JP3192432B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル複写機，ファ
クシミリ等のように原稿画像情報をＣＣＤなどのイメー
ジセンサを用いて所定の画素密度で読み取り、電気信号
に変換し、最終的にプリンタ等の記録装置で原稿画像情
報を再生記録する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル複写機等の画像処理装置におい
て、画質向上のため、ＰＷＭ方式の書き込み信号で位相
をコントロールすることが知られている。

【０００３】これは、位相データと階調データを含めて
１種類のパルスに１つのコードを割り振り画像データを
コード化し、該画像データに基づいて画像再生を行うも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、１パルスに１
コードを割り振る方式によると、限られたビット数で画
像処理部とプリンタ部間の画像データのやりとりをする
場合には、位相をコントロールすることによって階調数
を犠牲にすることがある。

【０００５】またビット数を増やすと、位相コントロー
ルがモード等により不要となる場合にビット数が無駄に
なるという問題がある。

【０００６】本発明は、画像処理部とプリンタ部との画
像データのやりとりを単純化して信号処理回路等の簡素
化を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿を主走査
方向および副走査方向に走査して読み取り画素毎の画像
データを出力する画像読取手段(30)；画像読取手段(30)
が出力する画像データを受け取り画像処理を施す画像処
理手段(50)；および、画像処理手段(50)が出力する画像
データが表す画像を記録媒体上に記録する画像記録手段
(40)；を備える画像処理装置において、前記画像処理手
段(50)は、画像データとその画素位置に基づいて複数ビ
ットで構成される階調データを生成する階調データ生成
手段(121)を有し；前記画像記録手段(40)は、前記画像
処理手段(50)から出力される階調データのみを受け、そ
の画素位置に基づき位相データを生成する位相データ生
成手段(129)を有し、１ドット書き込みを複数階調で書
き込む；ことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の好ましい実施例の画像処理
装置は、画像処理手段(50)が生成する階調データと、画
像記録手段(40)が生成する位相データを分離した画像デ
ータを扱い、画像記録手段(40)は、１ドット書き込みを
ＰＷＭ方式により複数階調で書き込む。

【０００９】本発明の好ましい実施例の位相データ生成
手段(129)は、位相データを生成するための主走査方向
と副走査方向の位置をカウントする各カウンタを有す
る。

【００１０】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の記号を、参考までに付記した。以下も同様である。

【００１１】

【作用】これによれば、画像処理手段(50)の階調データ
生成手段(121)が、画像データとその画素位置に基づい
て複数ビットで構成される階調データを生成し、画像記
録手段(40)の位相データ生成手段(129)が、画像処理手
段(50)から出力される階調データのみを受け、その画素
位置に基づき位相データを生成するので、画像処理手段
(50)で画像データの編集や画像加工処理を行った後に、
画像記録手段(40)に信号を送る場合等、編集の対象は階
調データのみでよく編集,加工部での回路構成を簡素化
しうる。特に編集部などでメモリを使用し画像処理を行
う場合等は、メモリのビット数を節約することもでき
る。加えて、位相データを画像記録手段(40)において生
成するので、画像処理手段(50)と画像記録手段(40)との
間の信号線数を減ずることができ、電線数の節約又はプ
リント板等の簡素化を図れる。

【００１２】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１３】

【実施例】本願の発明の一実施例のデジタル複写機の本
体機構部の構成概要を図１に、電操部の構成概要を図２
に示す。機構部は、主に原稿１の画像を読み取る画像読
取部３０と、記録紙に画像を記録する画像記録部４０に
分けられる。画像読取部３０と画像記録部４０は、一体
構造の場合が多いが、ときに分離され、電気的にのみ接
続されることもある。

【００１４】原稿１は、プラテン（コンタクトガラス）
２の上に置かれ、露光ランプ３により照明される。原稿
１の反射光は第１ミラ−４ａ，第２ミラ−４ｂ，第３ミ
ラ−４ｃ，レンズアレイＬＥＮを経て、ラインイメ−ジ
センサであるＣＣＤ５に入射する。露光ランプ３と第１
ミラ−４ａ，第２ミラ−４ｂと第３ミラ−４ｃはそれぞ
れキャリッジＣａｒ１，Ｃａｒ２（Ｃａｒ２の移動速度
はＣａｒ１の移動速度の１／２）に搭載されており、原
稿１の読み取り時にはキャリッジ駆動モ−タ２３により
図１において右から左（副走査方向）へ駆動され、プラ
テン２に置かれた原稿１の全面を走査する。なお、主走
査方向の読み取りはＣＣＤ５の固体走査によって行われ
る。ＣＣＤ５は、多くのＣＣＤ素子が１列に並んでいて
外部から与えられたクロックに従って各素子から電荷が
シリアルに出力される。

