JPH01290427A - 像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

〔従来技術〕

まず、本発明の背景について述べる。

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

第１３図（ａｌは、楕円ビームが主走査する様子を示し
ている。また同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す楕円ビー
ムが１画素クロックの１／４．２／４．３／４゜１、点
灯したときの露光エネルギー分布を示す。

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

第１４図！ａ）、　（ｂｌ、　（ｃｌ、　（ｄｉ、　ｆ
ｅ）に、露光時間が０゜１／４．２／４．３／４，１．
のときのドツト形成の様子を示す。実際には、ビームス
ポットは主走査、副走査方向にガウス分布で近似される
ような光エネルギー分布をしているため、理想的な矩形
とはならないが、本発明では特に主走査方向の露光エネ
ルギーが問題となるため、副走査方向の分布についての
考慮は省略する。

第１４図では、工画素内でのドツト形成の様子を示した
が、次に隣接画素も考慮してドツト形成の様子を説明す
る。

第１５図において、（１）は画素クロック、（２１，（
３１は画像信号を示している。同図の例では（２）の信
号レベルがＨのときビームが点灯する。

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

ところが、ビームパワーが変動したり、現像プロセスに
係る諸条件が変動した場合は、画素１゜２と画素４，５
の組では黒化面積への影響が違ってくる。第１５図（４
）のｔｈｒ２は上述のプロセス条件等の変動に伴い顕像
化レベルが上昇した場合を想定している。この場合は（
６）に示すように、ドツトが形成される。この例では顕
像化レベルの上昇により黒化面積が減少しているが、露
光がオン／オフされる境界付近で黒化領域が変動してい
る。

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

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

〔目的〕

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

〔構成〕

本発明では上述の目的を達成するために、第１０図（ａ
）〜（ｈｌに示すような左寄せの中間レベルのドツト１
／４１，２／４１，３／４１２および右寄せの中間レベ
ルのドツト１／４ｒ、２／４ｒ、３／４ｒを用いる。

第１５図の画素４．５の組において本発明を適用すれば
、画素４に１／４「を用いることにより、画素１．２に
おける１＋１／４ｊ２と同じ形状のドツトを形成するこ
とができ、出力時の安定性が向上する。すなわち、注目
画素が中間レベルの出力をする際は隣接画素の入力また
は出力レベルに応じて左寄せ（１／４１〜３／４　ｌ）
または右寄せ（１／　４　ｒ〜３／４ｒ）のドツトを選
択して出力し、ビームのオン／オフの頻度を減少させる
。

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

第１１図はタイミング図であり、（１１は画素番号を示
す。また（２）は文字画像を読み取ったときのアナログ
画像信号である。（３）は（２）のアナログ信号の画素
毎の平均値を量子化して得られたデジタル信号である。

これをスライスレベルｔｈｒｌ〜ｔｈｒ４を用いて単純
５値化すると、各画素の出力レベルは（４）のようにな
る。（５）は従来法による左寄せドツトのみを用いた場
合の出力画像である。（６）は本発明の実施例１による
出力画像で、入力画像の濃度勾配に従って、濃度の高い
方に黒化部分を寄せた結果である。（６）ではビームの
オン／オフの回数が減っているのがわかる。また（７）
は実施例２による出力画像、（８）は画素クロックであ
る。

第１２図（ａｌ、　（ｂｌは、第１０図に示した出力ド
ツトパターンと３ビツトの出力値信号の対応を示す図で
ある。但し、出力信号との対応は第１２図（ａ）。

（ｂ）の例に限るものではなく、任意に決めることが出
来る。

第１図（ａ）は本発明の一実施例に係る像形成装置の画
像処理部のブロック図である。

図において、１はスキャナ、２，３．４はラッチ、７は
コンパレータ、８は５値化処理器、９はプリンタである
。

ラッチ２，３．４は画素クロックに同期して主走査方向
に連続する３画素の画像データをラッチする。注目画素
のデータはラッチ３にラッチされ、左右の画素データが
それぞれラッチ４．ラッチ２にラッチされる。濃度勾配
の方向を検出する検出手段としてのコンパレータ７は左
右の画素データを比較し、注目画素の主走査方向の濃度
勾配の方向を検出する。すなわち、左右の画素データの
大きい方が濃度勾配の方向く濃度の高くなる方向）であ
る。５値化処理器８には注目画素のデータおよび濃度勾
配の方向を示すコンパレータ７の出力が入力され、第１
２図（ａ）、　（ｂ）に示した３ビツトデータを出力す
る。

