JPH07236038A

JPH07236038A - デジタル画像形成装置

Info

Publication number: JPH07236038A
Application number: JP6322160A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Namita; 芳伸波田; Kazuyuki Fukui; 一之福井; Takanobu Yamada; 孝信山田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1995-09-05

Abstract

(57)【要約】【目的】より安定した画質の画像を形成するデジタル
画像形成装置を提供する。【構成】原稿画像のデジタル画像データを読み取る読
取手段と、読み取った原稿画像が２値画像であるのか、
もしくは多値画像であるのかを判別する判別手段と、原
稿画像が２値画像であると判別手段により判別された場
合には、読み取ったデジタル画像データに基づいて、１
ドットを発光周期とする発光デューティ比１００％のレ
ーザ光を強度変調し、原稿画像が多値画像であると判別
手段により判別された場合には、読み取ったデジタル画
像データに基づいて、複数ドットを発光周期とする発光
デューティ比が１００％未満のレーザ光を強度変調する
変調手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光強度変調方式により
階調表現を行うデジタル画像形成装置(デジタルプリン
タ、デジタル複写機等）に関する。

【０００２】

【従来の技術】中間調の原稿画像のデータに基づいて半
導体レーザの発光レベルを決定する方法として、レーザ
強度変調法がある。このレーザ強度変調法では、中間調
を表現するため、レーザビームの１ドットの光強度が画
像信号に対応して変調される。この方法は、基本的に解
像度が高く滑らかな階調表現が可能である。しかし、レ
ーザ強度変調法には、以下の問題があった。即ち、
（１）レーザ露光独特の副走査方向のピッチノイズが再
現されやすい。（２）読取画像濃度と実際に再現される
画像濃度は、非線形に対応しているため、階調補正が必
要となるが、使用環境等の影響によって、この対応関係
が変化する。カラー画像においては、写真や印刷物を原
稿画像として用いる場合が多いため、特に画質や階調性
が重要となる。

【０００３】上記の課題を解決するために、本願出願人
により開示されたデジタル画像形成装置（特開平５−１
２４２６０）は、主走査方向のＮドットの発光期間（発
光可能な期間）と、発光を行わない非発光期間とを設
け、Ｎを変更できるようにした。非発光期間を設けるこ
とにより画像濃度が小さくなり、レーザ露光独特の副走
査方向のピッチノイズを目立たなくすることができ、画
像のスムーズさが改善される。更に、上記画像形成装置
は、発光期間の全期間（＝発光期間＋非発光期間）に対
する比率（以下、発光デューティ比という。）Ｘ（％）
も選定できる。これにより、使用者は、好みの画質を選
択できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のデジタル画像形
成装置では、ある画質を選択した場合、その発光期間Ｎ
と、発光デューティ比Ｘは、対応する予定値が設定され
る。ところが、レーザを照射する感光体の感度及びレー
ザ光の照射により生じる最大減衰電位Ｖｉの値は、周辺
の温度及び湿度等の環境により変化する。このため、上
記Ｎ及びＸの値が一定であっても、形成される画質は変
化する。また、上記非発光期間を設けると、画像がスム
ーズになる反面、解像度が低下する。例えば、文字画像
等の２値画像に対して中間調の原稿画像と同一の発光デ
ューティ比Ｘ及び発光周期Ｎを設定した場合には、文字
のエッジ部分が滑らかに再現されてしまい、画像全体の
解像度の低下する。このように、原稿の種類によって
は、使用者の所望する画質を得ることができない場合が
ある。

【０００５】本発明は、使用者の所望する画質の画像
を、より安定して形成するデジタル画像形成装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載されたデ
ジタル画像形成装置は、画像データに応じて発光手段の
露光強度を変調して画像形成を行うデジタル画像形成装
置において、主走査方向の走査露光中に周期的に発光し
ない期間を形成するために前記発光手段の発光を周期的
に阻止する発光制御手段と、非発光期間に対する発光期
間の割合を変更する発光デューティ比変更手段と、環境
条件を検出する検出手段と、検出手段により検出結果に
基づいて、非発光期間に対する発光期間の割合を設定す
る設定手段とを備える。

【０００７】請求項２に記載されたデジタル画像形成装
置は、感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、画像デ
ータに応じて感光体を露光する発光手段と、主走査方向
の走査露光中に周期的に発光しない期間を形成するため
に前記発光手段の発光を周期的に阻止する発光制御手段
と、非発光期間に対する発光期間の割合を変更する発光
デューティ比変更手段と、感光体の表面電位を検出する
検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて、非発
光期間に対する発光期間の割合を設定する設定手段とを
備える。

