JP3314523B2 - Image data converter - Google Patents

Image data converter

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JP3314523B2
JP3314523B2 JP08889994A JP8889994A JP3314523B2 JP 3314523 B2 JP3314523 B2 JP 3314523B2 JP 08889994 A JP08889994 A JP 08889994A JP 8889994 A JP8889994 A JP 8889994A JP 3314523 B2 JP3314523 B2 JP 3314523B2
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昭 石井
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、レーザービームプリ
ンタやデジタル複写機等の画像形成装置に使用される画
像データ変換装置に関し、特に入力画像データに基づい
て画像信号のパルス幅を変調することによって中間調画
像の再現を行なうために用いられる画像データ変換装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image data converter for use in an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copier, and more particularly to a method for modulating a pulse width of an image signal based on input image data. The present invention relates to an image data conversion device used for reproducing a halftone image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、上記レーザービームプリンタやデ
ジタル複写機等の画像形成装置としては、例えば、半導
体レーザーを用いて感光体ドラム上に入力画像データに
応じてレーザービームを走査露光し、感光体ドラム上に
画像データに応じた静電潜像を形成して、この静電潜像
を現像することにより白黒又はカラーの画像を形成する
ように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine, for example, a laser beam is scanned and exposed on a photosensitive drum using a semiconductor laser in accordance with input image data, and the photosensitive drum is exposed. An electrostatic latent image corresponding to image data is formed on a drum, and a monochrome or color image is formed by developing the electrostatic latent image.

【0003】ところで、このようなレーザービームプリ
ンタやデジタル複写機では、高画質化の要請が高くなっ
てきており、その1つとしてハーフトーン(中間調)の
階調再現性が要求されてきている。上記レーザービーム
プリンタ等においてハーフトーンの階調を再現するため
には、半導体レーザーを単にオン、オフ制御するのでは
なく、半導体レーザーの発光時間を階調データに応じて
変化させるために、デジタルの階調データをアナログ信
号に変換して階調データに応じたパルス幅を有するパル
ス幅変調信号を生成する画像データ変換装置が使用され
ている。
[0003] In such laser beam printers and digital copiers, there has been an increasing demand for higher image quality, and as one of them, half-tone (halftone) gradation reproducibility has been required. . In order to reproduce the halftone gradation in the laser beam printer or the like, instead of simply turning on and off the semiconductor laser, a digital laser is used to change the emission time of the semiconductor laser according to the gradation data. 2. Description of the Related Art An image data converter that converts grayscale data into an analog signal and generates a pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the grayscale data is used.

【0004】この画像データ変換装置としては、例え
ば、図13に示すように構成されたものがある。
[0004] As this image data conversion device, for example, there is one configured as shown in FIG.

【0005】図13において、100は画像読取装置や
コンピュータ等から図示しないI/F回路を介して入力
される8ビットの階調データ、101はこの階調データ
100を8ビットの量子化されたアナログ信号(256
階調)に分解する機能を有するD/Aコンバータ、10
2は画素クロック103に基づいて三角波形を生成する
第1の三角波形生成器、104は画像クロック103を
1/2に分周する1/2分周器、105はこの1/2分
周器によって1/2に分周された画素クロック103に
基づいて第1の三角波形生成器102の1/2周期の三
角波形を生成する第2の三角波形生成器、106、10
7は上記D/Aコンバータ101から出力される8ビッ
トの量子化データ108と第1、第2の三角波形生成器
102、105から出力される三角波信号109、11
0とを比較する比較器、111はこれらの比較器10
6、107から出力されるいずれかのパルス幅変調信号
をセレクト信号112に基づいて選択し、レーザー駆動
回路に出力するセレクタである。
In FIG. 13, reference numeral 100 denotes 8-bit gradation data input from an image reading device, a computer, or the like via an I / F circuit (not shown), and 101 denotes 8-bit quantized gradation data 100. Analog signal (256
D / A converter having a function of decomposing into
2 is a first triangular waveform generator for generating a triangular waveform based on the pixel clock 103, 104 is a 1/2 frequency divider for dividing the image clock 103 into 1/2, and 105 is this 1/2 frequency divider. Second triangular waveform generators 106 and 10 for generating a half-cycle triangular waveform of the first triangular waveform generator 102 based on the pixel clock 103 frequency-divided by に よ っ て
Reference numeral 7 denotes 8-bit quantized data 108 output from the D / A converter 101 and triangular wave signals 109 and 11 output from the first and second triangular waveform generators 102 and 105.
0 and a comparator 111 for comparing these comparators 10
A selector which selects one of the pulse width modulation signals output from the signals 6 and 107 based on the select signal 112 and outputs the selected signal to the laser drive circuit.

【0006】そして、上記画像データ変換装置は、図示
しない画像読取装置やホストコンピュータ等から、印字
される画素毎に階調情報を有する階調データ100が図
示しないI/F回路を介して入力されると、この入力さ
れた階調データ100は、8ビットの量子化分解能を持
つD/Aコンバータ101によって画素クロック103
に基づきD/A変換され、このアナログ信号に変換され
た階調データ100は、比較器106、107へ送られ
る。また、三角波形生成器102、105は、画素クロ
ック103に同期して同一周期及び1/2周期の三角波
信号109、110をそれぞれ発生し、これらの三角波
信号109、110も比較器106、107へ送られ
る。これらの比較器106、107は、三角波信号10
9、110とアナログ信号に変換された階調データ10
8とを比較し、階調データ108の階調情報に比例した
長さのパルス幅変調信号を出力し、この出力がセレクタ
111によって選択されてレーザー駆動回路にパルス幅
変調信号として送られる。
The image data converter receives gradation data 100 having gradation information for each pixel to be printed from an image reading device or a host computer (not shown) via an I / F circuit (not shown). Then, the input gradation data 100 is converted into a pixel clock 103 by a D / A converter 101 having an 8-bit quantization resolution.
The grayscale data 100 that has been D / A-converted based on the analog signal is sent to comparators 106 and 107. Further, the triangular waveform generators 102 and 105 generate triangular wave signals 109 and 110 having the same period and a half period, respectively, in synchronization with the pixel clock 103, and these triangular wave signals 109 and 110 are also sent to the comparators 106 and 107. Sent. These comparators 106 and 107 output the triangular wave signal 10
9, 110 and gradation data 10 converted into analog signals
8 and outputs a pulse width modulation signal having a length proportional to the gradation information of the gradation data 108. This output is selected by the selector 111 and sent to the laser drive circuit as a pulse width modulation signal.

【0007】このような画像データ変換装置が使用され
るレーザービームプリンタ等においては、文字画像を形
成する際に、画素クロック103に同期して同一周期の
三角波信号109を発生する第1の三角波形生成器10
2によってパルス幅変調された信号が、セレクタ111
によって選択されて使用され、半導体レーザーの変調が
行われる。また、中間調画像を主に形成する際には、画
素クロック103の1/2周期の三角波信号110を発
生する第2の三角波形生成器105によってパルス幅変
調された信号が、セレクタ111によって選択されて使
用され、半導体レーザーの変調が行われる。
In a laser beam printer or the like using such an image data converter, a first triangular waveform which generates a triangular wave signal 109 having the same period in synchronization with the pixel clock 103 when forming a character image. Generator 10
2 is supplied to the selector 111
Is used for modulation of the semiconductor laser. When a halftone image is mainly formed, a signal that has been pulse-width modulated by a second triangular waveform generator 105 that generates a triangular wave signal 110 having a half cycle of the pixel clock 103 is selected by a selector 111. Used for modulation of the semiconductor laser.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記従来の画像データ変換装置においては、三
角波信号が画素クロック103と同一周期あるいは1/
2周期に設定されている。そのため、1画素の分解能が
16dpm(dot/mm)のレーザービームプリンタ
等のシステムであれば、上記画像データ変換装置を用い
て生成されたパルス幅変調信号によって走査露光される
レーザービームの空間周波数は、必然的に、画素クロッ
ク103に同期して同一周期の三角波信号109を発生
する第1の三角波形生成器102を用いた場合には16
lpm(line/mm)となり、又、画素クロック1
03の1/2周期の三角波信号110を発生する第2の
三角波形生成器105を用いた場合には8lpm(li
ne/mm)となるが、このような空間周波数を有する
レーザービームによって形成される画像の構造が、設計
しようとするレーザービームプリンタ等の画像形成装置
において最適であるとは限らないという問題点があっ
た。
However, the prior art described above has the following problems. That is, in the above-described conventional image data conversion device, the triangular wave signal has the same cycle as the pixel clock 103 or 1 /
It is set to two cycles. Therefore, if the resolution of one pixel is 16 dpm (dot / mm) in a system such as a laser beam printer, the spatial frequency of the laser beam scanned and exposed by the pulse width modulation signal generated by using the image data conversion device is Inevitably, when the first triangular waveform generator 102 that generates the triangular wave signal 109 having the same cycle in synchronization with the pixel clock 103 is used,
1pm (line / mm) and the pixel clock 1
In the case where the second triangular waveform generator 105 that generates the triangular wave signal 110 having a 1/2 cycle of 03 is used, 8 lpm (li
ne / mm), but there is a problem that the structure of an image formed by a laser beam having such a spatial frequency is not always optimal in an image forming apparatus such as a laser beam printer to be designed. there were.

