JPH04340864A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は入力画像データを階調処
理する画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に現在考えられているレーザ点灯時
間と光量の変調を行うことによって画像を出力する画像
処理装置のブロック図を示す。不図示のホストコンピュ
ータ等から出力される８ビット多値デジタル画像データ
２０１は５／０ポート２０２を通してプリンタ内のペー
ジメモリ２０３に記憶される。記憶された８ビットデー
タはラインバッファ２０５に読み出され、ルックアップ
テーブルであるＲＡＭ２０６にてデジタル−デジタル変
換を受ける。

【０００３】図７にＲＡＭ２０６内のルックアップテー
ブルの内容の一例を示す。例えば、画像の濃度データと
してＡＯＨを入力すると９０Ｈに変換されたデータが出
力される。図６において２２６はセレクタで、印字前に
ＣＰＵ２１０からルックアップテーブル２０６に情報を
、ロードための制御を行っている。

【０００４】ルックアップテーブルＲＡＭ２０６で補正
を受けた８ビット階調データは上位７ビットをＤ／Ａ変
換器２０７により０〜１２８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２０９によ
り三角波発生器２０８から出力される三角波と比較され
パルス幅変調される。この状態を図８にて説明する。図
においてＡはＤ／Ａコンバータ２０７の出力である。そ
してこのパルス幅変調信号によりレーザドライバ２１２
を駆動する。尚レーザドライバはパルス幅変調信号がＶ
Ｌでレーザ２１３を点灯する。そして感光ドラム２１９
を照射し、電子写真法によって印字を行う。

【０００５】図９にＲＡＭ２０６により出力される８ビ
ットの出力先を示す。前述したように上位７ビットはＰ
ＷＭ（パルス幅変調）入力として使用し、下位１ビット
をレーザ光量変調入力として使用するつまりレーザ２１
３が点灯する時間はコンパレータ２０９より出力される
ＰＷＭ信号によって制御され点灯するときに光量はレー
ザ光量変調入力によって制御する。例えばレーザ光量変
調信号が“Ｌ”で強光量、“Ｈ”で弱光量とする。

【０００６】図１０にＰＷＭ信号と１ビットの光量変調
入力に対するレーザ出力光量を示す。

【０００７】このように濃度補間をレーザの点灯時間と
光量を制御することによって階調性の良い画像を出力す
ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
例ではビデオクロック１周期こと、つまり１画素ごとに
２レベルの光量の変調を行うため、階調数は、パルス幅
変調のみのときの２倍の階調数にしか向上されずさらに
周囲環境による濃度の変化を考えるとさらに階調数は、
減ってしまう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、多値データに
応じて記録強度変調を行う階調処理手段を設け、上記階
調処理手段への入力クロックに対して出力クロックを高
くすることにより、１画素内での光量変調を可能にした
ものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、光量変調を行う際に、１画素
内で強度変調を行うことにより階調数を増やすことを可
能としたものである。

