JP3050880B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザビームを走査して画像を記録する例
えばレーザプリンタやデジタル複写機等に好適な画像記
録装置に関する。 〔従来の技術〕 レーザビームを走査して多階調の画像を形成する場合
には、一般にパルス幅変調方式が採用されている。その
一例に本出願人の提案に係る特開昭63−74368号公報に
開示された発明がある。この発明は、パルス幅変調によ
り多値化出力を発生するレーザ書き込み制御手段を有す
る画像処理装置において、書き込み制御手段における書
き込み開始位置を左右両方向から制御可能として、選択
切り換え使用するように設定したものである。そして、
この構成により、パルス幅変調とディザとの組み合わせ
て階調を表現する場合に、階調のなだらかなドット集中
型のパターンが形成できるという効果を得ている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、従来の方式では、例えば、第13図（ａ）に示
すように主走査方向（以下、ｘ方向と呼ぶ）に隣接する
画素（図では３画素目と４画素目）に跨がって存在する
中間濃度の細線（ｙ方向には連続と仮定して細線とす
る）を表現する場合、ｘ方向にはそれぞれ１画素分より
狭い中間のパルス幅に変調された二つのパルスにより書
き込まれるので、再生画像では、第13図（ｂ）に示すよ
うに本来細い１本の線であるべきものが、さらに細い２
本の離れた線によって表現される。この線は、第13図
（ａ）に示す３画素目と４画素目に分かれてそれぞれの
読み取り濃度に応じた幅で書き込み走査線の該当画素の
書き込みタイミングの最初から書き込まれることになる
ので、１本の線が２本の線に分かれることも起こり得る
わけである。この画像の割れは、上記のような細線に限
らず、低濃度から高濃度への変化点近くの画素において
も生じ易く、また、太線のエッジ部や、線で構成されて
いる文字や図形においても生じることがある。 なお、多階調の濃度情報を持つ画像信号の濃度情報に
応じて書き込みパルス幅を制御する所謂パルス幅変調方
式のレーザビームプリンタは特公昭61−30792号および
特開昭54−23535号公報にも記載されている。 この発明は上記のような従来技術の実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、画像割れが生じる虞れがな
く、優れた画像品質で記録することができる画像記録装
置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、第１の手段は、画素単位に
量子化された画像デ−タで変調されたレ−ザビ−ムを走
査することにより感光体上に静電潜像を記録する画像形
成装置において、記録対象画素及び主走査方向に対して
前記記録対象画素に隣接する画素の階調レベルと前記記
録対象画素及び主走査方向に対して隣接する画素の階調
レベルを複数に区分した階調ランクとに基づいて主走査
方向の１画素幅に相当する１画素区間内の複数のドット
記録位置の中から１つを選択するドット記録位置選択手
段を備えていることを特徴とする。 第２の手段は、同様の前提の画像形成装置において、
記録対象画素及び主走査方向に対して前記記録対象画素
に隣接する画素の階調レベルと前記記録対象画素及び主
走査方向に対して隣接する画素の階調レベルを複数に区
分した階調ランクとに基づいて主走査方向の１画素幅に
相当する１画素区間内のドット記録位置を決定する位相
情報を発生する位相情報発生手段と、前記１画素区間内
で異なる位相の複数のレ−ザビ−ムを変調するためのパ
ルス群を発生するパルス発生手段と、前記位相情報発生
手段からの位相情報に基づいて、前記パルス発生手段か
ら発生する前記異なる位相の複数のパルスの中から１つ
を選択するパルス選択手段とを備えていることを特徴と
する。 第３の手段は、同様の前提の画像形成装置において、
記録対象画素及び主走査方向に対して前記記録対象画素
に隣接する画素の階調レベルと前記記録対象画素及び主
走査方向に対して前記記録対象画素に隣接する画素の階
調レベルを複数に区分した階調ランクとに基づいて主走
査方向の１画素幅に相当する１画素区間内のドット記録
位置を決定する位相情報を発生する位相情報発生手段
と、前記記録対象画素の前記階調ランクに基づいて前記
記録対象画素にドットを記録するためのレ−ザビ−ムを
変調するパルスのパルス幅を決定するパルス幅情報を発
生するパルス幅情報発生手段と、前記１画素区間内で互
いに位相またはパルス幅が異なるレ−ザビ−ムを変調す
るための複数のパルスを発生するパルス発生手段と、前
記位相情報発生手段からの位相情報とパルス幅発生手段
からのパルス幅情報に基づいて前記複数のパルスの中か
ら１つを選択するパルス選択手段とを備えていることを
特徴とする。 第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記
１画素区間内の複数の記録位置が、主走査方向に対し
て、前側、中央、後側の３位置であることを特徴とす
る。 第５の手段は、同様の前提の画像形成装置において、