【0009】つまり、上記画像データ変換装置におい
て、画素クロック103に同期して同一周期の三角波信
号109を発生する第1の三角波形生成器102を用い
た場合には、生成されたパルス幅変調信号によって走査
露光されるレーザービームの空間周波数が16lpm
(line/mm)となり、形成される画像上に存在す
る文字画像を再現する場合には、高解像度で良好な文字
画像の再現が可能である反面、形成される画像上に同時
に存在する写真画像等の中間調画像を再現する場合に
は、隣接する画像の領域において階調性が極端に変化し
てしまい、良好な中間調画像の再現が行えないという問
題点を有している。一方、上記画像データ変換装置にお
いて、画素クロック103の1/2周期の三角波信号1
10を発生する第2の三角波形生成器105を用いた場
合には、生成されたパルス幅変調信号によって走査露光
されるレーザービームの空間周波数が半分の8lpm
(line/mm)となり、形成される画像上に存在す
る写真画像等の中間調画像を再現する場合には、隣接す
る画像の領域において階調性が目視上連続的に変化する
ように見え、良好な中間調画像の再現が行える反面、形
成される画像上に同時に存在する文字画像を再現する場
合には、解像度が低下してしまい良好な文字画像の再現
が行えないという問題点を有している。
In other words, when the first triangular waveform generator 102 that generates the triangular wave signal 109 having the same period in synchronization with the pixel clock 103 is used in the image data converter, the generated pulse width modulation signal The spatial frequency of the laser beam to be scanned and exposed is 16 lpm
(Line / mm), and when reproducing a character image existing on an image to be formed, it is possible to reproduce a high-resolution and good character image, but at the same time, a photographic image simultaneously existing on the image to be formed In the case of reproducing a halftone image such as that described above, there is a problem in that the gradation characteristic is extremely changed in an area of an adjacent image, and a good reproduction of a halftone image cannot be performed. On the other hand, in the image data converter, the triangular wave signal 1 having a half cycle of the pixel clock 103 is used.
In the case where the second triangular waveform generator 105 for generating the pulse width modulation signal 10 is used, the spatial frequency of the laser beam scanned and exposed by the generated pulse width modulation signal is reduced by half to 8 lpm.
(Line / mm), and when reproducing a halftone image such as a photographic image present on an image to be formed, it appears that the gradation is continuously changed visually in an adjacent image region, Although a good halftone image can be reproduced, when reproducing a character image that is simultaneously present on the formed image, there is a problem that the resolution is reduced and a good character image cannot be reproduced. ing.

【0010】このように、上記従来の画像データ変換装
置による限り、文字画像あるいは写真画像等の中間調画
像のいずれか一方のみの画像であれば、階調データをパ
ルス幅変調する際に使用される三角波信号の周波数を切
り換えることによって、良好な画像の形成が可能である
ものの、文字画像及び写真画像等の中間調画像が同一の
画像上に混在する画像の場合には、両者の画像を人間の
目視上良好な状態で形成することができないという問題
点を有している。
As described above, as far as the conventional image data conversion apparatus is concerned, if only one of a halftone image such as a character image and a photographic image is used, it is used for pulse width modulation of gradation data. Although it is possible to form a good image by switching the frequency of the triangular wave signal, if a halftone image such as a character image and a photographic image is mixed on the same image, both images are converted to human images. Cannot be formed in a visually satisfactory state.

【0011】そこで、かかる問題点を解決して、文字画
像及び中間調画像のいずれの画像をも人間の目視上良好
な状態で形成するためには、図13に示すように、第3
の三角波形生成器120として、階調データをパルス幅
変調する際に使用される三角波信号121の周波数を、
画素クロック103と同一周期の周波数と1/2周期の
周波数との中間の任意の周波数に設定した三角波形生成
器120を使用して、階調データをパルス幅変調するこ
とも考えられる。なお、図13中、122はこの三角波
信号121とアナログ信号に変換された階調データ10
8とを比較し、階調データ108の階調情報に比例した
長さのパルス幅変調信号を出力する比較器である。
In order to solve such a problem and to form both the character image and the halftone image in a state that is good for human eyes, as shown in FIG.
The frequency of the triangular wave signal 121 used when performing pulse width modulation on the gradation data
It is also conceivable to perform pulse width modulation on the grayscale data using the triangular waveform generator 120 set to an arbitrary frequency intermediate between the frequency of the same cycle as the pixel clock 103 and the frequency of the half cycle. In FIG. 13, reference numeral 122 denotes the triangular wave signal 121 and the gradation data 10 converted into an analog signal.
8 and outputs a pulse width modulation signal having a length proportional to the gradation information of the gradation data 108.

【0012】しかし、このように任意の周波数の三角波
信号を用いて画像を形成した場合には、その三角波信号
の周波数の適否によって、階調信号の最高周波数成分、
すなわち画素クロックの1/2の周波数(例えば、1画
素の分解能が16dot/mmの場合には、1画素毎に
白黒のドットを繰り返すときに画像の周波数成分が最高
となるため、16dot/mmの半分の8dot/mm
に相当する周波数が最高周波数成分となる)と、当該三
角波信号の任意の周波数との間で発生するビート(画像
上で空間的に発生するうなり)によって、はなはだ見苦
しい縞模様等の画像が不本意に発生してしまうという問
題点が新たに発生する。
However, when an image is formed using a triangular wave signal of an arbitrary frequency in this manner, the highest frequency component of the gradation signal,
That is, the frequency component of the image becomes the highest when the black and white dots are repeated for each pixel when the resolution of one half of the pixel clock (for example, when the resolution of one pixel is 16 dots / mm), is 16 dots / mm. Half 8 dots / mm
Is the highest frequency component) and a beat (spatially generated beat on the image) generated between an arbitrary frequency of the triangular wave signal and an undesirably unsightly striped pattern or the like. A new problem occurs.

【0013】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、文字画像及び中間調画像が混在する画像を人間
の目視上良好な状態で形成するために、任意の周波数の
三角波信号を用いた場合でも、見苦しいビートが画像上
に発生するのを防止することができ、文字画像及び中間
調画像が混在する画像を人間の目視上良好な状態で形成
することが可能な画像データ変換装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an image in which a character image and a halftone image are mixed in a state which is visually satisfactory to humans. Therefore, even when a triangular wave signal of an arbitrary frequency is used, unsightly beats can be prevented from being generated on an image, and an image in which a character image and a halftone image are mixed can be visually recognized by humans. An object of the present invention is to provide an image data conversion device that can be formed in a proper state.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
この発明の請求項第1項に係る画像データ変換装置で
は、レーザービームの出射を制御する入力階調データを
アナログ信号に変換し、このアナログ信号を基準信号と
比較して入力階調データに応じたパルス幅を有するパル
ス幅変調信号に変換する画像データ変換装置において、
上記入力階調データの最高周波数成分と当該入力階調デ
ータをパルス幅変調信号に変換するための基準信号の周
波数の最大公約数で発生するビートの空間周波数が、人
間の視感度の小さい空間周波数領域となるように、当該
入力階調データをパルス幅変調信号に変換するための基
準信号の周波数を設定することによって達成される。
Means for Solving the Problems The technical problems described above are:
The image data converter according to claim 1 of the present invention converts input grayscale data for controlling the emission of a laser beam into an analog signal, compares the analog signal with a reference signal, and responds to the input grayscale data. An image data converter for converting a pulse width modulated signal having a pulse width
The highest frequency component of the input grayscale data and the spatial frequency of the beat generated at the greatest common divisor of the frequency of the reference signal for converting the input grayscale data into a pulse width modulation signal are spatial frequencies at which human visibility is low. This is achieved by setting the frequency of a reference signal for converting the input grayscale data into a pulse width modulation signal so as to form a region.