【００１１】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００１２】図１は本実施例の画像処理装置を示すもの
であり、図中１は多値の画像データＶＩＤＥＯを取り込
む為のラッチ、２はプリンタ装置の主走査方向の密度を
表わす一定周期のクロック４ｆを発生する発振器であり
、ホスト側ビデオクロックＶＣＬＫ（７）に同期して動
作する同期発振器である。同期発振器２は、クロックＶ
ＣＬＫの周波数をｆとするとクロックＶＣＬＫの４倍の
周波数の密度クロック４ｆを出力する。３は同期発振器
２のクロック４ｆを受けてカウントアップする主走査カ
ウンタ、４は水平同期信号ＨＳＹＮＣ（８）の数でカウ
ントアップする副走査カウンタ、５は多値の入力画像デ
ータ及びカウンタ３、４の出力値をアドレスとして入力
するとともに、多値の入力画像データを所定の面積変調
用閾値マトリクスによりデイザ処理した“１”、“０”
の結果を出力するテーブルメモリ、１０５は多値の入力
画像データ及びカウンタ３、４の出力値をアドレスとし
て入力するとともに多値の入力画像データを所定の光量
変調用閾値マトリクスによりディザ処理した“１”、“
０”の結果を出力するテーブルメモリ、６ａは多値の画
像データＶＩＤＥＯ（６）を入力するビデオデータ入力
端子、７ａはビデオクロックＶＣＬＫ（７）の入力端子
、８ａは水平同期信号ＨＳＹＮＣ（８）の入力端子、９
ａは垂直同期信号ＶＳＹＮＣ（９）の入力端子、１０は
テーブルメモリ５から出力された２値信号、すなわちデ
ィザ処理された画像データＶＤＯである。 尚、このディザ処理された２値信号ＶＤＯはレーザをオ
ン／オフさせるための変調信号となる。１１０はテーブ
ルメモリ１０５から出力された２値信号、すなわち光量
変調用にディザ処理された光量変調データＬＰである。 尚、この光量変調用にディザ処理された２値信号ＬＰは
レーザ点灯時のレーザ光量を強弱させる為のレーザ光量
変調信号となる。

【００１３】つぎに図１の回路の動作説明を行う。

【００１４】リーダー、ホストコンピュータ等のホスト
機器から送られて来た６ビットの多値画像データＶＩＤ
ＥＯ（６）は、同様にホストから送られてくる一定周期
のビデオクロックＶＣＬＫ（７）によって、ラッチ回路
１にラッチされる。ラッチされた多値画像データ６はテ
ーブルメモリ５とテーブルメモリ１０５のアドレス信号
として入力される。

【００１５】又、ビデオクロック７は同期発振器２をト
リガし、その出力は主走査カウンタ３をカウントアップ
する。ここで主走査カウンタ３はそのカウント値をパラ
レルバイナリー４ビットで表わし、この４ビットのデー
タはテーブルメモリ５、テーブルメモリ１０５の多値画
像データ６が入力されているビットの上位側に入力する
。主走査カウンタ３は水平同期信号ＨＳＹＮＣ（８）に
よってリセットされ、画素域内を細分化した（１２００
ｄｐｉの１ドット域）ポインタアドレスとして動作する
。

【００１６】また副走査カウンタ４は水平同期信号ＨＳ
ＹＮＣ（８）によってカウントアップされ、カウント値
はパラレルバイナリ４ビットで表わされる。この４ビッ
トのデータは、テーブルメモリ５とテーブルメモリ１０
５のカウンタ３のカウント値が入力するビットの上位ビ
ットに入力する。副走査カウンタ４は垂直同期信号ＶＳ
ＹＮＣ（９）によって画像域の先端でリセットされ、副
走査方向のポインタとして動作する。

【００１７】次に入力画像データの転送レート（仮に３
００ｄｐｉ）よりも主走査密度の方が高密度なプリンタ
で印刷を行う時の中間調処理方法について述べる。

【００１８】図２は、面積変調用のディザ処理を実行す
るテーブルメモリ５のプログラミングを説明のするもの
である。

【００１９】前述説明した様にメモリアドレスは、図２
（ａ）に示した様に上位２ビットが副走査カウンタ４の
カウント値、その下位４ビットが主走査カウンタ３のカ
ウント値、最下位６ビットが多値画像データＶＩＤＥＯ
である。図２（ｂ）は、本例におけるディザマトリクス
を示すものであって、図中の各数値は２値化のための閾
値を表わす。通常この各閾値は副走査カウンタ４及び主
走査カウンタ３のカウント値によって順次アクセスされ
多値画像データと比較されるが、本例においては図２（
ｃ）に示す如く図２（ｂ）のディザマトリクスでディザ
処理した“１”、“０”のデータをテーブルメモリ５に
予じめ格納しておくものである。

【００２０】そして副走査カウンタ４、主走査カウンタ
３のカウント値及び多値データをアドレスとして直接テ
ーブルメモリ５に入力させ、テーブルメモリ５からは“
１”、“０”の２値化データのみを取り出す様に構成し
たものである。

