JPH03159758A - 画像処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は画像形或装置に関し、詳しくは多値画像データ
を入力し、中間調を含む可視画像を形成する画像形成装
置に関するものである。

［従来の技術Ｊ 従来、電子写真技術を応用したレーザビームプリンタな
どで中間調画像を出力する場合には、データ発生源とな
るホストコンピュータ、又はコントローラ等により網点
やディザ処理、パルス幅変調等の画像処理を行い、２値
化したデータをプリンタエンジン部（プリンタ）に入力
する、という方法を採用していた。

［発明が解決しようとしている課題］ この方法によれば、２値化データを扱うため、転送デー
タ圧縮等による高効率な中間調のデータ転送が行える反
面、濃度の深さ方向に関してはデータ伝送路の遅延、電
子写真プロセスの条件、機器間のバラツキ等によりホス
トコンピュータ、又はコントローラ等から同じ中間調画
像データを送出したにもかかわらず、要望する安定した
階調を得る事が困難であった。

また、同一のホストコンピュータ、又はコントローラ等
を用いて異なった機種のプリンタを使いこなす際に、デ
イザパターンと濃度との対応が各プリンタによって異な
るため、ホストコンピュータ、又はコントローラでは、
接続するプリンタの数だけプリンタに応じた濃度補正テ
ーブルが必要となり、プリンタ間の互換性が取りにくい
という状況が存在している。

階調を有する画像データとしては、例えば原稿をイメー
ジリーグ等で読み込んでドットイメージに展開し、各ド
ットに深さ方向の値を与える方法がある。第３図（ａ）
，（ｂ）は、ＣＯＤの入／出力特性を示す図である。イ
メージリーグの画像入力部として、例えばこのＣＣＤセ
ンサなどを用いた場合、原画像の有する濃度情報は、セ
ンサ部で第３図（ａ）に示すように原画像からの反射光
にほぼリニアな電圧情報に変換される。この電圧情報は
、濃度に対しては対数的な関係となるので（第３図（ｂ
）），リーダ部に於いてこの信号を補正（γ補正）する
。ところがどの程度補正するかによって画像は大きく変
化する。

また、接続するホストコンピュータも機種により各社各
様のフォントを有しており、文字を太めに表現する傾向
の強いものや、逆に細くすっきり見せることを意識した
ものもある。

このように、画像情報を再生するための変動要因が多数
あることにより、従来、リーグ、ホストコンピュータ、
プリンタ等で１つのシステムを構築した場合、得られる
画像が全体的に薄ぼけていたり、字が細かったり，逆に
全体的に濃く文字もつぶれている等の不都合が生じてい
た。また、ひどい場合には、文字は細いが、写真やグラ
フィックはつぶれて階調がなかったり、或いは逆に、文
字が太くつぶれるのに写真、グラフィック等は薄ぼけて
しまうといった場合も生じていた。

これらを解決するための方法として、パルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）により、露光ビームのｌドット当りの露光時間を
制御し、等価的に濃度変調を行う方式が提案されている
．そして、更に忠実な濃度変調を行うために、濃度変調
ステップをより細かくして、前記の様々な問題を克服す
る試みが成されている。

しかしながら、濃度変調ステップを細かくするためには
、パルス幅変調部（特にその中のＤ／Ａ変換器等）の処
理量が著しく増加する。更に、パルス幅変調（ＰＷＭ）
により、露光ビームの１ドット当りの露光時間を制御す
る方法は、パルス幅が非常に狭い領域では、パルス幅の
バラツキが起こるために、低濃度に対する印字動作が不
安定になるという大きな欠点があった。

本発明は、係る従来技術に鑑みなされたものであり、低
濃度或は高濃度においても、良好な中間調画像を得るこ
とを可能ならしめた画像形成装置を提供しようとするも
のである。

