JP3279632B2

JP3279632B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3279632B2
Application number: JP10919692A
Authority: JP
Inventors: 浩高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-04-02
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 2002-04-30
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH05284339A

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、レー
ザプリンタ、ファクシミリ装置等のデジタル画像形成装
置及び表示装置等に応用される画像形成装置に関し、よ
り詳細には、多階調書込方式により隣接する読取ドット
データより濃度に重み付けを行い、書込ドットデータに
配分し、面積階調を行う或るドットより飽和濃度に達す
るように画素の濃度データを配分し、読取原稿データの
画素内における濃度の高いドットより濃度を発生させ、
２ドット多値のライン画像で発生する画像エラーを低減
して原稿に忠実な画像再現を行う画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、デジタル複写機における書込処
理においては、その解像性と階調性が重要な要因とな
る。細かな解像性と、中間調を忠実に再現する階調性が
文字や写真を含むあらゆる原稿に対する複写処理におい
て望まれる。

【０００３】従来において、階調性を表す方式として、
特開昭５４−１４４１２６号公報、特開昭５６−１７４
７８号公報、特開昭５７−７６９７７号公報等に開示さ
れているディザマトリクスを用いた面積階調法がある。
しかしながら、上記面積階調法にあっては、複数のドッ
トで画素を構成し、該書込ドット数で濃度表現を行うた
め、解像度が低下する。この場合、２値書込方式では画
素を構成するドット数をＮとすると、その階調数は地肌
白部を含まずにＮ段の階調が表されるが、一般的に解像
性は１／Ｎに低下する。

【０００４】一方、解像性を低下させないで、多階調を
実現する１ドット多値書込方式が提案されている。これ
は、例えば、電子写真方式のレーザビーム書き込みにお
いて、書き込み１ドットの濃度を変調するものである。
書き込みのレーザダイオードの光変調方式には、主にそ
の露光時間を変調するパルス幅変調方式と、露光強度を
変調するパワー変調方式とがある。上記パルス幅変調方
式としては特開昭６２−４９７７６号公報、パワー変調
方式としては特開昭６４−１５４７号公報に具体的な技
術が開示されている。

【０００５】また、１ドット変調による多値書き込み
に、解像性の低下をできるだけ回避する微小マトリクス
とを組み合わせる２ドット多値書込方式が提案されてい
る。該２ドット多値書込方式は、図１５（ａ）及び
（ｂ）に示すように、濃度データのドット配分を規則的
に実行するものである。尚、図中の斜線部は濃度発生マ
トリクス、矢印方向は濃度データの移行を各々示してい
る。また、この従来方式による画像形成は、図１３に示
す従来部分の画像に対応している。

【０００６】デジタル複写機の高画質化の１つの条件と
して、高精度の中間調再現が必要であり、また、解像性
と階調性の両立には、上記の１ドット多値書込方式が好
ましいものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記１
ドット多値書込方式にあっては、バンディングが発生し
易いという問題点があった。例えば、デジタル複写機に
おいて、中間調領域にて発生するバンディングは、感光
体の駆動ムラや振動、書込光学系の走査ピッチムラ等に
より発生し、該バンディングは主走査方向に連続な帯状
の濃度ムラとして現れる。特に、１ドット多値書込方式
においては、露光のレーザダイオードにおける副走査方
向の走査ピッチムラによる中間露光領域における露光ビ
ームの裾野の重なりに起因してバンディングが発生す
る。

【０００８】また、高解像度化により、バンディングに
対する精度も要求されつつある。現在多く用いられてい
る４００ｄｐｉ程度における１ドット多値書き込みにお
いて、現状の電子写真プロセスにあっては、変調方式に
関わらず中間調ベタ部に濃度ムラによる画像ノイズが発
生し、中間調が滑らかに再現されないという問題点があ
った。更に、レーザダイオード（ＬＤ）を用いた電子写
真方式の１ドット多値書込方式にあっては、中間調領域
でトナーの拘束力が弱く、画像濃度にムラが発生し、記
録紙面でざらつき感がある画像となる。

【０００９】また、１ドット変調による多値書き込み
に、解像性の低下をできるだけ回避する微小マトリクス
の面積階調とを組み合わせることによって、１ドット多
値書き込みにより発生するバンディング、中間調部の濃
度ムラによる画像ノイズを低減でき、且つ、中間調を滑
らかに再現でき、階調性も安定するが、４００ｄｐｉの
書込密度で２００線を形成する２ドット多値のライン画
像による画像形成方式では、文字、ラインの割れが発生
し、画質劣化が生じ、また、２ドット多値の２００線は
目視で解像され、その規則的な濃度の移行による画像の
エラーが発生するという問題点があった（図１５及び図
１３の従来部分参照）。