記録対象画素及び主走査方向に対して前記記録対象画素
に隣接する画素の階調レベルと前記記録対象画素及び主
走査方向に対して隣接する画素の階調レベルを複数に区
分した階調ランクとに基づいて主走査方向の１画素幅に
相当する１画素区間にドットを記録するためのレ−ザビ
−ムを変調するパルスの位相及びパルス幅を決定するパ
ルス情報を発生するパルス情報発生手段と、前記１画素
区間内で互いに位相またはパルス幅の異なるレ−ザビ−
ムを変調するための複数のパルスを発生するパルス発生
手段と、前記パルス情報発生手段からのパルス情報に基
づいて前記複数のパルスの中から１つを選択するパルス
選択手段とを備えていることを特徴とする。 第６の手段は、第５の手段において、前記異なる複数
の位相が、１画素区間内での前側、中央、後側の３種類
のパルス位置に対応する位相であることを特徴とする。 〔作用〕 上記第１の手段によれば、ドット記録位置選択手段に
よって、記録対象画像及び主走査方向に対して記録対象
画素に隣接する画素の階調レベルと、記録対象画素及び
レーザビームの主走査方向に対して記録対象画素に隣接
する画素の階調レベルを複数のランクとによって、主走
査方向の１画素幅に相当する１画素区間内の複数のドッ
ト記録位置の中から選択するので、記録画素の濃度や形
状の表現の自由度が増すことになる。 上記第２の手段によれば、位相情報発生手段によっ
て、記録対象画素とレーザビームの主走査方向に対して
記録対象画素に隣接する画素の階調レベルと、この画素
の階調レベルを複数のランクに区分した階調ランクに基
づいて主走査方向の１画素幅に相当する１画素区間内の
ドット記録位置を決定する位相情報を発生し、パルス発
生手段によって１画素区間内で異なる位相の複数のレー
ザビームを変調するためのパルス群を発生し、パルスを
選択手段によって位相情報発生手段からの位相情報に基
づいて、パルス発生手段から発生する異なる位相の複数
のパルスの中から１つを選択するので、主走査方向に関
して前後の画素データに基づいて記録対象画素の記録位
置を制御することができる。 第３の手段によれば、位相情報発生手段によって、記
録対象画素及び主走査方向に対して記録対象画素に隣接
する画素の階調レベルと、この画素の階調レベルを複数
に区分した階調ランクに基づいて主走査方向の１画素幅
に相当する１画素区間内のドット記録位置を決定する位
相情報を発生し、パルス幅情報発生手段によって記録対
象画素の階調ランクに基づいて記録対象画素にドットを
記録するためのレーザビームを変調するパルスのパルス
幅を決定するパルス幅情報を発生し、パルス発生手段に
よって１画素区間内で互いに位相またはパルス幅の異な
るレーザビームを変調するための複数のパルスを発生
し、パルス選択手段によってパルス位相情報発生手段か
らの位相情報とパルス幅情報発生手段からのパルス幅情
報に基づいて複数のパルスの中から１つを選択するの
で、隣接する画素の画像データの有無や濃さに応じて対
象画素の記録位置と書き込みパルス幅が制御できる。 第４の手段によれば、前後と中央の３位置の何れか一
つの記録位置の選択が可能なので、対象画素の前後の濃
度差に応じて、大きい側の画素寄りの位置に記録した
り、中央位置に記録することができ、画像のエッジ部
か、均一なハーフトーン部かの違いに対応して適切な記
録をすることができる。 上記第５の手段によれば、パルス情報発生手段によっ
て、記録対象画像及び主走査方向に対して記録対象画素
に隣接する画素の階調レベルと、記録対象画素及びレー
ザビームの主走査方向に対して記録対象画素に隣接する
画素の階調レベルを複数に区分けした階調ランクに基づ
いて主走査方向の１画素幅に相当する１画素区間内にド
ットを記録するためのレーザビームを変調するパルスの
位相及びパルス幅を決定するパルス情報を発生し、パル
ス発生手段によって１画素区間内で、互いに位相または
パルス幅の異なる、レーザビームを変調するための複数
のパルスを発生し、パルス選択手段によってパルス情報
発生手段からのパルス情報に基づいて前記複数のパルス
の中から１つを選択するので、隣接する画素の画像デー
タの有無や濃さに応じて対象画素の記録位置と書き込み
パルス幅が制御できる。 第６の手段によれば、前後と中央の３位置の何れか一
つの記録位置の選択が可能なので、対象画素の前後の濃
度差に応じて、大きい側の画素寄りの位置に記録した
り、中央位置に記録することができ、画像のエッジ部
か、均一なハーフトーン部かの違いに対応して適切な記
録をすることができる。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

【第１実施例】 第３図は実施例に係る画像記録装置としてのデジタル
複写機の外観を示す斜視図である。同図において、複写
機１は上面に原稿台２を、上面の前面Ｆ側に操作部３を
備えている。また、前面Ｆ側から見て右側に二つの用紙
カセット4,5が挿抜自在に装着され、左側に排紙トレイ
６が設けられている。さらに、原稿台２の上面を覆うよ
うに原稿押さえ７が、複写機１の上面に揺動自在に取り
付けられている。なお、複写機１の内部には、露光光学
系、現像・定着系、搬送系等のデジタル複写機の公知の
機構とその制御装置が内蔵されている。 上記のようなデジタル複写機１では、被読み取り面を