多値信号の変換手段としての５値化処理器８の例を第２
図に示す。入力画像データは、４つのスライスレベルｔ
ｈｒｌ〜ｔｈｒ４とコンパレータ７ａ〜７ｂで比較され
、それらの比較結果はプライオリティエンコーダ１０で
０ＯＯＢ〜１００Ｂの３ビツトの５値出力データに変換
される（０００Ｂ、１００Ｂ等のｒＢＪはバイナリ−；
２進数であることを示す。但し左側がＭＳＢ、右側がＬ
ＳＢ）。このうち中間レベルの出力値は濃度勾配信号に
従って、右寄せまたは左寄せのパターンが選択される。

プライオリティエンコーダ１０の出力データは、左寄せ
パターンのデータと一致するようになっており、第１２
図を参照すればわかる通り、各ビットの出力値を反転す
ることにより、右寄せパターンのデータに変換出来る。

但し０００Ｂ、ＩＩＩＢは右寄せ、左寄せの区別がない
ため、反転操作は行わない。セレクタ１１には、左寄せ
パターンデータ（Ａ）と右寄せパターンデータ（Ｂ）が
入力され、濃度勾配信号に従って左側の濃度の方が高い
ときＡを、他のときＢを出力する。この５値化処理は、
ＲＯＭ　（またはＲＡＭ）を用いることにより、画像デ
ータと濃度勾配信号をアドレス信号としてテーブル参照
式に行うことが出来る。さらに出力結果の組を複数用意
しておき、セレクト信号で参照するテーブルを選択する
ことで簡単にスライスレベルを変更°した場合の処理デ
ータを得られるように構成することも出来る。

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

第１図（ｂｌに示すブロック図では、パターン選択器１
２を用い、５値化された隣接画素の出力レベルの勾配に
従って注目画素の出カバターンを決定するように構成し
ている。特に単純５値化処理の場合は、出力レベルは入
力レベルに対して一意的に決定されるため、同図（ａｌ
の入力レベルを参照する場合と殆ど同じ結果が得られる
。

実施例１の方法では黒化部分を一度の高い部分に集中さ
せるため、文字、線画に適用した場合は線のシャープな
画像が得られる。

ところが、写真画像のように濃度変化の少ない画像に適
用した場合は次のような不具合が生じる。

第８図に濃度変化が−様な画像の例を示す。（２）はア
ナログ入力信号であり、これを画素毎に量子化すると、
（３）のようなデジタル信号が得られる。

これをｔｈｒｌ〜４に従って５値化すると、各画素は（
４）に示した出力レベルとなる。これを従来法と本実施
例による方法に従って得られる出力画像をそれぞれ＋５
１．　（６）に示す。両者ではビームのオン／オフの回
数は同じであり、本実施例では前述の出力安定の効果は
期待出来ない。

濃度変化の−様な画像に対するこの不具合を解消するた
め、実施例２を提案する。実施例２では濃度勾配だけで
なく左側の画素の出カバターンおよび右隣り、右２画素
隣りの濃度レベルも参照し、微小な孤立ドツトが生じ難
くなるように改良した。