【００１０】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、２ドット多値のライン画像処理におけるバンディン
グの低減、中間調の滑らかな再現性の維持、２ドット多
値のライン画像で発生する画像エラーの低減を図り、原
稿情報に対してより忠実な画像を再現することにより画
質の向上を図ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、請求項１に係る画像形成装置は、原稿
を読み取った画像データを形成する第１のドットおよび
該第１のドットと主走査方向または副走査方向に隣接す
る第２のドットの濃度データを面積階調を利用した多階
調の書込みデータに変換し、該変換した書込みデータを
画像形成部に出力して画像形成をおこなう画像形成装置
において、前記第１のドットの濃度データおよび第２の
ドットの濃度データを加算する加算手段と、前記第１の
ドットと第２のドットの濃度データ差が所定の基準値以
上であり、かつ、前記第２のドットの濃度データが前記
第１の濃度データよりも大きい場合には、前記加算手段
により加算された加算値を前記第２のドットに対応する
第２の書き込みドット次いで第１のドットに対応する第
１の書き込みドットの順に配分し、それ以外の場合には
前記加算手段により加算された加算値を前記第１の書き
込みドット次いで第２の書き込みドットの順に配分する
配分手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【作用】本発明による画像形成装置は、第１のドットと
第２のドットの濃度データ差が所定の基準値以上であ
り、かつ、第２のドットの濃度データが第１の濃度デー
タよりも大きい場合には、加算値を第２のドットに対応
する第２の書き込みドット次いで第１のドットに対応す
る第１の書き込みドットの順に配分し、それ以外の場合
には加算値を第１の書き込みドット次いで第２の書き込
みドットの順に配分することとしたので、注目ドットで
ある隣接する２ドットを書き込みデータに変換する場合
に、基本的にはＥＶＥＮ信号およびＯＤＤ信号に応答し
て第１の書き込みドット次いで第２の書き込みドットの
順で加算値が配分されるわけであるが、第１のドットの
濃度データよりも第２のドットの濃度データの方がかな
り大きい場合には、第２のドットから加算値を配分し
て、原稿画像により忠実な画像を再現することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て、（１）デジタル複写機の構成（２）書込レーザダイオードの変調方式（３）画像読取信号処理（４）画像処理（５）２ドット多値アルゴリズム（６）２ドット多値回路（７）各実施例の効果の順に詳細に説明する。

【００１６】（１）デジタル複写機の構成図１は、一般的なレーザ書込手段が適用されているレー
ザプリンタと原稿読取装置から構成されるデジタル複写
機を示し、図１において、読取原稿を載置するためのコ
ンタクトガラス１１１は、光源１１２によって照明さ
れ、読取原稿の画像面からの反射光は、ミラー１１３、
１１４、１１５及びレンズ１１６を介してＣＣＤイメー
ジセンサ１１７の受光面に結像される。また、光源１１
２及びミラー１１３は、コンタクトガラス１１１の下面
をコンタクトガラス１１１と平行に移動する走行体１１
８に搭載されている。

【００１７】主走査はＣＣＤイメージセンサ１１７の固
体走査によって実行される。原稿画像はＣＣＤイメージ
センサ１１７によって１次元的に読み取られ、光学系が
移動（副走査）することで原稿全面が走査される。この
例においては、読取処理の密度は、主／副走査共に４０
０ｄｐｉに設定され、Ａ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０
ｍｍ）の原稿まで読取可能な構成になっている。

【００１８】次に、上記デジタル複写機を構成するレー
ザプリンタに関して説明する。原稿読取装置とレーザプ
リンタとは一体的に構成されている場合（本実施例）
と、構成は別個で電気的にのみ接続されている場合とが
ある。このレーザプリンタは、レーザ書込系、画像再生
系、給紙系等の各システムが一体的に構成されている。

【００１９】上記レーザ書込系は、図１、図２及び図３
に示すようにレーザ出力ユニット２１９、結像レンズ群
１２０、ミラー１２１を備えている。レーザ出力ユニッ
ト２１９の内部には、レーザ光源であるレーザダイオー
ドＬＤ１が備わり、書込ユニットにはモータによって高
速で定速回転する多角形ミラー（ポリゴンミラー）２１
９ａが備わっている。レーザ書込系から出力されるレー
ザ光は、多角形ミラー２１９ａ、ミラー１２１を介して
画像再生系に装備された感光体ドラム１２２に照射され
る。

【００２０】図１に示すように、上記感光体ドラム１２
２の周囲には、感光体ドラム１２２の表面を均一に帯電
する帯電チャージャ１２３と、形成された静電潜像を可
視像化する現像ユニット１２５と、搬送されてきた記録
紙に感光体ドラム１２２表面に形成された顕像を転写す
る転写チャージャ１２６と、感光体ドラム１２２から記
録紙を分離する分離チャージャ１２７及び分離爪１２８
と、転写処理後において感光体ドラム１２２表面をクリ
ーニングするクリーニングユニット１２９等が装備され
ている。尚、感光体ドラム１２２の一端近傍のレーザ光
を照射する位置に、主走査同期信号（ＰＭＳＹＮＣ）を
発生するビームセンサ３３０が配置されている（図３参
照）。

【００２１】また、１３１は転写処理後の記録紙を所定
方向に搬送する搬送ベルト、１３２は搬送ベルト１３１
により搬送されてきた記録紙上の画像を定着させる定着
ユニット、１３３、１３４は各々異なったサイズの記録
紙を積載する給紙カセット、１３５、１３６は給紙カセ
ット１３３、１３４から記録紙を給紙する給紙コロ、１
３７は所定のタイミングをとって記録紙を転写部へ搬送
するレジストローラである。