【0015】また、この発明の請求項第2項に係る画像
データ変換装置では、レーザービームの出射を制御する
入力階調データをアナログ信号に変換し、このアナログ
信号を複数の基準信号のいずれか1つと比較して入力階
調データに応じたパルス幅を有するパルス幅変調信号に
変換する画像データ変換装置において、上記入力階調デ
ータの最高周波数成分と当該入力階調データをパルス幅
変調信号に変換するための複数の基準信号のそれぞれの
周波数との最大公約数で発生するビートの空間周波数
が、人間の視感度の小さい空間周波数領域となるように
すべての基準信号の周波数を設定し、当該入力階調デー
タの特性に応じて基準信号を切り替えて使用することに
よって達成される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image data converter for converting input gradation data for controlling emission of a laser beam into an analog signal, and converting the analog signal to one of a plurality of reference signals. An image data converter for converting a pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the input gradation data into a pulse width modulation signal, wherein the highest frequency component of the input gradation data and the input gradation data are converted into a pulse width modulation signal. The frequency of all the reference signals is set so that the spatial frequency of the beat generated at the greatest common divisor with each frequency of the plurality of reference signals for conversion is a spatial frequency region where human visibility is small, This is achieved by switching and using the reference signal according to the characteristics of the input gradation data.

【0016】さらに、この発明の請求項第3項に係る画
像データ変換装置では、上記請求項第2項記載の画像デ
ータ変換装置において、入力階調データをアナログ信号
に変換するためのD/Aコンバータの出力信号を、複数
の基準信号の周波数に連動して最適な特性でフィルタリ
ングする複数のフィルタ手段を備えることによって達成
される。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the image data conversion apparatus according to the second aspect, wherein the D / A for converting the input gradation data into an analog signal is provided. This is achieved by providing a plurality of filter means for filtering the output signal of the converter with optimum characteristics in conjunction with the frequencies of the plurality of reference signals.

【0017】ここで、この発明に係る画像データ変換装
置は、例えば、レーザービームプリンタに適用される
が、電子写真方式のデジタル複写機など他の画像形成装
置にも適用可能なことは勿論である。
Here, the image data conversion apparatus according to the present invention is applied to, for example, a laser beam printer, but is of course applicable to other image forming apparatuses such as an electrophotographic digital copying machine. .

【0018】また、上記入力階調データの解像度として
は、例えば、16dpm(dot/mm)のものが用い
られるが、これに限定されるものではなく、入力階調デ
ータの解像度は、24dpm(dot/mm)というよ
うに、上記数値よりも高くてもあるいはこれより低くて
も同様に適用することができることは勿論である。
The resolution of the input gradation data is, for example, 16 dpm (dot / mm), but is not limited thereto. The resolution of the input gradation data is 24 dpm (dot / dot). / Mm), it is needless to say that the same can be applied even if it is higher or lower than the above numerical value.

【0019】さらに、この発明において「入力階調デー
タの最高周波数成分」とは、入力階調データの解像度す
なわち画素クロックの1/2の周波数を意味するもので
ある。すなわち、上記入力階調データの解像度が、例え
ば、16dpm(dot/mm)の場合には、白黒のド
ットが交互に繰り返すことによって、この16dpmの
画像の最高空間周波数は、その1/2の8dpm(do
t/mm)となる。したがって、この場合には、8dp
m(dot/mm)が「入力階調データの最高周波数成
分」となる。
Further, in the present invention, "the highest frequency component of the input grayscale data" means the resolution of the input grayscale data, that is, the half frequency of the pixel clock. That is, when the resolution of the input gradation data is, for example, 16 dpm (dot / mm), the maximum spatial frequency of the 16 dpm image is reduced to 1/2 dp by repeating black and white dots alternately. (Do
t / mm). Therefore, in this case, 8 dp
m (dot / mm) is the “highest frequency component of the input gradation data”.

【0020】また、この発明において「最大公約数」と
は、a、b二つの数(a、bは整数とは限らない)があ
る場合に、これらa、b二つの数に対して、mが約数で
あるためには、a/m、b/mが共に整数でなければな
らないことになる。
In the present invention, "the greatest common divisor" means that when there are two numbers a and b (a and b are not necessarily integers), m Is a divisor, a / m and b / m must both be integers.

【0021】いま、aが8の場合の「最大公約数」は、
bの値は、12、32/3、16/3、10、48/
5、28/3、64/7…等の値をとることができ、最
大公約数mは、それぞれ4、8/3、8/3、2、8/
5、8/6、8/7となる。この場合、a/mは、それ
ぞれ2、3、3、4、5、6、7となり、b/mは、
3、4、2、5、6、7、8となって、a、b、mの間
に上記の関係が成立する。さらに、この発明において、
人間の視感度の小さい空間周波数領域とは、例えば、1
mm当たり4ライン以上の空間周波数がこれに相当する
が、適当な信号処理を施すことによって、1mm当たり
4ライン未満であっても、ビートに対する人間の視感度
を小さくすることが可能となる場合があるため、この場
合には、1mm当たり4ライン未満の空間周波数領域で
あっても良い。
Now, when a is 8, the “greatest common divisor” is
The value of b is 12, 32/3, 16/3, 10, 48 /
5, 28/3, 64/7, etc., and the greatest common divisor m is 4, 8/3, 8/3, 2, 8 /
5, 8/6 and 8/7. In this case, a / m is 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7 respectively, and b / m is
3, 4, 2, 5, 6, 7, and 8, the above relationship is established among a, b, and m. Further, in the present invention,
The spatial frequency region where human visibility is small is, for example, 1
A spatial frequency of 4 lines or more per mm corresponds to this. However, by performing appropriate signal processing, there are cases where it is possible to reduce human visual sensitivity to beats even if it is less than 4 lines per mm. Therefore, in this case, the spatial frequency range may be less than 4 lines per mm.

【0022】[0022]

【作用】この発明の請求項第1項及び第2項に係る画像
データ変換装置では、基本的に、入力階調データの最高
周波数成分と当該入力階調データをパルス幅変調信号に
変換するための基準信号の周波数の最大公約数で発生す
るビートの空間周波数が、人間の視感度の小さい空間周
波数領域となるように、当該入力階調データをパルス幅
変調信号に変換するための基準信号の周波数を設定する
ように構成されている。そのため、上記画像データ変換
装置において、例えば、16dpmの解像度を有する階
調データが入力した場合には、この階調データの最高周
波数成分は、8lpm(line/mm)となる。この
階調データと12lpm(line/mm)の基準信号
を比較し、階調データをパルス幅変調すれば、基準信号
として8lpm(line/mm)の信号を用いた場合
に比べて解像度が高くなり、絵柄と文字の両方を満足で
きるコピー画像ができる。さらに、階調データの最高周
波数成分(8lpm)と基準信号(12lpm)の最大
公約数で発生するビートの空間周波数は、4lpmとな
り、人間の視感度の点からいっても見苦しいビートには
ならない。
In the image data converter according to the first and second aspects of the present invention, basically, the highest frequency component of the input gradation data and the input gradation data are converted into a pulse width modulation signal. Of the reference signal for converting the input grayscale data into a pulse width modulation signal so that the spatial frequency of the beat generated at the greatest common divisor of the frequency of the reference signal becomes a spatial frequency region where human visibility is small. It is configured to set a frequency. Therefore, in the image data conversion device, for example, when gradation data having a resolution of 16 dpm is input, the highest frequency component of the gradation data is 8 lpm (line / mm). If this gradation data is compared with a 12 lpm (line / mm) reference signal and the gradation data is pulse width modulated, the resolution will be higher than when using a 8 lpm (line / mm) signal as the reference signal. A copy image that satisfies both the design and the character can be obtained. Further, the spatial frequency of the beat generated at the highest common divisor of the highest frequency component (8 lpm) of the gradation data and the reference signal (12 lpm) is 4 lpm, which does not become an unsightly beat even in terms of human visibility.