原稿台２側に対向させてセットした図示しない原稿が、
図示しない照明系、結像光学系およびCCDラインセンサ
によって主走査（図示矢印ｘ方向）読み取りがなされ、
同時に照明系および結像光学系の移動によって、副走査
（図示矢印ｙ方向）読み取りがなされる。読み取られた
画像データは、種々の補正、変換等の画像処理が施され
たあと、この画像データに基づいてレーザビームを変調
し、感光体に静電的な潜像として書き込まれる。その後
は所謂電子写真プロセスによっていずれかの用紙カセッ
ト4,5から送り込まれた用紙にコピー画像が再成され
る。この場合、読み取り、書き込みとともに400DPI（約
16画素/mm）の画素に分解して処理される。 第４図は上記デジタル複写機１の内部処理の様子を特
に画像データの流れの観点から示したブロック図であ
る。同図において、読み取り部11で読み取られた画像デ
ータは画素単位毎に６ビットで64階調を表現するデジタ
ル信号Ｄとして画像処理部12に送られ、画像処理部12か
ら書き込み処理に適合するように上記デジタル信号Ｄに
基づいて４ビットにコード化された画像信号Ｐとして書
き込み部13に送られる。なお、読み取り部11、画像処理
部１および書き込み部13は制御部14によってそれぞれ制
御される。 第５図は書き込み部13の要部の構成を示す説明図であ
る。同図において、パルス発生器21は種々のパルス幅お
よび位相のパルス信号群Ｗを発生する。画像処理部12で
コード化された画像信号Ｐはパルスセレクタ22にセレク
ト条件信号として入力されパルス群Ｗの中の一つをセレ
クトしてデジタルパルス信号Ｙを出力する。デジタルパ
ルス信号Ｙはレーザダイオード（LD）ドライバ23におい
て、レーザダイオード（LD）ドライブ信号Ｉに変換さ
れ、レーザダイオード（LD）24はLDドライブ信号Ｉに応
じて発光する。レーザビームは図示しない結像光学系に
よって感光体ドラム26上に結像される。このとき、回転
多面鏡25によって主走査され、同時に感光体ドラム26の
回転によって副走査される。 第５図に示したシステムは、所謂パルス幅変調方式の
一種であり、パルス幅の大小は感光体上での露光量およ
び露光面積の大小に対応づけられ、最終的にはコピー上
での単位面積あたりの黒（トナー）の面積の大小に対応
し、さらにコピーを目視する肉眼にとっては、濃度や線
幅の大小として認識される。 第６図および第７図は画像処理部12において、読み取
り画像データがパルスコード信号に変換されるアルゴリ
ズムを説明する図である。第４図に示した読み取り画像
データとしてのデジタル信号Ｄは、画像処理部12におい
てシェーディング補正、MTF補正、γ補正等の公知の処
理が施される。これらの処理についてはこの発明と直接
関係がないのでここでの説明は省略するが、これらの公
知の処理が施された後の６ビットの画像信号が第６図で
の階調レベルである。すなわち、６ビット64階調は０
（白）から63（黒）の階調レベルを有するが、これらは
同図に示したようにそのレベルに応じて階調ランク０〜
５の６段階にランク分けされる。そして、この階調ラン
クに応じて同図のように書き込みパルス幅が割り当てら
れるものとする。このパルス幅は書き込み速度に関連し
ており、80nsが主走査方向での１画素分の時間である。
つまり、パルス幅80nsなら１画素の全てが黒になること
であり、パルス幅が20nsなら、１画素分の中で20/80＝1
/4すなわち25％が黒で残りの75％が白に表現されること
になる。この場合、レーザビームのピントの具合や感光
体の感度、トナーの大きさ、プロセス条件の変動等のた
めに、厳密には正確に1/4が黒になるものではないこと
をことわっておく。 また、上記第６図で左右階調ランク差Δ＝左−右と記
載されている欄で、左右とは、今パルスコード化の対象
としている画素に対して主走査（ｘ方向）方向に関して
一つ手前、すなわち原稿側で左側にあたる画素のことを
左、逆に右側にあたる画素のことを右といっている。例
えば、後述の第１図において階調レベル38の画素に対し
左は25であり、右は７の階調ランクである。この様に左
右を定義づけたとき、この左右の階調ランクの差がΔで
あり、このΔの大小関係によってパルスの位相を決めて
いる。パルスの位相とは、パルスの位置と言い換えても
よいもので、同じパルス幅であっても左右の画素の濃さ
関係に対応して、パルスの位置が位相の場合は左寄
り、位相の場合は中央部、位相の場合は右寄りに位
置するものである。そして、対象画素の階調ランクおよ
び左右の差Δの値によって第６図に示すようにパルス位
相が割り付けられ、結局パルス幅と位相との組み合わせ
として、0_HからD_H（添字の_Ｈは16進表現の意）の14種類
のパルスコードに割り付けている。このパルスコードが
第４図の画像処理部12からの画像信号Ｐに対応してい
る。 第７図は第６図を補足するもので、第６図のアルゴリ
ズムに対する例外処理を示している。すなわち、対象画
素の階調ランクが１〜４の場合において、左右のどちら
か一方だけが、階調ランク０の場合は、パルス位相、し
たがってパルスコードは第６図によらず、第７図によっ
て割り付ける。すなわち、右隣がランク０であれば、パ
