JPH08130643A - 画像形成装置の画素データ決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多値画像信号に基づいて印刷するときの濃度を
比較的簡単な調整で低濃度領域から高濃度領域までリニ
アに変化させる。 【構成】パルス幅変調部３２は１画素のパルス幅を各階
調に対応して均等に８分割し、ページメモリ３１に記憶
した多値画像データの階調に基づいてパルス幅変調を行
う。パワー変調部３３は多値画像データの階調に基づく
印刷濃度が低濃度領域から高濃度領域までリニアに変化
するように各階調に対応したパルス幅を持ったパルス信
号のパワーを変調する。これにより、各階調に対応して
パルス幅及びパワーが異なるパルス信号が得られ、この
パルス信号を使用することにより印刷濃度が低濃度領域
から高濃度領域までリニアに変化することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多値画像信号を各画素
毎にパルス幅変調及びパワー変調を行って印刷濃度の中
間調を再現し画像形成する画像形成装置の画素データ決
定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル化された多値画像データ
に基づいてレーザ発振器を駆動し階調を表現するレーザ
プリンタ等、電子写真プロセス方式の画像形成装置が実
用化されつつある。

【０００３】このようなレーザプリンタは、多値画像デ
ータを所定のレーザ駆動用の信号に変換して階調を表現
する構成になっているが、階調を表現する方法としては
従来、ディザマトリクスを使用した組織的ディザ法ある
いは濃度パターン法と呼ばれる手法により行っていた。

【０００４】組織的ディザ法は、入力された多値画像デ
ータに対して１対１に対応するディザマトリクス内の所
定のディザしきい値と比較することによって入力画素レ
ベルを１か０かの２値信号に変換し、ディザマトリクス
のサイズに相当する階調数で疑似的に中間調を表現する
方法である。また、濃度パターン法は、入力された多値
画像データに対してディザマトリクス内の複数の所定し
きい値と比較することによって入力１画素を疑似的に複
数の階調に表現する方法である。

【０００５】これらの方法においては、以下の問題点が
ある。視覚を満足させる程度に疑似階調数を上げるため
には、ディザマトリクスのサイズを大きく取ればよい。
一般に、ディザマトリクスのサイズを大きく取れば取る
ほど階調数も多く取れることが知られている。

【０００６】しかし、ディザマトリクスのサイズを大き
くすればするほど解像度が落ちてしまう。すなわち、疑
似階調処理においては、解像度と階調数は相反する特性
を持つ。例えば、３００ｄｐｉのプリンタで２５６階調
の疑似階調を表現するときのディザマトリクスのサイズ
は主走査１６画素、副走査１６画素とすると、印字され
る画像の解像度は実質１８．７５ｄｐｉ程度になってし
まう。

【０００７】このようなディザマトリクスを使用した場
合、階調性は満足すべきものでも例えば画像中の文字や
線画等のエッジ部に対しては著しく画質が劣化する。

【０００８】一方、プリンタコントローラに多値画像デ
ータを記憶できるページメモリを有し、この多値画像デ
ータを基に１画素を直接レーザのパルス幅変調あるいは
パワー変調によって中間調を再現する手法も提案されて
いる。

【０００９】パルス幅変調は、入力多値画像データに基
づきレーザの発光時間を変化させて階調を表現し、パワ
ー変調は、入力多値画像データに基づきレーザの光量を
変化させて階調を表現する手法である。

【００１０】これらの手法は階調数を上げてもプリンタ
の持つ実質解像度は落とさずに済む。しかしながらコン
トローラに非常に大きなページメモリを必要とする。例
えば１画素８ｂｉｔの多値画像データを扱う場合、通常
の白黒２値のレーザプリンタがＡ４原稿１枚約１Ｍバイ
トのメモリで済むのに対し、単純にその８倍の８Ｍバイ
ト分のページメモリを必要とする。さらに、例えば１画
素を２５６階調に分割する場合、非常に高速なハード回
路が必要となる。また、レーザパワーがガウス分布近似
することや電子写真プロセスのγ特性、トナーの磁気特
性等の影響、さらには、経時変化や温度変化により、１
６階調程度しか表現できない。

【００１１】そこで、ディザ処理とパルス幅変調あるい
はパワー変調を組み合わせる方法が知られている。この
ハイブリッド形の階調表現手法では、ディザによる疑似
階調数とパルス内の分割数を掛け合わせた数の階調表現
ができるため、１画素内の分割数を１６段階、疑似階調
を１６階調にすることで２５６階調を表現できることに
なる。