【００２１】尚、以下の説明においては説明の簡略化の
ために副走査カウンタ４、主走査カウンタ３のが各閾値
を順次アクセスするものとする。

【００２２】副走査カウンタ４は、水平同期信号ＨＳＹ
ＮＣが入力される度に図２（ｂ）に示すディザしきい値
マトリックスの行方向のポインターアドレスとして動作
し、その下位の主走査カウンタ３は同期発振器２から発
生する密度クロック４ｆを入力としクロック毎に列方向
のアドレスポンターとしての動作する。

【００２３】先ず、画像データを受ける際にホスト機器
から垂直同期信号ＶＳＹＮＣが送られて来ると、副走査
カウンタ４はリセットされ、図２（ｂ）に示す“００Ｈ
”行をアドレッシングする。

【００２４】次に水平同期信号ＨＳＹＮＣによって、主
走査カウンタ３がリセットされ、“００Ｈ”列をアドレ
ッシングする。この時アクセスされる閾値は“３４Ｈ”
となっている。従って入力多値画像データの値が“３４
Ｈ”の時メモリアドレスの下位６ビットが“３４Ｈ”で
ポインタアドレスである上位６ビットが全て“０”のメ
モリアドレスをアドレッシングする。従って０行０列の
“３４Ｈ”を閾値として“３４Ｈ”以上の値を持った多
値画像データＶＩＤＥＯを“１”（弱光量または強光量
でレーザを点灯する）とするには図２（ｃ）に示す如く
メモリアドレス“００３４Ｈ”以後“００ＦＦＨ”番地
までの出力データを“１”とすれば達成される。次に密
度クロック４ｆが１パルス入力されると主走査カウンタ
３はカウントアップし“００”行“０１”列をポイント
アドレスする。“００”行“０１”列は閾値“２４Ｈ”
であり、入力多値画像データの値が“２４Ｈ”の時メモ
リアドレスは“０１２４Ｈ”番地をアドレッシングする
。従って“０１２４Ｈ”番地以後“０１ＦＦＨ”番地ま
での出力データを“１”としておく事により、入力画像
データが“２４Ｈ”以上の値の時は全て黒ドットを出力
する。前記黒ドットは後述する光量変調用のテーブルメ
モリ１０５から出力されるレーザ光量変調信号ＬＰによ
って低濃度の黒ドットか高濃度の黒ドットか決定される
。

【００２５】同様に副走査方向についても水平同期信号
ＨＳＹＮＣによって行切換操作が行われ、メモリ５のテ
ーブルが切換る。

【００２６】以上のプログラミング方法で図２（ｂ）の
面積変調のディザしきい値マトリックスは任意に作成出
来るわけであるが、プリンタ特性に応じ最適なディザマ
トリックスを選択すれば良い。

【００２７】図２（ｄ）は密度クロック４ｆとホスト機
器により送られて来る画像濃度データＶＩＤＥＯのタイ
ミングを示したものである。今仮に画像データの値が“
１Ｆ（Ｈ）”であった場合、すなわち１Ｆ（Ｈ）／３Ｆ
（Ｈ）のときの面積変調用のディザ処理された画像デー
タＶＤＯをドットイメージで示したのが図２（ｅ）であ
る。

【００２８】図３に１例として面積変調用のディザ処理
された画像データＶＤＯと光量変調用のディザ処理され
た光量変調データＬＰと印字状態を示す。このように４
行１６列のマトリクスで面積変調ディザ処理と、光量変
調ディザ処理を組み合わせ、強弱の２レベルのレーザ光
量により最大で

【００２９】

【外１】 通りの階調を表現でき、階調性の良い画像が印字できる
。

【００３０】また、本実施例ではルックアップテーブル
用のＲＡＭを面積変調と光量変調にそれぞれもっている
が、ＲＡＭを１つにして出力を２ビットをとり出してそ
れぞれを面積変調用の画像データと、光量変調用の光量
変調データとしてもよい。