ルスの位相は、言い換えれば左寄りの位置になり、逆
に左隣がランク０であれば、パルスの位相は、言い換
えれば右寄りの位置になる。 第８図は第６図および第７図のアルゴリズムを実現す
るロジック図である。D₆からD₁は６ビットの画像データ
であるが、階調レベルから階調ランクの変換が第６図に
示すような値であるために、６ビットの中、上位３ビッ
トのデータで十分である。CK0は画像処理部12における
画素クロックで、31,32,33はラッチ、34は読み出し専用
メモリ（ROM）である。また、信号P₃₀からP₀₀は４ビッ
トのパルスコード信号で、第４図の画像信号Ｐに対応す
る。 第８図において、ROM34のアドレス信号A₈〜A₀の中、
上位のA₈〜A₆の３ビットは対象画素の階調レベル、A₅か
らA₃の３ビットは左隣（先に走査される側）の階調レベ
ル、A₂〜A₀の３ビットは右隣の階調レベル情報が入力さ
れる。すなわち、第６図のパルスコード化に必要な、左
右を含む３画素の階調レベルが、ROM34のアドレスを構
成している。ROM34には予め各アドレス値に対応して第
６図および第７図で決められる４ビットのパルスコード
が書き込まれ、格納されているので、画像データD₆〜D₄
およびクロックCK0に同期して順次にROM34から対象画素
に対応するパルスコードが発生される。ラッチ33はタイ
ミング整形のために設けられている。 第９図はパルスコードに対応する書き込み部13のパル
ス発生器21の出力パルス群Ｗの波形を説明する説明図で
る。同図において、CK1は書き込み部13での画素クロッ
クであり、１画素80nsのスピードである。読み取り部11
および画像処理部12での画素クロックCK0に対し、異な
るクロックCK1を使用している理由は、読み取り主走査
と書き込み主走査との有効走査率の差のためである。 第９図に示すように第６図のパルス幅および位相に対
応するパルスがそれぞれ該当するパルスコードに対応づ
けられている。なお、第９図のパルス波形の添字_１、_０
は論理レベルを示している。第９図中、コード0_HとD_Hに
対応する波形には記号名を示す記号Ｗがないのは、これ
らが１画素中、常に論理“0"か、論理“1"であり、パル
ス発生器21でわざわざパルスを発生する必要もないため
である。 第10図はパルス発生回路およびその出力のパルスコー
ド信号に応じて一つのパルスを選択する部分のロジック
図である。 このロジックはパルス発生器41、セレクタ42、および
二つのラッチ43,44とから基本的に構成されており、パ
ルス発生器41において入力信号CK1から種々の遅延信号
を遅延素子によって発生し、これらの信号のAND,ORの簡
単な論理演算で第９図に示すパルス群が作成されるが、
このパルス発生ロジックは種々の変形が可能で、しかも
当業者にとってその変形は容易であるので、詳しい説明
は省略する。 上記第10図において、パルスコード信号P₃₁,P₂₁,P₁₁,
P₀₁は第８図のパルスコード信号P₃₀,P₂₀,P₁₀,P₀₀と同一
の信号であるが、スピードだけが異なる。すなわち、パ
ルスコード信号P₃₀,P₂₀,P₁₀,P₀₀は画像処理部12での画
素クロックCK0に同期しているのに対し、パルスコード
信号P₃₁,P₂₁,P₁₁,P₀₁は書き込み部13での画素クロックC
K1に同期している。このクロックの差のために、画像処
理部12から画素クロックCK0に同期して出力され、書き
込み部13に入力されたパルスコード信号P₃₀,P₂₀,P₁₀,P
₀₀は、書き込み部13の内部において図示しないラインバ
ッファに画素クロックCK0に同期して書き込まれる。ま
た、この書き込みと同時に画素クロックCK1に同期して
読み出される。これによって、画素クロックCK0からCK1
への速度変換がなされたことになるが、これは公知の技
術であるので図示および詳細説明は省略する。 パルスコード信号P₃₁,P₂₁,P₁₁,P₀₁はラッチ43でタイ
ミング整形された後、さらにラッチ44によってタイミン
グ整形される。ラッチ44は、パルス発生器41からの出力
O₀〜O₁₃のセレクタ42における入力I₀〜I₁₃から信号Ｙの
出力までのディレイ量と、セレクト条件A,B,C,Dから信
号Ｙの出力が確定するまでのディレイ量とのタイミング
をとって、入力パルスのパルス幅が正しく出力に現れる
ようにするためのものであり、パルス発生器41において
パルスの発生タイミングに関連づけてラッチのためのク
ロック信号CK2を発生し、ラッチ44のクロックとするこ
とで上記機能を達成している。このようにしてパルスコ
ードに対応した信号P₃₁,P₂₁,P₁₁,P₀₁が選択され、信号
Ｙとして出力される。この場合、パルスコードが6_Hであ
ればセレクタのセレクト条件信号D,C,B,Aの論理は、Ｄ
＝“0",C＝“1",B＝“1",A＝“0"であり、したがって、
第９図に示すようにW₆がセレクトされ、Ｙ＝W₆が出力さ
れる。なお、第10図の信号Ｙは第５図の信号Ｙに対応し
ている。 第１図および第２図は、第３図ないし第10図の構成お
よび動作に対応して生じる作用を模式的に示す説明図で
ある。第１図は読み取り画像の階調レベルと再成画像と
の関連を示しており、簡単のため、第２図（ａ）に示す