［課題を解決するための手段及び作用］上記目的を達成
するために、本発明によれば、入力データに基づいてビ
ーム光を発生し、該ビーム光を感光体に照射することで
可視画像を形戊する画像形成装置において、多値画素デ
ータを入力する入力手段と、該入力手段で入力した多値
画素データに応じて濃度階調データを生成する濃度生成
手段と、該濃度生成手段での濃度階調データに基づいて
前記ビーム光の照射時間と発光強度とを使い分けて制御
を行う制御手段と、該制｛卸手段で制御されたビーム光
を前記感光体に照射する照射手段とを備え、 入力された多値画素データに応じて生成された濃度階調
データに基づいてビーム光の照射時間と発光強度とを使
い分けて制御を行い、制御されたビーム光を感光体に照
射するものである。

［実施例］ 以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説
明する． く第１の実施例の説明（第１図〜第６図）〉第１図に、
本実施例におけるプリンタ装置のブロック構成図を示し
、以下、その処理概要を説明する。

不図示のデータ発生源（ホストコンピュータやイメージ
リーダ等）から出力されてくる多値デジタル画像データ
１（１画素４ビット＝１６階調）は、Ｉ／Ｏボート２を
通してプリンタ内のページメモリ３に記憶される。ペー
ジメモリ３内に４ビットデータの多値ビデオデータとし
て配列された画素データは、プリント開始とともに逐次
ラインバツファ５に読み出され、ビデオ信号と同期をと
られた後、ルックアップテーブルであるＲＡＭ６にてデ
ジタルーデジタル変換を受ける。

第２図にＲＡＭＳ内のルックアップテーブルの内容の一
例を示す。尚、ルックアップテーブルとは、ＲＡＭ６の
アドレスラインとして入力データを入力し、その番地に
書かれているデータを出力データとして出力するもので
ある。

例えば、第２図では、画像の濃度データとしてＡＨ　（
Ｈは１６進数を示す）を入力すると９Ｈに変換されたデ
ータが出力される。

ところで、第１図において、２６はセレクタであって、
ＣＰＵ１　０はこのセレクタの状態に応じて、ＲＯＭ４
に予め記憶されているルックアップテーブル情報の１つ
を読出し、ＲＡＭ６内にそのデータをロードする。第４
図（ａ）．（ｂ）に示す各曲線情報が、このＲＯＭ４内
に格納されているものであるが、より細かくするために
より多くの曲線情報を記憶するようにしても構わない。

尚、第４図（ａ）の特性は主にプリンタの出力特性のみ
を考慮したものであり、標準曲線ＩＩ１に対して、曲線
Ｉ，ＩＩを選択すれば出力画像は濃く、また、ｒｖ，ｖ
を選択すれば出力画像を淡く調整できる。また、第４図
（ｂ）の特性は第４図（ａ）の特性を対数で補正したも
のであり、プリンタの出力特性とリーグのＣＣＤ入力特
性の両方を加味したものである。第４図（ｂ）において
も曲線■の特性に対して、曲線１，ＩＩは出力画像を濃
い方向に、また、■，■は出力画像を淡い方向に調整す
るものである。

次に、本実施例での濃度生成部１００について第７図に
示す変換テーブルを参照して以下に説明する。

上述のＲＡＭ６によって補正を受けた４ビットの階調デ
ータは、第７図に示す〈濃度レベル〉のＯＨ−ＦＨを表
現する。このく濃度レベル＞ＯＨ〜ＦＨの４ビットデー
タは、濃度生成部１００によって、第７図に示すような
変換テーブルに従って９ビットの階調データに変換され
る。ここで、９ビットデータにおける上位７ビットは、
パルス幅変調（ＰＷＭ）用Ｄ／Ａ変換器７へ出力され、
下位２ビットは、レーザ駆動回路及びレーザ１１へ出力
される。そして、上位７ビットで表現されたパルス幅変
調情報に従ってレーザ駆動回路及びレーザ１１が所定時
間ＯＮ／ＯＦＦＩ，、また下位２ビットのデータに基づ
く濃度情報でレーザＯＮ時の光量を制御するものである
。