【００１２】このように１画素内を１６段階程度に減ら
すことにより、ハード回路が比較的安価に実現でき、ま
た、階調数もプロセス上の１画素における階調分割可能
範囲に入ることになる。また、疑似階調数も１６段階程
度に抑えることで、単に疑似階調処理のみを行うものに
比べて解像度を良好に維持できることになる。

【００１３】また、疑似階調処理であるディザ処理を例
えばプリンタと接続している上位機器であるパーソナル
コンピュータ等のホストコンピュータ側のドライバで行
い、画素内階調のみプリンタのコントローラ上で展開す
ることで必要なページメモリは１画素につき４ｂｉｔの
画像データ、すなわち、３００ｄｐｉのプリンタでＡ４
一枚当たり４Ｍバイトのメモリ容量で済むことになる。

【００１４】このように、従来においては、ディザ処理
とパルス幅変調の組み合わせによる階調表現手法が各種
利点が多いことから汎用的に使用されている。

【００１５】しかし、ディザ処理とパルス幅変調の組み
合わせによる階調表現方法は、特にパルス幅の狭い低濃
度領域においては、プロセスの特性上露光時間の変化に
対する濃度変化が大きく、濃度のばらつきが生じ、ま
た、階調データに対する濃度のリニア性も劣ったものと
なる欠点があった。このため、１画素のパルス幅をハー
ドウエア的に１６分割できても階調表現は８階調程度し
かできなかった。

【００１６】そこで１画素のパルス幅を１６分割よりも
さらに多く分割し、この分割したパルスの中から適当な
幅のパルスを選択して階調データに対する濃度のリニア
特性を保持する対処を行う手法が知られている。

【００１７】また、特開平３−１２６０５３号公報のも
のは、パルス幅変調とパワー変調の組合わせによる階調
表現の手法について開示している。これは、ドットの大
きさ及び形状に適合するように、発光パルス幅及び発光
強度を共に分割し、それぞれの組合わせでレーザを駆動
する構成になっている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、パルスの分割
数を多くするものでは、特に最近の高速なページプリン
タにおいては、ハードウエア的負担が非常に重く、高速
な素子が必要となり、このため非常に高価なものとなる
問題があり、また、根本的な画像の低階調部の再現性の
問題は解決できなかった。

【００１９】また、特開平３−１２６０５３号公報のも
のは、例えば発光パルス幅を４値、発光強度を３値とす
ることで１画素を１２種のドットで表現できる構成とな
っているが、実際、出力濃度に対してリニアな制御をす
るためにはパルス幅及び発光強度共に各階調毎微妙なパ
ルス幅あるいはパワー強度の調整が必要となり、これら
の調整処理が複雑化する問題があった。

【００２０】そこで請求項１及び３対応の発明は、多値
画像信号に基づいて印刷するときの濃度を比較的簡単な
調整で低濃度領域から高濃度領域までリニアに変化させ
ることができて安定した中間調出力を得ることができ、
しかも処理が簡単な画像形成装置の画素データ決定方法
を提供する。

【００２１】また、請求項２及び４対応の発明は、さら
に、印刷画像濃度全体の濃淡調整が容易にできる画像形
成装置の画素データ決定方法を提供する。

【００２２】また、請求項５対応の発明は、さらに、パ
ルス幅変調部の構成が簡単で、かつ高速処理に対して安
定した動作ができる画像形成装置の画素データ決定方法
を提供する。

【００２３】

【課題を解決するための手段と作用】請求項１対応の発
明は、多値画像信号に基づいて各画素毎にパルス幅変調
及びパワー変調を行って画素データを決定し、この決定
した各画素毎の画素データにより印刷濃度の中間調を再
現して画像形成する画像形成装置において、最大濃度値
に対応するパルス幅を画素内階調数に基づいて等間隔に
分割し、この分割した間隔に基づいて各画素を多値画像
信号によりパルス幅変調し、このパルス幅変調した各画
素に対応する画素データを、画素の印刷濃度値が多値画
像信号に対して線形に変化するようにパワー変調するこ
とにある。

【００２４】請求項２対応の発明は、請求項１記載の画
像形成装置の画素データ決定方法において、パワー変調
に印刷濃度に関するγ補正量を含ませたことにある。

【００２５】請求項３対応の発明は、多値画像信号に基
づいて各画素毎にパルス幅変調及びパワー変調を行って
画素データを決定し、この決定した各画素毎の画素デー
タにより印刷濃度の中間調を再現して画像形成する画像
形成装置において、最大濃度値に対応するパワー値を画
素内階調数に基づいて等間隔に分割し、この分割した間
隔に基づいて各画素を多値画像信号によりパワー変調
し、このパワー変調した各画素に対応する画素データ
を、画素の印刷濃度値が多値画像信号に対して線形に変
化するようにパルス幅変調することにある。