ような線幅的１画素ほどのｙ方向に平行な線をｘ方向に
走査した場合の１走査線上での画像について説明する。
読み取る場合には、読み取り系のMTF（空間周波数特
性）のためにいわゆる“ぼけ”が生じ、読み取り画像デ
ータの階調レベルは例えば、第１図の（ａ）に示すよう
になる。また、１画素程度の細線が隣合う２画素に跨る
場合、すなわち、CCDラインセンサ上で隣合う２画素に
跨がって結像する場合があり、上記第１図（ａ）はこの
ような場合での読み取りデータである。なお、第１図に
おいて、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｅ），（ｇ）の各
桝目はそれぞれ１つの画素を表している。 第１図（ｂ）は、上記（ａ）に対応する階調ランクを
示し、第６図から容易にランク付けすることができる。
なお、同図（ｂ）でおよびはパルス位相を示し、こ
れも画素の左右関係と第６図から容易に決められる。 第１図（ｃ）は、同図（ｂ）に対応するパルスコード
を示し、第６図から容易に決められる。第１図（ｄ）
は、同図（ｃ）のパルスコードに対応する書き込み波形
（信号）Ｙ（第５図、第10図）を示す。すなわち、パル
ス位相の位置に20nsのパルスがあり、これに連続して
隣の画素のパルス位相の位置に32nsのパルスがあり、
結局は20＋32＝52nsの１パルスに相当する書き込みパル
スが得られる。第１図（ｅ）は、同図（ｄ）に対応する
再成画像を示し、書き込みパルス52nsに対応した面積分
の黒画像が得られ、この径は約１画素程である。第１図
（ｆ）は、従来技術における書き込みパルス波形を示
す。すなわち、この場合、パルス位相は常に固定で、階
調ランク（２）、または階調ランク（３）の値に対応す
るパスル幅が選ばれ、同図（ｆ）に示すように書き込み
パルス幅が20nsと32nsの互いに離れた二つのパルスにな
る。第１図（ｇ）は、同図（６）に対応する再成画像を
示し、書き込みパルス20nsと32nsに対応して１画素分よ
りも小さく、しかも互いに大きさの異なる二つの分離し
た黒画像になる。なお、同図（ｄ）ないし（ｇ）で、１
画素分の時間80nsに対するパルス幅の比と、１画素分の
面積（桝目の大きさ）に対する黒画像の面積の比とが、
必ずしもリニアーに対応しているとは限らない。 第２図（ａ）は原稿でｙ軸に平行な細線であり、同図
（ｂ）は第１図（ｅ）に対応したこの発明による再成画
像であって、第２図（ａ）とほぼ同一の幅の１本の線が
得られる。第２図（ｃ）は従来技術の場合で第１図
（ｇ）に対応した再成画像であり、太さの異なる分離し
た２本の細線となっていることがわかる。なお、第２図
では簡単のために、ｙ方向に平行な直線を例にとってい
るが、例えば、直線がｙ軸に平行ではなく、僅かに傾い
ている場合やCCDラインセンサへの結像位置等によって
は、従来技術の場合は１本の線が場所によって２本に分
離したり、１本になったり、また、１本でもその線幅が
凹凸に変化したりした再成画像になったが、この発明に
よると、このような場合、原稿とほぼ等しい線幅の１本
の線として再成画像を得ることができる。また、上記の
ように直線の場合に限らず、曲線の場合や、線に限らず
文字や図形における線の部分や、線でなくとも画像のエ
ッジ部等に対して、この発明による再成画像は極めて原
稿に近い画像となり、結局、再成画像の画質の向上を図
ることができる。 以上のように、上記実施例によれば、以下のような効
果がある。 隣接する画素の画素データの有無または濃さに応じて
対象画素の記録位置を制御できるので、記録画像の濃度
および／または形状の表現に自由度が増え、結果的に画
像品質が向上する。 レーザビームの変調がパルス幅によって行われて、パ
ルスの位相またはタイミングを制御して記録位置を制御
するので制御回路の構成が容易で、安価である。 パルス幅変調を導入することで、隣接する２画素のパ
ルスを連結して新しいパルス幅を持つ一つのパルスにで
きるので、記録画像の濃度および／または形状の表現に
自由度が増え、結果的に画像品質が向上する。特に、２
画素間に跨る細線の表現やエッジ部での画像割れを防ぐ
ことができる。 １画素区間内の複数の記録位置が、主走査方向に関
し、前側、中央および後側の３位置にとってあるので、
対象画素の前後の画素間の濃度差が大きい場合には、対
象画素は大きい側の画素寄りの位置に記録し、前後の画
素間の濃度差が小さい場合には、対象画素は中央位置に
記録することも可能になる。これにより、濃さ、すなわ
ちパルス幅は同一であっても、画像のエッジ部が、均一
なハーフトーン部かの違いに対応して適切な記録を行う
ことができ、結果として画像品質が向上する。 デジタルパルス群の発生およびそれらから一つを選択
する手段として採用されているセレクタ回路は、公知の
デジタル論理技術で容易かつ安価に構成することができ
る。 パルスの位相情報は、コード化した信号として表現で
きるので、信号線の種類や回路の構成が簡単になる。 位相情報とパルス幅情報とを含んでパルス情報として
コード化するので、信号の種類や処理回路の構成が簡単
になる。上記実施例のように、位相情報が３種類（した
がって２ビット）、パルス幅情報が６種類（したがって
３ビット）に場合に、これらの組み合わせとしてのパル