【０００８】請求項３に記載されたデジタル画像形成装
置は、原稿画像の画像データを読み取る読取手段と、読
み取られた画像データに応じて感光体を露光する発光手
段と、主走査方向の走査露光中に周期的に発光しない期
間を形成するために前記発光手段の発光を周期的に阻止
する発光制御手段と、非発光期間に対する発光期間の割
合を変更する発光デューティ比変更手段と、原稿画像の
濃度分布状態を検出する濃度分布検出手段と、濃度分布
検出手段により検出された原稿画像の濃度分布状態に応
じて、非発光期間に対する発光期間の割合を設定する設
定手段とを備える。

【０００９】

【作用】強度変調方式により階調表現を行うデジタル画
像形成装置において、環境条件、もしくは感光体の表面
電位、または原稿画像の濃度分布状態に応じて発光手段
による露光の非発光期間に対する発光期間の割合を設定
する。

【００１０】

【実施例】以下、デジタルカラー複写機を用いて、本発
明のデジタル画像形成装置の実施例について以下の順で
説明する。（１）画像形成装置の概略説明（２）デジタルカラー複写機の構成（３）画像判別処理（４）発光条件の決定

【００１１】（１）画像形成装置の概略説明デジタル画像形成装置として本実施例で用いるデジタル
カラー複写機は、Ｍ×Ｎ画素からなる処理ブロック毎に
濃度ヒストグラムをもとめ、このヒストグラムに基づい
て処理ブロック内の画像の種類を判別する。ここで、処
理ブロック内の画像が文字画像等の２値画像である場合
には、解像度を重視して１ドットを発光周期とする発光
デューティ比１００％のレーザを画像データに基づいて
強度変調する。また、原稿画像が写真などの多値画像で
ある場合には、中間調の再現性（スムーズさ）を重視し
て２ドットを発光周期とする発光デューティ比７０％〜
９５％のレーザを画像データに基づいて強度変調する。
ここで、多値画像の場合に、発光デューティ比を７０％
〜９５％としたのは、本実施例のデジタルカラー複写機
の場合、感光体ドラムの最大減衰電位Ｖｉの絶対値の値
が温度湿度などの感光体周辺の環境により変化すること
を考慮し、環境の変化に応じた発光デューティ比を設定
するためである。

【００１２】（２）デジタルカラー複写機の構成。図１は、本発明の実施例に係るデジタルカラー複写機の
全体構成を示す断面図である。デジタルカラー複写機
は、原稿画像を読み取るイメージリーダ部１００と、イ
メージリーダ部１００で読み取った画像を再現する複写
部２００とに大きく分けられる。イメージリーダ部１０
０において、スキャナ１０は、原稿を照射する露光ラン
プ１２と、原稿からの反射光を集光するロッドレンズア
レー１３、及び集光された光を電気信号に変換する密着
型のＣＣＤカラーイメージセンサ１４を備えている。ス
キャナ１０は、原稿読取時にはモータ１１により駆動さ
れて、矢印の方向(副走査方向)に移動し、プラテン１５
上に載置された原稿を走査する。露光ランプ１２で照射
された原稿面の画像は、イメージセンサ１４で光電変換
される。イメージセンサ１４により得られたＲ,Ｇ,Ｂの
３色の多値電気信号は、読取信号処理部２０により、イ
エロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｂ
ｋ)のいずれかの８ビットの階調データに変換されると
共に、所定の画素マトリクスからなる処理ブロック単位
に画像の種類が判別される。信号処理部２０において求
められた８ビットの階調データ及び処理ブロック単位の
画像の種類の判別結果信号は、同期用バッファ（ＦＩＦ
Ｏメモリ）３０に記憶される。

【００１３】次いで、複写部２００において、プリント
ヘッド部３１は、バッファ３０を介して入力される８ビ
ットの階調データに対してプリンタ部の階調特性に応じ
た階調補正(γ補正)を行った後、補正後の画像データを
Ｄ／Ａ変換してレーザダイオード駆動信号を生成し、こ
の駆動信号に基づく発光強度で半導体レーザを発光させ
る。さらにプリンタヘッド部３１は、後で説明するよう
に、判別結果信号及び感光体周辺の環境（温湿度）に基
づいて、半導体レーザの発光周期及び発光デューティ比
を制御する。階調データに対応するレーザ出力と、判別
結果信号及び環境に基づいて設定される発光周期及び発
光デューティ比でプリントヘッド部３１から出力される
レーザビームは、反射鏡３９を介して、回転駆動される
感光体ドラム４１を露光する。感光体ドラム４１は、１
複写ごとに露光を受ける前にイレーサランプ４２で照射
され、帯電チャージャ４３により一様に帯電されてい
る。この状態で露光をうけると、感光体ドラム４１上に
原稿の静電潜像が形成される。シアン、マゼンタ、イエ
ロー、ブラックのトナーをそれぞれ収容したトナー現像
器４５a〜４５dのうちいずれか一つだけが選択され、感
光体ドラム４１上の静電潜像を現像する。現像されたト
ナー像は、転写チャージャ４６により転写ドラム５１上
に巻きつけられた複写紙に転写される。上記印字過程
は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及
びブラック（Ｂｋ）の４色について繰り返して行われ
る。このとき、感光体ドラム４１と転写ドラム５１の動
作に同期してスキャナ１０はスキャン動作を繰り返す。
その後、複写紙は、分離爪４７を作動させることによっ
て転写ドラム５１から分離され、定着装置４８を通って
定着され、排紙トレー４９に排紙される。