【００２２】以上の構成において、その動作を説明する
と、感光体ドラム１２２の表面を、帯電チャージャ１２
３によって一様に高電位に帯電する。その感光体ドラム
１２２面にレーザ光が照射されると、照射された部分は
電位が低下する。レーザ光は記録画素の黒／白に応じて
ＯＮ／ＯＦＦ制御されるので、レーザ光の照射によって
感光体ドラム１２２面に記録画像に対応する電位分布、
即ち、静電潜像が形成される。

【００２３】静電潜像が形成された部分が現像ユニット
１２５を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが
付着し、静電潜像を可視像化したトナー像が形成され
る。トナー像が形成された部分に所定のタイミングでレ
ジストローラ１３７により記録紙が搬送され、上記トナ
ー像に重なる。このトナー像が転写チャージャ１２６に
よって記録紙に転写された後、該記録紙は分離チャージ
ャ１２７及び分離爪１２８によって感光体ドラム１２２
から分離される。分離された記録紙は搬送ベルト１３１
によって搬送され、ヒータを内蔵した定着ユニット１３
２によって熱定着された後、排紙トレイ（図示せず）に
排出される。転写処理終了後、感光体ドラム１２２の表
面はクリーニングユニット１２９によりクリーニングさ
れ、次回の複写処理に備える。

【００２４】図１に示したデジタル複写機にあっては、
給紙系は２系統に構成されており、一方の給紙系には、
給紙カセット１３３が装備されており、他方の給紙系に
は給紙カセット１３４が装備されている。給紙カセット
１３３の記録紙は給紙コロ１３５によって給紙され、ま
た、給紙カセット１３４内の記録紙は給紙コロ１３６に
よって給紙される。給紙された記録紙は、レジストロー
ラ１３７に当接した状態で一旦停止し、記録プロセスの
進行に同期したタイミングで、感光体ドラム１２２の転
写部へ搬送される。尚、図示しないが、各給紙系には、
カセットの記録紙サイズを検知するサイズ検知センサが
備わっている。

【００２５】（２）書込レーザダイオードの変調方式図４は、本発明の一実施例に係るレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）のパワー変調方式を説明するブロック図であり、発
光レベル指令信号は、第１の電流変換手段４４０及び第
２の電流変換手段４４１へ入力される。

【００２６】第１の電流変換手段４４０では発光レベル
の指令信号は、その強弱に応じて発光レベル指令信号電
流（出力電流）Ｉ_Sに変換される。第１の電流変換手段
４４０の出力電流Ｉ_Sは、レーザダイオードＬＤ１の受
光素子４４２に発生する光出力Ｐ_Oに比例する光起電流
Ｉ_Lとの差の入力電流（Ｉ_S−Ｉ_L）となって、電流増
幅器４４３に入力する。該電流増幅器４４３は、入力電
流（Ｉ_S−Ｉ_L）をＡ倍した出力電流Ａ（Ｉ_S−Ｉ_L）
を出力する。

【００２７】一方、第２の電流変換手段４４１により発
光レベル指令信号は、設定光量Ｐ_Sを発光させる出力電
流Ｉ₁に変換される。この出力電流Ｉ₁と、前記電流増
幅器４４３の出力電流Ａ（Ｉ_S−Ｉ_L）との和であるＩ
₁＋Ａ（Ｉ_S−Ｉ_L）は、レーザダイオードＬＤ１の順
方向電流となる。

【００２８】このようにして、レーザダイオードＬＤ１
は順方向電流Ｉ₁＋Ａ（Ｉ_S−Ｉ_L）により決定される
光出力Ｐ_Oを得る。即ち、Ｐ_O＝Ｐ｛Ｉ₁＋Ａ（Ｉ_S−Ｉ_L）｝Ｐ：ＬＤ１の光出力−順方向電流特性を表す関数の関係式が成立する。

【００２９】ここで、Ｉ₁はＩ_S≒Ｉ_Lとなるように設
定されているので、下記のように近似できる。

【００３０】

【数１】

【００３１】受光素子の放射感度Ｓ、レーザダイオード
ＬＤ１との結合効率をαとおくと、Ｐ_O＝Ｐ_S＋η・Ａ・（Ｉ_S−Ｐ_O・Ｓ・α）と表され、

【００３２】

【数２】となる。

【００３３】光電気負期間ループの交叉周波数をｆ₀と
おくと、上記光出力Ｐ_Oのステップ応答は、Ｐ_O＝Ｉ_S／αＳ＋｛Ｐ_S−Ｉ_S／αＳ｝・ｅｘｐ（−２πｆ₀ｔ）のように近似的に表すことができる。

【００３４】第２の変換手段４４１により設定されるＰ
_SはＩ_S／αＳに等しくなるように設定されているが、
例えば、ドゥループ特性によりＰ_Sが５％変動した場
合、ｆ₀＝４０ＭＨｚであったとしても、Ｐ_Oの誤差が
０．４％以下になるのに要する時間は約１０ｎｓ程度と
なる。

