JPH08324020A

JPH08324020A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08324020A
Application number: JP7130303A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Aiko; 靖之愛甲; Yukimasa Izeki; 之雅井関; Satoru Sugano; 覚菅野; Hiroaki Takeda; 浩明武田; Masahiro Kurahashi; 昌裕倉橋; Hidehiko Kinoshita; 秀彦木下
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】画像全体の濃度分布や濃度傾向を考慮し、よ
り高品位な画像形成を行なうために適切にパルス位置制
御を行なう画像形成装置を提供する。【構成】スキャナから入力された画像原稿に対応する
多値の画像データの濃度分布をヒストグラムを作成して
求め、そのヒストグラムからパルス位置制御を行なうか
どうかの判定するための閾値を求める。さらに、各画素
の濃度値と閾値とを比較し、その濃度値が閾値未満であ
れば、パルス位置制御を行なう。このとき、レーザ光の
走査方向に関し、注目画素に隣接する前後の画素の内、
高濃度の画素の側に画素がシフトされるよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関し、特
に、パルス幅変調駆動方式に従って、例えば、半導体レ
ーザを駆動して画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パルス幅変調方式によって形
成された画像の出力部において、形成画像の高画質化を
目的として、注目画素の濃度とその注目画素の左右に隣
接する画素との濃度とを比較し、その比較結果に従って
画像中の各画素形成位置を微小量シフトするよう制御す
る試みがなされてきた。例えば、注目画素の濃度と左右
の隣接する画素の濃度とを比較し、その注目画素を高い
濃度をもつ画素の方向にシフトするのである。これに
は、各画素に対応して生成されるパルスの発生位置を可
変制御する技術が応用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、たとえ均一な濃度の画像信号が入力されても以
下のような場合には濃度ムラが発生し、画像品質が劣化
するという問題があった。例えば、図２０に示すような
濃度分布がある場合、画素Ｐ１、Ｐ２は左寄りに画素が
形成され、一方、画素Ｐ３、Ｐ４は右寄りに画素が形成
される。図２０の各画素に示される数値は１６進法で表
現された濃度値である。このように、濃度的に比較的類
似した画素のシフト方向が矢印で示されるようにマチマ
チであるため、本来均一濃度な画像において、ある画素
間が白く抜けしているように見える事があり、これは決
して品位のある画像とは言えない。

【０００４】また、図２１や図２２に示すような濃度分
布の場合にも、本来同じ方向にシフトしたほうが望まし
い画素が異なる方向にシフトされ、形成画像の品位が低
下する。本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、
入力画像がどんな濃度分布をしていても高品質な画像を
形成することができる画像形成装置を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は、以下のような構成からな
る。即ち、入力画像信号に基づいてパルス幅変調された
ビーム光を用いて感光体上を走査して前記感光体上に画
像を形成する画像形成装置であって、前記入力画像信号
から入力画像全体の濃度分布を求める計測手段と、前記
濃度分布に基づいて閾値を設定する設定手段と、前記閾
値と前記入力画像信号の各画素の濃度とを比較する第１
比較手段と、前記入力画像信号の各画素の濃度と前記各
画素に隣接する隣接画素の濃度とを比較する第２比較手
段と、前記第１及び第２比較手段の比較結果に従って、
形成画像の各画素に対応するビーム光のスポット中心を
微小量シフトするため前記ビーム光を発光させるパルス
信号の位置を制御する制御手段とを有することを特徴と
する画像形成手段を備える。

【０００６】

【作用】以上の構成により本発明は、入力画像信号に基
づいてパルス幅変調されたビーム光を用いて感光体上を
走査してその感光体上に画像を形成するとき、入力画像
信号から入力画像全体の濃度分布を求め、その濃度分布
に基づいて閾値を設定し、その閾値と入力画像信号の各
画素の濃度とを比較し、さらに入力画像信号の各画素の
濃度と各画素に隣接する隣接画素の濃度とを比較し、上
記２つの比較結果に従って、形成画像の各画素に対応す
るビーム光のスポット中心を微小量シフトするためビー
ム光を発光させるパルス信号の位置を制御するよう動作
する。

【０００７】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の好適な実施
例を詳細に説明する。図１は本発明の代表的な実施例で
あるデジタル複写装置の構成を示す側断面図である。図
１に於いて、１は画像原稿を自動的に給送する原稿給送
部（フィーダ）で、載置された原稿を１枚ずつあるいは
２枚連続に原稿台ガラス面２上の所定位置に給送する。
４は原稿照明ランプ３、走査ミラー５等で構成されるス
キャナで、原稿給送部１により原稿が原稿台ガラス面２
に載置されると、スキャナ４が所定方向に往復走査され
て原稿反射光を走査ミラー５〜７を介してレンズ８を通
過してイメージセンサ部１０１に結像する。

