JP2647366B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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    • H04N1/4056Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a clustered dots or a size modulated halftone pattern the pattern varying in one dimension only, e.g. dash length, pulse width modulation [PWM]

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は画像処理装置に関し、例えばレーザビームな
どの記録ビームをデジタル画像信号に応じて変調する画
像処理装置に関するものである。
[従来の技術] 今日、レーザビームプリンタはその高画質、高速性に
より普及している。第3図は従来のレーザビームプリン
タの原理的構成を示す図である。図において、ビツトON
/OFFレベルで表わされる画像入力信号はレーザドライバ
回路で増幅され、レーザユニツト点灯制御のためのON/O
FFレベル信号LDRに変換される。本例ではレーザユニツ
トは半導体レーザである。そして該半導体レーザから発
射した光はコリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、
結像レンズ及びミラーからなる光学系を通してドラム表
面上軸方向のいずれにおいてもスポツト径が一定になる
ように結像される。一方、スキヤナドライバ回路で駆動
されるスキヤナモータは10面体ミラーを回転させてレー
ザビームをドラム軸方向に走査する。かようにして感光
ドラムの表面には画像入力信号に従つて静電潜像が形成
されるわけである。そして、その後の現像プロセスによ
つてこの部分にトナー(黒)がのることになり、こうし
て静電潜像が可視化される。この場合にドラム表面電位
の変化量はレーザ光の照射時間とビーム強度(パワー)
に相関するが、上述したレーザビームプリンタではドツ
ト当りの照射幅が一定でかつビーム強度が一定であるか
ら2値の白黒画像しか再生できないことになる。そこ
で、写真などの連続濃度画像を再生する場合にはいわゆ
るデイザ法によつて中間調表現をする事が行なわれる
が、いずれにしても白黒ドツトの集合であるから連続的
な濃度表現方法として十分なものとはいえない。
上述した中間調表現の欠点を改良する方法としては、
例えばパルス幅変調器を用いてレーザ光を濃度に応じた
パルス幅の連続的時間差として表わすものが考えられ
る。第4図(a)には考え得るパルス幅変調器のブロツ
ク構成図を示す。ここでは画像の濃度データVD0〜VD5
6ビツトパラレルで表現されており、同図(b)に示す
通り、0〜63よりなる計64通りのビツト組合せにより画
像濃度は例えば“0"=白濃度、“63"=黒濃度として表
現される。この画像データはD/A変換器1により対応す
る直流レベルに変換され、その変換レベルは白=0V、黒
=5Vとなる。そして変換された直流レベル信号DAはコン
パレータ(CMP)3の一方の入力端子に入力され、また
コンパレータ3の他の入力端子には信号発生(SG)2で
発生する三角波信号SAWが入力されている。こうして三
角波信号SAWと画像信号DAのレベルはコンパレータ3で
比較され、第4図(c)及び(d)に示すようなパルス
幅変調信号Pwに変換される。即ち、画像信号が白レベル
に近いときには信号Pwはパルス幅が広くなり、相対的に
長い時間レーザダイオードLDを点灯させる。また黒レベ
ルに近いときはパルス幅が細くなり、相対的に短い時間
レーザダイオードLDを点灯させる。こうすることにより
ビツトパラレルデータはパルス幅が連続的変化をする画
像信号Pwに変換されるから、階調性の表現が滑らかにな
り、写真などの出力特性が改良されるというものであ
る。
しかしながら上述した像形成装置は再生像の階調性に
与える現実の様々な影響を容易に解決し得るものではな
い。例えば入力画像データの階調濃度特性がもともと線
形でない場合にはこれをパルス幅変調の系統上で併せて
複雑な補正をしなくてはならず、そのために装置構造が
複雑化し、高価なものになる欠点があつた。また入力画
像データの階調濃度特性は線形であつても、感光ドラム
の感度特性のバラツキ、現像剤濃度や現像時の条件のバ
ラツキ、用紙に転写する時の条件のバラツキ等があれば
同様にして出力には所望の再生像が得られないことにな
るが、このような撮影をパルス幅変調の系統上で併せて
補正を行なうことは極めて困難であり、むしろドラム感
度特性や現像特性を揃えることにより解決を図つている
