JPH066598A - 輪郭補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 焦点距離変更手段１０３を用い、副走査方向
の画素並びに段差が生じた場合には、周辺の画素配列に
よって、段差近傍のいくつかの画素の描画時の焦点をず
らして光量の分散を行い、副走査方向の段差をぼかして
やることによってスムージング処理を行い、画像輪郭の
補正を行うことができる。 【効果】 浅い斜めの輪郭における凹凸をなくし、滑ら
かな輪郭の印字出力を得ることが可能となる。またレー
ザー走査における主走査方向、アレイヘッドにおける副
走査方向のＰＷＭや光量変調を伴った画素補間機構と組
み合せることによって、主走査方向と副走査方向共に改
善された、より一層高解像度の印字出力を得ることが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光の照射によって導電
率の変化する感光体に対し光描画を行い、帯電した微粒
子を付着させて現像を行い、被記録材に転写して画像形
成を行う電子写真方式の輪郭補正装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られているとおり、電子写真
方式の光プリンタは、光感光体表面に対するレーザー走
査・ＬＥＤアレイ等の光描画によって、電荷による画像
を形成し、帯電したトナー粉によって目に見える画像を
析出させ、トナー像を記録紙に転写し、さらに定着する
ことによって、印字出力を行う印字装置であるが、その
静粛性のみならず高解像度印字による高品位印字が得ら
れるため近年急速に普及している。

【０００３】このようなプリンタに対して、近年さらな
る画質の向上が要求されている。このために、中間調印
字などの多値化・高解像度化が可能な印字機構の開発が
進められている。実際には、中間調印字を行う場合に画
素をさらに分割して行うことが多いので、結局のとこ
ろ、印字解像度を向上させるための問題に帰着する。

【０００４】出力画像を高解像度化するためには、印字
機構自体を高解像度化する以外に、画像データ自体を高
解像度化する必要がある。特に、半導体メモリのコスト
は一般に装置価格の多くの割合を占めるので、記憶容量
をできるだけ抑えておかないと高価格の製品になってし
まう。

【０００５】このため、画像データ自体は低解像度で作
成し、感光体に光描画を行う際にデータ補間を行って出
力する方式がしばしば採られる。殊に、二値画像の輪郭
を滑らかに出力するような場合には、データ補間によっ
て十分な画質を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤや液晶シャッタ
などの固体ヘッドにおいては、主走査方向についての解
像度は製造工程時点における画素サイズで固定され、ス
ムージングの実施は困難である。

【０００７】また、ポリゴンミラー等を有するスキャナ
ー型の主走査方向の高解像度化については、慣性モーメ
ントを持つ回転体において安定した定速制御を行ってお
けば、画素送出クロックを高めることによって比較的容
易に解消できる。

【０００８】他方、副走査方向の解像度を向上させるた
めには、逆にＬＥＤや液晶シャッタなどの固体ヘッドに
おいては、点灯タイミングの高速化によって比較的容易
に実現できるが、ポリゴンミラーなどの走査によって印
字を行うレーザープリンタ等では、副走査方向の解像度
をｋ倍に高めるためには、画素送出クロックを高める以
外に、さらにポリゴンが数をｋ倍に増加させるか、ある
いは回転速度をｋ倍に高める必要がある。

【０００９】しかしながら、上述した副走査方向につい
ての処理は光学系や駆動系のコストを急速に高めるため
に、主走査方向と比較して解像度の上昇が困難である。
このために、副走査方向については変動率の低い輪郭の
スムジングが困難であった。

【００１０】よって本発明の目的は、副走査方向のスム
ージングを適切に行い得るよう構成した輪郭補正装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は光の照射によって導電率の変化する感光
体に対し光描画を行い、帯電した微粒子を付着させて現
像を行い、被記録材に転写して画像形成を行う電子写真
方式の輪郭補正装置において、印字画素毎の光スポット
径を変更する制御手段と、描画出力する画像イメージの
印字画素に対する近傍画素パターンを認識する識別手段
とを備え、前記近傍画素パターンが所定の形状を有して
いるものと前記識別手段により認識された場合には、前
記印字画素毎の光スポット径を制御する制御手段によっ
て、焦点をずらして光描画を行う制御を行うものであ
る。