【００１５】本実施例では、読み取り密度は主，副走査
とも１６画素／ｍｍに設定され、Ａ３判（２９７ｍｍ×
４２０ｍｍ）の原稿まで読み取り可能になっている。

【００１６】ここで図２を参照すると、原稿１の反射光
はＣＣＤ５により電気信号に変換され、画像読取部３０
および画像処理部５０で必要な処理を施され、画像記録
部４０に入力される。

【００１７】画像記録部４０のＬＤドライブ回路１３０
は、ＬＤ（レ−ザダイオ−ド）１３１を付勢し、ＬＤ１
３１からは変調されたレ−ザ光が出射される。

【００１８】再度、図１を参照する。ＬＤ１３１から出
射されたレ−ザ光は電気モータによって高速で定回転す
るポリゴンミラ−（回転多面鏡）６で反射されｆθレン
ズ７，ミラ−８を経て、回転している感光体ドラム９に
結像照射される。

【００１９】ポリゴンミラ−６は、ポリゴンモ−タ１０
の回転軸に固着されており、ポリゴンモ−タ１０は一定
速度で回転しポリゴンミラ−６を回転駆動する。ポリゴ
ンミラ−６の回転により、レ−ザ光は感光体ドラム９の
回転方向（時計方向）と垂直方向、すなわちドラム軸に
沿う方向にラスタ−走査される。なお、感光体ドラム９
の一端近傍でレーザ光が照射される位置に、主走査同期
信号（MSYNC）を発生するビームセンサ（図示せず）が
配置されている。

【００２０】感光体ドラム９は、電気的に接地された導
電性基盤上に光導電層を設けたものであり、感光体ドラ
ム９の表面は、図示しない負電圧の高圧発生装置に接続
された帯電チャ−ジャ１１により一様に帯電させられた
後、画像記録部４０から照射されるレ−ザ光のオン／オ
フに応じて、そのオン／オフパタ−ンに対応する電位分
布が形成される（照射部分の電位は下がる）。また、レ
−ザ光は書き込むべき画像の走査位置の画素の黒／白に
対応してオン／オフ制御され、なおかつＰＷＭで階調レ
ベルによってレーザダイオードの点灯パルス幅を変え、
照射面積を制御する。レーザ光の照射あるいは照射面積
によって感光体ドラム９の表面に原稿１の階調レベルに
応じた電位分布、すなわち静電潜像が形成され、この静
電潜像を現像ユニット１２により現像すると、感光体ド
ラム９の表面にトナ−像が形成される。

【００２１】一方、カセット１６に収納された記録紙１
７は、給紙コロ１８の給紙動作により繰り出され、レジ
ストロ−ラ２０により所定のタイミングで感光体ドラム
９方向に送られる。カセット１６には、記録紙１７のサ
イズを検知するセンサ（図示しない）が備わっている。
記録紙１７が感光体ドラム９の下部を通過する間、転写
チャ−ジャ１３の作用によりトナ−像が記録紙１７に転
写され、分離チャ−ジャ１４および分離爪の作用により
記録紙１７が感光体ドラム９より剥離される。

【００２２】剥離された記録紙１７は、定着ユニット２
１に送られ、そこで転写されていたトナ−が記録紙１７
に固着され、トナ−が固着された記録紙１７はトレイ２
２に排出される。

【００２３】また、転写後も感光体表面に残留したトナ
−は、クリ−ニングユニット１５に備わったブラシ１５
ａおよびブレ−ド１５ｂによって除去され、更に除電ラ
ンプＱＬで感光体表面が全面露光され、次回の複写プロ
セスに備えられる。

【００２４】再度図２を参照する。電装部は、主に原稿
１を読み取って画像データ信号を出力する画像読取部３
０，画像データ信号を加工する画像処理部５０，画像デ
ータ信号に基づいて記録を行う画像記録部４０，各種処
理モードの入力および表示等を行ための操作表示部１０
５およびこれらのユニット等を制御する制御部１０４等
により構成されている。