のが現状である。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、原画像
の有する濃度を忠実に再現でき、かつ機種間、装置間の
差から生じる濃度補正を行って、高階調、高解像度の画
像を得ることができる画像処理装置を提供することを目
的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は以
下のような構成を備える。即ち、 画像濃度が複数ビットで表されたデジタル画像信号を
入力する入力手段と、 前記デジタル画像信号をアナログ画像信号に変換する
変換手段と、 一周期のほぼ中心に極値を有する所定周期のアナログ
パターン信号を発生するパターン信号発生手段と、 前記アナログ画像信号と前記アナログパターン信号と
を比較して記録ビームをパルス幅変調するためのパルス
幅変調信号を発生する変調信号発生手段と、 前記デジタル画像信号を濃度補正した値に応じて前記
記録ビームの強度を制御する制御手段とを有することを
特徴とする。
[作用] 以上の構成において、画像濃度が複数ビットで表され
たデジタル画像信号を入力し、その入力したデジタル画
像信号をアナログ画像信号に変換する。このアナログ画
像信号と、一周期のほぼ中心に極値を有する所定周期の
アナログパターン信号とを比較して記録ビームをパルス
幅変調するためのパルス幅変調信号を発生して記録する
とともに、入力したデジタル画像信号を濃度補正した値
に応じて記録ビームの強度を制御する。
[実施例] この問題を解決する一手段として、例えば第1図
(a)に示す実施例の像形成装置は、画像の濃度データ
VD0〜VD5に従つて光ビームの点灯時間幅を決定するビー
ム時間幅決定手段1,2,3と、前記同一の濃度データに従
つて光ビームの強度を決定するビーム強度決定手段4,5,
6と、前記ビーム時間幅決定手段出力の点灯時間幅Pwlだ
け前記ビーム強度決定手段出力の強度Ilの光ビームを発
生する光ビーム発生手段(トランジスタQ及びレーザダ
イオードLD)を備える。
かかる第1図の構成において、画像の6ビツト画像デ
ータVD0〜VD5はD/A変換器1で濃度に比例したアナログ
画像信号DAに変換され、該画像信号DAは信号発生器2よ
り発生される三角波信号と供にコンパレータ3に入力さ
れ、比較される。そしてコンパレータ3の比較出力がHI
レベルの間はトランジスタQがON状態にされ、その時間
中レーザダイオードLDは点灯する。一方、前記同一の濃
度データVD0〜VD5は、例えば該濃度データVD0〜VD5の非
線形分を補正すべく規定した濃度補正テーブルを記憶し
ているROM5のアドレスデータとして入力され、その出力
端子には6ビツトの補正データR0〜R5が読出される。そ
して該補正データR0〜R5はD/A変換器6で補正データに
比例した電流制御信号Vcに変換され、レーザダイオード
LD駆動時の定電流値を決定する。かようにして出力画素
の濃度を決定する2大要素(ビーム点灯幅とビームパワ
ー)は各別に独立して取扱われることになり、本発明の
目的が達成される。
以下、添付図面に従つて本発明の実施例を詳細に説明
する。
第1図は実施例の像形成装置の濃度変換部を示すブロ
ツク構成図である。尚、第4図(a)と同一の構成には
同一の番号を付して説明を省略する。図において、LDは
レーザーダイオードであり、スイツチングトランジスタ
QによりON/OFFドライブされる。レーザダイオードLDに
流れるピーク電流値Ilは定電流源回路4によつて決定す
る事ができ、この定電流源回路4のコントロール端子に
電圧レベル信号Vcを設定する事によりその定電流値Ilを
自由に制御可能である。第2図(a)にはその入出力Vc
−Il特性例を示す。ここにおいて、レベル信号Vcが高い
ときはレーザダイオードLDに相対的に大電流を流してビ
ームパワーの増し、レベル信号Vcが低いときにはレーザ
ダイオードLDに相対的に小電流を流してビームパワーを
減らす関係にある。こうして、スイツチングトランジタ
Qのベースにあるパルス幅のHIレベルが印加されれば、
第1図(b)に示すようなピーク電流値Il、パルス幅Pw
lのドライブ電流波形が得られる。6はD/A変換器であ
り、ROM5の読出信号R0〜R5に比例するアナログレベル信
号VCを出力する。5はROMであつて、入力ビツトパラレ
ル画像信号VD0〜VD5に対して所定の変換出力R0〜R5が読
み出される。しかもこの変換はその目的に応じて様々な
態様とすることが可能である。第2図(b)及び(c)
にはその変換テーブルの例を示す。テーブルAは入力デ
ータVD0〜VD5に対してそのままを出力する場合であり、
黒濃度よりの画像データに対して強いピーク電流Ilを流
す関係にあるから、黒い背景にある白を良く表わす。テ
ーブルA′はその逆である。テーブルBでは変換の直線
性がなくなり、しかも中間の濃度データに対して白出力