【００３１】この様にテーブルメモリ５、１０５への画
像データ入力クロック５の４倍のクロックでテーブルメ
モリ５、１０５から処理済画像データが出力される。

【００３２】（他の実施例）次に図４、図５に基づき第
２の実施例の説明する。

【００３３】図４に示す画像処理装置によれば図１の装
置と同等の出力を得ることができる。

【００３４】図４、図５に於いて、図１と同様の機能を
有するものには同一の記号を付け、その説明は省略する
。尚、図５は図４の動作説明を行うための概念図である
。

【００３５】図中１１は面積変調用のディザ処理を行う
テーブルメモリ５からのデータを送出するためのデータ
ライン、１２、１３はテーブルメモリ５からのデータを
入力としたパラレル入力シリアル出力シフトレジスタ、
１４はシフトレジスタ出力を切換えるセレクタ、１５は
シフトレジスタ１２と１３を交互に切換えるステアリン
グフリップフロップ、１６はビデオクロックＶＣＬＫに
同期した密度クロック４ｆを出力する同期発振器である
。同期発振器１６は、クロックＶＣＬＫの周波数をｆと
するとクロックＶＣＬＫの４倍の周波数の密度クロック
４ｆを出力し、シフトレジスタ１２、１３に印加する。 又１１１は光量変調用のディザ処理を行うテーブルメモ
リ、１１２と１１３はシフトレジスタ、１１０は光量変
調データである。

【００３６】図４の回路図と図５に示す動作概念図を用
いて第２の実施例の動作説明を行う。図５に於いて、テ
ーブルメモリ５のアドレッシング動作については第１の
実施例（図１）で示した通りである。但し第１の実施例
と異なる第１の点は、主走査カウンタ３の入力として、
第２の実施例では直接ビデオクロックＶＣＬＫ７が接続
されている事である。

【００３７】又、第１の実施例と異なる第２の点はテー
ブルメモリ５は１つのアドレスに対し、４つの２値デー
タ（ディザ処理された“１”、“０”のデータ）を格納
していることである。

【００３８】従ってテーブルメモリ５からは、ホスト機
器から送られて来る多値画像データ６のレートタイム（
ＶＣＬＫの周期と同じ）と同じレートタイムで４ビット
データが発生する。

【００３９】つまりテーブルメモリ５のアクセススピー
ドは第１の実施例の１／４の処理速度となる。

【００４０】第２の実施例では、テーブルメモリのアク
セススピードを低くしたにも関わらず、図１の処理回路
と同等の処理出力を得ることができるが、その動作説明
を以下に行う。

【００４１】図４の１１は４本のデータラインであり、
シフトレジスタ１２、１３に接続されている。第１の実
施例で示した如くディザ処理出力を得るためには１ビッ
トのデータラインで実現可能であるが、第２の実施例で
は４本（通常のメモリでは８本）のデータラインを用い
て４つの２値データを同時に発生出来る構成と成ってい
る。

【００４２】図５の動作概念図から明らかな様に第２の
実施例においては１つの入力画像データに対して４つの
閾値“３４”、“２４”、“１４”、“３８”をコンパ
レータ１７ａ〜１７ｄにて同時に比較した出力を得る構
成となっている。

【００４３】つまりテーブルメモリ５からは、クロック
ＶＣＬＫに同期して４画素分（４ビット）のディザ処理
データがデータバス１１を介してシフトレジスタ１２又
はシフトレジスタ１３に送出される。又、シフトレジス
タ１２、１３のパラレル入力部にセットされた４ビット
のデータは密度クロック４ｆ（１２００ｄｐｉ相当のク
ロック）によって、時系列なラスターイメージＶＤＯと
して最終的に出力される。