【００２５】画像読取部３０において、センサドライバ
１０８により駆動されるＣＣＤ５により１６画素／ｍｍ
のサンプリング密度で読み取られた画像信号は、増幅器
１０９である決められた電圧振幅に増幅され、Ａ／Ｄ変
換回路１１０により１画素あたり数階調（本実施例では
２５６階調）のデジタルデータに変換され、シェーディ
ング補正回路１１１に入力される。シェーディング補正
回路１１１は、露光ランプ３の照度むら、ＣＣＤ５内部
の受光素子の感度むらおよび暗電流に対する補正等を施
す回路である。また、画像読取部３０は、キャリッジ駆
動モータ２３およびモータの回転制御を行うモータ制御
回路１１２を有する。

【００２６】シェーディング補正回路１１１から出力さ
れた画像データ信号は、画像処理部５０の空間フィルタ
回路１２０に入力される。空間フィルタ回路１２０で
は、文字や線字の解像力をあげるＭＴＦ補正，写真等の
ノイズを除去する平滑化処理等を行う。

【００２７】空間フィルタ回路１２０から出力された画
像データ信号は、出力変調回路１２１に入力され、ここ
でプリンタのγ特性を考慮したγ補正，プリンタの階調
再現性を考慮した中間調表現処理および画像記録部４０
で作る書き込み信号（実施例ではＰＷＭ）に対応するコ
ードデータ（実施例ではＰＷＭのパルス幅と位相を表す
コード）に変換し、これを出力回路１２３から画像記録
部４０へ出力する。なお、加工編集回路１２２はコード
データに種々の加工処理や編集処理を施して出力させる
回路である。

【００２８】画像記録部４０において、ＬＤドライブ回
路１３０は、温度等によるレーザ光の出力変動を補正し
ながら、後述する駆動信号生成回路１２９が出力する画
像データ信号に応じてＬＤ１３１を付勢し、変調された
レーザ光をＬＤ１３１に出射させる。なお、制御部１０
４は、ＣＰＵ１４０，ＲＯＭ１４１，ＲＡＭ１４２およ
びＩ／Ｏポート１４３等を備えるマイクロコンピュータ
であって、この複写機全体の制御を行う。

【００２９】ＬＤ１３１の出射するレーザ光で１ドット
（ｄｏｔ）数階調（実施例では６４階調）を実現するた
め本実施例ではＬＤ１３１点灯のパルス信号幅を変調す
るＰＷＭ方式を採用している。

【００３０】画像再生には、文字や線図等を高解像に再
生する文字モードと中間調の多い写真等を階調性を重視
して再生する写真モードを有している（なお、文字部と
写真部を領域判別してそれぞれに最適な処理をするモー
ドを備えるようにしてもよい）。

【００３１】文字モードの場合は、ＭＴＦ補正後のプリ
ンタのγ特性を考慮して、最終的に人間の目にリニアな
階調再現になるように画像データを１ドット６４階調の
出力データに変換する（なお、更に左右のデータを監視
して左右のデータに濃度差がある場合は、ＬＤ点灯パル
スを左右の濃い側に寄せる等の処理を施してもよい）。

【００３２】写真モードの場合は、解像力よりも全体と
しての階調の滑らかさが重要であるため、１ドット単位
で階調表現するよりも複数ドットの組み合わせで階調を
表現した方が良い場合が多く、ディザ処理による階調表
現もこの例である。すなわち、ＭＴＦ補正の代わりにノ
イズ除去を目的として平滑化処理を行い、その後１ドッ
ト６４階調のデータに変換するが、結果として複数ドッ
トの面積中の黒ドットの比率を制御する処理を行う。

【００３３】図３および図４に、複数ドットで階調表現
する一例を示す。図３は、３×３の９画素での階調再現
であるが、中心の画素から黒くなり始めて、しだいに上
下に伸び、それから左右に黒ドットの領域を広げてい
く。図においは１０段階のパターンを示しているが取り
得る階調数はＰＷＭの分解能が６４レベルであれば、９
×６４＋１＝５７７段でありこの中からプリンタのγ特
性を考慮して必要なレベルを選ぶ。