【０００８】１０は半導体レーザ等で構成される露光制
御部で、コントローラ部３０に内蔵された画像信号制御
部から出力される画像データに基づいてパルス幅変調さ
れた光ビームを感光ドラム１１に照射する。１２，１３
は現像器で、感光ドラム１１に形成された静電潜像を所
定色の現像剤（トナー）で可視化する。１４，１５は記
録用紙積載部で、定形サイズの記録用紙が積載収納され
ている。その記録用紙は、給送ローラ４０、４１の駆動
によりレジストローラ２５の配置位置まで給送され感光
ドラム１１に形成される画像との画像先端を合わせるよ
うタイミングをとられた状態で感光ドラム１１に巻き付
けられ、現像されたトナー像が記録用紙に転写される。

【０００９】１６は転写分離帯電器で、トナー像が転写
された記録用紙を、感光体１１より分離して搬送ベルト
４２を介して定着部１７に転送する。定着部１７では転
写したトナー像を定着する。１８は排紙ローラで、画像
形成の終了した記録用紙をトレー２１に積載排紙する。
１９は記録用紙の後端部を検知するセンサである。２０
はフラッパで画像形成の終了した記録用紙の搬送方向を
排紙口と内部搬送路２２〜２３の方向に切り換え、多重
／両面画像形成プロセスに備える。内部搬送路２２〜２
３によって搬送された記録用紙は中間トレイ２４に一時
的に格納され、裏面記録に備える。なお、４３〜５０は
記録用紙の円滑な搬送をサポートする補助ローラ、５１
は記録用紙へトナー像を転写後、感光ドラム１１上に残
留したトナーを除去する除去器である。

【００１０】次に、記録用紙への画像形成プロセスにつ
いて説明する。イメージセンサ部１０１に入力された画
像信号は、コントローラ部３０に内蔵された画像制御部
によって適当な処理を施された後、さらにコントローラ
部３０に内蔵されたプリンタ制御部に至る。プリンタ制
御部に入力された画像信号は露光制御部１０においてレ
ーザ光に変換され、そのレーザ光が帯電器５２によって
その表面を一様な電位に帯電させられた感光ドラム１１
を照射しながら走査する（このレーザ光の走査方向を主
走査方向という）。このとき、レーザ光の走査に同期し
て感光ドラムは矢印ａの方向（この方向を副走査方向と
いう）に回転する。このようにして、感光ドラム１１に
は静電潜像が形成される。

【００１１】レーザ光の走査によって感光ドラム１１上
に形成された静電潜像は現像器１２にもしくは現像器１
３によって現像される。この現像タイミングに合わせて
被転写紙積載部１４もしくは被転写紙積載部１５より記
録用紙が搬送され、現像されたトナー像が転写される。
この転写された像は、定着部１７において定着された
後、排紙ローラ１８より装置外部に排出される。

【００１２】さて、両面記録時は、ある面に画像が転
写、定着された記録用紙の後端部がセンサ１９を通過す
ると、センサ１９がこれを検知し、排紙ローラ１８を排
紙方向とは反対の方向に回転させるとともに、フラッパ
２０を上方に上げて転写済みの記録用紙を内部搬送路２
２〜２３を介して中間トレイ２４に格納する。次に行な
う裏面記録時に中間トレイ２４に格納されている記録用
紙が給紙され、転写済みの記録用紙の裏面に転写が行わ
れる。

【００１３】また、多重記録時は記録用紙をセンサ１９
の位置まで搬送せず、フラッパ２１を上方に上げて複写
済みの記録用紙を内部搬送路２２〜２３を介して中間ト
レイ２４に格納する。そして、次に行う多重記録時に中
間トレイ２４に格納されている記録用紙が給紙され、多
重転写が行われる。図２は、図１に示すデジタル複写装
置における各種編集及び複写等の設定を行う操作部を示
す図である。

【００１４】まず、操作パネル上の各種キーについて、
その機能等を説明する。図２において、５００１はデジ
タル複写装置への電源供給のオン／オフを制御する電源
スイッチ、５００２は動作スタンバイ中は各種モードの
設定を所定の標準モードに復帰させるキーとして動作す
るリセットキー、５００３はコピースタートキー、５０
０４は設定された数値をクリアするときに用いるクリア
キー、５００５はＩＤキー、５００６はコピー動作を中
断したり、中止したりする時に用いるストップキーであ
る。ＩＤキー５００５により特定の操作者に対して複写
動作を可能にし、それ以外の操作者に対しては、ＩＤキ
ーによりＩＤを入力しない限り複写動作を禁止する事が
可能となる。

【００１５】また、５００７は各機能の内容を知りたい
ときに使用するガイドキー、５００８〜５００９は各機
能設定画面５０５２に表示されるポインタをそれぞれ上
下に移動させる上下カーソルキー、同様に、５０１１，
５０１０は各機能設定画面５０５２においてポインタを
それぞれ左右に移動させる左右カーソルキー、５０１２
は各機能設定画面５０５２に表示されたポインタの位置
で良い場合にその再確認を装置に通知するＯＫキー、５
０１３は各機能設定画面５０５２の画面の右下に出力さ
れた機能を実行するとき押下する実行指示キーである。