【0023】また、この発明の請求項第3項に係る画像
データ変換装置では、上記請求項第2項記載の画像デー
タ変換装置において、入力階調データをアナログ信号に
変換するためのD/Aコンバータの出力信号を、複数の
基準信号の周波数に連動して最適な特性でフィルタリン
グする複数のフィルタ手段を備えるように構成されてい
る。そのため、上記画像データ変換装置において、例え
ば、16dpmの解像度を有する階調データが入力した
場合には、16lpm、12lpm、8lpmの三種類
の基準信号を用意すれば、それぞれ文字専用、絵文字混
在用、絵柄用と、モードに応じた使い分けをすることが
できる。一方、階調データをD/Aコンバータでアナロ
グ信号に変換した後のデータは、D/Aコンバータの特
性として階段状の波形となっており、不要な高周波成分
が含まれている。これら不要な高周波成分を除去するた
めの複数のフィルタ手段としてのローパスフィルタは、
三種類の基準信号に応じたカットオフ周波数を持つもの
を設け、モードの切り替えに応じてローパスフィルタも
切り替えることで、どのモードでも階調データと基準信
号を良好な関係に保つことができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image data conversion apparatus according to the second aspect, wherein a D / A for converting input gradation data into an analog signal is provided. It is configured to include a plurality of filter means for filtering the output signal of the converter with optimum characteristics in conjunction with the frequencies of the plurality of reference signals. For this reason, in the image data conversion device, for example, when grayscale data having a resolution of 16 dpm is input, if three types of reference signals, 16 lpm, 12 lpm, and 8 lpm, are prepared, only for characters, for pictograms, It can be used for pictures and for different modes. On the other hand, the data after the gradation data is converted into an analog signal by the D / A converter has a step-like waveform as a characteristic of the D / A converter, and contains unnecessary high-frequency components. A low-pass filter as a plurality of filter means for removing these unnecessary high-frequency components is:
By providing one having a cutoff frequency corresponding to the three types of reference signals and switching the low-pass filter according to the mode switching, it is possible to maintain a good relationship between the gradation data and the reference signal in any mode.

【0024】[0024]

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on the illustrated embodiment.

【0025】図2はこの発明に係る画像データ変換装置
を適用し得るレーザービームプリンタの一実施例を示す
ものである。
FIG. 2 shows an embodiment of a laser beam printer to which the image data converter according to the present invention can be applied.

【0026】図2において、21は像担持体としての感
光体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム21
は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定
の回転速度で回転駆動されるようになっている。上記感
光体ドラム21の周囲には、当該感光体ドラム21の表
面を均一に帯電させるスコロトロン帯電器22と、レー
ザー光学系23と、それぞれイエロー・マゼンタ・シア
ン・ブラックの各色の現像剤を収容した4個のカラー現
像器24a、24b、24c、24dと、転写帯電器2
5と、上記感光体ドラム21上に順次形成される各色の
トナー像を重ねた状態に転写保持する中間転写体ベルト
26とが、感光体ドラム21の回転方向に沿って順次配
置されている。また、上記中間転写体ベルト26の周囲
には、当該中間転写体ベルト26上で互いに重ね合わさ
れた所定色数のトナー像を、所定のタイミングで中間転
写体ベルト26と対向する位置に搬送される転写用紙2
0上に一括して転写するためのトランスファーロール2
7と、この所定色数のトナー像が転写された記録媒体と
しての記録用紙20を、次に述べる定着器29まで搬送
する搬送ベルト28と、この搬送ベルト28によって搬
送された記録用紙20上にトナー像を定着する定着器2
9とが配置されている。
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a photosensitive drum as an image bearing member.
Is driven to rotate at a predetermined rotational speed along a direction of an arrow by a driving unit (not shown). Around the photosensitive drum 21, a scorotron charger 22 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 21, a laser optical system 23, and developers of yellow, magenta, cyan, and black, respectively, were accommodated. Four color developing devices 24a, 24b, 24c, 24d and a transfer charger 2
5 and an intermediate transfer belt 26 for transferring and holding the toner images of the respective colors sequentially formed on the photosensitive drum 21 in a superimposed state are sequentially arranged along the rotation direction of the photosensitive drum 21. Around the intermediate transfer belt 26, the toner images of a predetermined number of colors superimposed on each other on the intermediate transfer belt 26 are conveyed to the position facing the intermediate transfer belt 26 at a predetermined timing. Transfer paper 2
Transfer roll 2 for batch transfer onto 0
7, a conveyance belt 28 that conveys a recording sheet 20 as a recording medium on which the toner image of a predetermined number of colors has been transferred to a fixing device 29 described below, and a recording sheet 20 conveyed by the conveyance belt 28. Fixing device 2 for fixing toner image
9 are arranged.

【0027】なお、上記感光体ドラム21の表面を均一
に帯電させるスコロトロン帯電器22としては、2色目
以降の画像形成時にも安定して均一な帯電が可能なよう
に、放電ワイヤを2本以上用いたスコロトロン帯電器を
使用するのが望ましい。
The scorotron charger 22 for uniformly charging the surface of the photoreceptor drum 21 has two or more discharge wires so that stable and uniform charging can be performed even when images of the second and subsequent colors are formed. It is desirable to use the scorotron charger used.

【0028】また、上記カラー現像器24a、24b、
24c、24dとしては、例えば、公知の構成からなる
2成分現像装置を用いることができるが、特にトナーと
キャリアよりなる2成分現像剤の穂立ちの先端が、感光
体ドラム21の表面及び2色目以降の感光体ドラム21
上に形成されるトナー像に接触しないように、現像ロー
ル上に担持された2成分現像剤の穂立ちが空隙を介して
感光体ドラム21の表面と対向するように配置したもの
が用いられる。さらに、上記各カラー現像器24a、2
4b、24c、24dに印加する現像バイアスとして
は、感光体ドラム21上に形成されたトナー像を乱さな
いように、かつ所望の高画質が得られるように交流電圧
を重畳した直流電圧(DC+AC電圧)を印加するよう
に設定され、例えば現像バイアスのAC成分を調整する
ようになっている。
Further, the color developing units 24a, 24b,
As the components 24c and 24d, for example, a two-component developing device having a known configuration can be used. Subsequent photosensitive drum 21
In order to avoid contact with the toner image formed thereon, a two-component developer supported on a developing roll is arranged such that the ears of the two-component developer face the surface of the photosensitive drum 21 via a gap. Further, each of the color developing units 24a,
As a developing bias applied to 4b, 24c and 24d, a DC voltage (DC + AC voltage) on which an AC voltage is superimposed so as not to disturb the toner image formed on the photosensitive drum 21 and to obtain a desired high image quality. ) Is applied to adjust, for example, the AC component of the developing bias.

【0029】図3は図2のレーザービームプリンタに使
用されるレーザー光学系を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a laser optical system used in the laser beam printer shown in FIG.

【0030】このレーザー光学系23は、後述するレー
ザー駆動回路によって駆動されるデュアルの半導体レー
ザーアレイ31と、コリメータレンズ32と、ポリゴン
ミラー33と、fθレンズ34とから構成されている。
そして、上記半導体レーザーアレイ31は、後述するレ
ーザー駆動回路によって変調されてオンオフを行い、所
謂パルス幅変調方式によって変調された複数本のレーザ
ービーム35を出射する。この半導体レーザーアレイ3
1から出射された複数本のレーザービーム35は、コリ
メータレンズ32を介してポリゴンミラー33の表面に
照射されるとともに、高速で回転するポリゴンミラー3
3の表面によって反射偏向され、fθレンズ34を介し
て感光体ドラム21上に主走査方向(感光体ドラム21
の軸方向)に沿って走査露光される。
The laser optical system 23 includes a dual semiconductor laser array 31 driven by a laser drive circuit described later, a collimator lens 32, a polygon mirror 33, and an fθ lens 34.
The semiconductor laser array 31 is turned on / off by being modulated by a laser drive circuit described later, and emits a plurality of laser beams 35 modulated by a so-called pulse width modulation method. This semiconductor laser array 3
A plurality of laser beams 35 emitted from 1 are applied to the surface of the polygon mirror 33 via the collimator lens 32 and the polygon mirror 3 rotating at a high speed.
3 is reflected and deflected by the surface of the photosensitive drum 21 via the fθ lens 34 in the main scanning direction (photosensitive drum 21).
(Scan direction).

