JPH08279897A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH08279897A
JPH08279897A JP7079122A JP7912295A JPH08279897A JP H08279897 A JPH08279897 A JP H08279897A JP 7079122 A JP7079122 A JP 7079122A JP 7912295 A JP7912295 A JP 7912295A JP H08279897 A JPH08279897 A JP H08279897A
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JP
Japan
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signal
image data
output
edge
resolution
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Application number
JP7079122A
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English (en)
Inventor
Akira Ishii
昭 石井
Hideki Moriya
秀樹 守屋
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 二値画像データに基づいて画像出力を行う場
合にジャギーを軽減する。 【構成】 高解像度多値変換器1は、二値画像データを
受信すると、注目画素を中心とする“3×3”マトリク
ス内のビットパターンに基づいてパターンマッチングを
行い、該二値画像データを高解像度の多値画像データに
変換する。DAコンバータ2は、この多値画像データを
アナログ信号S1 に変換する。そして、コンパレータ4
は、このアナログ信号S1 と三角波信号S2 とを比較
し、比較結果に基づいてレーザ点灯用の信号を生成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタ等に
用いて好適な画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ビットマップデータ(二値画像データ)
を出力すると、斜線部等にジャギーが生じる。このジャ
ギーを軽減する技術としては、例えば、特開昭61−2
14661号公報に開示されたものが知られている。そ
の詳細を図1を参照し説明する。ビットマップデータの
ジャギー部は、図1の画素aのように隣接画素が黒にな
っている白画素か、あるいは画素bのように隣接画素が
白になっている黒画素において発生する。従って、該公
報では、1画素の1/nの幅をもつハーフビットを画素
の中心よりシフトした位置に出力することで、ジャギー
を目だたなくしている。
【0003】また、米国特許5109283号において
は、ハーフビットの書き込みの自由度を増やすために、
アナログ回路(二相のランプ波形を出力する回路)を用
いてハーフビットの書き込み位置と幅を制御する技術が
開示されている。
【0004】一方、デジタル複写機等においては、多値
画像データの階調度は網点面積率等によって再現される
が、これによって画像のエッジ部分がぼやけることもあ
る。そこで、画像のエッジ部分をシャープに再現する技
術として、特開昭62−233981号公報、特開平2
−47973号公報等に開示されているものが知られて
いる。ここで、後者に開示された技術の概要を図13〜
図15を参照し説明する。
【0005】図13において106は基準周波数発振器
であり、所定周波数f0を有する基準信号を出力する。
107は周波数同期回路であり、レーザ走査装置(図示
せず)から供給された主走査開始信号SOSに対して、
基準信号を位相同期させ、画素クロックとして出力す
る。103a,103bは三角波発生器であり、画素ク
ロックの「1/2」の周波数を有し相互に位相の反転し
た三角波信号Sa,Sbを各々出力する。
【0006】101はDAコンバータであり、画素クロ
ックに同期して多値画像データを受信し、この多値画像
データをアナログ信号S1 に変換する。104aはコン
パレータであり、アナログ信号S1 と三角波信号Sa
の大小関係を比較し、前者が後者を超える場合は“1”
信号を、それ以外の場合は“0”信号を出力する。従っ
て、コンパレータ104aの出力信号波形は、例えば図
14(b)のようになる。また、104bはコンパレータ
であり、コンパレータ104aと同様に、アナログ信号
1 と三角波信号Sb との大小関係を比較し、前者が後
者を超える場合は“1”信号を、それ以外の場合は
“0”信号を出力する。従って、コンパレータ104b
の出力信号波形は、例えば図14(d)のようになる。
【0007】102はエッジ判定回路であり、順次供給
される多値画像データに基づいて、エッジ判定を行う。
すなわち、各画素を対象画素とし、対象画素とこれに隣
接する画素との画素値とが比較され、その差が所定値以
上であるか否かに基づいて、「右エッジ」、「左エッ
ジ」、または「中央」のエッジ判定が行われる。ここ
で、エッジ判定結果の一例を図14(f)に示す。
【0008】次に、105はセレクタであり、エッジ判
定結果に応じてコンパレータ104a,104bのうち
何れかの出力信号を選択する。図示の例においては、領
域A3 の部分においてコンパレータ104bが選択さ
れ、それ以外の領域ではコンパレータ104aが選択さ
れる。そして、選択された結果はパルス幅変調信号(レ
ーザ変調信号)として出力される。ここで、図14
(b),(e)を比較すると、「左エッジ」の領域(領域A
3,A4)においては、同図(e)のものはレーザを点灯さ
せるタイミング(“1”レベルの部分)は領域A2 に近
接している。これにより、エッジを強調することが可能
になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭61−
214661号公報におけるハーフビットをデジタル回
路で生成するためには、画素クロックよりもはるかに高
い周波数で動作するようにデジタル回路を構成する必要
がある。例えば、デジタル回路のクロックを画素クロッ
クの「4」倍に設定した場合を想定すると、ハーフビッ
トのパターンは図2に示すように「9」通りになる。し
かし、図示の程度ではジャギーの除去効果は充分である
とはいえず、さらにジャギーを除去しようとすると、き
わめて高い周波数で動作するデジタル回路が必要にな
る。
【0010】また、米国特許5109283号において
は、ハーフビットの書き込みの自由度を増やすために、
アナログ回路(二相のランプ波形を出力する回路)を用
いてハーフビットの書き込み位置と幅を制御する技術が
開示されている。しかし、この技術においては、DAコ
ンバータとコンバレータが各「4」台ずつ、ランプジェ
ネレータが「2」台必要であり、規模の大きな高精度ア
ナログ回路が必要になるという問題がある。
【0011】また、特開平2−47973号公報に開示
されたものにあっては、領域A3,A4 に係る露光部分
がほぼ「1」画素に相当するだけ空いてしまう。このた
め、「二線ボケ」と称する不具合が発生する。その詳細
を図15を参照し説明する。まず同図(a)はパルス幅変
調信号(レーザ変調信号)であり、この信号に基づいて
レーザ(図示せず)がオン/オフ駆動される。
【0012】ここで、レーザービームのスポットはある
程度の大きさを有するから、露光像のレベル(感光体上
の電位)は、高調波成分を除去したものになる。すなわ
ち、該レベルは、例えば同図(b)に示すように緩やかに
変化することになる。そして、露光像のレベルが所定の
現像閾値以上である箇所にトナーが吸着され、用紙に転
写された後、定着される。
【0013】従って、上記例において、最終的に用紙に
出力される現像像は同図(c)に示すようになる。同図
(c)においては、領域A1〜A3 の像はつながっている
が、領域A4 の像はほぼ「1」画素に相当する間隔だけ
離れている。ここで、多値画像データの解像度が「16
dpm」であるとすると、画素の間隔は「64μm」に
なり、領域A1〜A3 の像と領域A4 の像との間隔は
「40〜60μm」程度になる。かかる現象を「二線ボ
ケ」と称している。
【0014】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、高品質な出力画像が得られる画像処理装置
を提供することを第1の目的としている。また、簡単な
構成でジャギーを有効に除去し得る画像処理装置を提供
することを第2の目的としている。また、「二線ボケ」
を防止しつつエッジ強調を行う画像処理装置を提供する
ことを第3の目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1記載の構成にあっては、入力された二値画像デ
ータを、この二値画像データよりも解像度の高い多値画
像データに変換する多値データ変換手段と、この多値画
像データをアナログ信号に変換するアナログ信号変換手
段と、所定周期の参照波信号を発生する参照波信号発生
手段と、前記アナログ信号と前記参照波信号とを比較す
る比較手段と、前記比較手段における比較結果に基づい
て画像信号を出力する出力手段とを備えたことを特徴と
する。
【0016】また、請求項2記載の構成にあっては、入
力された多値画像データの解像度を向上させ高解像度化
多値画像データとして出力する高解像度化手段と、前記
高解像度化多値画像データのエッジを強調するエッジ強
調手段と、前記エッジ強調手段によってエッジの強調さ
れた高解像度化多値画像データををアナログ信号に変換
するアナログ信号変換手段と、所定周期の参照波信号を
発生する参照波信号発生手段と、前記アナログ信号と前
記参照波信号とを比較する比較手段と、前記比較手段に
おける比較結果に基づいて画像信号を出力する出力手段
とを備えたことを特徴とする。
【0017】
【作用】請求項1記載の構成にあっては、多値データ変
換手段は、入力された二値画像データを、この二値画像
データよりも解像度の高い多値画像データに変換する。
また、アナログ信号変換手段はこの多値画像データをア
ナログ信号に変換し、参照波信号発生手段は所定周期の
参照波信号を発生する。次に、比較手段はアナログ信号
と参照波信号とを比較し、その比較結果に基づいて出力
手段は画像信号を出力する。
【0018】また、請求項2記載の構成にあっては、高
解像度化手段は入力された多値画像データの解像度を向
上させ高解像度化多値画像データとして出力する。エッ
ジ強調手段はこの高解像度化多値画像データのエッジを
強調し、アナログ信号変換手段はエッジの強調された高
解像度化多値画像データをアナログ信号に変換する。一
方、参照波信号発生手段は所定周期の参照波信号を発生
する。次に、比較手段はアナログ信号と参照波信号とを
比較し、その比較結果に基づいて出力手段は画像信号を
出力する。
【0019】
【実施例】
A.第1実施例 A−1.実施例の構成 実施例の全体構成 以下、図3を参照して本発明の第1実施例について説明
する。図において5は基準周波数発振器であり、「f0
=36MHz」の周波数を有する基準信号を出力する。
6は周波数同期回路であり、レーザ走査装置(図示せ
ず)から供給された主走査開始信号SOSに対して、基
準信号を位相同期させる。さらに、周波数同期回路6
は、基準信号を2分周し、「18MHz」のクロック信
号を出力する。
【0020】1は高解像度多値変換器であり、「18M
Hz」のクロック信号に同期してビットマップデータを
受信する。このビットマップデータは主走査方向につい
て「16dpm(dot/mm)」の解像度を有してい
る。高解像度多値変換器1は、このビットマップデータ