【００１６】５０１４は定形サイズの画像を他の定形サ
イズに縮小する時に使用する定形縮小キー、５０１５は
等倍コピーを選択するときに使用する等倍コピー指示キ
ー、５０１６は定形サイズの画像を他の定形サイズに拡
大するときに使用する定形拡大キー、５０１７はコピー
に用いる記録用紙がセットされたカセットを選択するカ
セット選択キー、５０１８はコピー濃度を薄くするとき
に使用するコピー濃度選択キー、５０１９は原稿の濃度
に対してコピー濃度を自動的に調整することを指示する
ＡＥキー、５０２０はコピー濃度を濃くするときに使用
するコピー濃度選択キー、５０２１はソータの動作モー
ドを指定するソータキー、５０２２は余熱モードのＯＮ
／ＯＦＦに使用する余熱キー、５０２３はコピー中に割
り込みしてコピーをしたいときに押す割り込みキーであ
る。

【００１７】５０２４はコピー枚数、トリミング、マス
キング、部分処理（輪郭，網，影，ネガポジ）を設定す
るテンキー、５０２６は色をパターン化して、表現した
り、色を濃度差で表現したりするときに使用するパター
ン化キー、５０２７は後述の処理により特定色を消した
いときに使用する色消去キー、５０２８は画質の設定を
行うときに使用する画質キー、５０２９はネガポジを行
うときに使用するネガポジキー、５０３０は輪郭，影付
け処理，網処理，斜体，鏡像，イメージリピートを行う
時に押すイメージクリエイトキー、５０３１はエリアを
指定し、トリミングをするときに使用するトリミングキ
ー、５０３２はエリアを指定しマスキングを行うときに
使用するマスキングキー、５０３３はエリアを指定し、
その後部分処理（輪郭，網，影，ネガポジ等）を設定す
る部分処理キーである。

【００１８】さらに、５０３４はモード（１：シート枠
消しモード（シートサイズに対して枠を作成するモー
ド）、２：原稿枠消しモード（指定された原稿サイズに
合わせて枠を作成するモード）、３：ブック枠消し（指
定されたブックの見開きサイズに合わせて枠と中央に空
白を作成するモード））に合わせて枠消しを行うときに
使用する枠消しキー、５０３５は用紙の一端に綴じ代を
作成したいときに使用する綴じ代キー、５０３６は移動
（平行移動（上下左右）、センター移動、コーナ移動、
指定移動（ポイント移動））を行いたいときに使用する
移動キー、５０３７は複写倍率を２５％〜４００％まで
主走査／副走査方向夫々独立に１％刻みで設定するズー
ムキー、５０３８は記録用紙のサイズを合わせて自動的
に主走査／副走査方向夫々独立に変倍（拡大／縮小）す
るよう指示するオート変倍キー、５０３９は原稿を複数
枚の記録用紙に拡大して複写を行うときに使用する拡大
連写キー、５０４０は２枚或いは４枚の画像原稿を１枚
に拡大縮小して複写を行うときに使用する縮小レイアウ
トキー、５０４２は原稿台ガラス面の複写領域を２分割
し自動的に記録用紙２枚（或いは両面）分のコピーをす
る連続複写（ページ連写／両面連写）の指示を行なう連
写キー、５０４４は両面の出力（片面両面，ページ連写
両面，両面両面）を行いたいときに指示する両面キー、
５０４５は多重複写（多重，ページ連写多重）を行いた
いときに使用する多重キーである。

【００１９】さらにまた、５０４６はメモリカード（Ｍ
Ｃ）を使用するときに使用するＭＣキー、５０４７はプ
ロジェクタを使用するときに使用するプロジェクタキ
ー、５０４８は本装置をプリンタとして使用する使用す
るプリンタキーであり、５０５０はフィーダに異なるサ
イズの原稿を混載してコピーを行うときに使用する原稿
混載キー、５０５１は複写設定された複写モードを登録
するため、或いは、登録された複写モードを呼び出すと
きに使用するモードメモリキー、５０５２は装置の状
態，複写枚数，複写倍率，複写用紙サイズを表示した
り、複写モード設定中にその設定内容を表示する表示画
面、５０５３は外部インタフェース及びその周辺回路の
み動作させ、複写の為の制御部は停止させるシステム余
熱モードのオン／オフに使用するシステム余熱キー、５
０５４はメインスイッチ５００１がオン状態のときに点
灯し、オフ状態の時には消灯するパワー表示部である。

【００２０】図３は本実施例のデジタル複写装置におけ
る画像形成プロセスの機能概略を示すブロック図であ
る。図３に示すように、デジタル複写装置は機能的にい
って、３つの部分、即ち、スキャナ部３１０、画像処理
部３２０、及び、プリンタ部３３０に分けられる。画像
処理部３２０には影付け等の装飾回路の他、画像データ
の濃度補正のためのγ変換回路等が含まれている。