【００３５】また、光出力Ｐ_Oを変化させた直後から設
定された時間τ₀までの全光量（光出力の積分値∫Ｐ
_OUT）誤差が０．４％以下となるための前記交叉周波数
ｆ₀はτ₀＝５０ｎｓとした場合、ｆ₀≧４０ＭＨｚで
あればよく、この程度の交叉周波数ならば容易に実現で
きる。

【００３６】以上説明したように、本方式により、高
速、高精度、高分解能のレーザダイオード制御方式が実
現できる。更に、本方式を用いたレーザダイオードＬＤ
１をパワー変調することにより、発光レベル指令信号に
２５６通りのアナログ信号を入力し、レーザプリンタに
おいて１ドット２５６階調の画像出力が実現される。

【００３７】次に、複数の定電流電源を用いた他の実施
例に係るレーザダイオード（ＬＤ）のパワー変調方式に
関して説明する。本実施例におけるレーザダイオードの
駆動制御方式は、図５に示すレーザダイオードの順方向
電流（Ｉ）と発光強度（Ｌ）との関係（Ｉ−Ｌ特性）を
利用している。このレーザダイオードのＩ−Ｌ特性は、
閾値電流（Ｉｔｈ）以上の順方向電流においては略リニ
アであり、そのときの微分量子効率（ｎ）を一定として
扱う。

【００３８】制御方式は、図６に示すように、順方向電
流を複数の定電流源６４１、６４２、６４３、６４４の
合計電流で駆動し、それを書込データによりスイッチ６
４５、６４６、６４７でスイッチングする。閾値電流よ
りも大きなバイアス電流を定電流源６４１により供給
し、１：２：４の電流値になるように重み付けられた定
電流源６４２、６４３、６４４により、レーザダイオー
ドの駆動電流を３ビット８値に制御する。そのときの電
流値は各々Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃であり、スイッチ６４５、
６４６、６４７を駆動しない最小値のバイアス電流はＩ
₀である。従って、各電流Ｉ₀〜Ｉ₃による発光強度
（光量）は、図５に示す通りでＩ₀〜Ｉ₃の電流の全て
の組み合わせによる光量はＬ₀〜Ｌ₇まで８通りが光量
差を等しく得られる。

【００３９】上記における設定手順は、次のように実行
される。ＬＤ発光強度範囲Ｐ₀〜Ｐ_maxに設定する（但し、
Ｐ₀≒０）。ＬＤ最小発光強度Ｐ₀←ＬＤ順方向電流Ｉ₀を決定
する。ＬＤ最大発光強度Ｐ_max←ＬＤ順方向電流Ｉ₀＋Ｉ
_maxによりＩ_maxを決定する。Ｉ１＝（１／７）・Ｉ_max、Ｉ２＝（２／７）・Ｉ_max、Ｉ３＝（４／７）・Ｉ_maxとする。以上により、定電流源数をｎとすると、２ⁿの発光強度
が得られ、例えば、８個の定電流源を用い、８ビットの
発光データによりスイッチングすれば、２５６通りのレ
ーザダイオードの露光出力が得られる。

【００４０】（３）画像読取信号処理図７に画像読取信号処理の詳細ブロック図を示す。ＣＣ
Ｄ（電荷結合素子）１１７は、約５０００画素、４００
ｄｐｉの読取処理が可能で、原稿の主走査方向の反射光
を同時に読み取る。ＣＣＤ１１７で蓄積された光データ
を電気信号に変換し（光電変換）、クランプ等の波形修
正、増幅、Ａ／Ｄ変換を実行し、６ビットのデジタル信
号としてＩＰＵ（画像処理装置）へ出力する。

【００４１】更に、具体的に説明すると、ＣＣＤ１１７
のアナログデータ出力は光電変換された後、高速転送の
ためＥＶＥＮ、ＯＤＤの２系統に別れて出力され、増幅
器７０２、７０３で各々増幅（信号増幅）されて、アナ
ログスイッチで構成されるスイッチングＩＣ７０３へ入
力する。ここで、シリアルのアナログ信号に合成される
（信号合成)。スイッチングＩＣ７０３によって合成され
たアナログ信号は増幅器７０４によって増幅（可変増
幅）されてＡ／Ｄコンバータ７０５に入力する。合成後
の一画素の画像転送速度は約１０ＭＨｚで、これに同期
してＡ／Ｄコンバータ７０５で６ビット６４階調のデジ
タル信号に変換（信号デジタル化）する。また、上記
（可変）増幅器７０４では、露光蛍光灯の光量変動を補
正するため、原稿走査前に基準白板（図示せず）を読み
取り、その増幅度を適性値になるように制御する。

【００４２】（４）画像処理原稿濃度を示す１画素毎のデジタル信号は、ＩＰＵ（画
像処理装置）８００へ入力されて画像処理される。ＩＰ
Ｕ８００による画像処理の流れを図８に示す。ＩＰＵ８
００は複数のＬＳＩで構成され、画像処理の他にそれに
基づく以下に示す制御を実行している。

【００４３】シェーディング補正処理蛍光灯の直線光源を用い、またレンズによる集光のた
め、ＣＣＤ１１７中央部で光量が最大となり、端部では
低下する。また、ＣＣＤ１１７には素子個々の感度のば
らつきがある。上記の両方を、画素毎の基準白板読取デ
ータに基づいて原稿データを補正する。