【００１４】（３）画像判別処理図２は、画像処理部２０の画像処理系のブロック図を示
す。まず、ＣＣＤセンサ１４により原稿画像のデジタル
画像データが読み取られ、電気信号に変換される。この
信号は、Ａ／Ｄ変換器２１によりＲ,Ｇ,Ｂの多値デジタ
ル値に変換された後、シェーディング補正回路２２にお
いてシェーディング補正される。このシェーディング補
正された画像データは、メモリ２３に入力されると共に
Ｖ値演算回路６０に入力される。

【００１５】メモリ２３に入力されたデータは、原稿の
反射光データであり、ｌｏｇ変換回路２４によりｌｏｇ
変換を行って実際の画像の濃度データに変換される。更
に、ＵＣＲ／ＢＰ回路２５で余計な黒色の発色を取り除
くと共に、真の黒色データＢｋをＲ,Ｇ,Ｂデータにより
生成する。マスキング処理回路２６では、Ｒ,Ｇ,Ｂの３
色のデータがＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シ
アン）の何れか１つの色のデータに変換される。ここ
で、変換される色は、スキャナ１０のスキャン動作に伴
い順に変わる。濃度補正回路２７は、このようにして変
換されたＹ，Ｍ，Ｃの何れか１つの色のデータに所定の
係数を乗じて濃度補正処理を実行する。濃度補正の施さ
れた各データは、空間周波数補正回路２７において空間
周波数補正処理が施された後、バッファ３０を介してプ
リントヘッド部３１に出力される。

【００１６】一方、Ｖ値演算回路６０は、シェーディン
グ補正されたデータから、各画素の明度(２５６濃淡階
調）の値Ｖ（一般に明度の値はＹで表されるが、説明の
便宜のため、本実施例中では明度の値をＶで表す。）を
計算する。これにより求められる各画素の明度Ｖは、ヒ
ストグラム処理回路６１に入力される。ヒストグラム処
理回路６１は、後にフローチャートを用いて説明するよ
うに、図６に示すような所定の画素マトリクスからなる
処理ブロック単位で明度Ｖのヒストグラムを求める。判
別回路６２は、ヒストグラム処理回路６１により求めら
れたヒストグラムに基づいて各処理ブロックの画像の種
類を判別し、この判別結果信号をメモリ６３に一旦格納
した後、バッファ３０を介してプリントヘッド部３１に
出力する。

【００１７】次の図３は、文字画像について、１００×
１００画素マトリクスからなる処理ブロック内の各画素
の明度Ｖについてのヒストグラムを求めた結果である。
図示されるように、文字画像は、２値画像であるため、
明度Ｖの値が０、もしくは２５５近傍に２極化される。
また、図４は、写真画像について１００×１００画素マ
トリクスからなる処理ブロック内の明度のヒストグラム
を求めた結果である。図示されるように、写真画像は多
値画像であるため、明度Ｖの各値が満遍なく現れること
となる。このように、文字画像等の２値画像と、写真画
像等の多値画像とでは明度Ｖについてのヒストグラムを
求めた場合、明らかな相違点が認められる。本実施例の
判別回路６２は、この特性を利用し、明度Ｖの値につい
て求めたヒストグラムが図５に斜線で示す領域内に内包
される場合には、当該ヒストグラムを有する画像を文字
画像であると判別する。

【００１８】以下に上記Ｖ値演算回路６０、ヒストグラ
ム処理回路６１、判定回路６２が実行する画像判別処理
をフローチャートを用いて説明する。本実施例では、図
６に示すように、Ｍ×Ｎ画素からなる画像データに対し
て、ｍ×ｎ画素からなる処理ブロックＢ_X,_Yを設定す
る。ここで、ｍ及びｎは、それぞれＭ及びＮの約数であ
る。この場合、（Ｍ／ｍ）×（Ｎ／ｎ）個の処理ブロッ
クが形成される。以下、主走査方向にＸ番目、及び副走
査方向にＹ番目の位置にある処理ブロックＢ_X,_Y内の明
度Ｖ＝ｉ（但しｉは、０〜２５５）の頻度の値ＺをＺ
（X,Y,i）で現す。フローチャート中の変数ｘ，ｙは、
ある処理ブロックＢ_X,_Y内で主走査方向にｘ番目、副走
査方向にｙ番目にある画素を特定するのに用いる。