を「32dpm」の多値画像データ(8ビット)に変換
し、基準信号に同期して出力する。従って、以下、基準
信号を“32dpm”クロック信号、「18MHz」の
クロック信号を“16dpm”クロック信号と呼ぶ。な
お、ビットマップデータを多値画像データに変換する技
術の詳細については後述する。
【0021】2はDAコンバータであり、多値画像デー
タをアナログ信号S1 に変換して出力する。ここで、
「16dpm」のビットマップデータの一例を図4(c)
に示す。また、これに対応する多値画像データ例を同図
(e)に、アナログ信号S1 の例を同図(f)に各々示す。
【0022】3は三角波信号生成器であり、“32dp
m”クロック信号に同期して「32[lpm](line
/mm)」の三角波信号S2 を出力する。4はコンパレ
ータであり、アナログ信号S1 および三角波信号S2
大小関係に基づいてパルス幅変調信号S3 を出力する。
すなわち、パルス幅変調信号S3 は、アナログ信号S1
のレベルが三角波信号S2 のレベルを超える場合は
“1”になり、それ以外の場合は“0”になる。従っ
て、パルス幅変調信号S3 の波形は、図4(h)に示すよ
うになる。
【0023】高解像度多値変換器1の構成 次に、高解像度多値変換器1の詳細構成を説明する。高
解像度多値変換器1は、「16dpm」のビットマップ
データを遅延させ計「3」ラインのビットマップデータ
を並列に出力する遅延回路部と、この遅延回路部から供
給された「3」ラインのビットマップデータに基づいて
該ビットマップデータを多値画像データに変換する多値
化部とから構成されている。
【0024】ここで、遅延回路部の構成を図6に示す。
図において7,8はFIFOメモリであり、リードライ
トコントローラ9から供給される各種の制御信号に基づ
いて、ビットマップデータを順次遅延させて出力する。
なお、本実施例においては、「1」ラインの幅は「30
0mm」としている。これに対してビットマップデータ
は「16dpm」の解像度を有しているから、FIFO
メモリ7,8のライン長は「300×16=4800」
になる。
【0025】ここで、FIFOメモリ7から出力される
ビットマップデータが「第Nライン」のものであったと
すると、FIFOメモリ7に入力されるビットマップデ
ータは「第N−1ライン」、FIFOメモリ8から出力
されるビットマップデータは「第N+1ライン」のもの
になる。なお、図6内における各種の制御信号の波形を
図7に示す。
【0026】次に、高解像度多値変換器1の多値化部の
構成を図8に示す。図において12,22,32はD型
フリップフロップであり、「第N−1ライン」〜「第N
+1ライン」のビットマップデータの各ドットを遅延さ
せ、ドットデータP12,P22,P32 として出力する。
この遅延時間は、“16dpm”クロック信号の「1」
クロックに相当する時間である。また、遅延される前の
ドットデータをP11,P21,P31 と呼ぶ。同様に、D
型フリップフロップ13,23,33は、ドットデータ
12,P22,P32 を「1」クロックだけ遅延させドッ
トデータP13,P23,P33 として出力する。
【0027】これにより、ドットデータP22 を中心と
する“3×3”マトリクスが生成されることになる。1
0は演算回路であり、ドットデータP11〜P33 に基づ
いて、“32dpm”クロック信号に同期して、ドット
データP22 に対応する多値画像データを出力する。こ
こで、多値画像データは“32dpm”クロック信号に
同期して出力されるから、ドットデータP22 に対応し
て「2」画素(以下、左画素、右画素という)の多値画
像データが生成される。
【0028】ここで、左画素は、ドットデータP11〜P
33 の値(黒画素の場合は“1”、白画素の場合は
“0”になる)に対して図9(a)に示す係数を乗算し、
乗算結果を合計することによって求められる。同様に、
右画素は、ドットデータP11〜P33 の値に対して図9
(b)の係数を乗算し、乗算結果を合計することによって
求められる。ここで、「第N−1ライン」〜「第N+1
ライン」のビットマップデータが全て図4(c)に示す値
(“0,1,1,1,0,……”)であったとすれば、
「第Nライン」に対応する多値画像データは、例えば同
図(e)に示すように“32,64,192,224,2
55,255,224,192,64,32,……”に
なる。
【0029】A−2.実施例の動作 次に、本実施例の動作を説明する。高解像度多値変換器
1にビットマップデータが供給されると、このビットマ
ップデータはFIFOメモリ7,8を介して遅延され、
「第N−1ライン」〜「第N+1ライン」に係るビット
マップデータとして出力される。そして、高解像度多値
変換器1からは“3×3”マトリクスの中心画素(ドッ
トデータP22 )に対応する多値画像データが順次出力
される。
【0030】次に、この多値画像データはDAコンバー
タ2を介してアナログ信号S1 に変換され、アナログ信
号S1 と三角波信号S2 との比較結果に基づいてコンパ
レータ4からパルス幅変調信号S3 が出力される。以後
は、周知の電子写真プロセスに基づいて、現像、転写、
定着処理が行われる。すなわち、パルス幅変調信号S3
によってレーザビームがオン/オフ駆動され、感光体上
に電子潜像が形成される。次に、潜像部分にトナーが吸
着され、そのトナーは用紙に転写された後定着される。
【0031】以上のようなプロセスを経るうちに、画像
の高周波成分は徐々に減少してゆく。そして、最終的に
用紙にプリントされるパターンは、図5(b)に示すよう
になる。すなわち、パルス幅変調信号S3 のうち断続的
に信号レベルが変動する部分は、そのデューティ比に応
じた濃度を有するグレー色として再現される。ここで、
比較のため、“16dpm”のビットマップデータに基
づいてレーザビームを直接オン/オフ駆動した場合のパ
ターンを同図(d)に示す。
【0032】以上説明したように本実施例によれば、周