【００４４】ＭＴＦ補正処理レンズ等を用いた光学系では、ＣＣＤ１１７による読取
出力はレンズなどの性能により周辺画素情報が影響し
て、なまったように読み取られる。そこで、１つの画素
データを求める際に、その周辺画素レベルに基づいて補
正することにより、再現性の高い画像を得る。

【００４５】主走査方向変倍処理本実施例にあっては、画像読み取りと書き込みの解像度
は同一の４００ｄｐｉであるが、読取画素周波数は約１
０ＭＨｚ、書込画素周波数は約１２ＭＨｚで異なるた
め、周波数変換を実行している。クロック変換は２ライ
ンメモリの読み書きで実現し、主走査変倍は主走査方向
の周辺画素データによる演算により算出している。

【００４６】 γ補正処理ＣＣＤ１１７を用いた光学系の濃度データ変換特性（ス
キャナのγ特性）及び電子写真方式を用いたレーザプリ
ンタの濃度再現特性（プリンタのγ特性）は共にリニア
ではなく、そのままでは原稿濃度が忠実に再現されな
い。上記を各々個々に補正する場合もあるが、本画像形
成装置にあっては両者を考慮した変換処理を実行してい
る。また、マニュアルの濃度調整時も、この値を変更す
ることで濃度調整を実現する。

【００４７】その他の処理以上の他、ＩＰＵ（画像処理装置）８００はＡＧＣ（Ａ
ｕｔｏＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ：自動利得制御）等
の制御、マスキング、トリミング、ミラーリング、白黒
反転等の画像変換、原稿サイズ及び濃度検出、マーカー
等の画像検出等も実行している。

【００４８】本発明は、レーザダイオードのパワー変調
による１ドット２５６階調出力に主走査及び副走査方向
の２ドットのマトリクスを組み合わせたものである。図
９（ａ）に副走査方向の隣接２ドットで面積階調を行う
１×２マトリクス、図９（ｂ）に主走査方向の隣接２ド
ットで面積階調を行う２×１マトリクスの光書込方式を
示す。低濃度部では、片方のドットより露光パワーを増
して最大値（２５５）となると、次のドットの露光パワ
ーを増していく。また、上記において、隣接する２ドッ
トを注目画素として濃度再現を実行する。ＣＣＤ１１７
の読取濃度は、その受光光量に比例する。従って、ＣＣ
Ｄ１１７の受光光量は原稿反射濃度に対してリニアであ
り、２ドットの濃度データをデジタル値に加算し、その
加算値に対してγ変換を実行して上記方式により書込濃
度データに変換する。以上の結果、主走査及び副走査方
向の２ドットで５１２階調が実現できる。

【００４９】また、図１０は、中間調濃度領域の発生動
作を示す説明図である。図１０において、ＥＶＥＮのド
ットより濃度を埋めていく。副走査方向で面積階調を実
行する図１０（ａ）、（ｃ）の１×２マトリクスは連続
的な中間濃度領域で横線基調、主走査方向で面積階調を
行う図１０（ｂ）、（ｄ）の２×１マトリクスは連続的
な中間濃度領域で縦線基調となる。

【００５０】図１０（ｃ）、（ｄ）は、各々図１０
（ａ）、（ｂ）の書込位相を互い違いに変えたものであ
り、主走査及び副走査に２ドットラインを形成し、１０
０線の画像を形成する。これにより階調数は変わらない
がラインが集中し、見かけの解像度は半分に低下する。

【００５１】（５）２ドット多値アルゴリズム隣接する２ドットを注目画素として濃度再現を行う。Ｃ
ＣＤ１１７の読取電圧は、その受光光量に比例する。Ｃ
ＣＤ１１７の受光光量は原稿反射光量に対してリニアで
あり、２ドットの光量データをデジタル値で加算する。
反射光量データで加算することにより、２ドット分の反
射量の総和が判り、２ドットを１画素としたデータが求
められる。そして、その加算値に対してγ変換を実行
し、書込濃度データに変換する。濃度データの配分、階
調補正は、２ドットで形成される１画素の読取濃度と等
しくなるように２ドットで形成される１画素の書込濃度
データに変換する。

【００５２】２ドット多値書き込みの濃度変換アルゴリ
ズムは、Ｆ（Ｄｍ＋Ｄｍ₊₁）＝Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ 但し、Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ＜２５５のとき、Ｐｍ₊₁ ＝０Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ≧ ２５５のとき、Ｐｍ＝２５５の式で表される。

【００５３】ここで、Ｄｍは主走査或いは副走査方向ｍ
ドット目の読取濃度データ、Ｐｍは主走査或いは副走査
方向ｍドット目の書込濃度データ、Ｆはγ補正を含む濃
度変換関数を表す。濃度変換がリニアの場合は濃度変換
関数Ｆは定数であり、４で表される。

【００５４】上記方式による従来からの２ドット多値書
き込みのドット形成方式は、濃度データのドット配分を
規則的に行うために、図１５に示すようになる。斜線部
は濃度発生ドットを示し、矢印方向は濃度データの移行
を表している。図１５（ａ）の１×２マトリクス、図１
５（ｂ）の２×１マトリクス画像は、２ドットの重み付
け配分が同一方向になり、各々横、縦のライン画像を形
成する。