【００２６】請求項４対応の発明は、請求項３記載の画
像形成装置の画素データ決定方法において、パルス幅変
調に印刷濃度に関するγ補正量を含ませたことにある。

【００２７】請求項５対応の発明は、請求項１又は３記
載の画像形成装置の画素データ決定方法において、画素
データを決定するタイミングを取る画素クロックの１／
２分周のパルスを基準信号とし、この基準信号とこの基
準信号を遅延した信号との排他的論理和により、パルス
幅変調を行うことにある。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、実施例は本発明をレーザプリンタに適用し
たものについて述べる。

【００２９】（第１の実施例）この実施例は、請求項
１、請求項２及び請求項５に対応した実施例である。

【００３０】図１はエンジン部と呼ばれるレーザプリン
タの電子写真プロセス部の構成を示し、１は感光ドラ
ム、２はコロナ帯電器、３は現像器、４は転写器、５は
クリーナ、６は除電ランプである。

【００３１】前記感光ドラム１は周面を感光面とし、印
刷時に図中矢印で示す方向に回転する。

【００３２】前記コロナ帯電器２は、前記感光ドラム１
の感光面を均一に帯電する。帯電された感光面は走査レ
ーザ光７により露光される。

【００３３】前記走査レーザ光７は露光により感光面上
に記録情報に基づいた静電潜像を形成する。

【００３４】前記走査レーザ光７は、図２に示すレーザ
走査装置によって出射される。

【００３５】このレーザ走査装置は、半導体レーザ発振
器８を設け、この半導体レーザ発振器８からのレーザ光
をコリメータレンズ９で発散光から平行光又は集束光に
変換する。前記半導体レーザ発振器８は、多値画像信号
に基づいて決定された各画素毎の画素データに応じてレ
ーザドライバにより駆動され、パルス変調及びパワー変
調されたレーザ光を出射する。

【００３６】前記コリメータレンズ９からの平行光又は
集束光は、図中矢印方向に等速で高速回転するポリゴン
ミラー１０の反射面に反射して偏向走査され、走査レー
ザ光７としてｆθレンズ１１を介して前記感光ドラム１
の感光面に照射する。

【００３７】前記ｆθレンズ１１は、ポリゴンミラー１
０により等角速度に偏向走査されたレーザ光を感光ドラ
ム１の感光面である平面に投影すべき等速度走査レーザ
光に変換している。

【００３８】前記感光ドラム１の感光面に形成された静
電潜像は前記現像器３からのトナーにより現像されトナ
ー像となる。

【００３９】前記現像器３は、トナーホッパ１２内に収
容されたトナー１３を供給ローラ１４の回転により現像
ローラ１５に付着させる。前記現像ローラ１５は前記感
光ドラム１に対接し、付着したトナー１３を回転により
感光ドラム１へ搬送する。前記現像ローラ１５に付着し
たトナー１３は感光ドラム１に搬送される途中で規制部
材１６により量が規制されると共に層状に形成される。

【００４０】前記感光ドラム１に形成されたトナー像は
前記転写器４の動作により給紙搬送される記録紙１７上
に転写される。

【００４１】前記感光ドラム１に転写後に残った残留ト
ナーは前記クリーナ５により掻き落とされ、その後感光
ドラム１の感光面は除電ランプ６で除電されてから再度
コロナ帯電器２で帯電されるようになる。

【００４２】トナー像が転写された記録紙１７は熱定着
装置１８により熱定着されてから外部に排出される。

【００４３】電子写真プロセス部は印刷時には以上の動
作を繰り返すことになる。

【００４４】図３はシステム全体の構成を示すブロック
図で、このシステムはレーザプンリタ本体２１とこのレ
ーザプンリタ本体２１に多値画像データを送信するホス
トコンピュータ２２とで構成している。すなわち、ホス
トコンピュータ２２は多値画像データをプンリタ本体２
１とのＩ／Ｆ特性に合わせてドライバ２３からプンリタ
本体２１のプリンタコントローラ２４に送信する。多値
画像データは非常にデータ量が多いため通常は画像圧縮
によりコード化したデータとしてプリンタコントローラ
２４に送信される。

