JPH0247973A

JPH0247973A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0247973A
Application number: JP63197146A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hirooka; 廣岡　和彦; Hitoshi Arai; 仁荒井; Masaki Sakai; 坂井　雅紀
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1990-02-16
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2866091B2

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】［産業上の利用分野］本発明は多値画像信号をパルス幅変調により２値化して
像形成する画像形成装置に関するものである。

［従来の技術］従来から中間調画像を含む多値画像情報を２値化して像
形成する場合、この２値化法として閾値マトリックスを
用いた、例えばデイザ法、濃度パターン法などがよく知
られている。また、レーザビームプリンタ等では、多値
画像データを三角波などと比較して、その画像データの
濃度をパルス幅に対応するようにパルス幅変調する２値
化法が一般的である。

［発明が解決しようとしている課題］しかし、これらの方法で文字等の線画をパルス幅変調す
ると、そのエツジ部が階段状のギザギザになったり、画
像データの解像度が低下する等の問題があった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、多値画像
の解像度を低下させることなく、高品位な再生画像が得
られる画像形成装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は以下
の様な構成からなる。即ち、多値画像信号をパルス幅変調により２値化して像形成す
る画像形成装置であって、画像信号の濃度勾配を検出す
る濃度勾配検出手段と、それぞれが異なる波形形状を有
し、前記画像信号の同期信号に同期した複数のパターン
信号を発生するパターン信号発生手段と、前記複数のパ
ターン信号のそれぞれを基に前記画像信号をパルス幅変
調する複数の変調手段と、前記濃度勾配及び前記パター
ン信号の周期を基に前記複数の変調手段よりの変調信号
のいずれかを選択する選択手段とを備える。

また他の請求項の構成は、前記複数のパターン信号は、前記画像信号の同期信号の
２倍または３倍の周期を有する三角波或いは鋸歯状波で
あり、前記パターン信号のピークはそれぞれ互いに異な
る位相を有する。

［作用コ以上の構成において、画像信号の濃度勾配を検出すると
ともに、パターン信号発生手段により、それぞれが異な
る波形形状を有し、画像信号の同期信号に同期した複数
のパターン信号を発生する。これら複数のパターン信号
のそれぞれを基に、その画像信号を複数の変調手段によ
りパルス幅変調し、その濃度勾配及びパターン信号の周
期を基に、複数の変調手段よりの変調信号のいずれかを
選択するようにしている。

また他の請求項の構成によれば、複数のパターン信号は
画像信号の同期信号の２倍または３倍の周期を有する三
角波或いは鋸歯状波であり、これらパターン信号のピー
クはそれぞれ互いに異なる位相を有している。

［実施例］以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。

［レーザビームプリンタの説明（第１図、第５図）］第１図はこの実施例のレーザビームプリンタの画像信号
処理部の概略構成を示すブロック図である。

図中、１０１はビデオデータ出力部であり、図示しない
ＣＣＤセンサやビデオカメラからの画像データをＡ／Ｄ
変換し、濃度情報を含む所定ビット（ここでは８ビツト
）のデジタル多値画像データを、同期クロックＲＣＬＫ
に同期して出力している。このデジタル画像データは、
−旦バツファメモリ１０２に格納され、タイミング信号
発生回路１１１からの水平同期信号（Ｈ３ＹＮＣ）及び
ビデオクロック信号（ＶＣＬＫ）に同期して、８ビツト
のビデオデータ１３１として読出される。

このようにして、バッファメモリ１０２を介することに
より、ビデオデータ出力部１０１よりの画像データの同
期ずれや速度変換が行われる。

バッファメモリ１０２から読出されたビデオデータ１３
１の一方は遅延回路１１６により識別回路１１３の識別
のための遅れ分だけ遅延された後、Ｄ／Ａ変換器１０３
によりアナログビデオ信号１２１に変換される。また、
ビデオデータ１３１の他方は後述する識別回路１１３に
入力されて、後述する変調信号の選択に使用される。こ
のアナログビデオ信号１２１はコンパレータ１０４〜１
０６の一方の入力端子に入力されており、コンパレータ
１０４〜１０６のそれぞれのもう一方の入力端子には、
アナログビデオ信号１２１を２値化する（ＰＷＭ変調）
するためのパターンクロック１２３〜１２５が入力され
る。

ここで、パターンクロック１２３〜１２５はそれぞれ三
角波及び鋸状波であり、第２図に示すようにコンパレー
タ１０４に入力されるパターンクロック１２３は右端に
、コンパレータ１０５に入力されるパターンクロック１
２４は中央に、コンパレータ１０６に入力されるパター
ンクロック１２５は左端に頂点のあるクロック信号であ
る。