次に第３図に示す画像処理回路に基づき他の実施例（実
施例２）を説明する。

本実施例では、右寄せ、左寄せパターンを選択するため
に隣接画素の５値出力値を参照する。

図において、５値化処理器８は入力画像値に従つて、０
．１／４．２／４．３／４．ｌの出力レベルを２進数で
それぞれｏｏｏ、ｏｏｔ、ｏｔｏ。

０１１．１１１として出力する。

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

この４画素のデータを参照して、後述のアルゴリズムに
従ってパターン選択器１２から注目画素の出力ドツトパ
ターンのデータが出力される。パターン選択器■２は、
ＲＯＭ　（またはＲＡＭ）を用いて４画素のデーター３
ビツトＸ４＝１２ビツトの信号でアドレスされる番地に
、所定のアルゴリズムで決定される注目画素の出力すべ
きデータを格納しておくことにより実現出来る。

第４図に参照画素の配置を示す。左側の画素。

注目画素、右側の画素、右側２つ隣の画素の画素番号を
それぞれ−１，０，１，２として以下の説明をする。

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

（２）−１の画素が右寄せのとき０の画素は左寄せとす
る。

（３）−１の画素が左寄せのときＯの画素は右寄せとす
る。

（４）■の画素が０のとき０の画素は左寄せとする。

（５）■の画素が１のとき０の画素は右寄せとする。

（６）２の画素が０のときＯの画素は右寄せとする。

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

（８）０の画素は左寄せとする。

実施例２による出力画像を第５図（３）に示す。（１）
は各画素の出力レベルであり、（２）は従来法による左
寄せパターンのみを用いた場合の出力画像である。同図
の（２）、　（３１を比較してわかる通り、実施例２で
は孤立ドツトの数が少なく、すなわちビームのオン／オ
フの回数が少なくなっているのがわかる。

実施例２の方法を第８図の画像に適用すると、（７）の
出力画像が得られる。（５１，ｆ６１に比べ、ビームの
オン／オフの回数が減っており、安定した出力が得られ
る。他方、この方法を第１１図に示す画像に適用すると
、（７）の出力画像となり、画素４゜５のように濃度の
谷に黒部が出現する不具合が生じる。すなわち、実施例
２は写真画像のような濃度変化のなだらかな画像に適し
、実施例１は文字画像のような濃度変化の急峻な画像に
適する。

そこで本発明では、写真領域と文字領域の分離を行い、
写真領域に対しては実施例２、文字領域に対しては実施
例１の方法を適用する。領域分離はデジタイザ等を用い
てマニアル操作で指定を行っても良いが、自動分離を行
うことにより、より簡便に高品位な出力が得られるよう
になる。領域自動分離に関しては、例えばグラジェント
やラプラシアンフィルタを用い、エツジ画素の抽出を行
い、エツジ画素の頻繁に検出される領域を文字領域、少
ない領域を写真領域と判定する方法がある。

第９図（ａ）、　（ｂｌ、　（Ｃ１に本発明を実施する
ための装置のブロック図を示す。同図ｆａ）において、
パターン選択部（１）１２ａ、　　（２）１２ｂはそれ
ぞれ第１図（ｂ）、第３図に示した文字部、絵柄部に適
したパターン選択器であり、絵／文字領域判定部１３か
らの領域判定信号により最適の出カバターンが選択され
る。同図（ｂ）は２つのパターン選択器を１つに統合し
た場合の例である。パターン選択器１２は同図（Ｃ）に
示す構成となっている。ラッチ２〜５にラッチされた注
目画素を含む隣接４画素の５値データと領域判定信号で
アドレスされる番地に注目画素の出力すべきパターンコ
ードがＲＯＭテーブル１４に記憶されており、テーブル
参照式にパターン選択処理が行われる。ここで領域信号
が文字領域を示すとき（例えば１）注目画素データ（ラ
ッチ４の出力）、左側の画素（ラッチ５の出力）および
右側の画素（ラッチ３の出力）データが参照され、左右
の画素レベルの大きい方に黒化部分が集中するように注
目画素の出カバターンが決定される。また領域信号が絵
柄領域のとき（例えばＯ）、注目画素、左右の画素、右
２つ隣りの画素（ラッチ２の出力）データを参照し、実
施例２で示したアルゴリズムに従って注目画素の出カバ
ターンが決定される。