【００１９】図７は、判別処理のメインルーチンであ
る。まず、初期設定を行い、ｉ＝０，Ｙ＝０，ｙ＝０と
設定する（ステップＳ１）。次のステップＳ２では、Ｙ
＝Ｙ＋１を設定する。ステップＳ３〜５では、副走査方
向にＹ番目に並ぶＭ／ｍ個の各処理ブロックＢ₁,_Y〜Ｂ
_M/m,_Yのヒストグラムを求める。まず、ステップＳ３で
ｙ＝ｙ＋１を設定する。次のステップＳ４において、後
に説明するヒストグラム処理を実行し、ｍ×ｎ画素から
なる各処理ブロックＢ₁,_Y〜Ｂ_M/m,_Yの副走査方向ｙ番目
（但しｙは、１〜ｎである）のラインの画素の明度Ｖに
ついてヒストグラムを求める。ｙの値が、各処理ブロッ
クＢ₁,_Y〜Ｂ_M/m,_Yの副走査方向のサイズｎでない場合に
はステップＳ３に戻る（ステップＳ５でＮＯ）。上記処
理をｙ＝ｎとなるまでの間、繰り返し実行することで、
副走査方向にＹ番目に並ぶ（Ｍ／ｍ）個の各処理ブロッ
クＢ₁,_Y〜Ｂ_M/m,_Yの明度Ｖについてのヒストグラムを求
める。

【００２０】上記ステップＳ３〜Ｓ５で求められた各処
理ブロックＢ₁,_Y〜Ｂ_M/m,_Yの明度Ｖについてのヒストグ
ラムに基づいて、次のステップＳ６では、各ブロック毎
にその処理ブロック内の画像が、文字画像などの２値画
像であるのか、もしくは写真等の多値画像であるのかを
判別する。ステップＳ７は、ステップＳ６で求められる
各処理ブロックＢ₁,_Y〜Ｂ_M/m,_Yの判別結果信号Ｓ（１,
Y）〜Ｓ（M/n,Y）の値をメモリ６３に出力する。次のス
テップＳ８では、上記のステップＳ２〜ステップＳ７の
処理が、副走査方向にＹ番目に並ぶ各処理ブロックＢ₁,
_N/n〜Ｂ_M/m,_N/nについて実行されていない場合、即ち、
（Ｍ／ｍ）×（Ｎ／ｎ）個の全ての処理ブロックの判別
処理が終了していない場合には、上記ステップＳ２にお
いてＹ＝Ｙ＋１を設定し、１つ下の段に並ぶ各処理ブロ
ックについてステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返し実行
する。（Ｍ／ｍ）×（Ｎ／ｎ）個の全ての処理ブロック
の画像の種類の判別処理が終了した場合には、画像判別
処理を終了する。

【００２１】次の図８は、図７のメインルーチンで説明
したヒストグラム処理（ステップＳ４）のフローチャー
トである。まず、ステップＳ１２でＸの値を０に初期化
した後、Ｘ＝Ｘ＋１を設定する（ステップＳ１３）。次
に副走査方向にＹ番目に並ぶ各処理ブロックＢ_X,_Yのｙ
番目のラインの画素の明度Ｖについてヒストグラムを求
める（ステップＳ１５〜Ｓ１８）。まず、ｘ＝ｘ＋１を
設定し（ステップＳ１５）、処理ブロックＢ_X,_Yのｙ番
目のラインの主走査方向にｘ番目の画素の明度Ｖ（ｘ）
を調べる（ステップＳ１６）。次のステップＳ１７で
は、ステップＳ１６で調べた主走査方向にｘ番目の画素
の明度の値ｉ（但し、ｉは０〜２５５である）の頻度Ｚ
（X,Y,i）のカウント値に１を加算する。ｘの値が単位
処理ブロックの大きさに満たない場合には上記ステップ
Ｓ１５に戻り、ｘの値に１を加算してステップＳ１６及
びステップＳ１７の処理を繰り返す。ｘの値がｍとなっ
た場合（ステップＳ１８でＮＯ）には、処理ロックＢ_X,
_Yの次のステップＳ１９において、副走査方向Ｙ番目に
並ぶ処理ブロックのうち、最後の処理ブロックＢ_M/m,_Y
のｙ番目のラインのヒストグラムを求める処理が終了す
るまで繰り返し実行する（ステップＳ１９）。各処理ブ
ロックＢ₁,_N/n〜Ｂ_M/m,_N/nのｙ番目のラインの画素の明
度Ｖについてのヒストグラムが求められた場合には、リ
ターンする。