辺の(“3×3”マトリクス内の)画素値に応じてパル
ス幅変調信号S3 のデューティ比が徐々に変化するた
め、ジャギーを軽減することができ、良質な出力画像を
得ることができる。しかも、デジタル回路部分はビット
マップデータ用クロックの「2」倍の周波数の信号を扱
えれば充分であるから、安価な論理素子を用いてデジタ
ル回路部分を構成することができる。さらに、本実施例
においては、アナログ回路部分の構成(DAコンバータ
2、三角波信号生成器3、コンパレータ4)もきわめて
簡易である。
【0033】B.第2実施例 次に、本発明の第2実施例を説明する。第2実施例の全
体構成は第1実施例のものと同様であるが、高解像度多
値変換器1の多値化部は図10に示すように構成されて
いる。図において11はROMであり、ドットデータP
11〜P33 を「9」ビットのアドレス信号として受信
し、かかるアドレス信号に応じた多値画像データ(左画
素および右画素の濃度)を出力する。すなわち、ROM
11はルックアップテーブルとして機能する。
【0034】42はセレクタであり、信号RDCKの値
(“1”または“0”)に基づいて、左画素および右画
素に係る多値画像データのうち一方を選択し出力する。
なお、図7に示すように、信号RDCKは“16dp
m”クロック信号に同期する信号である。43はデータ
ラッチ回路であり、セレクタ42から出力された多値画
像データを“32dpm”クロック信号に同期してラッ
チし出力する。
【0035】従って、本実施例にあっては、ROM11
内のデータを適宜設定することにより、所望の多値画像
データを出力させることができる。例えば、第1実施例
の演算回路10における演算結果に等しい値をドットデ
ータP11〜P33 に対応させてROM11に書込んでお
くと、本実施例は第1実施例と同様に動作する。さら
に、ROM11に書込むデータは任意であるから、非線
形な特性や不連続な特性を設定することも可能になる。
【0036】C.第3実施例 次に、本発明の第3実施例を図11を参照し説明する。
なお、図において図1〜図10の各部に対応する部分に
は同一の符号を付し、その説明を省略する。図において
15はLPF(ローパスフィルタ)であり、アナログ信
号S1 の高調波成分を除去し、アナログ信号S4 として
出力する。すなわち、DAコンバータ2から図4(f)に
示すようなアナログ信号S1 が出力された場合には、ア
ナログ信号S4 の波形は図12(a)に示すようになる。
【0037】14はクロック発振器であり、「54MH
z」のクロック信号を三角波信号生成器3に供給する。
このクロック信号の位相は主走査開始信号SOSによっ
てロックされる。これにより、三角波信号生成器3は、
「48[lpm]」(54MHz)の三角波信号S5 を出
力する。なお、三角波信号S5 の波形を図12(b)に示
す。また、第1実施例と同様に、コンパレータ4におい
てはアナログ信号S4と三角波信号S5 の大小関係が比
較され、その比較結果としてパルス幅変調信号S6 が出
力される。パルス幅変調信号S6 の波形の一例を図12
(c)に示す。
【0038】図12(c)と図4(h)とを比較すると、パ
ルス幅変調信号S6 の分解能はパルス幅変調信号S3
ものよりも高くなる。しかも、アナログ信号S4 の波形
もなめらかである。従って、本実施例においては、プリ
ント濃度を一層なめらかに制御することが可能になる。
また、本実施例においては、“16dpm”クロック信
号の「2」倍以上の周波数(54MHz)が用いられて
いるが、かかる周波数に対応すべき要素はクロック発振
器14、三角波信号生成器3、およびコンパレータ4の
みである。従って、高周波信号を用いることによるコス
トアップもきわめて低く抑えることが可能である。
【0039】また、本実施例は、第1実施例と比較し
て、三角波信号S5 の周波数の自由度がきわめて高いと
いう特徴がある。まず、第1実施例においては、アナロ
グ信号S1 と三角波信号S2 とが同期していない場合
は、DAコンバータ2のステップ状の出力に含まれる高
調波成分と三角波信号S2 とが干渉し、ノイズが発生す
ることもある。これに対して、本実施例においては、L
PF15によって高調波成分が予め除去されるため、ノ
イズの発生を未然に防止することができ、三角波信号S
5 の周波数を任意に定めることが可能になる。
【0040】D.第4実施例 D−1.実施例の構成 実施例の全体構成 次に、本発明の第4実施例を図16を参照し説明する。
図において206は基準周波数発振器であり、「f0
36MHz」の周波数を有する基準信号を出力する。2
07は周波数同期回路であり、レーザ走査装置(図示せ
ず)から供給された主走査開始信号SOSに対して、基
準信号を位相同期させ、位相同期させた信号を“32d
pm”クロック信号として出力する。さらに、周波数同
期回路6は、基準信号を2分周し、「18MHz」のク
ロック信号を“16dpm”の画素クロックとして出力
する。
【0041】202はエッジ判定回路であり、図13に
おけるエッジ判定回路102と同様に、入力された多値
画像データのエッジ判定を行う。また、エッジ判定回路
202は、このエッジ判定結果をエッジ信号E1,E0
として出力する。ここでエッジ信号E1は、エッジ判定
結果が「右エッジ」または「左エッジ」である場合に
“1”になり、それ以外の場合は“0”になる信号であ
る。また、エッジ信号E0は、エッジ判定結果が「左エ
ッジ」になったときのみ“1”になり、それ以外の場合
は“0”になる信号である。
【0042】250は分周回路であり、“16dpm”
クロック信号を「1/2」に分周し、“8dpm”クロ
ック信号を出力する。次に、208は高解像度多値変換
器であり、“16dpm”の多値画像データが供給され
ると、主走査方向における解像度を「2」倍に上げ、
“32dpm”クロック信号に同期させて出力する。以
下、解像度の上がった多値画像データを「高解像度化多