第６図は画素クロック（１）と８種の出カバターンに対
応したビーム点灯パルス信号を示す図である。

第７図はプリンタのパルス幅変調回路の例である。

画像出力手段としてのマルチプレクサ１３を用い、第６
図に示した８種の信号から画素クロックに同期した３ビ
ツトの出カバターン選択信号Ｓ２に従って、１つを選択
することによりパルス幅変調を行う構成となっている。

Ｓｌは出力パルス、Ｓ３はパルス幅変調された画像信号
を示す。

〔効果〕

以上本発明によれば、絵柄部用と文字部用に適した２種
の出カバターン選択器を有し、領域分離信号に従って、
最適なパターンを選択出来るため、絵柄と文字が混在し
た原稿に対しても良好な出力画像が得られる像形成装置
を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは本発明の一実施例に係る画像処理部のブ
ロック図、同図（ｂ）はその変形例のブロック図、第２
図は５値化処理器の一例を示すブロック図、第３図は他
の実施例に係る画像処理部のブロック図、第４図は参照
画素の配置を示す図、第５図は従来例と本発明に係る出
力画像のパターンを示す図、第６図は画素クロックと８
種の出カバターンに対応したビーム点灯パルス信号を示
す図、第７図はプリンタのパルス幅変調回路の一例を示
す図、第８図は各実施例による画像処理の結果の出力画
像と従来例を対比して説明するだめの図、第９図ｆａ）
　、　（ｂ）　、ｆｃｌは実施例２を実施するためのブ
ロック図、第１Ｏ図（ａｌ〜ｆｈ）は本発明に利用され
る左寄せ。 右寄せの中間レベルのドツトパターンを示す図、第１１
図は本発明による画像処理の結果の出力画像と従来例を
対比して説明するための図、第１２図（ａｌ、　ｆｂｌ
は第８図に示した出力ドツトパターンと３ビツトの出力
値信号の対応を示す図、第１３図（ａ）、　（ｂ）はビ
ームスポットおよび露光エネルギー分布を示す図、第１
４図（ａｌ〜ｔｅｌは各露光時間毎のドツトパターンを
示す図、第１５図は従来例における出力画像パターンを
説明するための図である。 ７・・・コンパレータ、８・・・５値化処理回路、１２
・・・パターン選択器、１３・・・マルチプレクサ。 第１図 （ａ〕 ｉ　　由 壱　ろ 第８図 第４図 □土足遣方頗 第７図 富ＩＯ図 １／４ｒ　　　２／４ｒ　　　　３／４ｒ第８図 （１）←Ｉ−←−２−＋−３←−４−＋−５→−６−４
−（４λ　ＯＩ／４　２／４　３／４　３／４３／４３
／４□土足青万同 第９図 （Ｃ〕 第　１．１　　図 （４）　　Ｑ　　３／４　　１　　　Ｉ７４　１／４　
２／４　　　Ｑ　　３／４０　３／４１　　１　　　Ｉ
／４！　　Ｉ／４ｊ２／４２　０　３／４！０　３／４
ｒ　　　ｌ　　　　Ｉ／４Ｊ　Ｖ４ｒ　２μμ　　Ｑ　
　３／４１−”ｈＬｉざｎ 零１２図 （ａ） 窮１３図 （Ｃ） （ｂ） ２／４　３／４ 第　１４　　ス □２走量方知 （ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　　　（Ｃ）　　　
　　　　（ｄ）　　　　　　　　（ｅ）万 酬 第１５図 （３）二口−ヘレ　　Ｉ　　　　Ｖ４　　　　０　　　
　Ｖ４　　　１　　　　０□三乏ｉ万、旬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多値入力信号をそれより多値数の少ない３値以上の多値
   信号に変換する変換手段と、パルス幅変調により多値出
   力が可能な画像出力手段と、多値入力信号の特性を検出
   する特性検出手段と、多値信号を、少なくとも２種のア
   ルゴリズムに従つてパルス幅変調する変調手段と、特性
   検出手段からの信号に従つてパルス幅変調方法またはパ
   ルス幅変調結果を選択する選択手段を備えたことを特徴
   とする像形成装置。