さて、第７図において、ＲＡＭ６によって補正されたデ
ータが、例えば濃度レベル６　（６Ｈ）であった場合、
濃度生成部１００によって“０１０００００１１″Ｂ（
Ｂは２進数を示す）のデータに変換される。この場合，
プリンタは濃さＦＨ（１０進数では１６）の真黒に対し
、６Ｈ、つまり６／１６という濃度表現をしなくてはな
らない。

そこで、上位７ビットでは、”ＯＩＯＯＯＯＯＢ（１０
進数で３２）”すなわち、３２％のパルス幅を生或する
ＰＷＭ出力を得て、レーザ発光時間を制御する。そして
、下位２ビットで表現されるレーザ光量の強さは、濃度
レベル３〜１５において表現される１１Ｂを１００％と
すると、濃度２におけるＩＯＢは６６．６％、濃度ｌに
おける０１Ｂは３３．３％、濃度ＯにおけるＯＯＢはＯ
％をそれぞれ示している。

この例における濃度レベル６では、結局３２％のパルス
幅変調と１００％のレーザ光量によって濃度表現を行う
こととなる。

従って、第７図に示す変換テーブルからも分るように．
　．Ｉ１度生成部１００は、所定の濃度レベル以上（こ
の例では濃度レベル３）の場合、レーザ光量を所定のレ
ーザ光量で一定に固定しておき、パルス幅変調によって
濃度表現を行い、所定の濃度レベル未満では、パルス幅
を所定のパルス幅で一定に固定しておき、レーザ光量の
強度の切り変えによって、低濃度における濃度表現を行
うものである． 上述したことを示すものが第９図であり、図に示す斜線
部分がレーザ光量強度によって濃度表現を行うところで
ある。

上述の実施例では、１６階調において、パルス幅変調用
７ビット、レーザ光量用２ビット、合計９ビットを例に
掲げたが、多値データの階調数の増加に伴ってそれぞれ
のビット数を規定する必要がないことは言うまでもない
。

また、本実施例では、レーザ光量のドット径を０．３３
．３％，６６．６％，１００％と４段階に分けたが，こ
れは必ずしも等差に分割しなくても良い。

また、上述した例では、ＰＷＭで説明したが、その他デ
イザ、誤差拡散法等の中間調処理技術であれば、本提案
の光強度変調と併用することにより同等の効果を発揮す
ることは明らかであるので説明は省略する。

第１図に戻り、濃度生成部１００によって変換された上
位７ビット階調データは、次に、Ｄ／Ａ変換器７により
Ｏ〜１６レベルのアナログ信号に変換される。このアナ
ログ信号は、コンパレータ９により信号発生器８から出
力される所定同期の三角波と比較され、深さ方向の信号
から長さ方向の信号への変換、すなわちパルス幅変調を
受け、レーザ駆動回路及びレーザ１１に出力される。

この様子を第５図に示すタイミングチャートを参照して
以下に説明する。

第５図の信号ＡはＤ／Ａ変換器７から出力された画像信
号であり、信号Ｂは信号発生器８からの三角波である。

これら信号Ａ，Ｂは、図示のようにビデオクロックによ
り同期がとられている。

さて、信号Ａ，Ｂは、コンバレータ９によって比較され
ることにより、信号Ａのレベルに対応した長さの信号Ｃ
が生成される（信号Ａ＜Ｂのときコンバレータ９の出力
がＯＮとなる）。

尚、信号発生器８の信号は、所定周期の繰り返し信号で
あれば良く、必ずしも三角波である必要はない。

次に、コンバレータ９の出力信号Ｃ（パルス幅変調後の
信号）は、第１図のレーザ駆動回路及びレーザ１ｌに入
力され、レーザダイオード（不図示）を駆動する。この
レーザダイオードから発生したレーザ光ｌ６は、低速回
転しているポリゴンミラー１４によって左右に振られ５
ｆ一θレンズｌ５を通り感光体１９上を走査する。この
とき、走査光１６の一部は不図示のビーム検出器で検出
され、ビデオクロックや信号発生器８の同期信号として
用いられている。

