JPH06105947B2

JPH06105947B2 - 光ビ−ム照射装置

Info

Publication number: JPH06105947B2
Application number: JP60104206A
Authority: JP
Inventors: 幸雄坂井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-05-16
Filing date: 1985-05-16
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPS61262366A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はディジタル画像信号により変調された光ビーム
を感光体上に走査して画像を記録する光ビーム照射装置
に関するものである。

従来の技術近年、イメージセンサを用いた読取装置等からのディジ
タル画像信号により光ビームを変調し、感光体上に走査
して画像を記録する光ビーム照射装置がレーザプリンタ
等に広く利用されている。

以下図面を参照しながら、上述した従来の光ビーム照射
装置の一例について説明する。

第10図は従来の光ビーム照射装置の概略構成図を示すも
のである。第10図において、51は半導体レーザ、52はポ
リゴン偏向器、53は結像レンズ、54は感光体、50は半導
体レーザ51の駆動回路でありレーザによる光ビーム照射
装置を構成している。また55は画像原稿、56は原稿55の
照明光源、57は集束性フアイバーアレイ、58はイメージ
センサ、59はイメージセンサ58の読取回路、60は読取回
路59の画像信号の白黒を判定する比較回路であり画像読
取装置を構成している。

以上のように構成された従来の光ビーム照射装置につい
て以下にその動作を説明する。イメージセンサ58等から
構成された読取装置によって読取られた画像信号は、白
部又は黒部を判定する比較回路60により白又は黒のディ
ジタル画像信号に変換される。この画像信号により半導
体レーザ51は駆動回路50により光強度変調される。変調
された半導体レーザ51のレーザビームはポリゴン偏向器
52で感光体54上に走査される。結像レンズ53はレーザビ
ームを感光体54上で規定のビーム径に集束するレンズで
ある。以上のような動作によりイメージセンサ58から読
取られた信号は白黒のディジタル画素信号に変換され、
半導体レーザ51により感光体54に画像として記録され
る。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記のような構成では記録する画像が白
黒のディジタル画素信号に変換されるため、写真等の中
間調をもった画像は再現することができない欠点があっ
た。さらに従来の方法では記録する画像の解像度は、イ
メージセンサ58の画素密度により決まり、イメージセン
サ58の一画像が変化する場合、白又は黒にまるめられる
ので記録画像の解像度が悪くなってしまう。

第11図及び第12図で解像度劣化について説明する。第11
図において、原稿Ａの黒部（像部）と白部の境界領域を
イメージセンサの１画素ａで読取ったとき、読取回路59
の読取出力Ｂは判定レベル以下の出力ｂとなる。そして
比較回路60で白黒判定されたときにレーザ駆動信号Ｃで
は白と判定されて信号出力せず、記録画像Ｄは１画素分
ｃ全体が白となる。したがって元の黒部は１画素分の約
1/3（図示の画素）が白となるため、白の凹部が形成さ
れてしまう。

逆に第12図に示すような状態で原稿Ａの白黒の境界領域
を１画素a₁が読取ったときは、読取回路59の読取出力Ｂ
は判定レベル以上の出力b₁となり比較回路で黒と判定さ
れてレーザ駆動信号Ｃが出力される。したがって記録画
像Ｄは１画素分c₁全体が黒となって元の黒部に凸部が形
成された状態に記録されてしまう。このような状態で繰
返しディジタル化されて行くと記録文字や線等が凹凸の
あるギザギザとした画像となってしまうと云った問題点
があった。