ス情報は第６図のパルスコードに示されるように0_Hから
D_Hまでの14種類、したがって４ビットで表現することが
できる。 なお、この発明は、上記実施例に限定されることなく
種々の変形が可能である。例えば、読み取り階調レベル
からパルスコードへの変換は第６図のアルゴリズムや第
８図のロジックに限らず種々の変形が可能であるし、階
調ランクにランク付けすることなく、階調レベルとその
周辺画素との関係からパルスコードを決めることも可能
である。さらには、パルスコードの種類、パルスの種
類、位相、パルス群の発生やセレクタの詳細なロジック
等も種々変形が可能である。

【第２実施例】 次に第２の実施例を説明する。なお、この実施例は、
上記第１図ないし第10図を参照して説明した第１の実施
例に係るデジタル複写機１とその各部の構成および動
作、機能等は同一なので、煩雑さを避けるため重複する
説明は省略し、異なる構成、動作、機能についての部分
を重点的に説明する。 第４図に示した読み取り画像データとしてのデジタル
信号Ｄは、画像処理部12においてシェーディング補正、
MTF補正、γ補正等の公知の処理が施されるが、これら
の公知の処理が施された後の６ビットの画像信号が前述
の第１の実施例で述べた第６図での階調レベルである。
すなわち、６ビット64階調は０（白）から63（黒）の階
調レベルを有するが、これらは同図に示したようにその
レベルに応じて階調ランク０〜５の６段階にランク分け
される。そして、この階調ランクに応じて同図のように
書き込みパルス幅が割り当てられるものとする。このパ
ルス幅は書き込み速度に関連しており、80nsが主走査方
向での１画素分の時間である。つまり、パルス幅80nsな
ら１画素の全てが黒になるこどであり、パルス幅が20ns
なら、１画素分の中で20/80＝1/4すなわち25％が黒で残
りの75％が白に表現されることになる。 また、上記第６図で左右階調ランク差Δ＝左−右と記
載されている欄で、左右とは、今パルスコード化の対象
としている画素に対して主走査（Ｘ方向）方向に関して
一つ手前、すなわち原稿側で左側にあたる画素のことを
左、逆に右側にあたる画素のことを右といっている。例
えば、前述の第１図において階調レベル38の画素に対し
左は25であり、右は７の階調ランクである。この様に左
右を定義づけたとき、この左右の階調ランクの差がΔで
あり、このΔの大小関係によってパルスの位相を決めて
いる。パルスの位相とは、パルスの位置と言い換えても
よいもので、同じパルス幅であっても左右の画素の濃さ
関係に対応して、パルスの位置が位相の場合は左寄
り、位相の場合は中央部、位相の場合は右寄りに位
置するものである。そして、対象画素の階調ランクおよ
び左右の差Δの値によって第６図に示すようにパルス位
相が割り付けられ、結局パルス幅と位相との組み合わせ
として、0_HからD_H（添字の_Ｈは16進表現の意）の14種類
のパルスコードに割り付けている。このパルスコードが
第４図の画像処理部12からの画像信号Ｐに対応してい
る。これらのことは既に第１の実施例で述べてある。 第11図は第６図を補足するもので、第６図の中の階調
レベル０〜15および16〜23の部分についての詳細であ
る。 すなわち、これらの階調レベルでは第11図に示される
ように階調ランクは対象画素の階調レベルの他に隣接レ
ベルによって決められ、さらにこの決められた階調ラン
クに対して隣接画素の階調レベルに基づいてパルス位相
が決められる。これは、階調レベルの低い部分では、前
後の画素のレベル差が大きい場合は画像のエッジ部であ
り、このような場合は第６図のようなアルゴリズムに従
って処理することが適当であるが、主走査方向の前後の
画素の階調レベルも第11図に示すように低い場合は、一
様に淡いハーフトーン部分か、薄い細線の場合等であ
り、この様な場合は、第11図に示すように階調ランクを
一つだけ上げ、またパルス位相をとすることにより、
再成画像の品質が向上する。 また、第12図は階調レベルと再成画像との関連をしめ
す説明図で、特に第11図のアルゴリズムの作用および効
果を説明するためのものである。図の見方は前述の第２
図の場合と同様である。 第12図（ａ）は幅が１画素以下の細線を横断走査した
場合の読み取り階調レベルである。読み取り系のMTFの
ために前述と同様に所謂“ぼけ”が生じ、階調レベルは
同図に示したようになる。第12図（ｂ）は同図（ａ）に
対応する階調ランクである。ここでランク２の画素は第
６図のアルゴリズムではランク１に該当するが第11図の
補足アルゴリズムによりランク２となっている。また、
第11図に示したアルゴリズムにより、パルスコードは第
12図（ｃ）に示すようになる。同図に示されるようなパ
ルスコード5_Hに対するパルスは第９図に示すように位相
がでパルス幅は20nsである。すなわち、第12図（ａ）
に対応するパルス波形は同図（ｄ）に示すようなものに
なる。そして、このときの再生画像は同図（ｅ）に示す
ようになる。 一方、第12図（ｆ）ないし（ｈ）は第11図のアルゴリ
ズムによらず、第６図および第７図のアルゴリズムによ
った場合を第11図との比較の意味で示したものである。
この場合、第12図（ａ）に対応する階調ランクは同図