【００２１】まず、ＣＣＤ読取り部３１１では、スキャ
ナ部３１０の原稿照明ランプ３で画像原稿を照射し、そ
の反射光を走査ミラー５〜７を経てスキャナ部３１０に
内蔵するＣＣＤに入力し、そのＣＣＤで反射光強度に合
わせたアナログ信号を出力する。次に、Ａ／Ｄ変換部３
１２ではアナログ信号をデジタル信号へと変換し、その
デジタル信号を画像処理部３２０のシェーディング補正
部３２１に入力する。シェーディング補正部３２１では
スキャナ部３１０での読み取り誤差を補正し、その補正
されたデジタル信号をγ変換部３２２へと転送しγ変換
等を施す。

【００２２】更に、画像処理が施された画像データをプ
リンタ部３３０のＰＷＭ（パルス幅変調）部３３１へと
入力し、特定の周期でのパルス幅データへと画像データ
を変換し、そのパルス幅に応じて半導体レーザを駆動
し、レーザ走査部３３２において感光ドラム１１をレー
ザ光で走査する。これによって、潜像形成部３３３では
感光ドラム１１上に潜像が形成される。

【００２３】次に、以上の構成のデジタル複写装置にお
いて実行されるパルス幅変調方式に従うパルス発生制御
処理について説明する。図４はＰＷＭ回路の構成を示す
ブロック図である。図４において、４０１は画像データ
を転送する転送クロック（ＩＣＬＫ：画素クロック）を
入力し、画素クロックの周期で三角波を発生する三角波
発生回路、４０２は画素クロックに同期して入力される
デジタル画像データ（ＩＤＡＴＡ：例えば、各画素を８
ビットで表現する多値データ）をその濃度値に対応する
振幅をもつアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ、
４０３は三角波発生回路４０１から出力される三角波と
Ｄ／Ａコンバータ４０２から出力されるアナログ信号と
を入力して比較し、その比較結果に応じたパルス信号
（これをＰＷＭ出力という）を発生する比較回路４０３
である。

【００２４】また、図５は図４に示すＰＷＭ回路に関連
する種々の信号を示すタイムチャートである。ここで、
まず、パルス幅変調方式（ＰＷＭ）による従来のパルス
信号発生制御の概要について説明する。例えば、各画素
の８ビットで表現される多値の画像データ（ＩＤＡＴ
Ａ）が入力され、図５に示すようにその値が“５０
（Ｈ：１６進表現）”、“Ｆ０（Ｈ）”、“８０
（Ｈ）”であるとすれば、その値に対応して得られたア
ナログ信号の振幅レベル（図５の５０１、５０２、５０
３）と三角波５０４とを比較回路４０３において比較
し、その結果、図５の５０５に示すような得られる矩形
波のパルス信号をＰＷＭ信号を得る。そして、このＰＷ
Ｍ信号に合わせ半導体レーザを駆動してレーザを発光
し、前述のようにそのレーザ光で感光ドラム上を走査
し、潜像画像を形成するのである。

【００２５】さて、以上のパルス信号発生制御におい
て、図５に示すように三角波信号の頂点が画素クロック
（ＩＣＬＫ）１周期の中央にくるように三角波信号を発
生させると、これによって形成されるトナー画像は、図
６（ａ）に示すように各画素の値に応じて、その画素１
つ１つに対応する領域の中央からトナー径が大きくなる
ように制御される（これを中央成長という）。これに対
して、発生する三角波信号の頂点が画素クロック（ＩＣ
ＬＫ）１周期の左、或いは、右にくるように三角波信号
を発生させると、その結果形成されるトナー画像は、図
６（ｂ）、或いは、図６（ｃ）に示すように、画素値に
応じてその画素１つ１つに対応する領域の中心よりやや
左或いは右からトナー径が大きくなるように制御される
（これを左寄せ成長或いは右寄せ成長という）。

【００２６】このように、三角波信号の波形を変化さ
せ、各画素に対応するパルス信号の発生位置を左右にシ
フトすること（これをパルス位置制御という）ことで、
各画素に対応する領域の中央を基準として形成されるト
ナー画像を、各画素内において右寄り或いは左寄りにし
たトナー画像を得ることができる。次に、本実施例に従
うパルス位置制御について、図７〜図１１を参照して説
明する。

【００２７】図７は本実施例に従うパルス位置制御を説
明するため、図１に示したデジタル複写装置の構成から
関連する部分のみを抽出し、一部の構成を詳細に示した
ブロック図である。図７において、図１に示したと同じ
構成要素には同じ参照番号を付してある。また、図８は
パルス位置制御を示すフローチャートである。以下、図
８に示すフローチャートに従ってパルス位置制御を説明
する。