【００４５】前記レーザプンリタ本体２１は、前記プリ
ンタコントローラ２４、中間調処理部２５及び前述した
電子写真プロセス部であるプリンタエンジン２６からな
り、プリンタコントローラ２４は、受信した多値のコー
ドデータである画像データを多値のピットマップに展開
し内部に設けた多値用のページメモリに格納する。

【００４６】前記中間調処理部２５はプリンタコントロ
ーラ２４のページメモリから多値画像データを読出して
前記プリンタエンジン２６の半導体レーザ発振器８のレ
ーザドライバに出力すべきパルス幅変調及びパワー変調
した画像データに変換する。

【００４７】前記中間調処理部２５は図４に示すよう
に、１頁分の多値のビットマップデータを記憶するペー
ジメモリ３１、このページメモリ３１のビットマップデ
ータに基づいてパルス幅変調を行うパルス幅変調部３
２、前記ページメモリ３１のビットマップデータに基づ
いてパワー変調を行うパワー変調部３３、前記パルス幅
変調部３２及びパワー変調部３３からの出力に従って半
導体レーザ３４を駆動するレーザ駆動部３５及び前記ペ
ージメモリ３１、パルス幅変調部３２、パワー変調部３
３、レーザ駆動部３５の動作タイミングをコントロール
するコントロール部３６とで構成している。

【００４８】ところで、１画素に対応するパルスのパル
ス幅を例えば図５の(a) に示すように８分割し、パワー
を一定としたときの単独の１画素のレーザの主走査方向
の出力分布は図５の(b) に示すようになり、副走査方向
の出力分布は図６の(a) に示すようになる。また、感光
ドラム１の感光体上の主走査方向の電位分布は図５の
(c) に示すようになり、副走査方向の電位分布は図６の
(b) に示すようになる。さらに、印刷したときの主走査
方向の濃度分布は図５の(d) に示すようになり、副走査
方向の濃度分布は図６の(c) に示すようになる。

【００４９】元来、電子写真プロセス方式のプリンタで
は黒画素の面積比により階調を表現するために、あるし
きい値をもって黒白の境界とすることができれば安定し
たしきい値が得られるはずである。しかし、実際にはト
ナーが無視できない有形の大きさを持つことやトナーの
潰れ、飛び散り、環境の経時変化によるプロセス特性の
変動等、様々な原因により微小画素を表現することは難
しい。

【００５０】図５及び図６からも分かるように、低階調
部においてはレーザ出力のピーク値がプロセスの不安定
領域を使用しているために、濃度ムラが起き易くなる。

【００５１】このようなことから、この実施例では安定
な階調表現をするために、パルス幅をさらに分割するこ
とをせずに均等に８分割した各パルス長のパルス幅、す
なわち１／８パルス〜１パルスのパルス幅に対してパワ
ー変調部３３でレーザパワーを調節して濃度に対して線
形な出力を得るようにしている。

【００５２】すなわち、各階調に対して図７に示すよう
なパルス出力する画素データを決定するようにしてい
る。図７の(a) 〜(h) はパルス幅が１／８〜８／８のパ
ルスであるが、(a) 〜(c) に示すように低階調部を表現
するパルスのパワーを上げることで低階調部での印刷濃
度が線形に変化するようにしている。すなわち、パワー
強度は高濃度部に対して低濃度部は概して強めとなる。

【００５３】このようにパワーを調整することで各階調
毎の印刷濃度分布は図８に実線で示すグラフから点線で
示すグラフに遷移する。

【００５４】すなわち、図９の(a) に示す８分割したパ
ルスに対してパワーを一定にした場合の印刷濃度特性は
図９の(b) に示すようになり線形とはならない。すなわ
ち、１／８パルス〜３／８パルスにおいてはパルス幅の
変化に対して低濃度部での濃度差は小さく、また、６／
８〜８／８パルスにおいてもパルス幅の変化に対して高
濃度部での濃度差は小さく、従って、この領域では入力
する階調データに対して正確な印刷濃度が得られないこ
とになる。

【００５５】そこで、図９の(c) に示すように８分割し
た各パルスのパワーを調整することで印刷濃度特性は図
９の(d) に示すようになり、パルス幅と印刷濃度との関
係が線形、すなわち、多値画像データに基づく階調と印
刷濃度との関係が線形となる。

【００５６】実際の印刷においてはトナーの飛び散りや
トナーの潰れ等により、画素単位の局所的な部分におい
ては濃度値のズレが生じることもあるが、プロセスの安
定領域を使用して階調表現を行っているので、画像全体
から見た均一の階調部における濃度値は目標とする濃度
値に収束する。

