JP2723535B2 - 像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はパルス幅変調方式により多値出力が可能なプ
リンタの如き像形成装置に関する。

〔従来技術〕

まず、本発明の背景について述べる。

最近ではプリンタの進歩により白か黒かの２値だけで
なく、３値,4値など、数レベル程度の変調が可能になつ
てきた。その中で電子写真プロセスを用いたレーザープ
リンタでは、楕円ビームの点灯時間を１画素内で変化さ
せるパルス幅変調により、１画素多値書込みを実現して
いる。

第11図（ａ）は、楕円ビームが主走査する様子を示し
ている。また同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す楕円ビー
ムが１画素クロツクの1/4,2/4,3/4,1,点灯したときの露
光エネルギー分布を示す。

ネガ−ポジ現像方式では露光エネルギーが顕像化レベ
ルthrより上の部分が顕像化され、ドツトを形成する。

第12図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に、
露光時間が0,1/4,2/4,3/4,1のときのドツト形成の様子
を示す。実際には、ビームスポツトは主走査，副走査方
向にガウス分布で近似されるような光エネルギー分布を
しているため、理想的な矩形とはならないが、本発明で
は特に主走査方向の露光エネルギーが問題となるめ、副
走査方向の分布についての考慮は省略する。

第12図では、１画素内でのドツト形成の様子を示した
が、次に隣接画素も考慮してドツト形成の様子を説明す
る。

第13図において、（１）は画素クロツク、（２），
（３）は画像信号を示している。同図の例では（２）の
信号レベルがＨのときビームが点灯する。

同図の例では画素番号1,2において、出力レベル1,1/4
の順でドツトが形成され、画素番号4,5において出力レ
ベル1/4,1の順でドツトが形成される。（４）はそのと
きの露光エネルギー分布を示しており、通常は顕像化レ
ベルthr1より上の部分が黒化され、（５）に示した出力
画像が得られる。この場合、画素1,2と画素4,5の組では
同じ面積率のドツトが形成されている。

ところが、ビームパワーが変動したり、現像プロセス
に係る諸条件が変動した場合は、画素1,2と画素4,5の組
では黒化面積への影響が違つてくる。第13図（４）のth
r2は上述のプロセス条件等の変動に伴い顕像化レベルが
上昇した場合を想定している。この場合は（６）に示す
ように、ドツトが形成される。この例では顕像化レベル
の上昇により黒化面積が減少しているが、露光がオン／
オフされる境界付近で黒化領域が変動している。

ここで画素1,2では露光のオン／オフは２回あり、画
素4,5では４回あり、画素4,5の場合の方が黒化面積の変
動が大きいのがわかる。

ここでは顕像化レベルの上昇を考えたが、顕像化レベ
ルが下がつた場合には黒化面積が増加するが、やはり画
素4,5の方が黒化面積の変動が大きい。すなわち、画像
形成に際しては微小ドツトの孤立が少ない方がプロセス
条件等の変動に対して影響が少なく、安定した画像出力
が得られることがわかる。実際の画像に則して言えば、
文字画像の場合は、線の太り過ぎ、潰れやかすれが起き
易く、デイザ法等による階調画像の場合は、γ特性の変
動が起き易くなる。さらにフルカラー画像においては、
γ特性の変動は再現色の変動につながり、画像品質に大
きく影響する。

〔目的〕

本発明は上述した背景に基づいてなされたものであ
り、微小ドツトの孤立を減らし安定して出力画像が得ら
れる像形成装置を提供することを目的とする。

〔構成〕

上述の目的を達成するため、第１の本発明は、 入力される画像データから注目画素とその左右の画素
を抽出し、注目画素の左右の画素の画像データに基づき
注目画素における主走査方向の濃度勾配の方向を検出
し、濃度勾配データを出力する検出手段と、 入力される画像データのパターンに応じてビームをオ
ンオフして画像を出力する画像出力手段と、 注目画素の画像データと前記濃度勾配データに対し、
注目画素の左右の画素のうち濃度が高い画像データの画
素側に寄せるように予め求められた画像データのパター
ンを記憶し、前記注目画素データと前記濃度勾配データ
の入力に基づき、該記憶された画像データのパターンを
前記画像出力手段に出力する変換手段とを備えることを
特徴とするものである。