一方、ディジタル画像の中間調再現方法としてディザ法
が良く知られているが、ディザ法では中間調の再現はよ
いが、文字等の線画の解像度は悪くなってしまう。

中間調を再現する一方法として、光ビームを濃度に比例
したパルス幅で変調して記録する方法がある。すなわ
ち、第13図Ａに示す中間調の原稿を読み取り、この中間
調に比例した第13図Ｂに示す駆動パルスで記録を行なう
と、その画像は第13図Ｃに示すように中間調画像が同じ
周期的なパルス幅で変調されるため、モアレが発生しや
すい欠点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、文字画像の解像度を向上さ
せると共に、中間調をもった画像を再現できる光ビーム
照射装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段上記問題を解決するために本発明の光ビーム照射装置
は、現在光ビーム照射する画素に前後左右隣接する画素
の濃度レベルを記憶する少なくとも３ライン分のシフト
レジスタと、現在光ビーム照射中の画素濃度レベルに応
じて光ビーム照射パルス幅又は光ビームスポット径を変
える手段と、前記前後左右隣接する画素の濃度レベルを
比較判定する判定手段と、記録画像に周期性がなくなる
ように配置され、かつ全濃度レベルの和が０となるよう
に設定されたランダム濃度パターンを備え、このランダ
ム濃度パターンは前記画素のシフトと共に回転する構成
とし、前記判定手段の内容として左右隣接する画素濃度
レベルが異なる場合は照射中の光ビームの照射パルスの
開始時間を濃度レベルの大きい左右隣接画素に接するよ
うに変え、前後左右隣接する画素濃度レベルが等しい場
合は前記ランダム濃度パターンを加算し、現在照射中の
光ビームの少なくとも光ビーム照射パルス幅又は光ビー
ムスポット径を変えるようにしたものである。

作用本発明は上記の構成によって、隣接する画素濃度の大き
い方に接するように濃度レベルに比例したパルス幅で光
ビームを照射することにより、文字画像の白黒の境界の
解像度を向上させると共に、隣接画素濃度レベルが等し
い場合は、濃度パターン表によって光ビーム照射幅をラ
ンダムに変えることにより中間調濃度の画像のモアレを
少ない良好な画像で記録できることになる。

実施例以下本発明の一実施例の光ビーム照射装置について、図
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の一実施例
における光ビーム照射装置の概略構成図を示すものであ
る。

第１図において、１は半導体レーザ、２はポリゴン偏向
器、３は結像レンズ、４は感光体、６は画素濃度レベル
を記憶するシフトメモリ、７は濃度レベルの比較回路、
11は濃度パターン表、８は濃度パターン表11により変換
された濃度レベルに比例したパルス幅でレーザ駆動パル
スを発生する変調回路、９は前記パルスの開始時間を制
御する回路、10は半導体レーザの駆動回路である。

以上のように構成された光ビーム照射装置について、以
下第１図を用いてその動作を説明する。

イメージセンサで読取られた画像信号は、各画素ごとに
濃度レベルがディジタル化されてシフトメモリ６に入
る。シフトメモリ６の現在照射中の画素に隣接する画素
の濃度レベルを比較する比較回路７により、照射中の濃
度レベルは濃度パターン表11と比較変換される。半導体
レーザ１は変調回路８により、前記変換された濃度レベ
ルに比例したパルス幅で駆動される。比較回路７で隣接
する画素濃度レベルが異なる時は、濃度レベルの大きい
画素に接するように駆動パルスの開始時間を制御回路９
により決めている。

パルス幅変調された半導体レーザ１のレーザ光は、ポリ
ゴン偏向器２により感光体４上を走査される。３はレー
ザビームを感光体４上に規定のスポット径に集束する結
像レンズである。感光体４で結像されたレーザビームス
ポットの形状は、走査方向の幅は短かく、走査方向に直
交する方向が長い形状５としパルス幅変調が記録画像に
有効となるようにしている。

第２図に本発明の光ビーム照射装置の具体的な回路構成
の一実施例を示す。第２図において、16はディジタル化
された画像濃度レベルを記憶するシフトレジスタ、17は
濃度レベル比較回路、18は濃度レベルカウンタ、19はパ
ルススタートカウンタ、20は半導体レーザ駆動回路、21
は濃度パターン表、14は加算回路、15は一画素内を濃度
レベルで細分割するのに必要な周波数をもったクロック
発振器である。