値画像データ」と呼ぶ。なお、高解像度多値変換器20
8の詳細構成については後述する。
【0043】次に、201はDAコンバータであり、
“32dpm”クロック信号に同期して高解像度化多値
画像データをラッチし、これをアナログ信号に変換して
出力する。203aは三角波発生器であり、“32dp
m”クロック信号に同期して「36MHz」の三角波信
号Sc を出力する。同様に、三角波発生器203bは、
“8dpm”クロック信号に同期して「9MHz」の三
角波信号Sd を出力する。
【0044】204aはコンパレータであり、アナログ
信号S7 と三角波信号Sc との大小関係を比較し、前者
が後者を超える場合は“1”信号を、それ以外の場合は
“0”信号を出力する。同様に、コンパレータ204b
は、アナログ信号S7 と三角波信号Sd との大小関係を
比較し、前者が後者を超える場合は“1”信号を、それ
以外の場合は“0”信号を出力する。205はセレクタ
であり、セレクト信号生成回路252から供給される選
択信号S8 (詳細は後述する)基づいて、コンパレータ
204a,204bの出力のうち何れかを選択し出力す
る。すなわち、選択信号S8 が“1”になるとコンパレ
ータ204aの出力が選択され、“0”になるとコンパ
レータ204bの出力が選択される。
【0045】高解像度多値変換器208の構成 次に、高解像度多値変換器208の詳細構成を図17を
参照し説明する。図において210は「10」ビットデ
ータラッチ回路であり、“16dpm”クロック信号の
立ち上がりに同期して、多値画像データ(8ビット)と
エッジ信号E1,E0(計2ビット)とをラッチし、ラ
ッチした信号を出力する。すなわち、データラッチ回路
210は、合計「10ビット」のデータを出力する。次
に、209a,209bはメモリであり、データラッチ
回路210から出力された信号(多値画像データおよび
エッジ信号E1,E0)をアドレス信号として受信し、
かかるアドレス信号によって指定されたデータを出力す
る。
【0046】上述したように、高解像度多値変換器20
8は、入力された多値画像データを高解像度化多値画像
データに変換するものであり、多値画像データの「1」
画素が高解像度化多値画像データの「2」画素、すなわ
ち右画素および左画素に対応する。メモリ209aは、
多値画像データおよびエッジ信号E1,E0に対応する
左画素の階調度を記憶し、メモリ209bは同様に右画
素の階調度を記憶する。
【0047】次に、212aは「8」ビットのデータラ
ッチ回路であり、メモリ209aから読み出された左画
素の階調度を、“16dpm”クロック信号の立ち上が
りに同期してラッチする。251はインバータであり、
“16dpm”クロック信号を反転する。211は
「8」ビットのデータラッチ回路であり、メモリ209
bから読み出された右画素の階調度を“16dpm”ク
ロック信号の反転信号の立ち上がりに同期してラッチ
し、ラッチした階調度を出力する。また、212bは
「8」ビットのデータラッチ回路であり、データラッチ
回路211から出力された階調度を“16dpm”クロ
ック信号の反転信号の立ち上がりに同期してラッチす
る。
【0048】また、データラッチ回路212a,212
bには出力イネーブル端子ENが設けられている。デー
タラッチ回路212a,212bは、各出力イネーブル
端子ENに“0”信号が供給されるとラッチしたデータ
を出力する一方、“1”信号が供給されると出力端子を
ハイインピーダンス状態に設定する。ここで、データラ
ッチ回路212aの出力イネーブル端子ENには“16
dpm”クロック信号が供給され、データラッチ回路2
12bの出力イネーブル端子ENには該“16dpm”
クロック信号の反転信号が供給される。
【0049】これにより、データラッチ回路212a,
212bは、“16dpm”クロック信号の「1」周期
の中で、相補的にかつ一回づつ、ラッチした階調度を出
力することになる。そして、データラッチ回路212
a,212bの出力端子は相互に接続され、両者の出力
信号を合成した「8」ビットのラインを介して、左画素
および右画素の階調度が交互に出力されることになる。
なお、本明細書において、以下単に「周期」というとき
は、“16dpm”クロック信号の周期を指す。
【0050】次に、213は「8」ビットのデータラッ
チ回路であり、“32dpm”クロック信号の立ち上が
りに同期して、データラッチ回路212a,212bの
出力信号をラッチし、ラッチした信号を出力する。ここ
で、上述した各構成要素におけるタイムチャートを図1
8に示す。同図(i)に示すように、データラッチ回路2
13は、“32dpm”クロック信号に同期して高解像
度化多値画像データを出力する。この高解像度化多値画
像データは、入力された多値画像データ(同図(b))に
対して、「3」周期分だけ遅延する。
【0051】セレクト信号生成回路252の構成 次に、セレクト信号生成回路252の構成を図19を参
照し説明する。まず、253はD型フリップフロップで
あり、「1」周期遅延したエッジ信号E1(以下、E1
-1 という)がデータラッチ回路210から供給される
と、“16dpm”クロック信号の立ち上がりに同期し
て該信号をラッチし出力する。すなわち、D型フリップ
フロップ253は、エッジ信号E1-1 をさらに「1」
周期遅延させ、エッジ信号E1-2 として出力する。同
様に、254はD型フリップフロップであり、エッジ信
号E1-2 をさらに「1」周期遅延させ、エッジ信号E
-3 として出力する。
【0052】255はオア回路であり、エッジ信号E1
-1〜E1-3 の論理和を出力する。従って、エッジ信号
E1の波形が例えば図20(c)に示すようなものであっ
た場合は、各エッジ信号E1-1〜E1-3 およびオア回
路255の出力信号は、同図(d)〜(g)に示すようにな
る。また、256はD型フリップフロップであり、分周
回路250から出力された“8dpm”クロック信号の