上述の目的を達成するための、第２の本発明は、 入力される画像データから注目画素とその左右の画素
を抽出し、注目画素の左右の画素の画像データに基づき
注目画素における主走査方向の濃度勾配の方向を検出
し、濃度勾配データを出力するとともに、注目画素の左
右の画素が左寄せか右寄せかを検出し、寄せのフラグデ
ータを出力する検出手段と、 入力される画像データのパターンに応じてビームをオ
ンオフして画像を出力する画像出力手段と、 注目画素の画像データと濃度勾配データとフラグデー
タに対し、前記ビームのオンオフ回数が低減されるよう
に予め求められた画像データのパターンを記憶し、前記
注目画素データと前記濃度勾配データとフラグデータの
入力に基づき、該記憶された画像データのパターンを前
記画像出力手段に出力する変換手段とを備えることを特
徴とするものである。

第１ならびに第２の本発明は上記のような構成になっ
ており、例えば第８図（ａ）〜（ｈ）に示すような左寄
せの中間レベルのドツト1/4l,2/4l,3/4lおよび右寄せの
中間レベルのドツト1/4r,2/4r,3/4rを用いる。

第13図の画素4,5の組において本発明を適用すれば、
画素４に1/4rを用いることにより、画素1,2における１
＋1/4lと同じ形状のドツトを形成することができ、出力
時の安定性が向上する。すなわち、注目画素が中間レベ
ルの出力をする際は隣接画素の入力または出力レベルに
応じて左寄せ（1/4l〜3/4l）または右寄せ（1/4r〜3/4
r）のドツトを選択して出力し、ビームのオン／オフの
頻度を減少させる。

以下本発明の実施例を説明するが、本実施例では入力
画像の濃度（または反射率，明度などでも良い）勾配を
検出して濃度の高い方に黒化部分を寄せるようにする。

第９図はタイミング図であり、（１）は画素番号を示
す。また（２）は文字画像を読み取つたときのアナログ
画像信号である。（３）は（２）のアナログ信号の画素
毎の平均値を量子化して得られたデジタル信号である。
これをスライスレベルthr1〜thr4を用いて単純５値化す
ると、各画素の出力レベルは（４）のようになる。
（５）は従来法による左寄せドツトのみを用いた場合の
出力画像である。（６）は本発明による出力画像で、入
力画像の濃度勾配に従つて、濃度の高い方に黒化部分を
寄せた結果である。（６）ではビームのオン／オフの回
数が減つているのがわかる。（７）は画素クロツクであ
る。

第10図（ａ），（ｂ）は、第８図に示した出力ドツト
パターンと３ビツトの出力値信号の対応を示す図であ
る。但し、出力信号との対応は第10図（ａ），（ｂ）の
例に限るものではなく、任意に決めることが出来る。

第１図は本発明の一実施例に係る像形成装置の画像処
理部のブロツク図である。

図において、１はスキヤナ、2,3,4,5はラツチ、６は
ゲート、７はコンパレータ、８は５値化処理器、９はプ
リンタである。

ラツチ2,3,4は画素クロツクに同期して主走査方向に
連続する３画素の画像データをラツチする。注目画素の
データはラツチ３にラツチされ、左右の画像データがそ
れぞれラツチ4,ラツチ２にラツチされる。濃度勾配の方
向を検出する検出手段としてコンパレータ７は左右の画
像データを比較し、注目画素の主走査方向の濃度勾配の
方向を検出する。すなわち、左右の画像データの大きい
方が濃度勾配の方向（濃度の高くなる方向）である。５
値化処理器８には注目画素のデータおよび濃度勾配の方
向を示すコンパレータ７の出力が入力され、第10図
（ａ），（ｂ）に示した３ビツトデータを出力する。