以上のように構成された光ビーム照射装置について、以
下その動作を説明する。第２図において、各画素の濃度
レベルがディジタル化された画像信号はシフトレジスタ
16に入る。シフトレジスタ16は各画素の濃度レベルを記
憶するのに必要なビット数をもったシフトメモリであ
る。比較回路17は現在照射中の画素に隣接する画素の濃
度レベルnd_-1及びnd₊₁を比較し、パルススタートカウン
タ19へ次の条件でカウンタ値を設定する。

nd_-1≧nd₊₁のとき０ nd_-1＜nd₊₁のとき nm−nd ただしnmは最大濃度レベルである。

一方濃度レベルカウンタ18には、隣接画素濃度レベルが
等しい場合、ゲート回路12を通して現在照射しようとす
る画素の濃度レベルndと、これに対応する濃度パターン
表21の濃度値を加算回路14に通した結果が設定される。
隣接画素濃度レベルが異なる場合はndが設定される。ク
ロック発振器15によりパルススタートカウンタ19が動作
した後、駆動パルス開始信号によりゲート回路13が開い
て、濃度レベルカウンタ18が動作し駆動回路20にパルス
信号が送られる。

第３図及び第４図はレーザ駆動パルスの状態を説明する
図である。両図Ａに示す原稿を読み取る場合（Ｐは読取
り画素）両図において、シフトレジスタ16の濃度レベル
をＢとすると、レーザ駆動信号はＣとなり、隣接する画
素濃度レベルの大きい方の画素に接するように、かつ濃
度レベルに比例したパルス幅で駆動される。この結果記
録画像はＤとなり、原稿Ａに近い画像となって解像度が
向上している。

第５図は隣接する画素濃度レベルが同じ場合nd_-1＝nd₊₁
の動作を説明する図である。この場合画素濃度レベルＡ
と濃度パターン表Ｂの中の値が加算された結果Ｃに比例
する駆動パルスＤが半導体レーザに加えられる結果、記
録画像はＥのようになる。この加算処理は３画素区分で
繰り返される。濃度パターン表Ｂは記録画像に周期性が
なくなるようにランダムに配置された濃度レベルの表で
あり、かつ全濃度レベルの和が０となるように設定する
ことにより、同一濃度レベルに対応するよう記録画像の
黒の面積の平均値は、ほぼ読取画像の濃度レベルと一致
するようになっている。

第６図は本発明の光ビーム照射装置の他の一実施例の概
略構成図を示すものである。第６図において、26は３ラ
インの画像に対応する濃度レベルを記憶するシフトレジ
スタ、27は濃度比較回路、28は濃度レベルカウンタ、29
はパルススタートカウンタ、30は半導体レーザの駆動回
路、31は濃度パターン表、32は第２の濃度パターン表、
33は光ビームスポット径の変換回路である。

以上のように構成された光ビーム照射装置について、そ
の動作を説明する。第６図において、画像濃度信号は３
ラインのシフトレジスタ26に記憶され、現在照射中の画
素濃度レベルndに隣接する画素濃度レベルが比較回路27
で比較される。

隣接する画素と濃度レベルの値の関係を第７図に示す。
走査方向及びこれに直角な方向で隣接する画素濃度レベ
ルが等しい時（（ｎ−１）ｄ＝nd_-1＝nd₊₁＝（ｎ＋１）
ｄ）濃度パターン表31により現在照射中の濃度レベルが
変換されパルス幅が設定されるのは第２図の回路と同様
である。ここでさらに第２の濃度パターン表と比較さ
れ、変換回路31により現在照射する光ビームスポット径
の大きさが変わる。22、34は隣接する画素濃度レベルが
等しい時に動作するゲート回路である。