【００５５】本発明の第１の実施例においては、原稿情
報における濃度の高いドットより重み付け配分を行な
い、画素の濃度を維持しながら、Ｄｍ ≧ Ｄｍ₊₁ において、Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ＜２５５のとき、Ｐｍ₊₁ ＝０Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ≧ ２５５のとき、Ｐｍ＝２５５Ｄｍ＜Ｄｍ₊₁ において、Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ＜２５５のとき、Ｐｍ＝０Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ≧ ２５５のとき、Ｐｍ₊₁ ＝２５５の条件で変換を実行する。

【００５６】また、本発明の第２の実施例においては、
読取ドットの濃度差と閾値Ｔを比較し、｜Ｄｍ−Ｄｍ₊₁｜＜ＴまたはＤｍ ≧ Ｄｍ₊₁ において、Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ＜２５５のとき、Ｐｍ₊₁ ＝０Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ≧ ２５５のとき、Ｐｍ＝２５５｜Ｄｍ−Ｄｍ₊₁｜ ≧ Ｔ且つＤｍ＜Ｄｍ₊₁ において、Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ＜２５５のとき、Ｐｍ＝０Ｐｍ＋Ｐｍ₊₁ ≧ ２５５のとき、Ｐｍ₊₁ ＝２５５の条件で変換を実行する。

【００５７】（６）２ドット多値回路図１１は、２ドット多値及びドット位相の重み付け処理
を実行する２ドット多値回路の構成を示すブロック図で
あり、スキャナから入力される６ビットの信号を入力す
る直列に接続されたラインメモリ（ＦＩＦＯ）１１０
１、１１０２と、ラッチ（Ｄ−Ｆ／Ｆ）１１０３、１１
０４と、該ラインメモリ１１０１、１１０２及びラッチ
１１０３、１１０４に各々スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を介
して接続されている加算器１１０５と、該加算器１１０
５に接続されているＲＯＭ１１０６（ＬＵＴ：ルックア
ップテーブル）、及びデータ減算部と比較部により構成
される分離回路１１０７とから構成されている。該ＲＯ
Ｍ１１０６からの出力は８ビットのデータ信号としてプ
リンタに出力される。

【００５８】以上の構成において、２ドット各６ｂｉｔ
の読取データより２ドット多値書込データを作成し、濃
度発生ドットは１画素毎に切り替える。また、データ信
号及び切替信号（ＳＥＬ）が同期するように、データ信
号の遅延部を設けている。以下、１×２マトリクス、
２×１マトリクス、濃度ドットの発生に分けて詳細
に説明する。

【００５９】１×２マトリクス副走査方向の２ドットで面積階調を実行する場合（１×
２マトリクス）は、２つのラインメモリ（ＦＩＦＯ）１
１０１、１１０２を用いて、主走査２ライン分の読取デ
ータを遅延させる。ＳＷ３、４より選択されＳＷ１は、
主走査１ライン毎に切り替える。その後、２つの６ビッ
トデータを加算器１１０５により加算し、その７ビット
データをγ変換用のＲＯＭ１１０６に入力する。ＲＯＭ
１１０６内は、１つのテーブルが２５６バイトで構成さ
れ、その前半１２８バイトがＥＶＥＮ、その後半１２８
バイトがＯＤＤデータである。

【００６０】先ず、始めの加算データがＲＯＭ１１０６
のアドレスバスに入力され、データと切替信号（ＳＥ
Ｌ）の番地で示されるＥＶＥＮデータを書込データとし
て出力する。次のラインで同一データを加算し、データ
と切替信号（ＳＥＬ）で示される書込データをデータバ
スより出力する。ＥＶＥＮ（Ｌ）、ＯＤＤ（Ｈ）の切替
えは切替信号（ＳＥＬ）により選択し、ＥＶＥＮで濃度
発生ドットのデータが指示される。

【００６１】図１１に示した２ドット多値回路のブロッ
ク図において、スイッチＳＷ１及びＥＶＥＮ／ＯＤＤは
主走査１ライン毎に切替え、スイッチＳＷ３、ＳＷ４は
ラインメモリ１１０１、１１０２からのデータが選択さ
れるように上側に設定する。

【００６２】２×１マトリクス主走査方向の２ドットで面積階調を行う場合（２×１マ
トリクス）は、２つのラッチ（Ｄ−Ｆ／Ｆ）１１０３、
１１０４を用いて、主走査方向２ドット分の読取データ
を遅延させる。以下、１×２マトリクスの場合と同様
に、加算、γ変換を行い、書込データを出力する。そし
て、次の２ドットに移行して順次処理を繰り返す。この
場合、ＳＷ３、４（図中下側）により選択され、ＳＷ２
は書き込み１クロック毎に切り替える。以上、全てのモ
ードにおいて階調情報の欠落は起こらない。

【００６３】濃度ドットの発生分離回路１１０７は、データ減算部と比較部から構成さ
れている。６ｂｉｔデータの減算は補数を取り、加算す
ることにより実行され、対象ドットデータが他方のデー
タより大きい（読取濃度が高い）と判断された場合、切
替信号（ＳＥＬ）がＥＶＥＮで示される濃度発生側のデ
ータを指示する。