多値信号の変換手段としての５値化処理器８の例を第
２図に示す。入力画像データは、４つのスライスレベル
thr1〜thr4とコンパレータ7a〜7dで比較され、それらの
比較結果はプライオリテイエンコーダ10で000B〜100Bの
３ビツトの５値出力データに変換される（00B,100B等の
「Ｂ」はバイナリー;2進数であることを示す。但し左側
がMSB、右側がLSB）。このうち中間レベルの出力値は濃
度勾配信号に従つて、右寄せまたは左寄せのパターンが
選択される。プライオリテイエンコーダ10の出力データ
は、左寄せパターンのデータと一致するようになつてお
り、第10図を参照すればわかる通り、各ビツトの出力値
を反転することにより、右寄せパターンのデータに変換
出来る。但し000B,111Bは右寄せ，左寄せの区別がない
ため、反転操作は行わない。セレクタ11には、左寄せパ
ターンデータ（Ａ）と右寄せパターンデータ（Ｂ）が入
力され、濃度勾配信号に従つて左側の濃度の方が高いと
きＡを、他のときＢを出力する。この５値化処理は、RO
M（またはRAM）を用いることにより、画像データと濃度
勾配信号をアドレス信号としてテーブル参照式に行うこ
とが出来る。さらに出力結果の組を複数用意しておき、
セレクト信号で参照するテーブルを選択することで簡単
にスライスレベルを変更した場合の処理データを得られ
るように構成することも出来る。

さらにセレクト信号を画素クロツクおよび／またはラ
イン同期信号に同期して変化するカウンタの出力を用い
れば、単純５値化だけでなくデイザ処理による５値化も
実現出来る。

ところで、注目画素のドツトパターンを決定する際
に、左側の画素が左寄せか右寄せかを考慮する必要があ
る。左側の画素が左寄せドツトパターンの場合は、注目
画素を右寄せにしても間にビームオフの状態が入るた
め、ビームオン／オフの回数の低減は出来ない。したが
つて左側の画素が左寄せドツトパターンのときは（右側
の画像データ）＜（左側の画像データ）であつても、右
寄せドツトパターンを選択する方が望ましい。

第１図の例ではラツチ５に左側の画素が左寄せドツト
パターンかどうかを示す左寄せフラグをラツチする。こ
の信号とラツチ４の出力（左側の画像データ）との論理
積を左側の画像データとする。

これにより、左側の画素が左寄せの場合は注目画素は
右側の画像データが０でない限り、右寄せパターンを選
択する。

プリンタ９は、入力される画像データのドットパター
ンに応じてビームをオンオフして画像を出力するもので
ある。

次に第３図に示す画像処理回路に基づき他の実施例を
説明する。

図において、５値化処理器８は入力画像値に従つて、
0,1/4,2/4,3/4,1の出力レベルを２進数でそれぞれ000,0
01,010,011,111として出力する。

この場合、第２図の左側の回路、すなわちコンパレー
タ7a〜7d,プライオリテイエンコーダ10を用いることが
出来る。また前述のように、ROMを用いてテーブル参照
式に５値化処理を行うように構成することも出来る。主
走査方向に連続する４画素分の５値データがラツチ２〜
ラツチ５にラツチされる。但し、注目画素のデータがラ
ツチ４、左側がラツチ５、右隣がラツチ３、右側２つ隣
がラツチ２にラツチされる。また、左側の画素のデータ
は、右寄せか左寄せかが確定した５値（３ビツト）デー
タである。

この４画素のデータを参照して、後述のアルゴリズム
に従つてパターン選択器12から注目画素の出力ドツトパ
ターンのデータが出力される。パターン選択器12は、RO
M（またはRAM）を用いて４画素のデータ＝３ビツト×４
＝12ビツトの信号でアドレスされる番地に、所定のアル
ゴリズムで決定される注目画素の出力すべきデータを格
納しておくことにより実現出来る。

第４図に参照画素の配置を示す。左側の画素，注目画
素，右側の画素，右側２つ隣の画素の画素番号をそれぞ
れ−1,0,1,2として以下の説明をする。

◇ドツトパターン選択のアルゴリズム （番号の若いほど優先順位が高い） （１）０の画素が０または１のとき右寄せ，左寄せの区
別はないので、それぞれ000、111を出力する。