【００５７】実際には各階調データを含んだテストパタ
ーンを印字し、濃度を測定することにより、対象となる
プロセスのパワー変調量を決定する。また、環境変化や
経時変化による変動を考慮するときは、感光体近傍に濃
度センサを取り付け、これによりトナーの付着状況を検
知し、パワー変調部３３にフィードバックさせるように
すればよい。

【００５８】図１０は、パルス幅変調部３２の具体回路
構成を示す図で、４１は、回路全体のタイミングを制御
するコントローラ、４２は、コントローラ４１からビデ
オクロックＶＣＬＫ及び水平同期信号ＨＳＹＮＣを受け
て画像クロック１画素分のパルスを生成する第１のＤ形
フリップフロップ、４３は、水平同期信号ＨＳＹＮＣが
有効となる画像印刷期間のみコントローラ４１からビデ
オクロックＶＣＬＫをＤ形フリップフロップ４２に入力
する制御を行うアンドゲート回路である。前記第１のＤ
形フリップフロップ４２は、画素クロックの１／２分周
のパルスを生成し、このパルスを基準にパルス幅データ
を作成する。

【００５９】４４は、前記第１のＤ形フリップフロップ
４２からの出力信号に対してある一定の遅延信号を出力
するディレイラインで、このディレイライン４４の設定
を予め均等にすることでパルス幅内の等分割が可能とな
る。

【００６０】４５は、第１のＤ形フリップフロップ４２
の出力の位相を画像有効期間内で反転させる第２のＤ形
フリップフロップ、４６は、アドレスに入力するページ
メモリ３１からの画像データとコントローラ４１からの
位置データにより、パルス幅及び方向を決定するデータ
を出力するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、４
７は、前記ＲＡＭ４６の出力タイミングを調節するラッ
チ回路である。

【００６１】４８は、前記ディレイライン４４からの各
出力信号と前記第１のＤ形フリップフロップ４２の出力
信号との排他的論理和をそれぞれ取る第１の排他的論理
和ゲート群、４９は、前記ディレイライン４４からの各
出力信号と前記第２のＤ形フリップフロップ４５の出力
信号との排他的論理和をそれぞれ取る第２の排他的論理
和ゲート群である。この各排他的論理和ゲート群４８，
４９により任意のパルス幅を生成できる。

【００６２】また、このような回路構成とすることで、
回路構成を簡単化でき、かつパルス幅を作成する基準と
なる信号が画素クロックの１／２分周の信号となるため
画素クロックがかなりの高速になっても安定した動作が
できる。

【００６３】５０は、前記各排他的論理和ゲート群４
８，４９から入力端子ＩＮ１〜ＩＮ１５に入力するパル
スから１つを選択して出力するセレクタで、このセレク
タは前記ラッチ回路４７からのパルス幅選択コード信号
をセレクタ信号として入力端子ＳＥＬに入力しパルスを
選択する。

【００６４】５１は、わずかなタイミングのズレにより
発生するノッチを除去するノッチ処理回路である。

【００６５】このような構成のパルス幅変調部３２の各
部の出力タイミング及び出力信号波形は図１１に示すよ
うになる。

【００６６】前記ＲＡＭ４６のアドレスＡに入力するペ
ージメモリ３１からの多値画像データは基本的にＲＡＭ
内部で多値ディザ処理される。１画素を単位とした通常
のディザ処理では図１２の(a) で示すドット分散型ディ
ザマトリクス、図１２の(b)で示すドット集中型ディザ
マトリクスを使用してディザ処理を行うが、多値ディザ
処理では１画素内をさらに細かく分割したしきい値を使
用する。すなわち、図１３で示すドット分散型ディザマ
トリクス、図１４で示したドット集中型ディザマトリク
スを使用して多値ディザ処理を行う。そしてこのディザ
マトリクスのしきい値と比較することによって１画素内
のパルス幅を決定し、この結果をパルス幅及び方向を選
択するセレクト信号に変換してデータバスに出力する。

【００６７】図１５は、パワー変調部３３の具体回路構
成を示す図で、６１は、回路全体のタイミングを制御す
るコントローラ、６２は、前記ページメモリ３１からの
多値画像データをパワー変調するために適当なデータに
変換するデコーダ、６３は、前記デコーダ６２からの多
値の変換データをデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変
換器、６４は、Ｄ／Ａ変換のとき発生する高周波ノイズ
成分を除去するローパスフイルタ、６５は、レーザドラ
イバの特性に合わせるようにアナログ信号のレベルを調
整するレベルコンバータである。