立ち上がりに同期して、オア回路255の出力信号をラ
ッチし、ラッチした信号を選択信号S8 として出力す
る。
【0053】ここで、選択信号S8 と高解像度化多値画
像データとの関係を説明しておく。まず、上述したよう
に、エッジ判定回路202に入力される多値画像データ
に対して、高解像度多値変換器208から出力される高
解像度化多値画像データは「3」周期だけ遅延する。両
者を図20(b),(h)に示す。また、同図(b),(c)を
比較すると、図示した多値画像データのうち第1番目、
第3番目および第4番目の画素に対して、「エッジ部分
である」との判定がなされている(エッジ信号E1が
“1”レベルになっている)。
【0054】次に、同図(h),(k)を比較すると、高解
像度化多値画像データのうちエッジ部分に係る画素(画
素1a,1b,3a,3b,4a,4b)と、その周囲
の若干の画素とが出力される期間において、選択信号S
8 は“1”になっており、それ以外の区間では選択信号
8 は“0”になっている。
【0055】D−2.実施例の動作 次に、本実施例の動作を説明する。まず、エッジ判定回
路202に多値画像データが入力されると、エッジ判定
が行われるとともに、該多値画像データは高解像度多値
変換器208に供給される。そして、高解像度多値変換
器208においては多値画像データが高解像度化多値画
像データに変換され、この高解像度化多値画像データは
「3」周期遅れてDAコンバータ201に供給される。
DAコンバータ201にあっては、高解像度化多値画像
データがアナログ信号S7 に変換され、このアナログ信
号S7 はコンパレータ204a,204bに供給され
る。
【0056】ここで、多値画像データの階調度の一例を
図21(b)に示す。これに対して、高解像度化多値画像
データの階調度は、同図(e)に示すようになる。なお、
高解像度化多値画像データのうち“16dpm”クロッ
ク信号の同一周期内における左画素および右画素の階調
度の平均値は、変換前の多値画像データの階調度に等し
くなっている。次に、この高解像度化多値画像データに
基づいて生成されたアナログ信号S7 の波形を同図(f)
に示す。
【0057】一方、三角波発生器203a,203bに
おいては各々三角波信号Sc,Sdが生成され、コンパレ
ータ204a,204bにあってはアナログ信号S7
三角波信号Sc,Sd との大小関係が比較され、その比
較結果としてパルス幅変調信号が各々出力される。ここ
で、三角波信号Sc の波形を図21(g)に、コンパレー
タ204aから出力されるパルス幅変調信号を同図(h)
に示す。同様に、コンパレータ204bからもパルス幅
変調信号が出力されるが、パルス幅変調信号の周期は同
図(h)の周期の「4」倍になる。
【0058】また、また、エッジ信号E1-1〜E1-3
等に基づいて、セレクト信号生成回路252から選択信
号S8 が出力される。上述したように、選択信号S8
エッジ部分およびその周辺において“1”になり、他の
部分では“0”になる。そして、セレクタ205にあっ
ては、選択信号S8 が“1”である場合はコンパレータ
204aの出力信号が選択される一方、選択信号S8
“0”である場合はコンパレータ204bの出力信号が
選択され、選択された信号がパルス幅変調信号S3 とし
て出力される。次に、この選択状態に応じた動作を場合
を分けて説明する。
【0059】コンパレータ204aの出力信号(32
lpm)が選択された場合の処理 まず、コンパレータ204aの出力信号が選択された場
合、セレクタ205から出力されるパルス幅変調信号S
3 は図22(a)に示すようになる。そして、このパルス
幅変調信号S3 によってレーザビームがオン/オフ駆動
され、感光体上に電子潜像が形成される。
【0060】ここで、レーザービームのスポットはある
程度の大きさを有するから、露光像のレベル(感光体上
の電位)は、高調波成分を除去したものになる。すなわ
ち、該レベルは、例えば同図(b)に示すように緩やかに
変化することになる。次に、露光像のレベルが所定の現
像閾値以上である箇所にトナーが吸着され、用紙に転写
された後、定着される。
【0061】但し、本実施例においては、露光像のレベ
ルが現像閾値を超える箇所は、像の端部において約「2
5μm」の間隔で断続的に発生する。これは、電子写真
プロセスの解像度の限界以上である。すなわち、これら
断続的な像は独立した微小画像を形成せずに隣接画素と
接続され、中間調の画像になる。従って、上記例におい
て、最終的に用紙に出力される現像像は同図(c)に示す
ようになる。なお、図15(c)(従来例)と図22(c)
において用いられている多値画像データは同一である。
両者を比較すると、本実施例のものは「二線ボケ」を有
効に防止することができ、出力画像のエッジ部分はシャ
ープになることが判る。
【0062】コンパレータ204bの出力信号(8l
pm)が選択された場合の処理 多値画像データにおいてエッジの無い部分(例えば、緩
やかに階調度が変化するイメージ画像等の部分)に対し
ては、コンパレータ204bの出力信号が選択される。
従って、コンパレータ204aの出力信号(32lp
m)が選択された場合と同様の過程を経て、出力画像が
用紙に出力される。但し、かかる場合には出力画像の解
像度は「8lpm」であるため、「32lpm」の出力
信号を用いた場合と比較して解像度は下がることにな
る。
【0063】ここで、イメージ画像等に対して解像度を
下げる理由について説明しておく。まず、電子写真プロ
セスにおいては、中間調画像の階調度は黒色部分の面積
比率によって再現される。そして、この面積比率は、パ
ルス幅変調信号S3 のデューティ比によって決定され
る。例えば、黒色の面積比率が「10%」である中間調
画像を出力するのであれば、パルス幅変調信号S3 のデ
ューティ比を「10%」にするとよい。
【0064】しかし、パルス幅変調信号S3 の周波数が
高い場合は、パルス幅変調信号S3のパターンと現像像