（２）−１の画素が右寄せのとき０の画素は左寄せとす
る。

（３）−１の画素が左寄せのとき０の画素は右寄せとす
る。

（４）１の画素が０のとき０の画素は左寄せとする。

（５）１の画素が１のとき０の画素は右寄せとする。

（６）２の画素が０のとき０の画素は右寄せとする。

（７）（２の出力レベル）≧（０の出力レベル）のとき
９の画素は右寄せとする。

（８）０の画素は左寄せとする。

本発明による出力画像を第５図（３）に示す。（１）
は各画素の出力レベルであり、（２）は従来法による左
寄せパターンのみを用いた場合の出力画像である。

同図の（２），（３）を比較してわかる通り、本発明
では孤立ドツトの数が少なく、すなわちビームのオン／
オフの回数が少なくなつているのがわかる。

第６図は画素クロツク（１）と８種の出力パターンに
対応したビーム点灯したパルス信号を示す図である。

第７図はプリンタのパルス幅変調回路の例である。

画像出力手段としてのマルチプレクサ13を用い、第６
図に示した８種の信号から画素クロツクに同期した３ビ
ツトの出力パターン選択信号S2に従つて、１つを選択す
ることによりパルス幅変調を行う構成となつている。S1
は出力パルス、S3はパルス幅変調された画像信号を示
す。

〔効果〕

以上本発明によれば、微小ドットの独立を減らして安
定して出力画像が得られる像形成装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る画像処理部のブロツク
図、第２図は５値化処理器の一例を示すブロツク図、第
３図は他の実施例に係る画像処理部のブロツク図、第４
図は参照画素の配置を示す図、第５図は従来例と本発明
に係る出力画像のパターンを示す図、第６図は画素クロ
ツクと８種の出力パターンに対応したビーム点灯パルス
信号を示す図、第７図はプリンタのパルス幅変調回路の
一例を示す図、第８図（ａ）〜（ｈ）は本発明に利用さ
れる左寄せ，右寄せの中間レベルのドツトパターンを示
す図、第９図は本発明による画像処理の結果の出力画像
と従来例を対比して説明するための図、第10図（ａ），
（ｂ）は第８図に示した出力ドツトパターンと３ビツト
の出力値信号の対応を示す図、第11図（ａ），（ｂ）は
ビームスポツトおよび露光エネルギー分布を示す図、第
12図は（ａ）〜（ｅ）は各露光時間毎のドツトパターン
を示す図、第13図は従来例における出力画像パターンを
説明するための図である。 ７…コンパレータ、８…５値化処理回路、12…パターン
選択器、13…マルチプレクサ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力される画像データから注目画素とその
   左右の画素を抽出し、注目画素の左右の画素の画像デー
   タに基づき注目画素における主走査方向の濃度勾配の方
   向を検出し、濃度勾配データを出力する検出手段と、 入力される画像データのパターンに応じてビームをオン
   オフして画像を出力する画像出力手段と、 注目画素の画像データと前記濃度勾配データに対し、注
   目画素の左右の画素のうち濃度が高い画像データの画素
   側に寄せるように予め求められた画像データのパターン
   を記憶し、前記注目画素データと前記濃度勾配データの
   入力に基づき、該記憶された画像データのパターンを前
   記画像出力手段に出力する変換手段とを備えることを特
   徴とする像形成装置。
2. 【請求項２】入力される画像データから注目画素とその
   左右の画素を抽出し、注目画素の左右の画素の画像デー
   タに基づき注目画素における主走査方向の濃度勾配の方
   向を検出し、濃度勾配データを出力するとともに、注目
   画素の左右の画素が左寄せか右寄せかを検出し、寄せの
   フラグデータを出力する検出手段と、 入力される画像データのパターンに応じてビームをオン
   オフして画像を出力する画像出力手段と、 注目画素の画像データと濃度勾配データとフラグデータ
   に対し、前記ビームのオンオフ回数が低減されるように
   予め求められた画像データのパターンを記憶し、前記注
   目画素データと前記濃度勾配データとフラグデータの入
   力に基づき、該記憶された画像データのパターンを前記
   画像出力手段に出力する変換手段とを備えることを特徴
   とする像形成装置。