【0031】上記のごとく構成されるレーザービームプ
リンタでは、感光体ドラム21の表面がスコロトロン帯
電器22によって所定の電位に一様に帯電された後、当
該感光体ドラム21の表面には、レーザー光学系23に
より第1色目の画像情報に応じた画像が走査露光されて
静電潜像が形成される。この感光体ドラム21上に形成
された第1色目の静電潜像は、第1色目の現像器たとえ
ばイエローのカラー現像器24aにより現像されてトナ
ー像となる。この第1色目のイエローのトナー像は、転
写帯電器25の帯電によって、中間転写体ベルト26上
に静電的に転写される。その後、上記第1色目のトナー
像が形成された感光体ドラム21は、転写工程や清掃工
程を経ることなく、再度帯電・露光・現像工程が上記と
同様に所定の色数分だけ繰り返され、感光体ドラム21
上に順次形成されるイエロー・マゼンタ・シアン・ブラ
ックの4色のトナー像は、互いに重ね合わされた状態で
中間転写体ベルト26上に順次転写される。そして、こ
の中間転写体ベルト26上に形成された4色のトナー像
は、所定のタイミングで中間転写体ベルト26に記録用
紙20を介して接触するトランスファーロール27によ
って記録用紙20上に一括して転写された後、この記録
用紙20は、搬送ベルト28によって定着器29へと搬
送される。この定着器29によって4色のトナー像が溶
融混合した状態で記録用紙20上に定着され、記録用紙
20が機外に排出されてカラー画像の形成工程が終了す
る。
In the laser beam printer constructed as described above, after the surface of the photosensitive drum 21 is uniformly charged to a predetermined potential by the scorotron charger 22, the surface of the photosensitive drum 21 An image corresponding to the first color image information is scanned and exposed by the system 23 to form an electrostatic latent image. The first-color electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 21 is developed by a first-color developing device, for example, a yellow color developing device 24a, to become a toner image. The first color yellow toner image is electrostatically transferred onto the intermediate transfer belt 26 by the charging of the transfer charger 25. Thereafter, the photoreceptor drum 21 on which the toner image of the first color is formed is subjected to the charging, exposure, and development steps again for the predetermined number of colors in the same manner as described above without going through the transfer step and the cleaning step. Photoconductor drum 21
The four toner images of yellow, magenta, cyan, and black sequentially formed thereon are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 26 while being superimposed on each other. Then, the four color toner images formed on the intermediate transfer belt 26 are collectively transferred onto the recording paper 20 by the transfer roll 27 which comes into contact with the intermediate transfer belt 26 via the recording paper 20 at a predetermined timing. After the transfer, the recording paper 20 is conveyed to a fixing device 29 by a conveyance belt 28. The fixing device 29 fixes the four color toner images on the recording paper 20 in a molten and mixed state, discharges the recording paper 20 out of the apparatus, and ends the color image forming process.

【0032】また、上記転写工程が終了した感光体ドラ
ム21の表面は、図示しない除電器によって残留トナー
の電荷が消去されるとともに、ブレードを有する清掃装
置によって残留トナー等が除去された後、除電ランプに
よって更に残留電荷が消去され、次のカラー画像形成工
程に備える。
After the transfer process is completed, the surface of the photoreceptor drum 21 is erased by a static eliminator (not shown) to remove the residual toner charge and to remove the residual toner and the like by a cleaning device having a blade. The residual charge is further erased by the lamp, and is prepared for the next color image forming step.

【0033】なお、この実施例では、レーザービームプ
リンタとして、中間転写体ベルト26を用いてフルカラ
ーの画像を形成する装置について説明したが、これに限
定されるものではなく、感光体ドラム上に形成される各
色のトナー像を中間転写ドラム上に保持された記録用紙
や中間転写媒体上に順次転写することによって、フルカ
ラーの画像を形成するものや、複数の感光体ドラムを備
え、各感光体ドラムで形成された複数のトナー像を、各
感光体ドラムの転写位置に順次搬送される記録用紙上に
順次転写することによりフルカラーの画像を形成する所
謂タンデム型のカラー画像形成装置等であっても良いこ
とは勿論である。
In this embodiment, an apparatus for forming a full-color image using the intermediate transfer belt 26 has been described as a laser beam printer. However, the present invention is not limited to this. Forming a full-color image by sequentially transferring the toner images of the respective colors onto recording paper or an intermediate transfer medium held on an intermediate transfer drum, or a plurality of photosensitive drums, A so-called tandem-type color image forming apparatus that forms a full-color image by sequentially transferring the plurality of toner images formed in (1) to recording paper sequentially conveyed to the transfer positions of the respective photosensitive drums, etc. The good thing is, of course.

【0034】図1は上記のごとく構成されるレーザービ
ームプリンタに使用される本発明の一実施例に係る画像
データ変換装置を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an image data conversion apparatus according to an embodiment of the present invention used in a laser beam printer configured as described above.

【0035】ところで、この実施例に係る画像データ変
換装置では、入力階調データの最高周波数成分と当該入
力階調データをパルス幅変調信号に変換するためのいず
れか1つの基準信号の周波数の最大公約数で発生するビ
ートの空間周波数が、人間の視感度の小さい空間周波数
領域となるように、当該入力階調データをパルス幅変調
信号に変換するための複数の基準信号のうちいずれか1
つの周波数を設定されている。
In the image data converter according to this embodiment, the highest frequency component of the input grayscale data and the maximum frequency of any one of the reference signals for converting the input grayscale data into a pulse width modulation signal. Any one of a plurality of reference signals for converting the input grayscale data into a pulse width modulation signal so that the spatial frequency of a beat generated as a common divisor is in a spatial frequency region where human visibility is small.
One frequency is set.

【0036】図1において、40は画像読取装置やコン
ピュータ等から図示しないI/F回路を介して入力され
る8ビットで16dpm(dot/mm)の解像度を有
する階調データ、41はこの階調データ40を8ビット
の量子化されたアナログ信号(256階調)に分解する
機能を有するD/Aコンバータ、42は54MHzの基
準信号(F0 )43を出力する基準周波数発振器、44
はこの基準周波数発振器から出力される基準信号
(F0 )43とレーザー光学系から出力されるSOS信
号(走査基準信号)45との同期をとる周波数同期回
路、46は基準周波数発振器42から出力される54M
Hzの基準信号(F0 )43を1/3の18MHzの基
準信号47に分周する1/3分周器、48はこの1/3
分周器46によって分周された18MHzの基準信号4
7に基づいて16lpm(line/mm)の三角波信
号49を生成する第1の三角波生成器、50は上記1/
3分周器46によって分周された18MHzの基準信号
47をさらに1/2の9MHzの基準信号51に分周す
る1/2分周器、52はこの1/2分周器50によって
分周された9MHzの基準信号51に基づいて8lpm
(line/mm)の三角波信号53を生成する第2の
三角波生成器、54は基準周波数発振器42から出力さ
れる54MHzの基準信号(F0 )43を1/4の1
3.5MHzの基準信号55に分周する1/4分周器、
56はこの1/4分周器54によって分周された13.
5MHzの基準信号55に基づいて12lpm(lin
e/mm)の三角波信号57を生成する第3の三角波生
成器、58はこれらの第1〜第3の三角波生成器48、
52、56から出力されるいずれかの三角波信号49、
53、57を解像度切替え信号59に基づいて選択する
セレクタ、60は上記D/Aコンバータ41から出力さ
れる8ビットの量子化されたアナログ信号(256階
調)61から高周波成分を除去するローパスフィルタ、
62はこのローパスフィルタ60から出力される8ビッ
トのアナログの量子化データ61と、第1〜第3の三角
波生成器48、52、56から出力される三角波信号4
9、53、57とを比較して階調データに応じたパルス
幅を有するパルス幅変調信号63を出力する電圧比較器
である。
In FIG. 1, reference numeral 40 denotes gradation data having a resolution of 16 dpm (dot / mm) at 8 bits input from an image reading device or a computer through an I / F circuit (not shown), and reference numeral 41 denotes this gradation data. A D / A converter having a function of decomposing the data 40 into an 8-bit quantized analog signal (256 gradations); 42, a reference frequency oscillator for outputting a 54 MHz reference signal (F 0 ) 43;
Is a frequency synchronizing circuit for synchronizing the reference signal (F 0 ) 43 output from the reference frequency oscillator and the SOS signal (scanning reference signal) 45 output from the laser optical system, and 46 is output from the reference frequency oscillator 42 54M
The 1/3 frequency divider 48 divides the 1 Hz reference signal (F 0 ) 43 into a 1/3 18 MHz reference signal 47.
18 MHz reference signal 4 divided by frequency divider 46
7, a first triangular wave generator 50 for generating a triangular wave signal 49 of 16 lpm (line / mm),
A 1/2 frequency divider for further dividing the 18 MHz reference signal 47 divided by the 3 frequency divider 46 into a 1/2 9 MHz reference signal 51, and a frequency divider 52 is divided by the 1/2 frequency divider 50. 8 lpm based on the 9 MHz reference signal 51
(Line / mm) second triangular wave generator for generating a triangular wave signal 53, the reference signal (F 0) of 54MHz outputted from the reference frequency oscillator 42 is 54 43 to 1 1/4 in
A 1/4 frequency divider that divides into a 3.5 MHz reference signal 55,
56 is divided by the 4 frequency divider 54.
12 lpm (lin) based on a 5 MHz reference signal 55
e / mm), a third triangular wave generator 58 for generating a triangular wave signal 57, and the first to third triangular wave generators 48,
Any of the triangular wave signals 49 output from 52 and 56,
A selector for selecting 53 and 57 based on a resolution switching signal 59; a low-pass filter 60 for removing high-frequency components from an 8-bit quantized analog signal (256 gradations) 61 output from the D / A converter 41 ,
Reference numeral 62 denotes 8-bit analog quantized data 61 output from the low-pass filter 60 and a triangular wave signal 4 output from the first to third triangular wave generators 48, 52, and 56.
9, 53, and 57 are voltage comparators that output a pulse width modulation signal 63 having a pulse width corresponding to the grayscale data by comparing the data with the pulse width modulation signal.