（ｆ）のようになる。また、位相はでパルスコードは
2_Hとなり、それ故、パルス波形は同図（ｇ）に示すよう
に12nsになる。これにより、再生画像は同図（ｈ）のよ
うになり、これは同図（ｅ）に比較して小さな黒ドット
になる。このような小さな黒ドット自体、および小さな
黒ドットの連続で表現される細線は、小ささや線の細さ
の他に、肉眼にとっては濃さの点で薄く見えることにな
る。さらに、幅の細いパルスでは、電気回路の応答性に
起因する波形なまりや、レーザダイオードの応答性に起
因する光パルスの波形なまり及び狭い光パルスに対する
感光体の応答性や、感光体に付着するトナーの特性等の
ために、結局は狭いパルスでは再生画像の黒ドットの大
きさが不安定で変動する。すなわち、上記第12図
（ｆ），（ｇ），（ｈ）の場合、細線が画像として現れ
たり、消えたり、太さが変動したりする。 これに対し、第12図（ａ）ないし（ｅ）によれば、細
線もしっかりと再成される。また、第11図で対象画素お
よびその前後ともに階調レベルが８〜15の場合、階調ラ
ンクは１、パルス位相は、パルスコードは2_Hとなる。
これは、文字のような線画像、あるいはべた画像のエッ
ジ部の表現のためではなく、べた画像の中でも極めて薄
い画像の表現を可能にするためのものである。すなわ
ち、階調レベル８〜15程度が単独または単独に近い形で
散在する場合や、画像のエッジ部ではこのレベル８〜15
は、階調ランク０となって画像に現れることなく、画像
エッジのシャープネスの向上や画像中のノイズ成分の除
去等の効果があるが、レベル８〜15程度が連続する場合
は、ほとんどの場合、画像のエッジ部でもまた画像ノイ
ズでもなく、原稿画像中の薄いべた画像であり、上記第
11図に示した補足アルゴリズムによってべた画像として
再成される。これが、第11図に示したアルゴリズムの効
果となっている。 その他、特に説明しないデジタル複写機１の各部、動
作、機能は全て前述の第１の実施例と同様である。 以上のように、上記第２の実施例によれば、第１の実
施例の効果に加えて、パルス情報がコード化されること
により、信号の種類や処理回路の構成が簡単になる。具
体的には、この実施例のパルス情報コードは４ビットで
表現されているが、これを位相情報のみ２ビットでコー
ド化し、パルス幅情報は独立に３ビットにコード化また
は全くコード化せずに階調ランクまたは階調レベルのま
ま表現すると、信号線は５本以上が必要で、しかも、第
11図に示すような補足アルゴリズムの実現のためにも、
他の信号線または他の処理回路が必要となり、その分複
雑化することになる。 〔発明の効果〕 これまでの説明で明らかなように、上記のように構成
されたこの発明によれば、以下のような効果がある。 すなわち、請求項１および２記載の発明によれば、隣
接する画素の画素データの有無、対象画素およびそれに
隣接する画素の階調レベルまたは画素の階調ランクに応
じて、１画素区間内でドット記録位置を制御できるの
で、記録画像の濃度や形状の表現に自由度が増し、結果
的に画像品質の向上を図ることができる。 請求項３および５記載の発明によれば、隣接する画素
の画素データの有無、対象画素およびそれに隣接する画
素の階調レベルまたは画素の階調ランクに基づいて発生
するパルス情報により１画素区間内に記録されるドット
の記録位置およびドットを記録するためのレーザビーム
を変調するパルスのパルス幅を決定するので、記録画像
の濃度や形状の表現に自由度が増し、結果的に画像品質
の向上を図ることができる。 また、請求項1,2,3記載の発明によれば、パルス幅変
調を導入することによって隣接する２画素のパルスを連
結して新しいパルス幅を持つ一つのパルスにできるの
で、記録画像の濃度や形状の表現に自由度が増し、画像
品質の向上を図ることができる。また、特に、２画素間
に跨る細線や画像エッジ部での画像割れを防ぐことがで
きる。 請求項４および６記載の発明によれば、１画素区間に
対して前側、中央、後側の３位置の選択が可能なので、
対象画素の前後の画素間の濃度差が大きい場合には大き
い側の画素寄りの位置に記録し、前後の画素間の濃度さ
が小さい場合には、対象画素は中央に記録することが可
能になる。これにより、濃さ、すなわちパルス幅は同一
であっても画像のエッジ部か、均一なハーフトーン部か
の違いに対応して適切な記録ができ、結果として画質も
向上し、画像割れ等が生じることはなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例および従来例に係るデジタル複写
機の画像処理の一例を示す説明図、第２図は複写対象画
像と記録画像の状態を対比する説明図、第３図は実施例
に係るデジタル複写機の斜視図、第４図はデジタル複写
機の画像データの内部処理の様子を示すブロック図、第
５図はデジタル複写機の書き込み部の概略を示す説明
図、第６図および第７図はそれぞれ読み取り画像データ
がパルスコードに変換される画像処理部でのアルゴリズ
ムを示す説明図、第８図は第６図および第７図のアルゴ
リズムを実現するロジック図、第９図はパルスコードに
対応する書き込み部のパルス発生器の出力パルス群の波
形を示す説明図、第10図はパルス発生回路およびその出