【００３４】図４は、４×４の１６画素での階調再現で
あるが、この場合は階調数の単位は２×２の４画素で画
像全体の画調を決める黒くなっているパターンをコント
ロールするのが４×４単位ということになる。４×４の
中を４分割したそれぞれの２×２は、階調レベルをあげ
ていく毎に、同面積ずつ黒部分を増していく。ただし、
黒ドットを埋めていく位置が図に示すようにそれぞれ異
なり、濃度が淡いときは黒ドットの分布が斜方向になる
ようにし、しだいにレベルがあがると縦縞のようになり
ながら黒部分の比較的大きい部分の分布が、淡いときと
同様に斜めになるようにする。更にレベルがあがると一
担縦縞になってから今度は白く残る部分が縦横に分布す
るようにする。

【００３５】黒の面積が小さいときは、斜めのパターン
の方が人間の目に目立ちにくく、自然な印象を与えるこ
と、及び黒面積が大きくなると今度はテクスチャが目立
ち易く、均衡のとれた白分布が必要であることからこの
ようなパターンを選ぶ。

【００３６】このようにして、プリンタの特性に合わせ
た画像信号処理を行った後、画像データを画像記録部４
０に送ることになる。そのときのデータ形式について説
明する。

【００３７】１ドット全黒で、ＬＤ１３１をフル点灯さ
せるときの点灯パルス幅を仮に６３nsecとする。点灯な
し（０点灯）を含めて６４階調を実現するために１nsec
ごとの均等分割とし、６４通りのパルス１つに、１つの
コードを割り振って６ビットのコードデータとする。更
に点灯パルスを左側に寄せる場合，右側に寄せる場合，
中央から左右均等パルスにする場合と３通りあり、これ
を示すため２ビットのコードを必要とする。つまり、６
ビットの階調データと２ビットの位相データを生成し計
８ビットの出力信号とする。

【００３８】ここで、位相データのみに着目すると文字
モードの場合、左右の画素の濃度差によって決まり、写
真モードの場合は、その画素の位置（ｘ，ｙアドレス）
にのみ依存する。つまり、階調データが決まり、画素の
アドレスさえ求まれば、他のところで作成しても良い
し、位相データをわざわざ作らなくてもＬＤ点灯パルス
に翻訳する時点で、翻訳部が位相をコントロールしても
良い。

【００３９】そこで、本実施例では階調データと位相デ
ータを分離して生成する。すなわち、階調データは画像
処理部５０の出力変調回路１２１で生成し、位相データ
は画像記録部４０の駆動信号生成回路１２９で生成す
る。

【００４０】図５に出力変調回路１２１の構成概要を示
す。これは、γ変換とコード変換とを別のルックアップ
テーブル（ＬＵＴ）ＲＯＭ（なお、ＲＡＭでもよい）で
構成した例であり、γ変換は、プリンタの特性を補正す
る意味と他に複写機としての濃度コントロールを行って
いる。複写機のオペレータが濃度を濃くしたり、淡くし
たりするのに対応してテーブルを切り替える。コード変
換は、前述のように位相データの有無に関わらず画素の
位置（アドレス）に依存するので、ｘカウンタ（主走査
方向）１２１１，ｙカウンタ（副走査方向）１２２２を
用いて階調データだけを生成する。生成された階調デー
タは出力回路１２３から画像記録部４０に出力される。

【００４１】次に、図６に駆動信号生成回路１２９の構
成概要を示す。位相データは、翻訳回路１２９０に入力
するｘカウンタ（主走査方向）１２９１，ｙカウンタ
（副走査方向）１２９２の値により生成する。また、画
像処理部５０から画像記録部４０に送られた階調データ
は、まず画像処理部５０での画素クロックと書き込みの
画素クロックとの違いを吸収するために、速度変換バッ
ファ１２９３で速度変換され、翻訳回路１２９０に入力
する。そして、書き込み基本クロックをディレイ回路１
２９４でステップ単位でディレイさせたディレイクロッ
クを、翻訳回路１２９０において階調データや位相デー
タに従って、適宜組み合わせ所望のＬＤ駆動信号を生成
する。

【００４２】このようにして画像記録部４０へ送られた
信号は、駆動信号生成回路１２９で実際のＬＤ点灯パル
スに翻訳されてＬＤドライブへ送られる。なお、コード
データと実際の点灯信号との対応は、予め画像処理部５
０と画像記録部４０との間で取り決めておく。これによ
り画像記録部４０への位相データの転送が省略できるの
で、その物理的な接続がどうなっているかにもよるが、
電線の省略になったりプリント基板のパターン簡略化に
なる。