【００６８】このようなパワー変調部３３を使用するこ
とで各画素に対応したパルスのパワーを調整できる。

【００６９】このように、ページメモリ３１に記憶した
多値画像データに基づいてパルス幅変調部３２で各画素
毎に等間隔に８分割したパルス信号を作り、このパルス
信号に対してパワー変調部３３で各階調に応じて印刷濃
度が線形に変化するようにパワーを調整する。

【００７０】こうして、パルス幅変調部３２からのパル
ス信号とパワー変調部３３からのレベル信号に基づいて
レーザ駆動部３５は半導体レーザ３４を駆動することに
なる。その結果、半導体レーザ３４で露光して静電潜像
を形成し、この静電潜像をトナーで現像し、そのトナー
像を用紙に転写して得られる印刷濃度は各階調に応じて
線形に変化する濃度が得られることになる。すなわち、
濃度を比較的簡単な調整で低濃度領域から高濃度領域ま
でリニアに変化させることができて安定した中間調出力
を得ることができる。

【００７１】しかも、パルス幅変調部３２で多値画像デ
ータに基づいて各画素毎にパルス幅を等間隔に分割し、
また、パワー変調部３３で多値画像データに基づいて各
画素毎にパルスのパワーを印刷濃度が線形となるように
調整すればよく、処理は比較的簡単である。

【００７２】なお、この実施例において、パワー変調部
３３が調整するパワーに濃度に関するγ補正量を含ませ
ることで、図１６の(a) に矢印で示すように各パルス幅
のパワーを増減して図１６の(b) に示すように印刷濃度
特性を全体的に変化させることができるので、濃度の濃
い画像あるいは濃度の淡い画像が任意に得られる。すな
わち、ユーザの要求に応じて印刷する画像全体の濃度の
程度を簡単に変更することができる。従って、任意の濃
度特性を持った画像出力を容易に得ることができる。

【００７３】この場合のパワー変調部３３のパワー調整
はコントロール部３６からの濃度切替信号により簡単に
できる。具体的には、コントロール部３６からの濃度切
替信号により図１５のコントローラ６１がデコーダ６２
を切替えることで容易に実現できる。

【００７４】なお、この実施例ではページメモリ３１に
１頁分の多値画像データを記憶し、ＲＡＭ４６で多値デ
ィザ処理を行う構成としたが、必ずしもこれに限定する
ものではなく、多値ディザ処理をホストコンピュータ２
２で行い、純粋な画素内のデータのみをプリンタコント
ローラ２４がホストコンピュータ２２から受信してペー
ジメモリに記憶する方式にすれば、転送時間及びページ
メモリの容量を低減できる。前記実施例の場合は、８ｂ
ｉｔ／画素の多値画像データが３ｂｉｔのパルス幅用デ
ータと１ｂｉｔの方向データの計４ｂｉｔ／画素のデー
タになり、ページメモリの容量を半分にできる。

【００７５】しかも、この場合、ＲＡＭ４６にはアドレ
スに入力する位置情報も必要無くなるので、図１７に示
すようにパルス幅変調部３２のＲＡＭをゲートで構成さ
れる簡単なデコーダ５２に置き換えることができる。こ
れによりパルス幅変調部３２の回路構成を簡単化でき
る。

【００７６】なお、この実施例ではパルス幅を均等に８
分割した場合について述べたが分割数は必ずしもこれに
限定するものではない。

【００７７】（第２の実施例）この実施例は、請求項
３、請求項４及び請求項５に対応した実施例である。こ
の実施例も基本的な回路構成は図４、図１０及び図１５
と同様である。

【００７８】１画素に対応するパルスのパワーを例えば
図１８の(a) に示すように８分割し、パルス幅を一定と
したときの単独の１画素のレーザの主走査方向の出力分
布は図１８の(b) に示すようになり、副走査方向の出力
分布は図１９の(a) に示すようになる。また、感光ドラ
ム１の感光体上の主走査方向の電位分布は図１８の(c)
に示すようになり、副走査方向の電位分布は図１９の
(b) に示すようになる。さらに、印刷したときの主走査
方向の濃度分布は図１８の(d) に示すようになり、副走
査方向の濃度分布は図１９の(c) に示すようになる。