のパターンとは必ずしも一致しない。このことは、例え
ば図22(a),(c)を比較すると明らかである。従っ
て、パルス幅変調信号S3 の周波数が高い場合は、微妙
な階調再現を行うことが困難になる。
【0065】一方、パルス幅変調信号S3 の周波数が低
い場合は、パルス幅変調信号S3 のパターンがほぼ現像
像のパターンとして再現されるから、パルス幅変調信号
3のデューティ比によって正確な階調再現を行うこと
が可能になる。そして、イメージ画像等の再現を行う場
合は、解像度よりも階調特性の方が重要である。そこ
で、本実施例にあっては、イメージ画像等に対しては解
像度をある程度落として正確な階調特性が得られるよう
にしたものである。
【0066】E.第5実施例 次に、本発明の第5実施例を図23を参照し説明する。
なお、図において図16の各部に対応する部分には同一
の符号を付し、その説明を省略する。図において214
はクロック信号発生部であり、“16dpm”クロック
信号(18MHz)と、「9MHz」のクロック信号C
LK−aと、「36MHz」のクロック信号CLK−b
と、「54MHz」のクロック信号CLK−cとを生成
する。
【0067】また、本実施例にあっては、選択信号S8
に代えて、セレクト信号SEL−aセレクト信号SEL
−bとが用いられる。215は選択回路であり、セレク
ト信号SEL−a,SEL−bに基づいて、クロック信
号CLK−a,CLK−b,CLK−cのうち何れかを
選択し出力する。216はCR積分回路であり、セレク
ト信号SEL−a,SEL−bおよびクロック信号CL
K−a,CLK−b,CLK−cに基づいて、選択され
たクロック信号に同期する三角波信号を生成する(詳細
は後述する)。
【0068】次に、204cはコンパレータであり、コ
ンデンサ選択回路217から出力された三角波信号とD
Aコンバータ201から出力されたアナログ信号S7
を比較し、その比較結果をパルス幅変調信号S3 として
出力する。なお、アナログ信号S7 は高解像度化多値画
像データをアナログ信号に変換して成るものであり、高
解像度化多値画像データを生成する回路は第4実施例の
ものと同様である。
【0069】ここで、CR積分回路216の構成を図2
4に示す。図において抵抗器RとコンデンサC1は直列
に接続されている。また、コンデンサC2とダイオード
D1とは直列に接続され、同様にコンデンサC3とダイオ
ードD2とは直列に接続され、これら直列回路はコンデ
ンサC1に対して並列に接続されている。また、コンデ
ンサC2とダイオードD1の接続点にはセレクト信号SE
L−aが、コンデンサC3とダイオードD2の接続点には
セレクト信号SEL−bが、各々供給される。
【0070】ここで、セレクト信号SEL−aが「0
V」であるときダイオードD1は遮断状態になり、コン
デンサC2とダイオードD1との合成インピーダンスは無
限大とみなして差し支えない。同様に、セレクト信号S
EL−bが「0V」であるとき、コンデンサC3とダイ
オードD2との合成インピーダンスは無限大とみなして
差し支えない。一方、セレクト信号SEL−aまたはS
EL−bが「5V」に設定されると、ダイオードD1ま
たはD2が導通状態になり、対応するコンデンサは接地
されることになる。
【0071】ここで、抵抗器Rの抵抗値は「1.5k
Ω」であり、コンデンサC1,C2,C3の容量は、各々
「15pF」,「68pF」,「8pF」である。さ
て、接地状態にあるコンデンサの合成容量をCとし、時
刻t=0において抵抗器Rの一端に所定電圧Vin を印
加すると、CR積分回路216の出力電圧Vout(コン
デンサC1の端子電圧)は下式の通りになる。
【0072】
【数1】
【0073】ここで、生成すべき三角波信号の半周期を
0とすると、「T0/C」が一定値になるように各コン
デンサの合成容量を変化させると、三角波信号の振幅は
一定になる。
【0074】例えば、文字や地図のように解像度が要求
される画像の出力を行う場合は、クロック信号CLK−
cを選択するとともにセレクト信号SEL−a,SEL
−bを共に「0V」に設定すると好適である。かかる場
合はダイオードD1,D2はオフ状態になるから、合成容
量CはコンデンサC1に等しくなる。このとき、半周期
0は「9.25nsec」であり、「T0/C」は「6
61」になる。
【0075】一方、階調性が求められる中間調画像を出
力する場合には、クロック信号CLK−a(8lpm)
を選択するとともに、第4実施例と同様に、エッジ信号
に基づいて部分的にクロック信号CLK−bを選択する
と好適である。ここで、クロック信号CLK−aが選択
される場合には、セレクト信号SEL−a,SEL−b
が共に「5V」に設定される。このときの合成容量C
は、「C1+C2+C3=84pF」であり、半周期T0
「55.6nsec」であるから、「T0/C」は「6
62」になる。
【0076】一方、エッジ部分においては、セレクト信
号SEL−bを「5V」に設定するとともに、セレクト
信号SEL−aを「0V」に設定し、クロック信号CL
K−b(32lpm)を選択するとよい。このときの合
成容量Cは、「C1+C3=21pF」であり、半周期T
0は「13.9nsec」であるから、「T0/C」は
「662」になる。
【0077】以上のような三角波信号の切替を行った場
合における各部の波形図を図25に示す。このように、
本実施例にあっては、「T0/C」がほぼ一定になるよ
うに抵抗器RおよびコンデンサC1,C2,C3の定数が
設定されているから、三角波信号の振幅をほぼ一定にす
ることができる。
【0078】ここで、ダイオードD1,D2はスイッチン
グ用の素子であり、その動作は画素周期に較べて充分高
速である。従って、一画素単位で三角波を切り換えるこ
とも可能であり、エッジ信号E1に応じた画素単位の三
角波信号の切り換えが一系統のアナログ回路(CR積分
回路216)によって実現できる。そのため、一走査線
上に文字画像と絵柄画像とが混在しても、それぞれの画