【００２８】まず、ステップＳ２０１ではスキャナ部４
と、ミラー６〜７を収容した匡体とを駆動回路１０６を
介してＣＰＵ１０４によって駆動されるモータ１０７に
よって移動して原稿Ｄを図７に示す矢印ｂの方向に走査
する。このとき、スキャナ部４と、ミラー６〜７の移動
に同期した信号で駆動されているイメージセンサ部１０
１に内蔵したＣＣＤラインセンサは原稿Ｄを矢印ｂとは
直角方向（紙面に垂直の方向）に走査して、原稿Ｄを読
み取り、これをアナログ電気信号に変換して出力する。

【００２９】次のステップＳ２０２では、この電気信号
はＡ／Ｄコンバータ１０２により各画素８ビットのデジ
タル信号に変換されて画像メモリ１０３に格納される。
この時のデジタル信号は各画素の濃度値に対応してお
り、図９に示すように黒には“ＦＦ（Ｈ）”が、白には
“００（Ｈ）”が対応し、その中間は濃度値に比例して
中間の値（“ＦＥ（Ｈ）〜０１（Ｈ）”）をとる。

【００３０】ステップＳ２０３ではＣＰＵ１０４は画像
メモリ１０３内のデータを同一濃度データ毎に集計し
て、図１０に示すような濃度ヒストグラムを作成する。
さらにステップＳ２０４では、図１０に示す濃度ヒスト
グラムにより最大濃度（Ｄｍａｘ）を求め、最大濃度
（Ｄｍａｘ）の６０％の濃度をパルス位置制御を行う上
限の濃度（Ｄｕ）と定める。その後、画像メモリ１０３
に格納された濃度データに基づいて、図１１に示すよう
に注目画素（ｎ）と主走査方向に関しその前後の画素
（ｎ−１）、（ｎ＋１）の濃度を抽出する。

【００３１】処理はステップＳ２０５において、注目画
素（ｎ）の濃度（Ｄｎ）と上限濃度（Ｄｕ）とを比較す
る。ここで、Ｄｎ＜Ｄｕであるなら処理はステップＳ２
０６に進み、Ｄｎ≧Ｄｕであるなら処理はステップＳ２
０９に進む。ステップＳ２０６では、注目画素（ｎ）に
隣接する画素（ｎ−１）と画素（ｎ＋１）との濃度Ｄｎ
−１とＤｎ＋１とを比較する。ここで、Ｄｎ−１＜Ｄｎ
＋１であれば処理はステップＳ２０７に進み、パルス位
置制御を行なってトナー画像のトナー径が右寄り成長す
るようにし、Ｄｎ−１＞Ｄｎ＋１であれば処理はステッ
プＳ２０８に進み、パルス位置制御を行なってトナー画
像のトナー径が左寄り成長するようにする。また、Ｄｎ
−１＝Ｄｎ＋１であれば処理はステップＳ２０９に進
む。

【００３２】さて、ステップＳ２０９では、パルス位置
制御は行なわず、トナー画像のトナー径が中心成長する
ようにする。なお、ＣＰＵ１０４は画像処理回路１０５
を経てＰＷＭ回路１０８に入力される画像信号に同期し
て、上記制御をＰＷＭ回路１０８で行なうように指示す
ることにより、各画素ごとのパルス位置制御を行なう。

【００３３】従って本実施例に従えば、画像原稿を読み
込んで得られる画像データの濃度ヒストグラムから得ら
れる濃度に基づいてパルス位置制御を行なうかどうかを
決定するので、読み込む画像画像の濃度分布を踏まえた
適切なパルス位置制御を行なうことができる。これによ
って、注目画素の隣接する画素の濃度との比較関係のみ
でパルス位置制御を行なう場合に比べ、画像全体の濃度
分布が考慮され、その濃度分布にふさわしい制御が行な
われるので、より高品位な画像が得られる。

【００３４】なお本実施例では、パルス位置制御を行な
うかどうかを、注目画素の濃度が濃度ヒストグラムから
得られる最高濃度の６０％未満であるかどうかによって
決定したが本発明はこれによって限定されるものではな
い。例えば、その決定に上限濃度のみならず、濃度ヒス
トグラムから得られる下限濃度も考慮しても良い。この
場合、パルス位置制御を行なうかどうかの判定制御は、
図１２に示すフローチャートのようになる。

【００３５】即ち、ステップＳ５０１では、画像メモリ
１０３に格納された濃度データに基づいて、注目画素
（ｎ）と主走査方向に関しその前後の画素（ｎ−１）、
（ｎ＋１）の濃度を抽出し、ステップＳ５０２では、注
目画素（ｎ）の濃度（Ｄｎ）が規定の上限濃度（Ｄｕ）
と下限濃度（Ｄｌ）に対して、Ｄ１＜Ｄｎ＜Ｄｕである
かどうかを調べる。ここで、注目画素の濃度が上限濃度
（Ｄｕ）と下限濃度（Ｄｌ）との間にあれば、処理はス
テップＳ５０３に進み、注目画素の濃度が上限濃度以
上、或いは、下限濃度以下であれば、処理はステップＳ
２０９に進み、既に説明したような画像形成を行なう。