【００４４】ここで連続的にディザ処理された２値デー
タを出力するためシスフトレジスタ１２がデータを送出
している間にシフトレジスタ１３は次の濃度に対応した
４ビットのデータを読み込みクロックの反転と同期して
ラスターイメージを送出する構成としてある。セレクタ
１４は２値データを順次送出しているシフトレジスタを
セレクトしてビデオ信号ＶＤＯを取り出す働きを行って
いる。光量変調用のディザ処理のためのテーブルメモリ
１０５の４ビット出力を光量変調データＬＰ１１０とし
て生成するのも前記ＶＤＯと同様である。

【００４５】以上説明した様に、第１の実施例ではテー
ブルメモリ５とテーブルメモリ１０５のアドレスアクセ
スの時間が１２００ｄｐｉ相当のスピードだったのに対
して、第２の実施例においては、画像データのアクセス
スピードで良く（３００ｄｐｉ相当のスピード）通常の
ＲＯＭかＲＡＭ、それも一般グレード品で充分に処理が
可能と成り容易な構成で高速な画像処理出力を実現でき
る。本実施例ではルックアップテーブルＲＡＭを２つも
っているが、ＲＡＭを１つで、出力を８ビットとし、面
積変調、光量変調にそれぞれ４ビットづつふりわけても
よい。

【００４６】（他の実施例）電子写真法では周囲温度、
湿度、感光ドラムのばらつき、トナー粒径現像バイアス
等の諸条件で、印字画像の濃度は、変化してしまう。つ
まり弱光量で照射してもあるときはほとんど白に近い濃
度で、あるときは強光量での照射の黒に近い濃度となる
。そのため面積ディザ、光量変調ディザを組み合わせて
、濃度階調パターンをつくっても、場合によっては、濃
度の反転がおこってしまい、階調性の良い画像が出力で
きない場合がある。

【００４７】本発明の第３実施例は濃度階調のとびを２
レベル光量の光量変調により濃度階調のとびの間の濃度
を補間するものである。とくにｎ階調からｎ＋２階調で
の強光量の照射面積の追加部を弱光量で照射することに
よって環境や諸条件による濃度の不安定さによる印字濃
度の反転をふせぎ、階調性も向上したものである。

【００４８】図１１は本発明の第３の実施例の濃度パタ
ーンの１例を示す。図１１は従来例に示す画像形成装置
において図１２のブロック図に示すようなデータのビッ
ト数、カウンタの出力ビット数の濃度パターンである。 本実施例は、次に示すような濃度パターンの成長法であ
る。

【００４９】図１１は図１２に示すように印字密度が３
００ｄｐｉで濃度パターンを形成する最小の単位が主走
査方向２ドット、副走査方向２ドットであり、１ドット
内を４分割し、つまり１画素は１６個のブロックで形成
されている。

【００５０】例えば、多値画像データか５ビット、つま
り３２階調を表現しうるデータであるとすると、図１１
に示すように中心からドットを成長させる。

【００５１】図１１のようにｎ階調時とｎ＋２階調時で
１ステップ強光量照射面積が追加される時には、ｎ＋１
階調ではその追加ステップを弱光量で照射するというも
のである。

【００５２】本実施例では１画素１６ステップで、３２
階調の濃度が再現可能となる。

【００５３】（第４の実施例）図１３に本発明の第４の
実施例を示す。

【００５４】図１３は、図１２に示す画像形成装置にお
いての濃度パターンである。本実施例では、プリンタの
ｎ補正を行って入力画像データと印字時の濃度がリニア
な関係にした濃度パターンである。

【００５５】本実施例では、１画素内に１６ステップあ
るのに対し、多値画像データが５ビットつまり３２階調
のデータが入力した場合の１例を示す。

【００５６】図１３において６、７階調では強光量によ
って４ステップ照射、１０、１１階調では強光量によっ
て５ステップ照射となっている場合には、８、９階調で
は、１０、１１階調で追加されるステップのみ弱光量と
し、４ステップは強光量で照射するとする。