像に応じた最適なパルス幅変調を行うことができる。そ
して、CR積分回路216内では1つの周波数信号しか
用いられないためクロストークが発生せず、良好な画像
を得ることができ、安価に装置を構成できる。
【0079】F.変形例 本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例
えば以下のように種々の変形が可能である。 第1〜第3実施例においては“3×3”マトリクスが
用いられたが、マトリクスのサイズは“3×3”に限定
されない。
【0080】また、上記各実施例においては、参照波
信号として三角波信号を用いた例を説明したが、参照波
信号は三角波信号のみならず、例えば鋸波や台形波、階
段波であってもよい。
【0081】第5実施例においてはコンデンサC1,
C2,C3の接続切替のため、ダイオードD1,D2を用い
たが、ダイオードD1,D2に代えて、トランジスタその
他のスイッチング素子を用いてもよい。
【0082】第5実施例においてはクロック信号発生
部214は互いに周期の異なる複数のクロック信号CL
K−a,CLK−b,CLK−cを生成したが、周波数
決定信号に応じてクロック周期を変更可能な可変周期型
のクロック信号発生部を用いてもよい。
【0083】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に係る構成
によれば、解像度の高い多値画像データに基づいて二値
データが生成されるから、ジャギーを有効に除去するこ
とが可能になる。また、請求項2に係る構成によれば、
解像度の高い多値画像データに基づいて画像出力が行わ
れるから、「二線ボケ」を有効に防止できる。そして、
何れの請求項の構成によっても、高品質な出力画像を得
ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の画像処理装置の動作説明図である。
【図2】 従来の画像処理装置の動作説明図である。
【図3】 本発明の第1実施例の全体ブロック図であ
る。
【図4】 本発明の第1実施例の各部の波形図である。
【図5】 本発明の第1実施例の各部の波形図である。
【図6】 本発明の第1実施例の要部のブロック図であ
る。
【図7】 本発明の第1実施例の各部の波形図である。
【図8】 本発明の第1実施例の要部のブロック図であ
る。
【図9】 演算回路10の動作説明図である。
【図10】 本発明の第2実施例の要部のブロック図で
ある。
【図11】 本発明の第3実施例のブロック図である。
【図12】 本発明の第3実施例の各部の波形図であ
る。
【図13】 従来の画像処理装置のブロック図である。
【図14】 従来の画像処理装置の各部の波形図であ
る。
【図15】 従来の画像処理装置の各部の波形図であ
る。
【図16】 本発明の第4実施例のブロック図である。
【図17】 本発明の第4実施例の要部のブロック図で
ある。
【図18】 本発明の第4実施例の各部の波形図であ
る。
【図19】 本発明の第4実施例の要部の回路図であ
る。
【図20】 本発明の第4実施例の各部の波形図であ
る。
【図21】 本発明の第4実施例の各部の波形図であ
る。
【図22】 本発明の第4実施例の各部の波形図であ
る。
【図23】 本発明の第5実施例の要部のブロック図で
ある。
【図24】 本発明の第5実施例の要部の回路図であ
る。
【図25】 本発明の第5実施例の各部の波形図であ
る。
【符号の説明】
1 高解像度多値変換器(多値データ変換手段) 2 DAコンバータ(アナログ信号変換手段) 3 三角波信号生成器(参照波信号発生手段) 4 コンパレータ(比較手段、出力手段) 201 DAコンバータ(アナログ信号変換手段) 202 エッジ判定回路(エッジ強調手段) 203a,203b 三角波発生器(参照波信号発生手
段) 204a,204b コンパレータ(比較手段) 205 セレクタ(出力手段) 208 高解像度多値変換器(高解像度化手段,エッジ
強調手段)
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/409 H04N 1/40 101C 101D

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された二値画像データを、この二値
    画像データよりも解像度の高い多値画像データに変換す
    る多値データ変換手段と、 この多値画像データをアナログ信号に変換するアナログ
    信号変換手段と、 所定周期の参照波信号を発生する参照波信号発生手段
    と、 前記アナログ信号と前記参照波信号とを比較する比較手
    段と、 前記比較手段における比較結果に基づいて画像信号を出
    力する出力手段とを備えたことを特徴とする画像処理装
    置。
  2. 【請求項2】 入力された多値画像データの解像度を向
    上させ高解像度化多値画像データとして出力する高解像
    度化手段と、 前記高解像度化多値画像データのエッジを強調するエッ
    ジ強調手段と、 前記エッジ強調手段によってエッジの強調された高解像
    度化多値画像データをアナログ信号に変換するアナログ
    信号変換手段と、 所定周期の参照波信号を発生する参照波信号発生手段
    と、 前記アナログ信号と前記参照波信号とを比較する比較手
    段と、 前記比較手段における比較結果に基づいて画像信号を出
    力する出力手段とを備えたことを特徴とする画像処理装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007293684A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Fuji Xerox Co Ltd 画像処理装置および方法

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