【００２２】図９は、ブロック判別処理のフローチャー
トである。ここでは、図７のステップＳ３〜Ｓ５の処理
で求められた各処理ブロックＢ₁,_Y〜Ｂ_M/m,_Y（但し、Ｙ
の値は、ステップＳ２で設定された値である）の画像
が、文字画像のような２値画像であるのか、もしくは写
真などの多値画像であるのかについての判別を実行す
る。まず、初期設定としてｉ＝０，Ｘ＝０，ｊ（X,Y）
＝０を設定する（ステップＳ２０）。次に、Ｘ＝Ｘ＋１
を設定し（ステップＳ２１）、さらに、ｉ＝ｉ＋１を設
定する（ステップＳ２２）。次のステップＳ２３におい
て明度Ｖ＝ｉの頻度Ｚ（X,Y,i）の値と、予め設定され
た基準値ｆ(i)との値とを比較する。ここで、基準値ｆ
（ｉ）の値は、図５に太線で示されるように変化し、中
程度の明度Ｖの範囲内に頻度０の領域を有する値であ
る。頻度Ｚ（X,Y,i）の値が基準値ｆ(i)よりも大きい場
合には（ステップＳ２３でＮＯ）、係数ｊ（X,Y）に１
を加算する。ステップＳ２３及びＳ２４の処理をｉ＝２
５５となるまでの間、繰り返し実行する。０〜２５５の
明度ｉについての上記処理完了の後、求めた係数ｊ（X,
Y）の値と予め定められた判別係数Ｊの値とを比較する
（ステップＳ２６）。ここで、係数ｊ（X,Y）の値が判
別係数Ｊの値以下の場合には（ステップＳ２６でＹＥ
Ｓ）、判別結果信号Ｓ（X,Y）の値を１にする（ステッ
プＳ２７）。また、係数ｊ（X,Y）の値が所定のしきい
値Ｊよりも大きい場合には（ステップＳ２６でＮＯ）、
判別結果信号Ｓ（X,Y）の値を０にする（ステップＳ２
８）。以上の処理を副走査方向Ｙ番目に並ぶ合計Ｍ／ｍ
個の処理ブロックＢ₁,_Y〜Ｂ_M/m,_Yの全てについて実行し
た後（ステップＳ２９）、リターンする。

【００２３】以上の処理によりＭ×Ｎ画素からなる画像
中の、ｍ×ｎ画素からなる合計（Ｍ／ｍ）×（Ｎ／ｎ）
個の処理ブロックＢ_X,_Yの各々についての画像の判別結
果信号Ｓ（X,Y）を得ることができる。

【００２４】なお、画像判別の方法は上記方法に限定さ
れない。例えば、明度データあるいは濃度のデータを一
旦微分フィルタにかけ、その結果の分布状態に基づいて
画像の種類を判定するようにしてもよい。図１０（ａ）
は、主走査方向のエッジ検出を行うための微分フィルタ
の例であり、（ｂ）は、副走査方向のエッジ検出を行う
ための微分フィルタの例である。画像種類の判別には上
記両方の微分フィルタを用いるようにしてもよい。この
場合、各フィルタを用いたフィルタリング結果の絶対値
の和の平均値を判別に用いる。画像の種類の判別は、図
１０（ｃ）に斜線で示す領域に出現確率が分布していれ
ば文字とし、それ以外は写真と判別する。これは、文字
画像等の２値画像の場合には、ピークを持つ分布になる
場合が多いことに基づく。

【００２５】また、本実施例では、原稿画像の種類を２
値画像及び多値画像の２つに分類したが、これに限定さ
れず、多値画像を更に写真画像と網点画像とに分類し、
発光デューティ比を変化させるものとしてもよい。例え
ば、コントラストの高い写真画像の場合には、発光デュ
ーティ比１００％、出力Ｐ₁、発光周期を１ドット周期
に設定する。コントラストの低い写真画像の場合には、
発光デューティ比６０％、出力Ｐ₂、発光周期を１ドッ
ト周期に設定する。網点画像の場合には、発光デューテ
ィ比８０％、出力Ｐ₃、発光周期を２ドット周期に設定
する。

【００２６】また更に、本実施例では、画像の種類の判
別を印字用の画像データの読取と同時に実行するが、こ
れに限定されず、画像の種類の判別用のデータを読み取
り、この読み取ったデータに基づいて各処理ブロック毎
に画像の判別処理を実行し、この判別結果をメモリに格
納した後に、印字用のデータを読み取るようにしてもよ
い。また、各ブロック毎に判別するのではなく、画像全
体を１部ロックとして判別処理を実行してもよい。

【００２７】また、Ｒ,Ｇ,Ｂの多値デジタルデータの
内、何れか１色のデータのみを用いて明度Ｖのヒストグ
ラムを求めてもよい。更に、明度Ｖの値ｉ＝０〜２５５
の各々の全てについてのヒストグラムを求める代わり
に、例えば、０≦ｉ≦７，８≦ｉ≦１５，…，２４０≦
ｉ≦２４７，２４８≦ｉ≦２５５のように所定の範囲内
の頻度値を合算した値を用いて画像の種類を判別しても
よい。また、明度の代わりに濃度データを用いることと
してもよい。