力のパルスコード信号に応じて一つのパルスを選択する
部分のロジック図、第11図は読み取り画像データがパル
スコードに変換される画像処理部でのアルゴリズムを示
す説明図、第12図は第２の実施例および従来例に係るデ
ジタル複写機の画像処理の一例を示す説明図、第13図は
従来の再成画像の状態を示す説明図である。 １……複写機、11……読み取り部、12……画像処理部、
13……書き込み部、14……制御部、21……パルス発生
器、22……パルスセレクタ、23……レーザダイオード
（LD）ドライバ、24……レーザダイオード（LD）、25…
…回転多面鏡、26……感光体ドラム、31,32,33,43,44…
…ラッチ、34……ROM、41……パルス発生器、42……セ
レクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画素単位に量子化された画像デ−タで変調
   されたレ−ザビ−ムを走査することにより感光体上に静
   電潜像を記録する画像形成装置において、 記録対象画素及び主走査方向に対して前記記録対象画素
   に隣接する画素の階調レベルと、前記記録対象画素及び
   主走査方向に対して隣接する画素の階調レベルを複数に
   区分した階調ランクとに基づいて、主走査方向の１画素
   幅に相当する１画素区間内の複数のドット記録位置の中
   から１つを選択するドット記録位置選択手段 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】画素単位に量子化された画像デ−タで変調
   されたレ−ザビ−ムを走査することにより感光体上に静
   電潜像を記録する画像形成装置において、 記録対象画素及び主走査方向に対して前記記録対象画素
   に隣接する画素の階調レベルと、前記記録対象画素及び
   主走査方向に対して隣接する画素の階調レベルを複数に
   区分した階調ランクとに基づいて、主走査方向の１画素
   幅に相当する１画素区間内のドット記録位置を決定する
   位相情報を発生する位相情報発生手段と、 前記１画素区間内で異なる位相の複数のレ−ザビ−ムを
   変調するためのパルス群を発生するパルス発生手段と、 前記位相情報発生手段からの位相情報に基づいて、前記
   パルス発生手段から発生する前記異なる位相の複数のパ
   ルスの中から１つを選択するパルス選択手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】画素単位に量子化された画像デ−タで変調
   されたレ−ザビ−ムを走査することにより感光体上に静
   電潜像を記録する画像形成装置において、 記録対象画素及び主走査方向に対して前記記録対象画素
   に隣接する画素の階調レベルと、前記記録対象画素及び
   主走査方向に対して前記記録対象画素に隣接する画素の
   階調レベルを複数に区分した階調ランクとに基づいて、
   主走査方向の１画素幅に相当する１画素区間内のドット
   記録位置を決定する位相情報を発生する位相情報発生手
   段と、 前記記録対象画素の前記階調ランクに基づいて前記記録
   対象画素にドットを記録するためのレ−ザビ−ムを変調
   するパルスのパルス幅を決定するパルス幅情報を発生す
   るパルス幅情報発生手段と、 前記１画素区間内で互いに位相またはパルス幅が異なる
   レ−ザビ−ムを変調するための複数のパルスを発生する
   パルス発生手段と、 前記位相情報発生手段からの位相情報とパルス幅発生手
   段からのパルス幅情報に基づいて前記複数のパルスの中
   から１つを選択するパルス選択手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】前記１画素区間内の複数の記録位置が、主
   走査方向に対して、前側、中央、後側の３位置であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の
   画像形成装置。
5. 【請求項５】画素単位に量子化された画像デ−タで変調
   されたレ−ザビ−ムを走査することにより感光体上に静
   電潜像を記録する画像形成装置において、 記録対象画素及び主走査方向に対して前記記録対象画素
   に隣接する画素の階調レベルと、前記記録対象画素及び
   主走査方向に対して隣接する画素の階調レベルを複数に
   区分した階調ランクとに基づいて、主走査方向の１画素
   幅に相当する１画素区間にドットを記録するためのレ−
   ザビ−ムを変調するパルスの位相及びパルス幅を決定す
   るパルス情報を発生するパルス情報発生手段と、 前記１画素区間内で互いに位相またはパルス幅の異なる
   レ−ザビ−ムを変調するための複数のパルスを発生する
   パルス発生手段と、 前記パルス情報発生手段からのパルス情報に基づいて前
   記複数のパルスの中から１つを選択するパルス選択手段
   と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】前記異なる複数の位相が、１画素区間内で
   の前側、中央、後側の３種類のパルス位置に対応する位
   相であることを特徴とする画像形成装置。