【００１２】

【作用】本発明の上記構成によれば、副走査方向の画素
並びに段差が生じた場合には、周辺の画素配列によっ
て、段差近傍のいくつかの画素の描画時の焦点をずらし
て光量の分散を行い、副走査方向の段差をぼかしてやる
ことによってスムージング処理を行い、画像輪郭の補正
を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１４】実施例１ 図１は、本発明の第１の実施例における主要な構成を示
す。本実施例は、レーザープリンタにおいて輪郭補正を
行うための構成を示したものであって、本発明の実施例
の説明に不要な部分は省略し、不図示としてある。

【００１５】図１において、１００は感光体ドラムであ
る。１０１は、ｆ・θレンズであり、等角速度走査を感
光体ドラム１００上の等速走査に変換する。１０２は、
レーザー光の焦点を絞るレンズである。１０３は、焦点
距離の変更手段であり、その詳細は図３に示す。この焦
点距離の変更手段１０３は、画像形成部（図示せず）か
らの信号３０１（図３参照）によって駆動される。

【００１６】１０４は、レーザー光源であり、画像形成
部（図２に詳細を示す）からの画像信号３００に基づい
て発光する。１０５は、レーザー光源１０４の駆動回路
であり、ロジックレベルの画像信号３００をレーザー駆
動電流に変換する。これと同時に、レーザー光源１０４
の温度変化による発光量の変化を抑え、常に規定された
光量で点灯するような制御を行う。

【００１７】１０６は、ポリゴンミラーである。

【００１８】１０７は、ポリゴンミラーを駆動するモー
ターである。１０８は、モーター１０７の駆動回路およ
び定速回転の制御回路である。

【００１９】電子写真方式における、トナー・感光体ド
ラム・用紙等の電位、電荷の極性には何種類かの方式が
あるが、以下の説明では、ドラム表面の光の照射された
部分にトナーが付着し、像形成がなされるものとする。

【００２０】図２は、本発明の第一の実施例における画
像形成部の主要な構成を示す。図２において２００は画
像イメージが展開される画像メモリ、２０１はＣＰＵ・
描画プロセッサなどの描画機構、２０２は描画プログラ
ム・フォント等が蓄えられているＲＯＭである。２０３
は外部機器との入出力機構であり、外部からのコマンド
やデータなどの入力情報に基づいて諸設定および描画処
理を実施する。

【００２１】２０４は画像イメージを出力するＦＩＦＯ
（ファーストイン・ファーストアウト）メモリである。
３０１が焦点距離の制御を行う制御機構への制御信号で
ある。

【００２２】２０５〜２０８は、ＦＩＦＯメモリ２０４
から出力された走査信号をｎ列ぶん蓄えるラインバッフ
ァ列である。浅い傾きの画像輪郭の検出には、走査線の
列はそれほど必要とされないので、本実施例では５列を
参照するために、４列のラインバッファを持つ例を示し
た。

【００２３】２０９〜２１３はシフトレジスタ群であ
り、着目画素の周辺の画素情報を抽出する。そして、抽
出された画素情報をアドレス情報とし、補間論理の書き
込まれたＲＯＭ２１４を参照して、画像信号３００およ
び光軸変更手段への制御３０１が出力される。すなわ
ち、焦点距離の制御出力３０１と画像情報３００は同期
がとれている必要があるが、ここではＲＯＭ２１４上に
設けられた参照テーブルのデータ出力の一本が、単純に
着目画素を反映したデータ出力を行うようなパターンの
焼き込みとなっている。

【００２４】図３は、図１に示した焦点距離の変更手段
１０３を詳述したものである。一般に光学系の焦点を狂
わせるためには、（１）光源を移動させる。（２）レン
ズを移動させる。（３）感光体を移動させる。等の手段
がある。上にあげたこれらの手段はいずれもレンズから
の距離を変化させることを目的としたものである。