【００２８】（４）発光条件の決定図１１は、プリントヘッド部３１における画像データ処
理のブロック図である。画像信号処理部２０から出力さ
れる画像データ(８ビット)及び判別結果信号Ｓは、イン
ターフェース部８０を介して、ファーストイン・ファー
ストアウトメモリ(以下ＦＩＦＯメモリという)８１及び
８２にそれぞれ入力される。このＦＩＦＯメモリ８１及
び８２は、主走査方向の所定の行数分の画像の階調デー
タ及び判別結果信号Ｓの値を記憶することができるライ
ンバッファメモリであり、イメージリーダ部１００と複
写部２００との動作クロック周波数の相違を吸収するた
めに設けられる。

【００２９】ＦＩＦＯメモリ８１のデータは、次にγ補
正部８３に入力される。プリンタ制御部２０１は、γデ
ータＲＯＭ９４から適当なγ補正データを読み出し、読
み出したデータをγ補正部８３に送る。また、プリンタ
制御部２０１は、ＦＩＦＯメモリ８２を介して入力され
る判別結果信号をγ補正部８３に送る。γ補正部８３
は、判別結果信号Ｓの値が１の場合、即ち画像の種類が
文字画像である場合、入力されるγ補正データに基づい
て画像データの階調補正を行った後、発光レベルのデー
タをＤ／Ａ変換部８４に送る。また、γ補正部８３は、
判別結果信号Ｓの値が０の場合、則ち画像の種類が写真
画像である場合、画像データに対して２画素単位で平滑
化処理を行い、この平滑化処理の施された画像データに
対してγ補正データに基づく階調補正を行った後、発光
レベルのデータをＤ／Ａ変換部８４に送る。Ｄ／Ａ変換
部８４で発光レベルのデータ（デジタル値）から変換さ
れたアナログ電圧は、次に、ゲイン切換部８５におい
て、プリンタ制御部２０１からのゲイン設定値に対応し
てゲイン切換信号発生回路部９３によりスイッチＳ
Ｗ₁，ＳＷ₂…（異なった基準レーザ出力Ｐ₁，Ｐ₂…に対
応）を切り換えて設定されたゲインで増幅される。ここ
で、ゲイン設定値は、後に説明するように、判別結果信
号Ｓの値及び温度センサ９５、湿度センサ９６による測
定値に基づいて定められる。増幅されたアナログ電圧
は、ドライブＩ／Ｏ８６を介して半導体レーザドライバ
８７に送られ、半導体レーザ８８をその値の光強度で発
光させる。

【００３０】一方、プリンタ制御部２０１は、判別結果
信号Ｓの値、及び温度センサ９５、湿度センサ９６によ
る測定値に基づいて定められる発光周期及び発光デュー
ティ比を発光信号発生回路９０に送る。発光信号発生回
路９０は、送られてくる発光周期及び発光デューティ比
のデータから半導体レーザを発光させる期間にのみ、パ
ラレルＩ／Ｏ回路８９を介して半導体レーザドライバ８
７に発光信号を送る。半導体レーザドライバ８７は、入
力される発光信号の入力に対応して半導体レーザ８８の
駆動電流を発生する。即ち、発光信号発生回路９０から
出力される発光信号の出力タイミングによりレーザの発
光周期及び発光デューティ比の値を切り換えることがで
きる。本実施例の場合、画像の種類が文字画像などの２
値画像である場合には、発光周期１ドット、発光デュー
ティ比１００％に設定する。また、画像の種類が写真画
像等のように多値画像の場合には、発光周期２ドット、
発光デューティ比を７０〜９５％に設定する。ここで発
光デューティ比を７０〜９５％としたのは、後に説明す
るように、感光体ドラム周辺の温度及び湿度といった環
境の変化に応じてプリンタ制御部２０１が発光デューテ
ィ比を設定するためである。

【００３１】ところで、半導体レーザにより照射される
感光体ドラム４１の感度特性は、感光体周辺の温度や湿
度などの環境の変化に伴い変化する。図１２は、感光体
ドラム周辺の環境が高温高湿、常温常湿、低温低湿の各
状態にあるときの一般的な感光体の感度特性を示す図で
ある。図示されるように、一般的な感光体の感度は、低
温になるにつれて低くなる。感光体の感度の低下とは、
一定のレーザ露光により生じる表面電位の減衰量が減少
することをいう。また、レーザ光の照射により減衰する
表面電位の最大減衰電位Ｖｒの値は、図１３に示すよう
に、湿度の上昇に伴ってＶｒ’へと増加する。これに対
処するために、従来、感光体ドラム近傍にヒータを備
え、所望する環境（高温低湿）を形成したり、温度計の
出力に対応して基準レーザ出力（ｍｗ）を増加させる等
の制御が実行されている。