を強めるようになつている例である。またテーブルCは
その逆である。勿論、以上の関係は黒トナー(+)で現
像するかあるいは白トナー(−)で現像するかで異り、
像形成装置の様々な構成との関係により自由に決定でき
る。更にテーブルDでは画像データVD0〜VD5に対してレ
ーザパワーIlは一定である。本実施例装置では何らの濃
度補正も行わない場合に相当する。同様にしてテーブル
Eの場合は中間の濃度データにおいてレーザパワーIlが
大きくなるようになつており、テーブルFの場合はその
逆である。
第2図(d)はビーム点灯パルス幅Pwlと感光ドラム
上の表面電位Vdとの関係を示している。感光ドラム上の
一定領域当りレーザ光が長く照射されている部分の電位
は相対的に低くなり、ビームパワーが一定ならばその照
射パルス幅にほぼ反比例している。しかし、この表面電
位Vdはビーム点灯時間幅と供にビームパワーの関数であ
るから、一方が他方の非直線性を補正することも、ある
いは強制的に非直線性を生じさせることも容易に可能に
なる。
尚、上述実施例では画像濃度の再現性を良くする場合
を述べたが、逆に、ある濃度を強調したりあるいは弱め
たりする積極的な濃度制御として用いることも可能であ
る。勿論、そうした複数の目的を達成する場合にはROM5
内に複数の変換テーブルを用意し、これを選択手段で切
り替えるようにすればよい。
また、本実施例ではパルス幅変調に三角波信号を使用
しているが、他に、ノコギリ波、サイン波、台形波等を
用いてもよい。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、記録ビームの変
調時間をデジタル画像信号をアナログ画像信号に変換し
たアナログ画像信号とアナログパターン信号とに応じて
制御しているので、高階調の画像を高速に得ることがで
きる。
また、前記アナログパターン信号として一周期のほぼ
中心に極値を有するパターン信号を用いているので、変
調されて得られたパルス幅は、一周期の始めからでなく
「一周期のほぼ中心」にあるその「極値」の位置から成
長する。これにより、再生された画像の空間周波数は一
定となり、高階調の画像を得ることができる。
また、濃度補正したデジタル画像信号に応じて記録ビ
ームの強度を制御しているので、アナログ画像信号に応
じて記録ビーム強度を制御するものに比べて装置を小型
化でき、かつ雑音などの影響を受けにくくなる。更に上
述のパルス幅変調と記憶ビームの強度制御とにより、機
種間、装置間の特性の相違から生じる濃度補正を簡単に
行なえるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は実施例の像形成装置の濃度変換部を示す
ブロツク構成図、 第1図(b)はレーザダイオードLDの駆動電流波形の一
例を示すタイミングチヤート、 第2図(a)は定電流源4における電流制御電圧Vcと定
電流Ilとの関係を示す図、 第2図(b)及び(c)はROM5における入力画像データ
VD0〜VD5と出力データR0〜R5との間の各種変換テーブル
を示す図、 第2図(d)はビーム点灯パルス幅Pwlと感光ドラム上
の電位Vdとの関係を示す図、 第3図は従来のレーザビームプリンタの原理的構成を示
す図、 第4図(a)はレーザビームプリンタで使用可能なパル
ス幅変調器のブロツク構成図、 第4図(b)は画像濃度データVD0〜VD5とこれをD/A変
換した画像濃度信号DAとの関係を示す図、 第4図(c)及び(d)は三角波信号によるパルス幅変
調を示すタイミングチヤートである。 図中、1及び6……D/A変換器、2……パターン信号発
生器、3……コンパレータ、4……定電流源、5……リ
ードオンリメモリ(ROM)である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像濃度が複数ビットで表されたデジタル
    画像信号を入力する入力手段と、 前記デジタル画像信号をアナログ画像信号に変換する変
    換手段と、 一周期のほぼ中心に極値を有する所定周期のアナログパ
    ターン信号を発生するパターン信号発生手段と、 前記アナログ画像信号と前記アナログパターン信号とを
    比較して記録ビームをパルス幅変調するためのパルス幅
    変調信号を発生する変調信号発生手段と、 前記デジタル画像信号を濃度補正した値に応じて前記記
    録ビームの強度を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする画像処理装置。
JP60188396A 1985-08-29 1985-08-29 画像処理装置 Expired - Lifetime JP2647366B2 (ja)

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