感光体１９は帯電器ｌ７で均一な帯電を受けた後、前述
のレーザ走査ｌ６を受けて、表面に静電潜像を形戒する
．そして、現像器ｌ８でもって、この潜像を現像する。

この現像パターンは転写帯電器２０により転写材２３上
に転写され、熱定看ローラ２４，２５で定着される。ま
た感光体１９の表面に転写されず残った現像剤はクリー
ナ２ｌで回収され、更に、前露光２２により感光体１９
上の電荷が消去されて再び同一のプロセスを繰り返す。

ここで、レーザ光量変調によって濃度表現が成されるこ
とを説明する。

第６図の６−１はパルス幅変調後の信号波形を示す．６
−２に示す波形は６−１に基づくパルス幅（ＰＷＭ変調
によって決定される）で、レーザ光量を変化させた時の
ドラムに潜像を作る閾値とレーザ出力増大によりドット
径が大きくなり（破線）、結果として、６−３の破線で
示した様に、潜像の面積変調、すなわち，ドットあたり
の濃度変調を行ったことになる。

次に、レーザ駆動回路及びレーザ１ｌの動作を第８図を
参照して以下に説明する。

図において、１３６は定電流Ｉを作る定電流回路であり
、１３７，１３８はそれぞれ制御信号２０．２１に応じ
て定電流Ｌ．，ｉ．を流す定電流スイッチング回路であ
る． 以上の構成において、まず、ドット径１００％が指定さ
れた場合について述べる。この場合は、制御信号１２０
，１２１が共に“Ｏ“であり、定電流ｆ＋．ｆｔは流れ
ないので、レーザ１２５に流れる電流ＩＬは定電流回路
１３６による電流Ｉと一致する。ここで、スイッチング
回路１３９は入力するＶＩＤＥＯ信号１２２の入力レベ
ルによって，定電流回路１３６の接続を切換える回路で
あり、例えば、ＶＩＤＥＯ信号１２２が”ｌ”の間は，
レーザ１２５に電流工，を流し、また、ＶＩＤＥＯ信号
１２２が″Ｏ″になると、電流Ｉを抵抗Ｒに流すように
動作する。

次に、ドット径６６．６％を指定する場合は、上述の制
御信号１２０を“ｌ”、制御信号１２１を“Ｏ”にした
場合で、定電流スイッチング回路１３７に電流１１が流
れる。一方、定電流回路１３６による電流工は一定であ
るので、レーザ１２５を流れる電流を■，とすれば、次
式の関係が成立する。

Ｉ＝ＩＬ＋ｉｔ 従って、レーザ１２５を流れる電流工，は、次式となり
、減少させることができる。

Ｉ　Ｌ　＝　Ｉ　−　ｉ　＋ 更に、ドット径３３．３％を指定する制御信号１２１が
″１″のときは、定電流スイッチング回路１３８にｉ　
２　＞　１　＋なる電流１２が流れ、結果としてレーザ
１２５を流れる電流ＩＬは、次式のようになり、更に減
少する。

ＩＬ＝Ｉ−ｉａ 従って、レーザ１２５の駆動電流値を制御することによ
り、発光するレーザ光のドット径を変化させることがで
きる。

以上説明したように本実施例によれば、多階調印字の場
合、所定濃度レベル以上はパルス幅変調のみで印字し、
所定濃度レベル未膚に対しては、パルス幅変調の値一定
でレーザの強度変調を行うことにより、低濃度データの
印字品位を向上させることができるという大きな効果が
ある。

［他の実施例］ 前述の実施例では、所定の濃度レベル以上はレーザ光量
を一定に、パルス幅によって濃度表現を行い、また所定
の濃度レベル未満では、パルス幅を一定に、レーザ光量
の強度によって濃度表現を行ったが、以下に述べる実施
例では、最高濃度レベル（黒）においてもレーザ光量を
変化させて最高濃度レベルを表現しようとするものであ
る。

レーザビームプリンタは、ラスタースキャンによって画
像が形成されるため、最高濃度レベル（黒）を出力する
ことは困難である。この実施例は、前述の実施例に加え
、最高濃度レベル（黒）においては、レーザ光量の強度
を増大させるものである。