【００６４】また、図１１において、求められる減算デ
ータは０から６３で、その値を閾値（ＴＨ）と比較す
る。閾値は０から６３まで入力可能で、比較は減算デー
タと閾値データの補数の加算によるオーバーフローで判
別する。比較の結果、オーバーフローが発生した画素
は、設定した閾値よりも２ドットの濃度差が大きくな
る。従って、上記のように対象ドットデータが他方のデ
ータより大きいと判断された場合、切替信号（ＳＥＬ）
がＥＶＥＮで示される濃度発生側のドットのデータを指
示する。一方、閾値よりも２ドットの濃度差が少ない場
合、ドットデータの大小に係わらず、図１５（ａ）及び
（ｂ）に示したようにＥＶＥＮ、ＯＤＤドットを規則的
に発生させる。以上、画像データによりリアルタイムで
判別し、書込データを生成する。

【００６５】本装置に使用するＲＯＭ１１０６内のＬＵ
Ｔ（ルックアップテーブル）のγ変換テーブルの例を図
１２に示す。原稿濃度に対して複写濃度が略等しくなる
ように設定されている。図１２において、中間濃度まで
は片方のＥＶＥＮドットのみを露光し、入力データに対
して増加させ、ＥＶＥＮドットが略最大値に達すると、
ＯＤＤドットの露光強度を増加させる。これにより２ド
ットの濃度情報を維持しながら、ドットを集中させる。
一般的に、書込露光光量に対するプリント濃度で表され
るプリンタのγ特性の逆変換をテーブル値にすることに
より、プリンタ単体のγ特性をリニアにすることができ
る。

【００６６】尚、図１１に示した２ドット多値回路は、
ＩＰＵ８００内に構成され、スキャナからの１ドット毎
の画像データを変換して書込系へ出力する。以上の結
果、主走査及び副走査方向の２ドット単位を１画素とし
て５１２階調の書き込みが実現する。

【００６７】図１３は、従来及び本発明の方式による画
像出力例であり、（ａ）は縦ライン画像、（ｂ）は文字
「ア」、（ｃ）はグラフィックパターンを示し、また、
は原稿の状態、は従来方式による出力例、は本発
明による出力例を各々示している。また、これは図１５
（ｂ）の２×１マトリクスを用いた方式で、説明を簡単
にするために、データの出力はドットで表現し、濃度は
ドットの大きさで示している。どちらも２ドット単位で
１画素を形成しているが、本発明では、より原稿に忠実
な位置に画像が再現される。特に、本発明の図１３
（ａ）に示した出力画像は等ピッチのライン画像におい
て、そのピッチ誤差が少なくなり、ラインの割れも低減
されることが判る。

【００６８】図１４は、本発明による第２の実施例であ
る２ドット多値・ドット位相重み付け回路の構成を示す
ブロック図であり、図１１に示した２ドット多値回路に
おける分離回路１１０７の代わりに比較回路１４０１を
設けた構成となっている。尚、その他の符号は、図１１
に付した符号のものと同一である。

【００６９】図１１に示した２ドット多値回路のブロッ
ク図では、２ドット各６ｂｉｔの読取データで比較し、
濃度発生ドットを１画素毎に切り替えていた。また、比
較用の閾値を設定し、データ差が閾値よりも小さい場
合、濃度発生ドットを規則的に配置した。これに対し
て、図１４に示す２ドット多値回路では、読取データ６
ビットの上位２ビットを比較データとして比較回路１４
０１に入力し、比較結果により前述と同様に読取濃度の
高いドットより濃度を発生させる。これにより、読取デ
ータの下位４ビットのデータのばらつき分は無視されて
比較され、比較用の閾値を設けたのと同様の効果が得ら
れる。

【００７０】尚、図１４の回路例では、読取データ６ビ
ットの上位２ビットを比較データとしたが、画像形成シ
ステムに合わせ、読取データのうちの数ビット（１から
読取データビット数−１まで）を固定或いは任意に設定
することが可能である。比較データのビット数を少なく
すれば、前述の例で比較の閾値を大きくしたのと同様
に、図１５に示すようなライン画像の傾向が強くなり、
写真画像の高画質再現に優れる。一方、比較データのビ
ット数を大きくすることにより、文字、ラインの画像の
解像性向上に有効となる。

【００７１】本発明において、さらに複数ドット、例え
ば３ドット処理ではバンディングが無くなり、濃度の安
定性が向上し、中間調が滑らかに再現される。またその
場合、本発明の書込方式の効果がさらに増大し、原稿の
解像性の情報が保たれる。

【００７２】尚、本方式による複数ドットによる多階調
書込方式は、本実施例の他にも、パワー変調やパルス幅
変調等のレーザダイオード（ＬＤ）の変調方式に関係な
く使用可能な画像処理方式である。

【００７３】（７）各実施例の効果上記における各実施例の効果を以下にまとめて説明す
る。第１に、隣接する読取ドットデータより濃度に重み
付けを行い、書込ドットデータに配分し、濃度を特定ド
ットに集中させることにより、１ドット多値書き込みに
より発生するバンディング、中間調部の濃度ムラによる
画像ノイズが低減される。また、原稿情報に基づき濃度
の移行を行うことにより、画像エラーが低減され、原稿
情報に対してより忠実な画像再現が図れ、解像性に優れ
る高画質が実現できる。従って、本方式により文字と写
真の混在画像も良好に再現できる。