【００３６】ステップＳ５０３では、注目画素の前後の
画素の濃度（Ｄｎ−１、Ｄｎ＋１）がＤｎ−１＜Ｄｌ、
かつ、Ｄｕ＞Ｄｎ＋１であるかどうかを調べ、その条件
を満たせば処理はステップＳ５０５に進み、その条件を
満たさなければ処理はステップＳ５０４に進む。ステッ
プＳ５０４では、注目画素の前後の画素の濃度が、Ｄｎ
−１＞Ｄｕ、かつ、Ｄｌ＜Ｄｎ＋１であるかどうかを調
べ、その条件を満たせば処理はステップＳ５０５に進
み、その条件を満たさなければ処理はステップＳ２０９
に進む。そして、ステップＳ５０５では、注目画素を、
注目画素の前後の画素のいづれかの高濃度側に寄せるよ
うパルス位置制御を行なう。

【００３７】このようにすることで、隣接する画素の濃
度差が上限濃度と下限濃度との差より大きく濃度差が目
立つ場合には、高濃度側の画素に注目画素を微小量シフ
トするよう制御することができる。なお、図１２に示す
処理では、どのように上限濃度と下限濃度を設定するの
か言及しなかったが、その設定は図１３に示すように、
ステップＳ５０１の処理の前に、既に説明したステップ
Ｓ２０３の濃度ヒストグラム作成の処理と、ステップＳ
５００に示す濃度ヒストグラムに基づいた最大濃度（Ｄ
ｍａｘ）、最低濃度（Ｄｍｉｎ）を決定する処理ステッ
プを追加し、例えば、最大濃度と最低濃度との差の６０
％の値に最低濃度値を加えた値を上限濃度（Ｄｕ）、最
大濃度と最低濃度との差の２０％の値に最低濃度値を加
えた値を下限濃度（Ｄｌ）とするような処理を実行す
る。

【００３８】さらに、以上の実施例では、注目画素の前
後それぞれ１画素づつの濃度値をどのようなパルス位置
制御を行なうかに関する判定条件に用いていたが本発明
はこれによって限定されるものではない。例えば、注目
画素の前後それぞれｍ画素の濃度平均値をとり、これを
前後の画素の濃度値を代表させても良い。例えば、ｍ＝
３とすれば、注目画素の後方の画素群の代表濃度値、及
び、前方の画素群の代表濃度値として夫々、以下のよう
に定めることができる。

【００３９】Ｄｎ−１’＝（Ｄｎ−３＋Ｄｎ−２＋Ｄｎ−１）／３Ｄｎ＋１’＝（Ｄｎ＋３＋Ｄｎ＋２＋Ｄｎ＋１）／３このようにすることで、注目画素前後の濃度傾向を踏ま
えたパルス位置制御を行なうことができ、さらに画像品
位の向上が期待できる。また、注目画素の前後の複数画
素の濃度平均をとる場合、単純平均のみならず注目画素
からの距離に重みを持たせた加重平均としてもよい。例
えば、図１４に示すように注目画素の前後各３画素に重
みをもたせた場合、以下のようにして加重平均を求める
ことができる。

【００４０】Ｄｎ−１’＝(8/11)×Ｄｎ−１＋(2/11)×
Ｄｎ−２＋(1/11)×Ｄｎ−３Ｄｎ＋１’＝(8/11)×Ｄｎ＋１＋(2/11)×Ｄｎ＋２＋(1
/11)×Ｄｎ＋３なお、図１４の各画素内に示す数値は重みづけの係数で
ある。

【００４１】

【他の実施例】さて、前述の実施例では主走査方向に関
し、注目画素の前後の画素或いは前方後方数画素の平均
濃度値を考慮してパルス位置制御を行なったが、本実施
例では主走査方向のみならず、副走査方向に関しても隣
接する（数）画素の状態を考慮してパルス位置制御を行
なう場合について、図１５〜図１９を参照して説明す
る。

【００４２】以下の説明は、図１５に示す本実施例に従
うパルス位置制御を示すフローチャートの処理手順に従
って行なう。ここでは、説明を簡単にするために主走査
方向のみにパルス位置制御を行うものとする。また、基
本的にはこの制御は前述の実施例で説明した装置を共通
実施例として用いることとし、装置の各構成要素には前
述の実施例で示した参照番号によって言及する。

【００４３】まずステップＳ１０１では、画像処理回路
１０５で処理される画像データにおいて、注目画素を含
むＭ×Ｌ画素のマトリックスのうち副走査方向のライン
数に相当するＬライン分の画像データを画像メモリ１０
３より入力する。次にステップＳ１０２ではそのマトリ
ックスを用いて、主走査方向、副走査方向の濃度勾配を
求め、それに従い注目画素を中心とした周囲画素の濃度
勾配の方向と大きさを示すベクトルｚを算出する。その
ベクトルの方向を主走査方向から反時計回りの角度θで
示す。