【００４３】図７に、図５に示す出力変調回路１２１の
もう１つの例を示す。これは、γ変換とコード変換を１
つのルックアップテーブル（ＬＵＴ）ＲＯＭで構成した
出力変調回路１２１Ａである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像処理手段(50)の階調データ生成手段(121)が、画像デ
ータとその画素位置に基づいて複数ビットで構成される
階調データを生成し、画像記録手段(40)の位相データ生
成手段(129)が、画像処理手段(50)から出力される階調
データのみを受け、前記画素位置に基づき位相データを
生成するので、画像処理手段(50)で画像データの編集や
画像加工処理を行った後に、画像記録手段(40)に信号を
送る場合等、編集の対象は階調データのみでよく編集,
加工部での回路構成を簡素化しうる。特に編集部などで
メモリを使用し画像処理を行う場合等は、メモリのビッ
ト数を節約することもできる。加えて、位相データを画
像記録手段(40)において生成するので、画像処理手段(5
0)と画像記録手段(40)との間の信号線数を減ずることが
でき、電線数の節約又はプリント板等の簡素化を図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例のデジタル複写機の機構部
の概要を示す横断面図である。

【図２】 該実施例の電気制御部の構成概要を示すブロ
ック図である。

【図３】 ３×３の９画素で階調再現を行う一例を示す
平面図である。

【図４】 ４×４の１６画素で階調再現を行う一例を示
す平面図である。

【図５】 図２に示す出力変調回路１２１の構成概要を
示すブロック図である。

【図６】 図２に示す駆動信号生成回路１２９の構成概
要を示すブロック図である。

【図７】 図２に示す、もう一つの、出力変調回路１２
１Ａの構成概要を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：原稿 ２：コンタクトガラス ３：照明灯 Ｃａｒ１：キャリッジ ４ａ〜４ｃ：ミラ− ５：ＣＣＤ ６：ポリゴンミラ− ７：ｆθレンズ ８：ミラ− ９：感光体 １０：モ−タ １１：メインチャ−ジャ １２：現像器 １３：転写チャ−ジャ １４：分離チャ−ジャ １５：クリ−ニングユニット １６：記録紙カセット １７：記録紙 １８：給紙コロ １９：給紙コロ ２０：レジストロ−ラ ２１：定着ユニット ２２：排紙トレイ ２３：キャリッジ駆動モ−タ ２４：原稿押え ３０：画像読取部 ３１：ＬＤユニット ４０：画像記録部 ５０：画像処理部 １０５：操作表示部 １２０：空間フィルタ回路 １２１：出力変調回路 １２１Ａ：出力変調回路 １２２：加工編集回路 １２３：出力回路 １２９：駆動信号生成回路 １３０：ＬＤドライブ １３１：ＬＤ １２１１，１２９１：ｘカウンタ １２１２，１２９２：ｙカウンタ １２９０：翻訳回路 １２９３：速度変換バッファ １２９４：ディレイ回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−287469（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−67154（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−47973（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−282965（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−233981（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−262366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−262365（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/23 - 1/31 H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿を主走査方向および副走査方向に走査
   して読み取り画素毎の画像データを出力する画像読取手
   段；該画像読取手段が出力する画像データを受け取り画
   像処理を施す画像処理手段；および、該画像処理手段が
   出力する画像データが表す画像を記録媒体上に記録する
   画像記録手段；を備える画像処理装置において、 前記画像処理手段は、画像データとその画素位置に基づ
   いて複数ビットで構成される階調データを生成する階調
   データ生成手段を有し； 前記画像記録手段は、前記画像処理手段から出力される
   階調データのみを受け、その画素位置に基づき位相デー
   タを生成する位相データ生成手段を有し、１ドット書き
   込みを複数階調で書き込む；ことを特徴とする 画像処理装置。
2. 【請求項２】請求項１における画像処理装置は、前記画
   像処理手段が生成する階調データと、前記画像記録手段
   が生成する位相データを分離した画像データを扱い、前
   記画像記録手段は、１ドット書き込みをＰＷＭ方式によ
   り複数階調で書き込む事を特徴とする。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２において、前記位相
   データ生成手段は、前記位相データを生成するための主
   走査方向と副走査方向の位置をカウントする各カウンタ
   を有する事を特徴とする。