また、識別回路１１３に入力されたビデオデータ１３１
の濃度変化に応じて選択信号１２２が出力されて（詳細
は後述する）セレクト回路１０７に入力され、コンパレ
ータ１０４〜１０６の出力変調信号のうちの１つが選択
される。セレクト回路１０７から出力された変調信号（
ＰＷＭ）１２９はゲート回路１０８によって記録紙と同
期が取られて記録部１３２のレーザドライバ１０９に入
力される。ここでレーザドライバ１０９は、入力された
変調信号１２９のパルス幅に応じた時間だけ半導体レー
ザ１１４を定電流駆動する。この半導体レーザ１１４よ
り発せられたレーザ光が感光体を走査し、電子写真プロ
セスによって複写画像を形成する。

第５図はレーザビームプリンタの記録部１３２の概略構
成を示すブロック図で、１０９はレーザドライバ、１１
４は半導体レーザ、５１はコリメータレンズ、５２はポ
リゴンミラー　５３はｆθレンズである。こうして変調
され、ｆθ補正されたレーザ光は、ラスクスキャンによ
り感光体５０上を走査して静電潜像を形成し、電子写真
方式により記録紙に画像を転写させる。１３３はレーザ
ビームの１ラインの走査開始位置近傍に設けられ、レー
ザ光の走査開始を検知するビームディテクタ（ＢＤ）で
ある。

再び第１図に戻り、ＢＤ生成回路１１０はビームディテ
クタ（ＢＤ）１３３よりの信号を基にＢＤ信号１１６を
作成する。このＢＤ信号１１６と、入力されるビデオデ
ータの４倍以上の周波数のクロック１１７が水晶発振器
１１５よりタイミング信号発生回路１１１に入力され、
水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）とビデオクロック（ＶＣＬ
Ｋ）が作成されて出力される。更に、タイミング信号発
生回路１１１はパターンクロック発生回路１１２にスク
リーンクロック（ＳＣＬＫ）１１８を出力しており、こ
のスクリーンクロック（ＳＣＬＫ）１１８は必要に応じ
てビデオクロック（ＶＣＬＫ）１２０の１倍、２倍、３
倍等の周期でビデオクロック１２０に同期がとられた５
０％デユーティのクロックである。

パターンクロック発生回路１１２では、スクリーンクロ
ック１１８により、所定の形状のパターンクロック１２
３〜１２５を発生している。

これらパターンクロックは本実施例においては、スクリ
ーンクロック１１８に同期し、スクリーンクロック１１
８と同じ周期の三角波及び鋸状波である。これらパター
ンクロック１２３〜１２５はＰＷＭ　（パルス幅変調）
によるアナログ画像データ１２１の２値化のために、コ
ンパレータＩＱ４．１０５，１０６に入力される。

［画像信号の変調例の説明（第１図、第２図）コ第２図
は第１図の画像信号処理部の各部の信号波形を説明する
ための図である。

第２図に沿って説明すると、ビデオクロック１２０の４
倍以上の周期クロック１１７が水晶発振器１１５からタ
イミング信号発生回路１１１に入力され、ＢＤ信号１１
６とクロック１１７に同期したＨ３ＹＮＣ信号１１９、
ビデオクロツク信号１２０１スクリーンクロツク信号１
１８が出力される。スクリーンクロック１１８は前述し
たようにパターンクロック発生のための同期信号であり
、パターン、クロック発生回路１１２に入力されている
。

また、第２図のアナログビデオ信号１３５は、バッファ
メモリ１０２から読出されたビデオデータがＤ／Ａコン
バータ１０３でアナログ信号に変換された一例を示し、
第２図かられかる様にビデオクロック１２０に同期して
アナログレベルの各画素データが出力される。尚、図に
示されるように、そのアナログレベルは下にいく程黒く
なり濃度は高くなるものとする。

パターンクロック発生回路１１２の出力であるパターン
クロック１２３〜１２５は、第２図に示すようにスクリ
ーンクロック１２０に同期して発生し、それぞれコンパ
レータ１０４，１０５．１０６に入力される。変調信号
１２８はビデオ信号１３５がコンパレータ１０６でパタ
ーンクロック１２５と比較されて２値化された信号を示
し、変調信号１２７はビデオ信号１３５がコンパレータ
１０５でパターンクロック１２４と比較されて２値化さ
れた信号を示し、更に変調信号１２６はビデオ信号１３
５がパターンクロック１２３とコンパレータ１０４によ
り比較されて２値化された信号を示している。そして、
識別回路１１３よりの選択信号１２２に対応して、セレ
クト回路１０７により３つの変調信号１２６〜１２８の
うちの１つが選択されて記録部１３２に入力され、レー
ザードライバ１０９の駆動信号となる。