第８図に光ビームスポット径の大きさを変換する回路の
一実施例を示す。光ビームスポット径変換信号が与えら
れると、スポット径変換回路44が動作して、Tr₁,Tr₂がO
Nとなり、抵抗R₁,R₂に電流が流れる。この結果、半導体
レーザ41に流れる電流が増加し、記録されたスポット径
は増大する。（例えば米国特許第4,361,394号明細書を
参照）第９図は第７図の回路の動作を説明する図である。第９
図において、各画素の画素濃度レベルＡは濃度パターン
表Ｂと加算されて結果Ｃが得られ、この結果Ｃによって
パルス幅Ｅが設定される。次に第２濃度パターン表Ｄに
示す光ビームスポット径の大きさを変える信号により、
半導体レーザはＦのように駆動される。この結果、記録
画像はＧとなる。濃度パターン表Ｂ及び第２濃度パター
ン表Ｄは、記録画像Ｇの黒部の面積の平均値が読取画像
の濃度レベルの値にほぼ等しくなるように設定されてい
る。この加算処理も第５図と同様に３画素区分で繰り返
される。

なお、以上の実施例では光ビームの照射された部分を顕
像化する場合を説明したが、光ビームの照射されない部
分を顕像化するポジ現像の場合も同様の方法を用いるこ
とができる。

発明の効果以上のように本発明は、現在照射中の画素に隣接する画
素の濃度レベルを記憶するメモリと、隣接画素濃度レベ
ルを比較判定する手段と、隣接画素濃度レベルが等しい
場合は濃度パターン表により、照射中の光ビームのパル
ス幅又はスポット径を変換して記録することにより、中
間調の濃度をもった画像を良好に記録できる。また隣接
画素濃度レベルが異なる場合は、現在照射中の光ビーム
が濃度レベルの大きい方の画素に接するように、かつ濃
度レベルに比例したパルス幅で記録することにより文字
画像の解像度を向上させた記録画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光ビーム照射装置の
概略構成図、第２図はその具体的な回路の概略構成図、
第３図、第４図及び第５図は本発明の光ビーム照射装置
における画像記録の状態を説明する説明図、第６図及び
第８図は本発明の他の実施例における光ビーム照射装置
の具体的な回路の概略構成図、第７図及び第９図はその
動作を説明する説明図、第10図は従来の光ビーム照射装
置の概略構成図、第11図及び第12図はその画像記録の状
態を説明する図、第13図は中間調を記録する従来の一方
法を示す図である。 1,51……半導体レーザ、2,52……ポリゴン偏向器,3,53
……結像レンズ,4,54……感光体、6,16,26……シフトレ
ジスタ、7,17,27……濃度比較回路、18,28……濃度レベ
ルカウンタ、19,29……パルススタートカウンタ、10,2
0,30……半導体レーザ駆動回路、11,21,31……濃度パタ
ーン表、32……第２濃度パターン表、33……ビームスポ
ット径変換回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現在光ビーム照射する画素に前後左右隣接
する画素の濃度レベルを記憶する少なくとも３ライン分
のシフトレジスタと、現在光ビーム照射中の画素濃度レ
ベルに応じて光ビーム照射パルス幅又は光ビームスポッ
ト径を変える手段と、前記前後左右隣接する画素の濃度
レベルを比較判定する判定手段と、記録画像に周期性が
なくなるように配置され、かつ全濃度レベルの和が０と
なるように設定されたランダム濃度パターンを備え、こ
のランダム濃度パターンは前記画素のシフトと共に回転
する構成とし、前記判定手段の内容として左右隣接する
画素濃度レベルが異なる場合は照射中の光ビームの照射
パルスの開始時間を濃度レベルの大きい左右隣接画素に
接するように変え、前後左右隣接する画素濃度レベルが
等しい場合は前記ランダム濃度パターンを加算し、現在
照射中の光ビームの少なくとも光ビーム照射パルス幅又
は光ビームスポット径を変えることを特徴とする光ビー
ム照射装置。