以下、本発明に係る他の実施例を第１０図〜第１２図を
参照して説明する。

第１０図は、他の実施例における構成ブロック図であり
、濃度生成部２００、レーザ駆動回路及びレーザ２１１
以外は、第１図に示す構成と同様である。

この実施例において、濃度生成部２００の変換テーブル
は、第１１図に示すように、濃度レベル１０〜１５に対
し、ＰＷＭ変調入力用に上位７ビット、レーザ光量変調
入力用に下位３ビットの合計１０ビットで構成されてい
る。

ＰＷＭ変調入力用の上位７ビットの内容は前述の実施例
と同様であるが、レーザ光量変調入力用の下位３ビット
については、濃度レベル３〜１４（ＯＬＩＢ）における
レーザ光量強度を１００％とすると、強度レベルＯ　（
ＯＯＯＢ）ではＯ％、濃度レベル１　（ＯＯＯＢ）では
３３．３％、濃度レベル２（ＯＩＯＢ）では６６．６％
を示し、最高濃度レベル（黒）１５　（ＩＯＯＢ）にお
いては１３３．３％を示す。この操作、つまり、所定濃
度レベルにおけるレーザ光量強度の調節によって低濃度
出力及び最高濃度出力の階調品位の向上を可能とする。

第１２図は、レーザ駆動回路及びレーザ２１１を示す図
であり、濃度レベルに対して流れる電流及びドット径は
表１の通りである。

表１ 以上説明したように、レーザ５００の駆動電流値を制限
することによってドット径を変化させ、さらには、最高
濃度レベルにおけるドット径をも増加させることができ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように，本発明によれば、低濃度或は高濃
度においても、良好な中間調画像を得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例におけるレーザビームプリンタのブロ
ック構成図、 第２図は本実施例でのルックアップテーブルの変換特性
を示す図、 第３図（ａ）はＣＯＤの出力電圧と原稿反射光量との関
係を示す図、 第３図（ｂ）はＣＯＤの出力電圧と原稿濃度との関係を
示す図、 第４図（ａ）．（ｂ）は予め用意されているルックアッ
プテーブル群の特性を示す図、第５図はパルス幅変調の
原理を示す図、第６図はレーザ光量変調による濃度変化
が発生することを示す図、 第７図は本実施例における濃度生成部の変換テーブルを
示す図、 第８図は本実施例におけるレーザ駆動回路及びレーザを
示す図、 第９図は濃度レベルとパルス幅との関係を示す図、 第１０図は他の実施例におけるレーザビームプリンタの
ブロック構成図、 第１ｌ図は他の実施例における濃度生成部の変換テーブ
ルを示す図、 第１２図は他の実施例におけるレーザ駆動回路及びレー
ザを示す図である。 図中、２・・・Ｉ／Ｏボート、３・・・ページメモリ、
４・・・ＲＯＭ，５・・・ラインバツファ、６・・・Ｒ
ＡＭ、７・・・Ｄ／Ａ変換器、８・・・信号発生器、９
・・・コンパレー夕、ｌＯ・・・ＣＰＵ、１１・・・レ
ーザ駆動回路及びレーザ、２６・・・セレクタ、１００
・・・濃度生成部である。 第２図 斤ｆ−Ｉ反セ尤ｔ 第３図（ａ） Ｅ Ｕ桶糧波 Ｄ 第 ３図 （ｂ） 第４図 （ａ） 第４図 （ｂ） 第６図 第７図 第 ８図 ｐｗｖｔｊｌ’ｌλ刀田 しーγ゛１二ｔクＳ９人フゴ９１ 第 １図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力データに基づいてビーム光を発生し、該ビー
   ム光を感光体に照射することで可視画像を形成する画像
   形成装置において、 多値画素データを入力する入力手段と、 該入力手段で入力した多値画素データに応じて濃度階調
   データを生成する濃度生成手段と、該濃度生成手段での
   濃度階調データに基づいて前記ビーム光の照射時間と発
   光強度とを使い分けて制御を行う制御手段と、 該制御手段で制御されたビーム光を前記感光体に照射す
   る照射手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。