【００５７】又、２７〜３２階調のように１階調変化す
ると少なくとも強光量１ステップ以上変化する場合には
弱光量照射は行なわない。

【００５８】以上説明したようにｎ階調からｎ＋２階調
となるのにおいて追加される強光量照射部をｎ＋１階調
では、弱光量で照射することによって、ｎ＋１階調の濃
度を表現するものである。尚、本発明によればその際に
、電子写真プロセスが不安定でもｎ階調とｎ＋２階調の
間の濃度を保証することが出来、階調性が向上された画
像が出力できる。

【００５９】以上説明したように、本実施例では感光体
へのレーザ光照射の照射面積と照射光量強度をそれぞれ
、１画素内で変化させることにより階調数が増え、階調
性の良い画素を出力できる。

【００６０】さらに照射面積と照射光量強度共にルック
アップテーブルを用いることにより、ルックアップテー
ブル内の内容を変更することによって容易に、線数、濃
度パターンの成長方向、スクリーン角を変えることが可
能である。

【００６１】尚、本第１、第２の実施例においては面積
変調との組み合わせを示したが、強度変調のみについて
１入力画素に対して複数の強度で出力することにより、
中間調画像を得ることができる。

【００６２】面積変調についてはディザ法、濃度パター
ン法、三角波との比較によるパルス幅変調法等の他の方
法使用できる。更に他のプリンタへの適用、例えば熱転
写型プリンタではサーマルヘッドへの印加電圧により強
度変調し、印加時間又は印加面積により面積変調できる
。ＬＥＤプリンタ、液晶プリンタ等でも同様である。

【００６３】

【発明の効果】以上の如く本発明に依れば１入力画素内
で強度変調が可能となるので、単独であるいは面積階調
との組合わせで多階調の中間調再現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の処理回路図である。

【図２】第１の実施例のディザ処理の説明図である。

【図３】第１の実施例の階調処理出力を示す図である。

【図４】第２の実施例の処理回路図である。

【図５】第２の実施例の処理回路図である。

【図６】関連技術の処理ブロック図である。

【図７】デジタル変換特性を示す図である。

【図８】パルス幅変調の説明図である。

【図９】デジタル出力ビットを示す図である。

【図１０】ビーム出力を示す図である。

【図１１】第３実施例のドット成長パターンを示す図で
ある。

【図１２】第３実施例の処理回路図である。

【図１３】第４実施例のドット成長パターンを示す図で
ある。

【符号の説明】

５　　テーブルメモリ ６　　多値画像データ １０　　画像データＶＤＯ １２、１３、１１２、１１３　　シフトレジスタ１０５
　　テーブルメモリ １１０　　光量変調データ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　多値画像データを入力する多値画像デ
   ータ入力部と、前記多値画像データを取り込むためのク
   ロックを入力するクロック入力部と、記録強度を可変制
   御するための信号を出力する階調処理手段を有し、前記
   階調処理手段は階調処理された画像データを前記クロッ
   クの周波数よりも高い周波数のクロックを用いて送出す
   ることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】　　前記階調処理手段は、前記多値画像デ
   ータをアドレスとして入力するとともに１つの多値画像
   データに対して複数の２値データを格納した格納手段を
   有し、前記格納手段は、１つの多値画像データが入力す
   ると、前記複数の２値データを同時に出力することを特
   徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】　　更に前記多値データに対して面積を可
   変制御する第２階調処理手段を備えた請求項１又は２記
   載の画像処理装置。
4. 【請求項４】　　多値画像データに基づき感光体に光を
   照射し、中間濃度画像を形成する画像形成装置用の画像
   処理装置において、強弱２レベルの照射光量制御手段を
   有し、前記多値画像データがｎ階調からｎ＋２階調とな
   るのにおいて追加される強光量照射部分を、ｎ＋１階調
   では弱光量で照射することを特徴とする画像処理装置。
5. 【請求項５】　　請求項４において、多値画像データが
   ｎ階調からｎ＋２階調となるのにおいて追加される強光
   量照射面積が、制御可能な最小単位面積の２倍以上であ
   る場合は、ｎ＋１階調では、弱光量照射を行なわないこ
   とを特徴とする画像処理装置。