【００２５】しかし、これらはいずれも大きな質量を持
つ。例えば、Ａ４の８枚機における画素クロック一周期
はおよそ数百ｎｓであるから、画素毎での移動は不可能
である。

【００２６】そこで本実施例においては、図３に示すよ
うに、電歪素子１０９と微細な反射鏡１１０を用意し、
僅かな反射鏡１１０の角度の変化によって激しく光路長
が変化するような機構によって、焦点距離を高速に変化
させるものである。ここで、反射鏡１１１と反射鏡１１
２の間の距離の差Ｌの倍である２Ｌが光路長の差とな
る。また、１１３は電歪素子１０９の駆動回路である。

【００２７】再び図２に戻り、ＲＯＭ２１４について説
明する。ＲＯＭ２１４内の参照テーブル上において、実
際に焦点距離の変更手段１０３を動作させる近傍画素の
パターンの条件としては、例えば図４（Ａ）に示すよう
な場合、あるいは図４（Ｂ）に示すように、このパター
ンの左右反転・上下反転パターンの場合に、図３に示し
た焦点をずらす機構が動作する。なお、図４中のうち、
Ｘはどちらの濃度であってもかまわない画素を示す。

【００２８】そして、図４に例示したようなパターンの
アドレスがシフトレジスタ群２０９〜２１３から得られ
た場合に、データ出力のうち焦点距離制御信号（すなわ
ち、光軸変更手段への制御信号）３０１がアクティブに
なる。ここで、画像信号３００は常に中心画素を反映し
ている。

【００２９】図５は、感光体ドラム１００に光描画を行
ったときに生じる電位分布の一例を示している。感光体
ドラム１００に光描画された潜像のうち、ある閾値以上
の光を受光した部分にトナーが付着し現像される。例え
ば図５（Ａ）のように想定した画像イメージは、実際に
はレーザー光がガウス分布的な光量分布を持つことか
ら、感光体上の実際の電位分布は図５（Ｂ）のようにな
る。そこで、段差近傍の画素印字を行う際に、焦点をず
らして描画し、トナーの付着する濃度スレッショルドを
図５（Ｃ）に示した等電位面のＸに設定することによっ
て、副走査方向に滑らかな輪郭の描画を行うことが可能
となる。

【００３０】このように本発明の一実施例では、画像輪
郭の補正を行うために、一般的な電子写真方式の印字装
置に対して、印字画素毎の光焦点の制御機構を設け、該
当する近傍画素を参照して補間論理を決定する回路を追
加することによって、副走査方向の輪郭のスムージング
を実現することができる。

【００３１】なお。このような処理は、印字画素が孤立
し存在しているときには必要がないし、かえって画質を
損うことがあるので行わない。すなわち、ある程度画素
が連続しており、画像パターンが上述したような所定の
条件の際にのみ実施するのが好適である。

【００３２】また、画素補間を伴うようなスムージング
を行うためには、通常、目的画素の近傍の画素を参照し
て決定する。そして、本発明のように副走査方向のスム
ージングを目的とする際には、参照する領域は比較的小
さい値でも問題はない。

【００３３】実施例２ 図６は、本発明の第２の実施例の主要な構成を示す。上
述した第１の実施例においてはレーザープリンタを用い
たが、第２の実施例ではＬＣＤアレイなどの固体ヘッド
を用いているため、可動部分がレーザープリンタと比較
して少ないので、全体の構成部品は少なくなる。

【００３４】図６において、１２０はＬＣＤアレイ等の
アレイヘッドである。１２１は光軸の変更手段である。
１２２および１２３はレンズである。１２４は、固体ヘ
ッドがＬＣＤ等の遮光窓の配列のときの光源を示す。従
って、ＬＥＤ等のように単独で発光する場合には存在し
ない。

【００３５】アレイヘッド型の光プリンタの特徴とし
て、スキャナー型のプリンターよりも光学系がコンパク
トにできるという点がある。

【００３６】しかし本実施例では図７に示すとおり、コ
ンパクトさを犠牲にして第１の実施例と同様に、感光体
に密着したアレイレンズとヘッドの間の光軸上に電歪素
子１３１と連動した微小な反射鏡１３２をおき、光軸の
変更によって焦点を変える。すなわち、図６を横からみ
て、構成要素を一部書き換えたものが図７である。

