１を計数し、計数出力信号
Ｑ₁₃の値を増加する。そして計数出力信号Ｑ₁₃の値が
“１５”になるとキャリィ端子Ｃａｒにキャリィ信号を
発生する。初期状態でデータセレクタ１４が、入力端子
Ａの信号を選択して出力するように設定されていれば、
ラッチ１５の出力信号Ｑ₁₅である比較データＤＢは
“０”から“１５”まで順次に増加する。そして計数値
が“１５”になってキャリィ信号Ｃａｒが出力される
と、これが画素クロック信号ＰＣＬＫ３としてラッチ１
５のイネーブル端子Ｅｎに与えられ、該ラッチ１５は
“１５”をラッチする。画素クロック信号ＰＣＬＫ３は
ＦＦ１２にも与えられるので該ＦＦ１２が反転して出力
信号Ｑ₁₂の信号レベルが変化し、この出力信号Ｑ₁₂の信
号レベルの変化によってデータセレクタ１４は入力端子
Ｂの信号を選択して出力端子Ｙに出力する。従ってデー
タセレクタ１４の出力端子Ｙの値は“１５”から“０”
に変化するが、ラッチ１５には“１５”がラッチされて
いるので比較データＤＢは“１５”である。ここまでが
画素番号１の画素に対する信号処理である。次のクロッ
ク信号ＣＬＫ１が入力されるとカウンタ１３の値は
“０”となり、従ってデータセレクタ１４に出力端子Ｙ
の値は“１５”になって画素番号２の画素に対する信号
処理に移る。同時にカウンタ１３のキャリィ信号Ｃａｒ
が消失し、従ってラッチ１５は入力端子Ｄの信号をその
まま出力するようになる。その後カウンタ１３はクロッ
ク信号ＣＬＫ１を計数してその値を増加させるが、デー
タセレクタ１４はその反転信号を入力する端子Ｂの値を
出力するので、ラッチ１５の出力信号Ｑ₁₅である比較デ
ータＤＢは順次減少する。そしてカウンタ１３の値が
“１５”（比較データＤＢ＝０）となるとキャリィ信号
Ｃａｒが出力され、前述と同様にラッチ１５，ＦＦ１
２，データセレクタ１４が制御される。このときデータ
セレクタ１４は入力端子Ａの信号を選択して出力端子Ｙ
に出力するように切換わる。 【００１９】記録走査信号ＬＩＮＥ１がハイレベルの間
このような動作がくり返されることにより、比較データ
ＤＢは、図１（ｄ）に示すように、増加，減少をくり返
す。 【００２０】このような比較データ発生回路は、カウン
タ１３をアップダウンする場合に比較して高速動作が可
能になる利点をもつ。 【００２１】そして、このようにして得た比較データＤ
Ｂと画素濃度データＤＡを大小比較すれば、図１（ｅ）
に示すような画素記録を行う画素記録パルス信号Ｓを発
生することができる。 【００２２】なお、初期状態においてデータセレクタ１
４が入力端子Ｂの信号を選択して出力することになるよ
うにＦＦ１２の出力信号Ｑ₁₂が初期化されると、比較デ
ータＤＢは図１（ｆ）に示すように変化し、同図（ｇ）
に示すような画素記録を行う画素記録パルス信号Ｓが得
られる。 【００２３】更に、図３に示す比較データ発生回路は更
にカウンタ１１とモノステーブルマルチバイブレータ
（以下ＭＭという）１６を備える。タイミング処理回路
４は、記録動作が開始されるとハイレベルになり、終了
するとロウレベルになる印刷信号ＰＡＧＥを発生する。
カウンタ１１は計数値が“３”になるとキャリィ信号Ｃ
ａｒがハイレベルになる２ビットのバイナリカウンタ
で、印刷信号ＰＡＧＥがロウレベルのときにスクリーン
角データＳＤを初期値としてロードする。カウンタ１１
のキャリィ信号ＣａｒがロウレベルのときＦＦ１２はプ
リセットされ、その結果データセレクタ１４は入力端子
Ａの信号を選択して出力するので比較データＤＢの初期
値は“０”となり、キャリィ信号Ｃａｒがハイレベルの
ときはＦＦ１２がクリアされ、その結果データセレクタ
１４は入力端子Ｂの信号を選択して出力するので比較デ
ータＤＢの初期値は“１５”となる。 【００２４】１走査線分の記録が完了すると記録走査信
号ＬＩＮＥ１がロウレベルになり、カウンタ１１がカウ
ントアップされる。カウンタ１１の計数値が“０”→
“１”，“１”→“２”に変化する場合にはキャリィ信
号Ｃａｒはロウレベルのままであるので、記録走査信号