【００４４】図１６は本実施例に従って注目画素の周辺
隣接画素の濃度値をどのようにパルス位置制御に考慮す
るかを説明する図である。以下の説明では、一般的にＭ
×Ｌのサイズで考えたマトリックスを、注目画素を中心
にして３×３画素（注目画素を除くと隣接８画素を考
慮）のマトリックスとし、そのマトリックスで定められ
る画素の濃度値を考慮する場合を考える。

【００４５】その３×３画素のマトリックスにおいて、
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、各画素に
重みｎ（或いは−ｎ）を持たせて主走査方向、副走査方
向各々の濃度勾配を求める。さて、そのマトリックスに
関し、図１６（ｃ）に示すような画像濃度が与えられ、
重み係数をｎ＝１としたときの演算結果を図１６（ｄ）
にベクトルｘ、ベクトルｙで示す。なお、図１６（ｄ）
の各画素に示された値は濃度値（１６進表現）である。
図１６（ｄ）から明らかなように、注目画素をまたいで
主走査方向に関する濃度勾配は“７０（Ｈ）”、副走査
方向に関しても“７０（Ｈ）”である。

【００４６】このようにして得られた主走査方向、副走
査方向各成分の濃度勾配を示すベクトルｘ、ベクトルｙ
を合成することにより、図１７に示すように、そのマト
リックス内の濃度勾配の方向と大きさを示すベクトルｚ
が求まる。言い換えれば、注目画素に関し、ベクトルｚ
の方向がパルス位置制御によって画素をシフトする方向
であると言える。

【００４７】次に、ステップＳ１０３では、ベクトルｚ
の方向を示す角度θ（−１８０゜＜θ＜１８０゜）の絶
対値と所定の閾値（ＴＨ１、ＴＨ２：０＜ＴＨ１＜９０
゜＜ＴＨ２＜１８０゜）とを比較する。言い換えると、
このベクトルｚの方向に従い１画素内のどちらの方向に
シフトすれば効果的かを判断するのである。本実施例で
は、図１７（ａ）に示すように、副走査方向（ｙ軸）に
関し２つのエリアに分割し、主走査方向（ｘ軸）の正の
方向にベクトルｚの方向が向いているときは画素のドッ
ト径が右寄せ成長になるように、また、ベクトルｚの方
向がｘ軸の負の方向に向いているときは画素のドット径
が左寄せ成長になるようにパルス位置制御を行なうこと
にしている。しかし、その方向が余りにも副走査方向に
傾いていたり、濃度勾配が緩いと、パルス位置制御の意
味がなくなるので、本実施例では以下のように制御す
る。

【００４８】即ち、ＴＨ１≦｜θ｜≦ＴＨ２であれば、
処理はステップＳ１１０に進み、パルス位置制御を行な
って画素位置をシフトするような制御は行なわず、その
ドット径が中央成長するようにする。これに対して、Ｔ
Ｈ１＜｜θ｜、或いは、｜θ｜＜ＴＨ２であれば、処理
はステップＳ１０４に進み、注目画素に関する濃度勾配
（ＧＲＤ）（これはベクトルｚの大きさである）を所定
の閾値（ＴＨ３）と比較する。これによって、注目画素
が中間調あるいは黒文字内のムラの中に存在しているか
どうかが調べられる。ここで、ＧＲＤ＜ＴＨ３であれ
ば、処理はステップＳ１１０に進み、パルス位置制御を
行なって画素位置をシフトするような制御は行なわず、
そのドット径が中央成長するようにする。これに対し
て、ＧＲＤ≧ＴＨ３であれば、処理はステップＳ１０５
に進む。

【００４９】ステップＳ１０５では注目画素の濃度値
（Ｄｉｊ）がマトリックス内の全ての画素の濃度値の中
で最高値（ｍａｘ）を示しているかどうかを調べる。こ
こで、Ｄｉｊ＝ｍａｘであれば、処理はステップＳ１１
０に進み、パルス位置制御を行なって画素位置をシフト
するような制御は行なわず、そのドット径が中央成長す
るようにする。これに対して、Ｄｉｊ≠ｍａｘであれ
ば、処理はステップＳ１０６に進み、主走査方向（ｘ
軸）の正の方向にベクトルｚの方向が向いているかどう
か、即ち、−ＴＨ２≦θ＜ＴＨ１であるかどうかを調べ
る。ここで、−ＴＨ２≦θ＜ＴＨ１であれば、処理はス
テップＳ１０７に進んで、画素のドット径が右寄り成長
になるようパルス位置制御を行なう。これに対して、Ｔ
Ｈ２＜θ≦１８０゜、或いは、−１８０＜θ≦１ＴＨ１
であれば、ベクトルｚの方向は主走査方向の負の方向を
向いていると判断し、処理はステップＳ１０８に進み、
画素のドット径が左寄り成長になるようパルス位置制御
を行なう。