【００３２】ヒータを用いる制御法では、装置全体の消
費電力が増加する。また、ヒータから発生する熱は、現
像剤、特にカラー用の低粘度トナーに対して悪影響を及
ぼす。これに対して半導体レーザの標準発光強度を変化
させる制御方法は、感光体の感度低下に対しては有効に
機能する。さらに、感光体の表面電位を測定しながら制
御を実行すればより良好な再現画像が得られる。しか
し、図１３に示すように湿度の上昇により最大減衰電位
Ｖｒの値がＶｒ’に上昇した場合には、半導体レーザの
発光量を増加しても、減衰電位Ｖｉの値が最大減衰電位
Ｖｒ’よりも大きく減衰しないため、所望する階調特性
を得ることができない。基準発光レベルの増加によりハ
イライト部で減衰し過ぎる割に、中間調からベタ部の減
衰量が不足することとなり、却って階調特性を悪化する
ことになる。そこで、最大減衰電位Ｖｒの値が湿度の上
昇によりＶｒ’に増加し、基準レーザ出力１．００（ｍ
ｗ）でデューティ比が５０％のレーザの最大発光時に生
じる減衰電位Ｖｉが得られなくなる場合には、基準レー
ザ出力を０．８０（ｍｗ）程度に低下させ、レーザの最
大発光時の減衰電位Ｖｉ’を最大減衰電位Ｖｒ’以下の
値にする。これにより、湿度が上昇する前と同じ感光特
性を得ることができる。また、基準レーザ出力を低下す
ると共に、発光デューティ比を６７％に増加する。この
ように、基準レーザ出力の低下をレーザ発光期間の増加
（発光デューティ比の増加）により補うことで湿度が上
昇する前と同じ濃度の画像を得ることができる。

【００３３】プリンタ制御部２０１は、入力される判別
結果信号Ｓ（X,Y）の値が１である場合には、主走査方
向にＸ番目及び副走査方向にＹ番目に位置する処理ブロ
ックＢ_X,_Yの画像が文字画像等の２値画像であるため、
解像度を重視して発光周期は１ドット周期とし、基準レ
ーザ出力をＰ１＝１．００(ｍｗ)、及び発光デューティ
比は１００％に設定する。また、判別結果信号Ｓ（X,
Y）＝０の場合には、処理ブロックＢ_X,_Yの画像が写真な
どの多値画像であるため、中間調のスムーズさを重視し
て発光周期は２ドット周期とする。また、基準レーザ出
力及び発光デューティ比は、以下のようにして感光体周
辺の環境に応じて設定する。環境として感光体周辺の湿
度のみを考慮した場合、次の「表１」において、湿度セ
ンサ９６からの測定値に対応する示す発光デューティ比
（％）及び基準レーザ出力（ｍｗ）を設定する。例え
ば、湿度が０〜２０（％ＲＨ）の場合、発光デーティ比
７０（％）、基準レーザ出力１．４０（ｍｗ）を設定す
る。

【表１】また、環境として感光体周辺の湿度に加えて温度も考慮
する場合、次の「表２」において、温度センサ９５及び
湿度センサ９６の測定値に対応する発光デューティ比
（％）及び基準レーザ出力（ｍｗ）を設定する。例え
ば、湿度が０〜３５（％ＲＨ）であり、温度が０〜１２
℃の場合、発光デューティ比７５（％）、基準レーザ出
力１．４８（ｍｗ）を設定する。

【表２】

【００３４】また、温度や湿度等の周囲環境でなく、感
光体の表面電位を測定して実際の感度変化、最大減衰量
を検知し、この値に基づいて発光デューティ比（％）及
び基準レーザ出力（ｍｗ）を設定してもよい。具体的に
は、図１１に破線で示すように表面電位センサ９７を備
え、プリンタ制御部２０１が所定の強度のレーザビーム
を照射させた時の表面電位センサ９７の出力に基づいて
発光デューティ比（％）及び基準レーザ出力（ｍｗ）を
設定する。更に、精度を上げるため、高濃度及び低濃度
レベルに対応する強度のレーザビームをそれぞれ照射
し、次に示す「表３」に従って発光デューティ比（％）
及び基準レーザ出力（ｍｗ）を設定してもよい。なお、
「表３」中のＡ（ｖ）は、９５０（ｖ）で感光体を帯電
し、０．１５（ｍｗ）のレーザ出力で標準パターンを露
光した場合の感光体の表面電位であり、Ｂ（ｖ）は、９
５０（ｖ）で感光体を帯電し、１．５０（ｍｗ）のレー
ザ出力で標準パターンを露光した場合の感光体の表面電
位をそれぞれ示す。

【表３】また、所定の強度のレーザビームを照射させた時の感光
体の表面電位を測定する前に、非露光部（背景部）での
感光体の表面電位を測定し、帯電チャージャ４３による
帯電量を適正値に補正しておけば、よりよい結果を得る
ことができる。なお、種々の強度のレーザビームを照射
し、そのそれぞれで表面電位センサ９７より得られる表
面電位より、感光体の感度特性を近似演算た結果に基づ
いて発光デューティ比（％）及び基準レーザ出力（ｍ
ｗ）を設定してもよい。環境と電位測定の両方のデータ
に基づいた制御を行えば、更に適正な補正を実行するこ
とができる。