【００７４】第２に、隣接する読取ドットデータより、
濃度に重み付けを行い、書込ドットデータに配分し、濃
度を特定ドットに集中させることにより、１ドット多値
書き込みにより発生するバンディング、中間調部の濃度
ムラによる画像ノイズを低減できる。更に、隣接ドット
の濃度データ差がある基準値よりも小さい場合、濃度発
生ドットを規則的に配置して、写真部に多い中間調均一
濃度部を滑らかに再現できる。また、濃度データ差があ
る基準値以上の場合、原稿読取データの画素内における
濃度の高いドットより配置して、原稿情報により忠実な
画像再現が図れる。特に、これは読取データに誤差やノ
イズ成分がある場合に有効で、網点原稿にも効果があ
る。更に、ＣＣＤ１１７の感度ばらつき等による誤検出
も防止できる。

【００７５】第３に、データ比較のビット数を減らし、
上位ビットデータで比較し、前述と同様の効果が得られ
る。この場合、差分を算出する必要がなくデータビット
数も少ないため、ハード構成が簡単になり、低コストで
実現できる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
形成装置によれば、第１のドットと第２のドットの濃度
データ差が所定の基準値以上であり、かつ、第２のドッ
トの濃度データが第１の濃度データよりも大きい場合に
は、加算値を第２のドットに対応する第２の書き込みド
ット次いで第１のドットに対応する第１の書き込みドッ
トの順に配分し、それ以外の場合には加算値を第１の書
き込みドット次いで第２の書き込みドットの順に配分す
ることとしたので、原稿読取データの画素内における濃
度の高いドットより配置して、原稿情報により忠実な画
像再現を図ることができる。特に、これは読取データに
誤差やノイズ成分がある場合に有効で、網点原稿にも効
果がある。更に、ＣＣＤ等ドットを読み取る構成の感度
ばらつき等による誤検出も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置を適用するデジタル
複写機の構成を示す説明図である。

【図２】本発明に係るデジタル複写機におけるレーザ書
込系の構成（その１）を示す説明図である。

【図３】本発明に係わるデジタル複写機におけるレーザ
書込系の構成（その２）を示す説明図である。

【図４】図１に示したデジタル複写機に用いられるレー
ザダイオード（ＬＤ）のパワー変調方式を示すブロック
図である。

【図５】本発明に係るレーザダイオードの順方向電流
（Ｉ）と発光強度（Ｌ）との関係（Ｉ−Ｌ特性）を示す
グラフである。

【図６】本発明に係るレーザダイオードの制御方式を示
す回路図である。

【図７】本発明に係る画像読取信号処理を実行する各部
を示すブロック図である。

【図８】本発明に係る画像処理装置による画像処理の流
れを示すブロック図である。

【図９】本発明に係る１×２マトリクス及び２×１マト
リクスの光量方式を示す説明図である。

【図１０】本発明に係る中間調領域を示すチャート図で
ある。

【図１１】本発明に係る２ドット多値回路の構成を示す
ブロック図である。

【図１２】本発明に係る２ドット多値γ変換テーブルを
示す説明図である。

【図１３】本発明及び従来方式による画像出力例を示す
説明図である。

【図１４】本発明に係る他の２ドット多値回路の構成を
示すブロック図である。

【図１５】従来における２ドット多値書込方式による画
像出力例を示す説明図である。

【符号の説明】

１１７ＣＣＤイメージセンサ１２２感光体ド
ラム２１９レーザ出力ユニット３３０ビームセ
ンサ４４０第１の電流変換手段４４１第２の電
流変換手段４４２受光素子６４１〜６４４
定電流源６４５〜６４７スイッチ７０２７０４
増幅器７０３スイッチングＩＣ７０５Ａ／Ｄコ
ンバータ８００ＩＰＵ（画像処理装置）１１０１１１０２ラインメモリ（ＦＩＦＯ）１１０３１１０４ラッチ（Ｄ−Ｆ／Ｆ）１１０５加算器１１０６ＲＯＭ
（ＬＵＴ）１１０７分離回路１４０１比較回
路

───────────────────────────────────────────────────── 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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を読み取った画像データを形成する
第１のドットおよび該第１のドットと主走査方向または
副走査方向に隣接する第２のドットの濃度データを面積
階調を利用した多階調の書込みデータに変換し、該変換
した書込みデータを画像形成部に出力して画像形成をお
こなう画像形成装置において、前記第１のドットの濃度データおよび第２のドットの濃
度データを加算する加算手段と、前記第１のドットと第２のドットの濃度データ差が所定
の基準値以上であり、かつ、前記第２のドットの濃度デ
ータが前記第１の濃度データよりも大きい場合には、前
記加算手段により加算された加算値を前記第２のドット
に対応する第２の書き込みドット次いで第１のドットに
対応する第１の書き込みドットの順に配分し、それ以外
の場合には前記加算手段により加算された加算値を前記
第１の書き込みドット次いで第２の書き込みドットの順
に配分する配分手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。