なお、前述したパルス幅変調の説明では、スクリーンク
ロック１１８はビデオクロック１２０と同じ周期であっ
たが、必要に応じてビデオクロック１２０の２倍又は３
倍等の周期にしても良い。

この場合にはパターンクロック１２３〜１２５の周期も
同様に、ビデオクロック１２０の２倍、３倍の周期とな
る。

［識別回路及び動作説明（第３図、第４図）］第３図は
本実施例の識別回路１１３及びセレクト回路１０７の詳
細を示す図で、第１図の破線で囲んだ部分１３０の構成
を示している。

バッファメモリ１０２から読出された８ビツトのビデオ
データ１３１は、ビデオクロック１２０に同期してそれ
ぞれが８ビツトのＤタイプのフリップフロップ３０１，
３０２，３０３に順次ラッチされる。フリップフロップ
３０１〜３０３にラッチされた各データは、スクリーン
クロック５ＣＬＫ１１８により再びフリップフロップ３
０４〜３０６にラッチされる。

３０７〜３０９はいずれも多値の比較器（コンパレータ
）で、コンパレータ３０７にはフリップフロップ３０４
及び３０５の出力が入力され、フリップフロップ３０４
の方が３０５より大きい時（六入力〉Ｂ入力のとき）、
コンパレータ３０７の出力がハイレベルになるようにな
っている。コンパレータ３０８，３０９もコンパレータ
３０７と同様に動作し、コンパレータ３０８はフリップ
フロップ３０５と３０６の出力値を入力し、フリップフ
ロップ３０５の出力値の方が大きい（Ａ＞Ｂ）とき、そ
の出力をハイレベルにして出力している。またコンパレ
ータ３０９はフリップフロップ３０６と３０４の出力値
を比較し、フリップフロップ３０６の出力の方が大きい
時にハイレベルを出力している。

一方、変調信号１２６〜１２８のそれぞれは、コンパレ
ータ３０７，３０８，３０９の出力と共に各ＡＮＤゲー
ト３１Ｏ〜３１４に入力される。

ＯＲゲート３１５の出力はスクリーンクロック１１８が
ビデオクロック１２０の２倍周期の時に、そしてＯＲゲ
ート３１６の出力は、スクリーンクロック１１８がビ・
デオクロツク１２０の３倍周期の時に使用されるように
、セレクタ３１７によって選択される。

このセレクタ３１７に入力されるセレクト信号１３４は
タイミング信号発生回路１１１から出力される信号で、
スクリーンクロック１１８がビデオクロック１２０の２
倍周期のときに六入力を選択し、スクリーンクロック１
１８がビデオクロックの３倍周期のときにＢ入力を選択
するような信号である。なお、このセレクト信号１３４
は、不図示のＣＰＵにより発生されたり、外部のビデオ
データ出力部分から入力されても良い。

なお、ＯＲゲート３１５の出力には、フリップフロップ
３０４，３０５の出力を比較してフリップフロップ３０
４の出力値の方が大きい時に変調信号１２６が選択され
て出力され、一方、フリップフロップ３０５の出力値の
方が大きい時には変調信号１２８が出力される。また、
ＯＲゲート３１６には、フリップフロップ３０４〜３０
６の出力値を比較して、フリップフロップ３０４の出力
値が最大の時には変調信号１２６が、フリップフロップ
３０５の出力値が最大の時には変調信号１２７が、フリ
ップフロップ３０６の出力値が最大の時には変調信号１
２８がそれぞれ選択されて出力されるようになっている
。つまり、スクリーンクロック１１８の１周期内のビデ
オデータ１３１を比較し、ビデオデータ１３１の最大の
ところに一番長くオン信号がくるようなＰＷＭ信号１２
９を選択して出力するようになっている。

第４図は第３図に示した識別回路によるＰＷＭ信号出力
の出力例を示す図で、第４Ａ図はスクリーンクロック１
１８がビデオクロック１２０の３倍周期の時の例を示し
、第４Ｂ図は２倍周期の時の例を示している。