【００７９】図１８及び図１９からも分かるように、低
階調部においてはレーザ出力のピーク値がプロセスの不
安定領域を使用しているために、濃度ムラが起き易くな
る。

【００８０】このようなことから、この実施例では安定
な階調表現をするために、パワー変調部３３でパルスの
パワーを均等に８分割し、各パワーのパルスのパルス幅
をパルス幅変調部３２で調節して濃度に対して線形な出
力を得るようにしている。

【００８１】すなわち、各階調に対して図２０に示すよ
うなパルス出力する画素データを決定するようにしてい
る。図２０の(a) 〜(h) はパワーが１／８〜８／８のパ
ルスであるが、(a) 〜(c) に示すように低階調部を表現
するパルスのパルス幅を比較的大きくすることで低階調
部での印刷濃度が線形に変化するようにしている。すな
わち、パルス変調幅は高濃度部に対して低濃度部は概し
て広めとなる。

【００８２】このようにパルス変調幅を調整することで
各階調毎の印刷濃度分布は図２１に実線で示すグラフか
ら点線で示すグラフに遷移する。

【００８３】すなわち、図２２の(a) に示す８分割した
パルスに対してパルス幅を一定にした場合の印刷濃度特
性は図２２の(b) に示すようになり線形とはならない。
すなわち、パワーレベルが１／８〜３／８においてはパ
ワーレベルの変化に対して低濃度部での濃度差は小さ
く、また、６／８〜８／８においてもパワーレベルの変
化に対して高濃度部での濃度差は小さく、従って、この
領域では入力する階調データに対して正確な印刷濃度が
得られないことになる。

【００８４】そこで、図２２の(c) に示すようにパワー
を８分割した各パルスのパルス変調幅を調整することで
印刷濃度特性は図２２の(d) に示すようになり、パワー
レベルと印刷濃度との関係が線形となる。

【００８５】このように画素に対応したパルスのパワー
を多値画像データに基づいて８分割し、このパワーを８
分割した個々のパルスのパルス幅変調をパワーレベルと
印刷濃度との関係が線形、すなわち、多値画像データに
基づく階調と印刷濃度との関係が線形となる。

【００８６】このように、ページメモリ３１に記憶した
多値画像データに基づいてパワー変調部３３で各画素毎
にパワーを８分割したパルス信号を作り、この各パルス
信号に対してパルス変調部３２で各階調に応じて印刷濃
度が線形に変化するようにパルス幅変調を調整する。

【００８７】こうして、パルス幅変調部３２からのパル
ス信号とパワー変調部３３からのレベル信号に基づいて
レーザ駆動部３５は半導体レーザ３４を駆動することに
なる。その結果、半導体レーザ３４で露光して静電潜像
を形成し、この静電潜像をトナーで現像し、そのトナー
像を用紙に転写して得られる印刷濃度は各階調に応じて
線形に変化する濃度が得られることになる。

【００８８】従って、この実施例においても濃度を比較
的簡単な調整で低濃度領域から高濃度領域までリニアに
変化させることができて安定した中間調出力を得ること
ができる。

【００８９】しかも、パワー変調部３３で多値画像デー
タに基づいて各画素毎にパルスのパワーを等間隔に分割
し、また、パルス幅変調部３２で多値画像データに基づ
いて印刷濃度が線形となるように各画素毎にパルスのパ
ルス幅を調整すればよく、処理は比較的簡単である。

【００９０】なお、この実施例において、パルス幅変調
部３２が調整するパルス幅に濃度に関するγ補正量を含
ませることで、図２３の(a) に矢印で示すように各パル
スのパルス幅を増減して図２３の(b) に示すように印刷
濃度特性を全体的に変化させることができるので、濃度
の濃い画像あるいは濃度の淡い画像が任意に得られる。
すなわち、ユーザの要求に応じて印刷する画像の濃度の
程度を簡単に変更することができる。

【００９１】なお、この実施例ではパルスパワーを均等
に８分割した場合について述べたが分割数は必ずしもこ
れに限定するものではない。

【００９２】

【発明の効果】以上、請求項１及び３対応の発明によれ
ば、多値画像信号に基づいて印刷するときの濃度を比較
的簡単な調整で低濃度領域から高濃度領域までリニアに
変化させることができて安定した中間調出力を得ること
ができ、しかも処理が簡単となる。

【００９３】また、請求項２及び４対応の発明によれ
ば、さらに、印刷画像濃度全体の濃淡調整が容易にでき
る。

【００９４】また、請求項５対応の発明によれば、さら
に、パルス幅変調部の構成が簡単で、かつ高速処理に対
して安定した動作ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示し、レーザプリンタの
電子写真プロセス部の構成を示す図。