【0037】以上の構成において、この実施例に係る画
像データ変換装置を適用したレーザービームプリンタで
は、次のようにして、文字画像及び中間調画像が混在す
る画像を人間の目視上良好な状態で形成することが可能
となる。すなわち、上記レーザービームプリンタでは、
画像の形成を行なう際に、画像データ変換装置を用いて
次のようにして半導体レーザーに印加するパルス幅変調
された画像信号が生成される。
In the laser beam printer to which the image data conversion device according to this embodiment is applied in the above-described configuration, an image in which a character image and a halftone image are mixed in a visually satisfactory state can be obtained as follows. It can be formed. That is, in the above laser beam printer,
When an image is formed, a pulse width modulated image signal to be applied to a semiconductor laser is generated using an image data converter as follows.

【0038】この画像データ変換装置では、図1に示す
ように、基準周波数発振器42から出力される54MH
zの基準信号(F0 )43が、周波数同期回路44によ
ってレーザー光学系から出力されるSOS信号(走査基
準信号)45と同期がとられる。次に、上記周波数同期
回路44によってSOS信号(走査基準信号)45と同
期がとられた54MHzの基準信号(F0 )43は、1
/3分周器46で18MHzの画素クロック(16dp
mの階調データクロック)47に分周され、第1の三角
波生成器48では、この1/3分周器46によって分周
された18MHzの基準信号47に基づいて16lpm
(line/mm)の三角波信号49が生成される。一
方、上記1/3分周器46で18MHzに分周された画
素クロック47は、更に1/2分周器50で9MHzの
クロック51に分周され、第2の三角波生成器52で
は、この1/2分周器50によって分周された9MHz
のクロック51に基づいて8lpm(line/mm)
の三角波信号53が生成される。
In this image data converter, as shown in FIG.
The z reference signal (F 0 ) 43 is synchronized with the SOS signal (scanning reference signal) 45 output from the laser optical system by the frequency synchronization circuit 44. Next, the 54 MHz reference signal (F 0 ) 43 synchronized with the SOS signal (scanning reference signal) 45 by the frequency synchronization circuit 44 is 1
The 18 MHz pixel clock (16 dp)
m of the gray scale data clock) 47 and the first triangular wave generator 48 generates 16 lpm based on the 18 MHz reference signal 47 divided by the 1 / frequency divider 46.
A (line / mm) triangular wave signal 49 is generated. On the other hand, the pixel clock 47 that has been frequency-divided to 18 MHz by the 1 / frequency divider 46 is further frequency-divided by the 分 frequency divider 50 to a 9 MHz clock 51. 9MHz divided by 1/2 frequency divider 50
8 lpm (line / mm) based on clock 51
Is generated.

【0039】さらに、上記周波数同期回路44によって
SOS信号(走査基準信号)45と同期がとられた54
MHzの基準信号(F0 )43は、1/4分周器54で
13.5MHzのクロック55に分周され、第3の三角
波生成器56では、この1/4分周器54によって分周
された13.5MHzの基準信号55に基づいて12l
pm(line/mm)の三角波信号57が生成され
る。
Further, 54 synchronized with the SOS signal (scanning reference signal) 45 by the frequency synchronization circuit 44
The MHz reference signal (F 0 ) 43 is frequency-divided into a 13.5 MHz clock 55 by a 54 frequency divider 54, and the third triangular wave generator 56 divides the frequency by the 4 frequency divider 54. 12l based on the obtained 13.5 MHz reference signal 55
A triangular wave signal 57 of pm (line / mm) is generated.

【0040】従って、この実施例では、階調データ40
の最高周波数成分(8lpm)と第3の三角波生成器5
6で生成される三角波信号の周波数(12lpm)の最
大公約数は、4lpmとなる。
Therefore, in this embodiment, the gradation data 40
Frequency component (8 lpm) and the third triangular wave generator 5
The greatest common divisor of the frequency (12 lpm) of the triangular wave signal generated in 6 is 4 lpm.

【0041】また、この実施例では、画像読取装置やホ
ストコンピュータ等から図示しないI/F回路を介して
入力される8ビットの階調データ40が、54MHzの
基準信号(F0 )43を1/3分周器46によって分周
した18MHzの16dpm階調データクロック47に
同期して送られてくる。この階調データ40は、8ビッ
トの量子化分解能を有するD/Aコンバータ41によっ
てアナログ信号61に変換された後、このアナログ信号
61に変換された階調データ40は、低周波成分だけを
通すローパスフィルタ60を介して電圧比較器62に入
力される。
In this embodiment, the 8-bit gradation data 40 input from an image reading device, a host computer or the like via an I / F circuit (not shown) converts the 54 MHz reference signal (F 0 ) 43 into one. It is transmitted in synchronization with an 18 MHz 16 dpm grayscale data clock 47 divided by a 3 frequency divider 46. The gradation data 40 is converted into an analog signal 61 by a D / A converter 41 having an 8-bit quantization resolution, and the gradation data 40 converted into the analog signal 61 passes only low-frequency components. The signal is input to the voltage comparator 62 via the low-pass filter 60.

【0042】また、第1の三角波生成器48では、1/
3分周器46によって分周された18MHzの16dp
m階調データクロック47に基づいて16lpmの三角
波信号49が、第2の三角波生成器52では、更に1/
2分周器50によって分周された9MHzのクロック5
1に基づいて8lpmの三角波信号53が、それぞれ生
成される。ここで、12lpm(line/mm)の三
角波信号とは、12lpmの画像を作るための三角波信
号をいう。さらに、第3の三角波生成器56では、1/
4分周器54によって分周された13.5MHzのクロ
ック55に基づいて12lpmの三角波信号57が生成
される。これらの第1〜第3の三角波生成器48、5
2、56で生成された3種類の三角波信号49、53、
57のうち、1つの三角波信号が解像度切替え信号59
に基づいてセレクタ58によって選択され、電圧比較器
62に入力され、この電圧比較器62からは、階調デー
タ40の階調に応じたパルス幅を有するパルス幅変調信
号63が出力される。
In the first triangular wave generator 48, 1 /
18 MHz 16 dp divided by 3 divider 46
The 16 lpm triangular wave signal 49 is further divided by the second triangular wave generator 52 into 1 /
9 MHz clock 5 divided by 2 divider 50
1, a triangular wave signal 53 of 8 lpm is generated. Here, the triangular wave signal of 12 lpm (line / mm) refers to a triangular wave signal for forming an image of 12 lpm. Further, in the third triangular wave generator 56, 1 /
A 12 lpm triangular wave signal 57 is generated based on the 13.5 MHz clock 55 divided by the 4 frequency divider 54. These first to third triangular wave generators 48, 5
The three types of triangular wave signals 49, 53 generated in 2, 56,
57, one triangular wave signal is a resolution switching signal 59
, And is input to the voltage comparator 62. The voltage comparator 62 outputs a pulse width modulation signal 63 having a pulse width corresponding to the gradation of the gradation data 40.

【0043】ところで、上記16lpm、8lpm、1
2lpmの3種類の三角波信号49、53、57は、た
とえば、8lpmの三角波信号53が写真等の中間調画
像からなる絵柄用、16lpmの三角波信号49が文字
用、12lpmの三角波信号57が写真等の中間調画像
と文字画像が混在する絵/文字混在用として、これらの
三角波信号49、53、57を使い分けるこにより、画
像の種類に応じて高画質なプリント/コピーを得ること
が可能となる。
Incidentally, the above 16 lpm, 8 lpm, 1 lpm
The three types of triangular wave signals 49, 53, 57 of 2 lpm are, for example, triangular wave signal 53 of 8 lpm for a pattern composed of a halftone image such as a photograph, triangular wave signal 49 of 16 lpm for characters, and triangular wave signal 57 of 12 lpm for a photograph. By selectively using these triangular wave signals 49, 53, and 57 for picture / character mixing in which a halftone image and a character image are mixed, it is possible to obtain high-quality print / copy according to the type of image. .