【００３５】上記処理により、原稿画像の種類に応じた
発光周期で、基準レーザ出力及び発光デューティ比のレ
ーザを画像データに基づいて強度変調したものを、感光
体ドラム４１に照射する。

【００３６】以上のように、上記デジタル画像形成装置
では、読み取った原稿画像が、文字等の２値画像である
のかもしくは写真等の多値画像であるのかを判別する。
そして、文字等の２値画像の場合には、１ドットを発光
周期とする発光デューティ比１００％のレーザ光を強度
変調する。これにより高解像度の画像を形成することが
できる。また、写真等の多値画像であると判別した場
合、上記半導体レーザの発光周期及び発光デューティ比
を、温度及び湿度等の環境の変化による感光体ドラムの
感光特性の変化に応じて変更する。これにより、レーザ
露光独特の副走査方向のピッチノイズを目立たなくし、
階調特性の一層の改善を行うことができ、より良好な画
像を形成することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明のデジタル画像形成装置は、半導
体レーザの発光周期及び発光デューティ比を、感光体ド
ラムの感光特性の変化に応じて変更する。これにより、
使用者の所望する画質の画像を、安定して形成すること
ができる。また、本発明のデジタル画像形成装置は、半
導体レーザの発光周期及び発光デューティ比を、原稿画
像の濃度分布状態に応じても変更する。これにより、濃
度分布状態に応じて階調特性の一層の改善を行うことが
でき、より良好な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例で用いるデジタルカラー複写機の構
成断面である。

【図２】画像処理部２０における画像データ処理のブ
ロック図である。

【図３】文字画像について１００×１００画素マトリ
クスからなる処理ブロック内の各画素の明度Ｖ（０〜２
５５）についてのヒストグラム図である。

【図４】写真画像について１００×１００画素マトリ
クスからなる処理ブロック内の各画素の明度Ｖ（０〜２
５５）についてのヒストグラム図である。

【図５】本実施例で文字画像であると判別するために
用いるヒストグラム図である。

【図６】Ｍ×Ｎ画素からなるデジタル画像データと、
ｍ×ｎ画素からなる処理ブロックＢ_X,_Yとの関係を示す
図である。

【図７】画像判別処理のメインルーチンである。

【図８】ヒストグラム処理のフローチャートである。

【図９】ブロック判別処理のフローチャートである。

【図１０】微分フィルタを用いて画像の種類を判別す
る場合の微分フィルタ（ａ）（ｂ）と、画像判別用の微
分結果（絶対値）分布を示す。

【図１１】プリントヘッド部３１における画像データ
処理のブロック図である。

【図１２】高温高湿、常温常湿、低温低湿の環境下に
おける感光体ドラムの感光特性を示す図である。

【図１３】湿度の変化による最大減衰電位Ｖｒの変化
と、これに対応するための発光デューティ比の変更を示
す図である。

【符号の説明】

６０…Ｖ値演算回路６１…ヒストグラム処理回路６２…判別回路８８…半導体レーザ９０…発光信号発生回路９３…ゲイン切換信号発生回路９５…温度センサ９６…湿度センサ９７…表面電位センサ２０１…プリンタ制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/043 15/04 Ｇ０３Ｇ 15/04 １２０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データに応じて発光手段の露光強度
を変調して画像形成を行うデジタル画像形成装置におい
て、主走査方向の走査露光中に周期的に発光しない期間を形
成するために前記発光手段の発光を周期的に阻止する発
光制御手段と、非発光期間に対する発光期間の割合を変更する発光デュ
ーティ比変更手段と、環境条件を検出する検出手段と、検出手段により検出結果に基づいて、非発光期間に対す
る発光期間の割合を設定する設定手段とを備えたことを
特徴とするデジタル画像形成装置。
【請求項２】感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、画像データに応じて感光体を露光する発光手段と、主走査方向の走査露光中に周期的に発光しない期間を形
成するために前記発光手段の発光を周期的に阻止する発
光制御手段と、非発光期間に対する発光期間の割合を変更する発光デュ
ーティ比変更手段と、感光体の表面電位を検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて、非発光期間に対す
る発光期間の割合を設定する設定手段とを備えたことを
特徴とするデジタル画像形成装置。
【請求項３】原稿画像の画像データを読み取る読取手
段と、読み取られた画像データに応じて感光体を露光する発光
手段と、主走査方向の走査露光中に周期的に発光しない期間を形
成するために前記発光手段の発光を周期的に阻止する発
光制御手段と、非発光期間に対する発光期間の割合を変更する発光デュ
ーティ比変更手段と、原稿画像の濃度分布状態を検出する濃度分布検出手段
と、濃度分布検出手段により検出された原稿画像の濃度分布
状態に応じて、非発光期間に対する発光期間の割合を設
定する設定手段とを備えたことを特徴とするデジタル画
像形成装置。