【図２】同実施例のレーザ走査装置の概略構成を示す斜
視図。

【図３】同実施例の全体構成を示すブロック図。

【図４】同実施例の中間調処理部の構成を示すブロック
図。

【図５】パルス幅変調による主走査方向のレーザ出力、
感光体電位、濃度の分布図。

【図６】パルス幅変調による副走査方向のレーザ出力、
感光体電位、濃度の分布図。

【図７】同実施例の各階調に対応した画素のパルス信号
を示す図。

【図８】同実施例のパワー調整による印刷濃度分布の変
化を示す分布図。

【図９】パワーを一定にしたときのパルス幅変調に対す
る濃度変化特性及びパワー調整後のパルス幅変調に対す
る濃度変化特性を示すグラフ。

【図１０】同実施例のパルス幅変調部の具体回路構成を
示す図。

【図１１】図１０の回路の各部の出力タイミングと出力
信号波形を示す図。

【図１２】通常のディザ処理に使用するディザマトリク
スを示す図。

【図１３】多値ディザ処理に使用するドット分散型ディ
ザマトリクスを示す図。

【図１４】多値ディザ処理に使用するドット集中型ディ
ザマトリクスを示す図。

【図１５】同実施例のパワー変調部の具体回路構成を示
す図。

【図１６】同実施例において濃度に関するγ補正量を含
ませた時のパルス幅ー濃度特性を示すグラフ。

【図１７】同実施例のパルス幅変調部の他の回路構成を
示す図。

【図１８】パワー変調による主走査方向のレーザ出力、
感光体電位、濃度の分布図。

【図１９】パワー変調による副走査方向のレーザ出力、
感光体電位、濃度の分布図。

【図２０】本発明の第２の実施例の各階調に対応した画
素のパルス信号を示す図。

【図２１】同実施例のパルス幅調整による印刷濃度分布
の変化を示す分布図。

【図２２】パルス幅を一定にしたときのパワー変調に対
する濃度変化特性及びパルス幅調整後のパワー変調に対
する濃度変化特性を示すグラフ。

【図２３】同実施例において濃度に関するγ補正量を含
ませた時のパワーレベルー濃度特性を示すグラフ。

【符号の説明】

２１…レーザプリンタ本体 ２５…中間調処理部 ３２…パルス幅変調部 ３３…パワー変調部 ３４…半導体レーザ ４１…コントローラ ４２，４５…Ｄ形フリップフロップ ４４…ディレイライン ４６…ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ） ４８，４９…排他的論理和ゲート群 ６１…コントローラ ６２…デコーダ

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０３ Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多値画像信号に基づいて各画素毎にパル
   ス幅変調及びパワー変調を行って画素データを決定し、
   この決定した各画素毎の画素データにより印刷濃度の中
   間調を再現して画像形成する画像形成装置において、 最大濃度値に対応するパルス幅を画素内階調数に基づい
   て等間隔に分割し、この分割した間隔に基づいて各画素
   を多値画像信号によりパルス幅変調し、このパルス幅変
   調した各画素に対応する画素データを、画素の印刷濃度
   値が多値画像信号に対して線形に変化するようにパワー
   変調することを特徴とする画像形成装置の画素データ決
   定方法。
2. 【請求項２】 パワー変調に印刷濃度に関するγ補正量
   を含ませたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置の画素データ決定方法。
3. 【請求項３】 多値画像信号に基づいて各画素毎にパル
   ス幅変調及びパワー変調を行って画素データを決定し、
   この決定した各画素毎の画素データにより印刷濃度の中
   間調を再現して画像形成する画像形成装置において、 最大濃度値に対応するパワー値を画素内階調数に基づい
   て等間隔に分割し、この分割した間隔に基づいて各画素
   を多値画像信号によりパワー変調し、このパワー変調し
   た各画素に対応する画素データを、画素の印刷濃度値が
   多値画像信号に対して線形に変化するようにパルス幅変
   調することを特徴とする画像形成装置の画素データ決定
   方法。
4. 【請求項４】 パルス幅変調に印刷濃度に関するγ補正
   量を含ませたことを特徴とする請求項３記載の画像形成
   装置の画素データ決定方法。
5. 【請求項５】 画素データを決定するタイミングを取る
   画素クロックの１／２分周のパルスを基準信号とし、こ
   の基準信号とこの基準信号を遅延した信号との排他的論
   理和により、パルス幅変調を行うことを特徴とする請求
   項１又は３記載の画像形成装置の画素データ決定方法。