ＬＩＮＥ１がロウレベルに変化してＭＭ１６がトリガさ
れその出力端子Ｑ₁₆に短いパルス信号が発生すると、こ
のパルス信号Ｑ₁₆がＦＦ１２のクリア端子ＣＬＲに与え
られてＦＦ１２はクリアされる。カウンタ１１の計数値
が“２”→“３”に変化する場合にはキャリィ信号Ｃａ
ｒはハイレベルとなり、従ってＭＭ１６から発生するパ
ルス信号Ｑ₁₆はＦＦ１２のプリセット端子ＰＲに与えら
れてＦＦ１２はプリセットされる。またカウンタ１１の
計数値が“３”でキャリィ信号Ｃａｒがハイレベルであ
った場合には該カウンタ１１のロード端子Ｌがロウレベ
ルになっているので、該カウンタ１１の次の計数値はス
クリーン角データＳＤになる。従ってスクリーン角デー
タＳＤが“３”のときはＦＦ１２をプリセットし、それ
以外ではリセットする。この動作は記録が終了して印刷
信号ＰＡＧＥがロウレベルになるまで続けられる。 【００２５】図４はこの回路により制御される画素記録
パルス信号Ｓの発生動作と画素記録のタイミングチャー
トである。（ｈ），（ｉ）はスクリーン角データＳＤが
“３”の場合であり、（ｈ）は画素記録パルス信号発生
動作を示し、（ｉ）はその結果得られる画素記録パルス
信号による画素記録パターンである。横軸は記録走査方
向に対応し（ｈ）では時間軸、（ｉ）では走査位置であ
るが、ここでは画素番号で表示している。縦軸は記録媒
体の送り方向に対応し（ｈ）では時間軸、（ｉ）では送
り量であるが、ここでは走査線番号で表示している。ま
た縦軸にはカウンタ１１の計数値を併記してある。
（ｊ），（ｋ）はスクリーン角データＳＤが“２”の場
合、（ｌ），（ｍ）はスクリーン角データＳＤが“１”
の場合、（ｎ），（ｐ）はスクリーン角データＳＤが
“０”の場合である。 【００２６】スクリーン角データＳＤが“３”の場合に
は図４（ｈ）のようにカウンタ１１の計数値は常時
“３”であるので、該カウンタ１１のキャリィ信号Ｃａ
ｒは常時ハイレベルであることから記録走査信号ＬＩＮ
Ｅ１がロウレベルになる毎にＦＦ１２はプリセットさ
れ、従って各走査線における比較データＤＢの初期値は
“１５”となって図１（ｆ）に示したと同じ画素記録パ
ルス信号発生動作がくり返される。そしてこの結果得ら
れる画素記録パルス信号による各走査線の画素記録パタ
ーンは、図４（ｉ）のように画素番号１と２，３と４の
画素が連続することになる。 【００２７】スクリーン角データＳＤが“２”の場合に
は図４（ｊ）のようにカウンタ１１の計数値は走査線番
号の順に“２”，“３”，“２”，“３”・・・と変化
するので、該カウンタ１１のキャリィ信号Ｃａｒはロウ
レベルとハイレベルをくり返し、従って各走査線におけ
るＦＦ１２の初期状態は走査線番号順にクリア，プリセ
ット，クリア・・・となる。従って各走査線における比
較データＤＢの初期値は奇数走査線番号が“０”、偶数
走査線番号が“１５”となって図１（ｄ）および（ｆ）
と同じ画素記録パルス信号発生動作が交互にくり返され
る。その結果、図４（ｋ）のように奇数番の走査線にお
いては画素番号２と３，４と５が対となって画素記録が
連続し、偶数番の走査線においては画素番号１と２，３
と４の画素記録が連続する。 【００２８】スクリーン角データＳＤが“１”の場合に
は図４（ｌ）のようにカウンタ１１の計数値は“１”，
“２”，“３”，“１”，“２”，“３”・・・をくり
返し、従って各走査線における比較データＤＢの初期値
は走査線番号順に“０”，“０”，“１５”・・・をく
り返すことから、画素記録パターンは図４（ｍ）のよう
になる。 【００２９】そしてスクリーン角データＳＤが“０”の
場合には図４（ｎ）のようにカウンタ１１の計数値は
“０”，“１”，“２”，“３”・・・のくり返しであ
り、従って比較データＤＢの初期値は走査線番号順に
“０”，“０”，“０”，“１５”・・・をくり返すこ
とから、画素記録パターンは図４（ｐ）のようになる。 【００３０】そして図４（ｉ），（ｋ），（ｍ），
（ｐ）の画素記録パターンを比較すると、スクリーン角
データＳＤの値によって記録パターンのスクリーン角が