【００３７】この第２の実施例では、図７に示すよう
に、距離を変える代わりに、別個に設けたレンズを通過
させるかさせないかによって、焦点距離の変更を行って
いる。

【００３８】反応速度をあげるために必要であれば、電
歪素子および反射鏡を複数に分割すればよい。

【００３９】アレイヘッドを用いる場合は、スムージン
グを実施しにくい方向がレーザープリンタと異なり主走
査方向なので、補間アルゴリズムは第１の実施例に対し
て９０度回転した形になる。このため、スムージングの
実施は、図４（Ｂ）のような垂直に近い斜線、あるいは
斜め輪郭の場合に行われる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、段
差近傍のいくつかの画素の描画時の焦点をずらして光量
の分散を行う構成としてあるので、浅い斜めの輪郭にお
ける凹凸をなくし、滑らかな輪郭の印字出力を得ること
が可能となる。

【００４１】またレーザー走査における主走査方向、ア
レイヘッドにおける副走査方向のＰＷＭや光量変調を伴
った画素補間機構と組み合せることによって、主走査方
向と副走査方向共に改善された、より一層高解像度の印
字出力を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の主要な構成を示す図で
ある。

【図２】第１の実施例における画像形成部の構成例を示
すブロック図である。

【図３】第１の実施例における焦点距離の変更手段を示
す図である。

【図４】補間論理の一例を示す説明図である。

【図５】感光体ドラムの光描画時における電位分布図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施例の主要な構成を示す図で
ある。

【図７】第２の実施例における焦点距離の変更手段を示
す図である。

【符号の説明】

１００ 感光体ドラム １０１ ｆ・θレンズ １０２ レーザー光の焦点を絞るレンズ １０３ 焦点距離の変更手段 １０４ レーザー光源 １０５ １０４の駆動回路 １０６ ポリゴンミラー １０７ ポリゴンミラーを駆動するモーター １０８ モーターの駆動回路および定速回転の制御回路 １０９ 電歪素子 １１０ 微細な反射鏡 １１１ 反射鏡 １１２ 反射鏡 １１３ 電歪の駆動回路 １２０ ＬＣＤ等のアレイヘッド １２１ 光軸の変更手段 １２２，１２３ レンズ １２４ 固体ヘッドがＬＣＤ等の遮光窓の配列の時の光
源 １３１ 電歪素子 １３２ 反射鏡 １３３ 電歪素子の駆動回路 ２００ 画像イメージが展開される画像メモリ ２０１ ＣＰＵ，描画プロセッサーなどの描画機構 ２０２ 描画プログラム，フォント等が蓄えられている
ＲＯＭ ２０３ 外部機器との入出力機構 ２０４ 画像イメージを出力するＦＩＦＯメモリ ２０５〜２０８ ２０４から出力された走査信号を蓄え
るラインバッファ ２０９〜２１３ 着目画素の周辺の画素情報を抽出する
シフトレジスタ ２１４ 補間論理テーブルの書き込まれたＲＯＭ ３００ 画像形成部からの画像信号 ３０１ 画像形成部からの光軸変更手段への制御信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 26/10 Ｚ Ｇ０６Ｆ 15/68 9191−5Ｌ Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３ Ｚ 9186−5Ｃ // Ｇ０３Ｇ 15/04 １１６ 9122−2Ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光の照射によって導電率の変化する感光
   体に対し光描画を行い、帯電した微粒子を付着させて現
   像を行い、被記録材に転写して画像形成を行う電子写真
   方式の輪郭補正装置において、 印字画素毎の光スポット径を変更する制御手段と、 描画出力する画像イメージの印字画素に対する近傍画素
   パターンを認識する識別手段とを備え、前記近傍画素パ
   ターンが所定の形状を有しているものと前記識別手段に
   より認識された場合には、前記印字画素毎の光スポット
   径を制御する制御手段によって、焦点をずらして光描画
   を行う制御を行うことを特徴とする輪郭補正装置。