【0044】つまり、上記画像データ変換装置におい
て、8lpmの三角波信号53を用いた場合には、生成
されたパルス幅変調信号63によって走査露光されるレ
ーザービームの空間周波数が8lpm(line/m
m)となり、形成される画像上に存在する写真画像等の
中間調画像を再現すると、隣接する画像の領域において
階調性が目視上連続的に変化するように見え、良好な中
間調画像の再現を行なうことができ、写真等の中間調画
像からなる絵柄用に適している。また、16lpmの三
角波信号49を用いた場合には、生成されたパルス幅変
調信号63によって走査露光されるレーザービームの空
間周波数が16lpm(line/mm)となり、形成
される画像上に存在する文字画像を再現すると、高解像
度で良好な文字画像の再現が可能であり、文字用に適し
ている。
That is, when the image data converter uses a triangular wave signal 53 of 8 lpm, the spatial frequency of the laser beam scanned and exposed by the generated pulse width modulation signal 63 is 8 lpm (line / m).
m), and when a halftone image such as a photographic image existing on the formed image is reproduced, the gradation characteristic appears to be continuously changed visually in an adjacent image region, and a good halftone image It can be reproduced and is suitable for pictures composed of halftone images such as photographs. When the 16 lpm triangular wave signal 49 is used, the spatial frequency of the laser beam scanned and exposed by the generated pulse width modulation signal 63 becomes 16 lpm (line / mm), and characters existing on the formed image are displayed. When an image is reproduced, a high-resolution and good character image can be reproduced, which is suitable for characters.

【0045】さらに、上記画像データ変換装置におい
て、12lpmの三角波信号57を用いた場合には、生
成されたパルス幅変調信号63によって走査露光される
レーザービームの空間周波数が12lpm(line/
mm)となり、形成される画像上に存在する写真画像等
の中間調画像を再現すると、隣接する画像の領域におい
て階調性が、8lpmの三角波信号を用いた場合に比べ
て若干劣るものの、目視上連続的に変化するように見
え、中間調画像をも良好に再現することができる。ま
た、形成される画像上に存在する文字画像を再現した場
合でも、16lpmの三角波信号49を用いた場合に比
べて若干劣るものの、高解像度で良好な文字画像の再現
が可能となり、文字画像及び中間調画像のいずれの画像
をも人間の目視上良好な状態で形成することができ、写
真等の中間調画像と文字画像が混在する絵/文字混在用
に適している。
Further, when the image data converter uses a 12 lpm triangular wave signal 57, the spatial frequency of the laser beam scanned and exposed by the generated pulse width modulation signal 63 is 12 lpm (line / line).
mm), and when a halftone image such as a photographic image existing on the formed image is reproduced, the gradation in the adjacent image region is slightly inferior to the case where a triangular wave signal of 8 lpm is used. It looks like it changes continuously continuously, and a halftone image can be reproduced well. In addition, even when a character image existing on an image to be formed is reproduced, although it is slightly inferior to the case of using a 16 lpm triangular wave signal 49, a high-resolution and good character image can be reproduced. Any of the halftone images can be formed in a state that is visually satisfactory to humans, and is suitable for mixed use of pictures / characters in which halftone images such as photographs and character images are mixed.

【0046】但し、上記画像データ変換装置において1
2lpmの三角波信号57を用いると、レーザービーム
プリンタの1画素の分解能が16lpmの場合には、階
調信号の最高周波数(8lpm)と基準周波数(12l
pm)とが一致しないため、階調信号の最高周波数(8
lpm)と基準周波数(12lpm)の最大公約数であ
る4lpmのビートが画像上発生することになる。しか
し、この4lpmのビートは、図4に示す人間の視感度
を表す相対コントラスト感度と空間周波数の関係を示す
グラフから明らかなように、人間の相対コントラスト感
度を示す値が1.42と大きく(数値が大きい程、人間
の視感度は低い)、4lpmのビートを含む画像を人間
の目で目視した場合でも、この4lpmのビートは目立
たず、画質を低下させることがない。そのため、文字画
像及び中間調画像が混在する画像を人間の目視上良好な
状態で形成するために、12lpmの三角波信号を用い
ることにより、見苦しいビートが画像上に発生するのを
防止することができ、文字画像及び中間調画像が混在す
る画像を人間の目視上良好な状態で形成することが可能
となる。
However, in the above-mentioned image data converter, 1
When the 2 lpm triangular wave signal 57 is used, when the resolution of one pixel of the laser beam printer is 16 lpm, the maximum frequency (8 lpm) of the gradation signal and the reference frequency (12 lpm) are used.
pm), the highest frequency (8
1pm) and a beat of 4 lpm which is the greatest common divisor of the reference frequency (12 lpm) occurs on the image. However, as is clear from the graph showing the relationship between the relative contrast sensitivity indicating the human visibility and the spatial frequency shown in FIG. 4, the value indicating the relative contrast sensitivity of the human is 1.42, which is as large as 1.41 ( (The larger the numerical value, the lower the human visibility is.) Even when an image including a beat of 4 lpm is viewed with the human eyes, the beat of 4 lpm is not conspicuous and does not lower the image quality. Therefore, in order to form an image in which a character image and a halftone image are mixed together in a visually satisfactory state by using a triangular wave signal of 12 lpm, unsightly beats can be prevented from being generated on the image. Therefore, it is possible to form an image in which a character image and a halftone image are mixed in a state visually satisfactory to humans.

【0047】なお、図4において、横軸は、空間周波数
で、cpd(cycle/deg)であるため、明視の
距離(250mm)では、4lpm(line/mm)
が17.5cpd(cycle/deg)となり、この
ときの感度は、ピークに比べて約1/5、2lpmに比
べて約1/3に低下する。
In FIG. 4, the horizontal axis is spatial frequency, which is cpd (cycle / deg). Therefore, at the distance of clear vision (250 mm), 4 lpm (line / mm)
Becomes 17.5 cpd (cycle / deg), and the sensitivity at this time is reduced to about 1/5 compared to the peak and to about 1/3 compared to 2 lpm.

【0048】図5及び図6には、1画素の分解能が16
dpmの場合に、12lpmの三角波信号を用いた場合
と、10lpmの三角波信号を用いた場合のドットパタ
ーンを示すものである。この図5及び図6からもわかる
ように、8lpm周期の画像信号をパルス幅変調する際
に、12lpmの三角波信号を用いた場合には、4lp
mの周期の繰り返しパターンが発生するのに対して、1
0lpmの三角波信号を用いた場合には、2lpmの周
期の繰り返しパターンとなり、この2lpmの繰り返し
がビートとなって、図4に示す人間の視感度を表す相対
コントラスト感度と空間周波数の関係を示すグラフから
明らかなように、人間の相対コントラスト感度を示す値
が0.5と小さく(数値が小さい程、人間の視感度は高
い)、人間の目視上見苦しいビートが画像上に発生する
ことがわかる。
5 and 6, the resolution of one pixel is 16
In the case of dpm, dot patterns are shown when using a 12 lpm triangular wave signal and when using a 10 lpm triangular wave signal. As can be seen from FIGS. 5 and 6, when an image signal having a period of 8 lpm is subjected to pulse width modulation and a triangular wave signal of 12 lpm is used, 4 lp is used.
While a repeating pattern with a period of m occurs, 1
When a triangular wave signal of 0 lpm is used, a repetition pattern having a period of 2 lpm is formed, and the repetition of 2 lpm becomes a beat. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the relative contrast sensitivity and the spatial frequency, which represents the human visual sensitivity. As is clear from FIG. 4, the value indicating the relative contrast sensitivity of a human is as small as 0.5 (the smaller the numerical value, the higher the visibility of a human), and a visually unsightly beat is generated on the image.

【0049】なお、上述したように、1画素の分解能が
16dpmのレーザービームプリンタの場合には、階調
信号の最高周波数(8lpm)と基準周波数信号の組み
合わせの判定を図7に、1画素の分解能が24dpmの
場合の階調信号の最高周波数(8lpm)と基準周波数
信号の組み合わせの判定を図8に、それぞれ示す。
As described above, in the case of a laser beam printer in which the resolution of one pixel is 16 dpm, the determination of the combination of the highest frequency (8 lpm) of the gradation signal and the reference frequency signal is shown in FIG. FIG. 8 shows the determination of the combination of the highest frequency (8 lpm) of the gradation signal and the reference frequency signal when the resolution is 24 dpm.