異なることが理解できよう。多重記録によるフルカラー
レーザビームプリンタでは、各色のスクリーン角が同一
であるとモアレ縞が発生して画質が低下する。従ってこ
のようなカラー記録の場合には、色毎にスクリーン角デ
ータＳＤの値を変えることによりモアレ縞のない高画質
のカラー画像が得られる。 【００３１】以上に述べた実施例において、画素濃度デ
ータＤＡ，比較データＤＢ，スクリーン角データＳＤの
ビット数の増減、また比較データＤＢの波形の変更、例
えばプリンタのΓ特性を補償する形状に変更すること、
更にはスクリーン角データＳＤの値の設定方法の変更は
自由である。 【００３２】そして本発明はレーザビームプリンタに限
らず前述したような他の走査記録形の記録装置に適用で
きることは勿論である。 【００３３】 【発明の効果】以上のように本発明は、画像信号におけ
る各画素の濃度データを各画素毎にその大きさが順次増
加又は減少する比較データと比較して濃度に比例した時
間幅をもつ画素記録パルス信号に変換し、この画素記録
パルス信号によって記録エネルギーの発生を断続制御す
る走査記録形の記録装置における前記画素記録パルス信
号発生装置において、記録走査方向に並んだ複数の画素
から奇数番目の各画素と偶数番目の各画素を検出する検
出手段と、奇数番目の画素を検出したときには、その比
較データとしてその大きさが順次増加する比較データお
よび順次減少する比較データのいずれか一方の比較デー
タを出力し、偶数番目の画素を検出したときには、その
比較データとしてその大きさが順次増加する比較データ
および順次減少する比較データのいずれか他方の比較デ
ータを出力する比較データ出力手段を備えたことによ
り、比較データとしてその大きさが順次減少する比較デ
ータを用いた先行記録側画素と比較データとしてその大
きさが順次増大する比較データを用いた後続記録側画素
とからなる記録走査方向に隣接する一対の画素における
前記先行記録側画素の記録パルス信号はその終端を該画
素の終端に一致させ、前記後続記録側画素の記録パルス
信号はその始端を該画素の始端に一致させてそれぞれ発
生させることができるので、これら一対の画素間での記
録エネルギーの発生を連続させ、以って記録濃度不安定
領域を軽減することにより画質の低下を軽減できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】動作説明用タイミングチャートである。 【図２】従来のレーザビームプリンタのブロック図であ
る。 【図３】本発明の一実施例に係る画素記録パルス信号発
生装置の比較データ発生回路図である。 【図４】図３の回路による画素記録パルス信号発生動作
と画素記録パターンを示す説明図である。 【符号の説明】 ４ タイミング処理回路 ５ 比較器 ６ 半導体レーザ回路 １３ カウンタ １４ データセレクタ １５ ラッチ ＤＡ 画素濃度データ ＤＢ 比較データ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．画像信号における各画素の濃度データを各画素毎に
   その大きさが順次増加又は減少する比較データと比較し
   て濃度に比例した時間幅をもつ画素記録パルス信号に変
   換し、この画素記録パルス信号によって記録エネルギー
   の発生を断続制御する走査記録形の記録装置における前
   記画素記録パルス信号発生装置において、記録走査方向
   に並んだ複数の画素から奇数番目の各画素と偶数番目の
   各画素を検出する検出手段と、奇数番目の画素を検出し
   たときには、その比較データとしてその大きさが順次増
   加する比較データおよび順次減少する比較データのいず
   れか一方の比較データを出力し、偶数番目の画素を検出
   したときには、その比較データとしてその大きさが順次
   増加する比較データおよび順次減少する比較データのい
   ずれか他方の比較データを出力する比較データ出力手段
   を備えたことを特徴とする画素記録パルス信号発生装
   置。