まず第４Ａ図について説明すると、図に示すようなビデ
オ信号４０１が入力されたとすると、第２図により説明
したように、各パターンクロックにより変調された変調
信号１２８〜１２６は、それぞれ第４Ａ図の４０２〜４
０４の様になる。パターンクロックの１周期目つまり画
素データ４１〜画素データ４３の部分については、各画
素データ４１〜４３のうち画素データ４３の濃度が最大
であるため変調信号４０２の４０５部分が選択され、２
周期目の画素データ４４〜４６の部分は画素データ４５
の濃度が最大であるので、変調信号４０３の４０６部分
が選択される。以下同様にして、ＰＷＭ出力１２９は４
１０で示すようになる。

第４Ｂ図についても同様にして、パターンクロック信号
の１周期目では画素データ４１と画素データ４２とを比
較し、画素データ４２の方が濃度が高いので変調信号４
１５の４２１部分が選択され、パターンクロックの２周
期目では画素データ４３と画素データ４４とを比較し、
画素データ４４の方が濃度が高いので変調信号４１５の
４２２部分が選択されて出力される。同様にして、３周
期目では画素データ４５の方が濃度が高いので変調信号
４１６の４２３部分が選択され、以下同様にして、出力
される変調信号１２９はＰＷＭ出力４１７で示されたよ
うになる。

従って、第４Ａ図、第４Ｂ図から明らかなように、変調
信号（ＰＷＭ）出力１２９は変調信号１２６〜１２８に
比べて、アナログビデオ信号４゜１の濃度の高い部分に
オン信号がより多く集中している。このため、文字等の
線画のボケを防止することができ、特に電子写真方式の
印刷機などに適した出力となる。

以上説明したようにこの実施例によれば、画像データの
高濃度部分を強調して像再生できるため、線画等の輪郭
部の不鮮明さがなくなり、画像データの再生される解像
度も高くなるという効果がある。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、解像度を低下させ
ることなく、高品位の再生画像が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のレーザビームプリンタの概略構成を示
すブロック図、第２図はパルス幅変調の動作の説明するタイミングチャ
ート、第３図は第１図の識別回路及びセレクト回路の詳細を示
す回路図、第４Ａ図はスクリーンクロックがとデオクロツクの３倍
周期の時の変調例を示す図、第４Ｂ図はスクリーンクロックがビデオクロックの２倍
周期の時の変調例を示す図、そして第５図はレーザービ
ームプリンタを例とした場合の記録部における２値画像
形成を説明する図である。図中、１０１・・・ビデオデータ出力部、１０２・・・
バッファメモリ、１０３・・・Ｄ／Ａコンバータ、１０
４〜１０６・・・コンパレータ、１０７・・・セレクト
回路、１０８がゲート、１０９・・・レーザドライバ、
１１０・・・ＢＤ生成回路、１１１・・・タイミング信
号発生回路、１１２・・・パターンクロック発生回路、
１１３・・・識別回路、１１４・・・半導体レーザ、１
１５・・・水晶発振器、１１６・・・ＢＤ倍信号１１７
・・・クロック、１１８・・・スクリーンクロック、１
１９・・・水平同期信号、１２０・・・ビデオクロック
、１２１・・・アナログビデオ信号、１２２・・・選択
信号、１２３〜１２５・・・パターンクロック、１２６
〜１２８・・・変調信号、１２９・・・ＰＷＭ信号、１
３２・・・記録部、１３３・・・ビームディテクタ、１
３４・・・セレクト信号、３０３〜３０６・・・フリッ
プフロップ、３０７〜３０９・・・コンパレータ、３１
７・・・セレクタである。＋０９第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多値画像信号をパルス幅変調により２値化して像
形成する画像形成装置であつて、画像信号の濃度勾配を
検出する濃度勾配検出手段と、それぞれが異なる波形形
状を有し、前記画像信号の同期信号に同期した複数のパ
ターン信号を発生するパターン信号発生手段と、前記複
数のパターン信号のそれぞれを基に前記画像信号をパル
ス幅変調する複数の変調手段と、前記濃度勾配及び前記
パターン信号の周期を基に前記複数の変調手段よりの変
調信号のいずれかを選択する選択手段とを備えることを
特徴とする画像形成装置。
（２）前記複数のパターン信号は、前記画像信号の同期
信号の２倍または３倍の周期を有する三角波或いは鋸歯
状波であり、前記パターン信号のピークはそれぞれ互い
に異なる位相を有することを特徴とする請求項第１項に
記載の画像形成装置。