【0050】図7において、ビート周期が2.5前後に
ついては△印としてある。これは、。そのまま使用する
と、前述した理由でビートが目立ってしまうが、三角波
信号の位相シフト技術を組み合わせることでビートを散
らして、目立たなくできるからである。この手法につい
ては図9に示す。また、このときのドットパターンの例
を図10に示す。
In FIG. 7, a mark about a beat cycle of about 2.5 is indicated by a triangle. this is,. If used as it is, the beat becomes noticeable for the reason described above, but the beat can be scattered and made inconspicuous by combining the phase shift technique of the triangular wave signal. This technique is shown in FIG. FIG. 10 shows an example of the dot pattern at this time.

【0051】図11には、10lpmの場合に三角波信
号の位相シフト技術と組み合わせたときのドットパター
ンを示す。このケースでは、三角波信号の位相シフトを
しても、もともとの2lpmのビートの間にもう1つビ
ートが発生し、4lpm相当となり、やはりビートは目
立たなくなる。2lpm以下では位相シフトを加えても
ビート低減は難しい。
FIG. 11 shows a dot pattern in the case of 10 lpm in combination with the phase shift technique of the triangular wave signal. In this case, even if the phase of the triangular wave signal is shifted, another beat is generated between the original beats of 2 lpm, which is equivalent to 4 lpm, and the beats are still inconspicuous. At 2 lpm or less, it is difficult to reduce the beat even if a phase shift is added.

【0052】実施例2 図12はこの発明の第2の実施例を示すものであり、前
記実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明する
と、実施例1では、8ビットのD/Aコンバータ41に
一つのローパスフィルタ60を組み合わせてD/Aコン
バータ41の出力61に混じっている16dpmの階調
データクロックの成分と、その高調波成分のみを除去し
ていたが、この実施例2では、三つのローパスフィルタ
60a、60b、60cを設け、それぞれのカットオフ
周波数を8、4、6lpmとし、使用する三角波が16
lpmなら8lpm、8lpmなら4lpm、12lp
mなら6lpmのカットオフ周波数のローパスフィルタ
の出力が比較器に入力されるようセレクタ58bの動作
をセレクタ58aと連動させたものである。こうするこ
とにより、どの三角波49、53、57を用いても、そ
れぞれの三角波49、53、57のナイキスト周波数以
上の成分が抑制されるので、不要な画像の折り返し歪み
を低減することができる。
Embodiment 2 FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals. The D / A converter 41 is combined with one low-pass filter 60 to remove only the 16 dpm grayscale data clock component mixed with the output 61 of the D / A converter 41 and its harmonic components. In Example 2, three low-pass filters 60a, 60b, and 60c are provided, the cutoff frequencies are set to 8, 4, and 6 lpm, and the triangular wave used is 16
8 lpm for lpm, 4 lpm, 12 lp for 8 lpm
If m, the operation of the selector 58b is linked to the selector 58a so that the output of the low-pass filter having a cutoff frequency of 6 lpm is input to the comparator. By doing so, no matter which of the triangular waves 49, 53, 57 is used, the components of the respective triangular waves 49, 53, 57 that are equal to or higher than the Nyquist frequency are suppressed, so that unnecessary aliasing distortion of the image can be reduced.

【0053】その他の構成及び作用は、前記実施例1と
同様であるので、その説明を省略する。
The other configuration and operation are the same as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0054】[0054]

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、文字画像及び中間調画像が混在する画像を人
間の目視上良好な状態で形成するために、任意の周波数
の三角波信号を用いた場合でも、見苦しいビートが画像
上に発生するのを防止することができ、文字画像及び中
間調画像が混在する画像を人間の目視上良好な状態で形
成することが可能な画像データ変換装置を提供すること
ができる。
According to the present invention, a triangular wave signal of an arbitrary frequency is formed in order to form an image in which a character image and a halftone image are mixed in a good state visually by a human. An image data conversion device that can prevent unsightly beats from appearing on an image even when used, and can form an image in which a character image and a halftone image are mixed in a human-visually good state. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1はこの発明に係る画像データ変換の一実
施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of image data conversion according to the present invention.

【図2】 図2はレーザービームプリンタを示す構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a laser beam printer.

【図3】 図3はレーザー光学系を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a laser optical system.

【図4】 図4は空間周波数と相対コントラスト感度と
の関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a spatial frequency and a relative contrast sensitivity.

【図5】 図5は信号の処理状態を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 5 is a timing chart showing a signal processing state;

【図6】 図6は信号の処理状態を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 6 is a timing chart showing a signal processing state.

【図7】 図7は三角波基準信号周波数の判定結果を示
す図表である。
FIG. 7 is a chart showing a result of determining a triangular wave reference signal frequency.

【図8】 図8は三角波基準信号周波数の判定結果を示
す図表である。
FIG. 8 is a chart showing a result of determining a triangular wave reference signal frequency.

【図9】 図9は信号の処理状態を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 9 is a timing chart showing a signal processing state.

【図10】 図10は形成された画像を示す模式図であ
る。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a formed image.

【図11】 図11は形成された画像を示す模式図であ
る。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a formed image.

【図12】 図12はこの発明の他の実施例に係る画像
データ変換を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing image data conversion according to another embodiment of the present invention.

【図13】 図13は従来の画像データ変換を示すブロ
ック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing conventional image data conversion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40 階調データ、41 D/Aコンバータ、42 基
準周波数発振器、43基準信号(F0 )、48 第1の
三角波生成器、49 三角波信号、52 第2の三角波
生成器、53 三角波信号、56 第3の三角波生成
器、57 三角波信号。
40 gradation data, 41 D / A converter, 42 reference frequency oscillator, 43 reference signal (F 0 ), 48 first triangular wave generator, 49 triangular wave signal, 52 second triangular wave generator, 53 triangular wave signal, 56 3 triangular wave generator, 57 triangular wave signal.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザービームの出射を制御する入力階
調データをアナログ信号に変換し、このアナログ信号を
基準信号と比較して入力階調データに応じたパルス幅を
有するパルス幅変調信号に変換する画像データ変換装置
において、上記入力階調データの最高周波数成分と当該
入力階調データをパルス幅変調信号に変換するための基
準信号の周波数の最大公約数で発生するビートの空間周
波数が、人間の視感度の小さい空間周波数領域となるよ
うに、当該入力階調データをパルス幅変調信号に変換す
るための基準信号の周波数を設定したことを特徴とする
画像データ変換装置。
1. An apparatus for converting input gradation data for controlling emission of a laser beam into an analog signal, comparing the analog signal with a reference signal, and converting the analog signal into a pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the input gradation data. The spatial frequency of a beat generated at the greatest common divisor of the frequency of a reference signal for converting the input grayscale data into a pulse width modulation signal and the highest frequency component of the input grayscale data is human. An image data conversion apparatus, wherein a frequency of a reference signal for converting the input grayscale data into a pulse width modulation signal is set so as to be in a spatial frequency region where the visibility is small.
【請求項2】 レーザービームの出射を制御する入力階
調データをアナログ信号に変換し、このアナログ信号を
複数の基準信号のいずれか1つと比較して入力階調デー
タに応じたパルス幅を有するパルス幅変調信号に変換す
る画像データ変換装置において、上記入力階調データの
最高周波数成分と当該入力階調データをパルス幅変調信
号に変換するための複数の基準信号のそれぞれの周波数
との最大公約数で発生するビートの空間周波数が、人間
の視感度の小さい空間周波数領域となるようにすべての
基準信号の周波数を設定し、当該入力階調データの特性
に応じて基準信号を切り替えて使用することを特徴とす
る画像データ変換装置。
2. The method according to claim 1, wherein the input gradation data for controlling the emission of the laser beam is converted into an analog signal, and the analog signal is compared with any one of a plurality of reference signals to have a pulse width corresponding to the input gradation data. In an image data converter for converting a pulse width modulation signal, the greatest common difference between the highest frequency component of the input gradation data and the respective frequencies of a plurality of reference signals for converting the input gradation data into a pulse width modulation signal. The frequencies of all the reference signals are set so that the spatial frequency of the beat generated by the number becomes a spatial frequency region where human visibility is small, and the reference signals are switched and used according to the characteristics of the input gradation data. An image data conversion device, characterized in that:
【請求項3】 上記請求項第2項記載の画像データ変換
装置において、入力階調データをアナログ信号に変換す
るためのD/Aコンバータの出力信号を、複数の基準信
号の周波数に連動して最適な特性でフィルタリングする
複数のフィルタ手段を備えたことを特徴とする画像デー
タ変換装置。
3. An image data converter according to claim 2, wherein the output signal of the D / A converter for converting the input gradation data into an analog signal is linked to the frequency of a plurality of reference signals. An image data conversion device comprising a plurality of filter means for filtering with optimum characteristics.
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