【００５０】本実施例では、表１に示すように、ステッ
プＳ１０６の判断でベクトルｚが主走査方向右側を向い
ていると判断されたときには右寄せ成長ができるように
指示する制御信号を、ステップＳ１０６の判断でベクト
ルｚが主走査方向左側を向いているときには左寄せ成長
ができるように指示する制御信号を、それ以外のときに
は中央成長ができるように指示する制御信号を生成す
る。この信号は、２ビット制御信号であり、各ビットの
値の制御の内容は表１に示すようになる。

【００５１】

【表１】このように、ベクトルｚの方向に合わせてパルス位置制
御を制御する事により、例えば、文字エッジ部に存在す
る中間調の画素を黒文字の存在する方向にシフトさせ、
より鮮明な画像を得る事が可能となる。

【００５２】最後に処理はステップＳ１０９において、
ステップＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１０での処理に応じ
たＰＷＭを行ない、画像形成を行なう。なお、主走査方
向・副走査方向いずれにもパルス位置制御可能ならば、
図１７（ｂ）に示すように４つエリアに区切り、ベクト
ルｚの指す方向に関し、（ｉ）θの値が−４５゜≦θ＜
４５゜であれば画素のドット径が右寄せ成長になるよう
に、（ｉｉ）４５゜≦θ＜１３５゜であれば画素のドッ
ト径が上寄せ成長（ｙ軸に関し上側に成長）になるよう
に、（ｉｉｉ）θの値が１３５゜≦θ＜２２５゜であれ
ば画素のドット径が左寄せ成長になるように、（ｉｖ）
θの値が２２５゜≦θ＜３１５゜であれば画素のドット
径が下寄せ成長（ｙ軸に関し下側に成長）になるように
パルス位置制御を行なう。

【００５３】従って本実施例に従えば、注目画素に関
し、主走査方向のみならず副走査方向にも隣接する画素
の濃度を調べ、２次元的な拡がりをもつ隣接画素に関
し、濃度勾配の大きさや方向を考慮し、その結果をパル
ス位置制御に反映することができるので、実際の形成画
像の濃度分布をより考慮して高品位な画像形成を行なう
ことができる。

【００５４】なお本実施例では、パルス位置制御を主走
査方向のみに限定したが、このようにすることで副走査
方向に関する複雑なパルス位置制御を省略でき、コスト
的、技術的に望ましい。さらに、濃度勾配の方向が主走
査方向に偏って存在するときにパルス位置制御を行な
い、一方、副走査方向に偏った方向にパルス位置制御を
行なわないようにすることで、パルス位置制御を主走査
方向のみに限定して行なうことの有効性をより顕著なも
のにしている。なお、その閾値となる角度は、装置の動
作モードによって設定しても良い。例えば、写真モー
ド、文字強調モード、プリンタモード、コピーモード、
ファクシミリモードなど、装置の機能や画像原稿の種類
に依存した閾値を設定することができる。

【００５５】さらにまた、ベクトルｚの大きさを指標と
し、その値が閾値より大きい場合のみパルス位置制御を
行う事で、例えば、黒文字や中間調画像の内部に存在す
る濃度ムラを解消し、より高品位な画像形成が実現でき
る。なお、その閾値に関しても、装置の動作モードによ
って設定しても良く、例えば、写真モード、文字強調モ
ード、プリンタモード、コピーモード、ファクシミリモ
ードなど、装置の機能や画像原稿の種類に依存した閾値
を設定することができるし、また、原稿の濃度ヒストグ
ラムにより得られる情報から閾値を設定することもでき
る。

【００５６】さらにまた、図１９に示すように、３×３
画素マトリックス内でベクトルｚの前方或いは後方に存
在するエリアＡ、Ｂ各々に含まれる少なくとも１画素以
上の画素の平均濃度値ＡＭ、ＢＭを求め、これを注目画
素の濃度と比較して、少なくともその平均濃度値ＡＭ、
ＢＭのどちらかが、注目画素の濃度値より高い時のみ
に、パルス位置制御を行うようにすることもできる。こ
れによって、画像原稿読み込み時に発生する濃度ムラを
考慮したパルス位置制御が行なわれる。

【００５７】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても良いし、１つの機器から成る装置
に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置に
プログラムを供給することによって達成される場合にも
適用できることはいうまでもない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力画像信号に基づいてパルス幅変調されたビーム光を用
いて感光体上を走査してその感光体上に画像を形成する
とき、入力画像信号から入力画像全体の濃度分布を求
め、その濃度分布に基づいて閾値を設定し、その閾値と
入力画像信号の各画素の濃度とを比較し、さらに入力画
像信号の各画素の濃度と各画素に隣接する隣接画素の濃
度とを比較し、上記２つの比較結果に従って、形成画像
の各画素に対応するビーム光のスポット中心を微小量シ
フトするためビーム光を発光させるパルス信号の位置を
制御するので、パルス信号の位置制御が、注目画素の隣
接画素の濃度のみならず、入力画像全体の濃度分布や濃
度傾向が考慮され、より高品位な画像を形成することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施例であるデジタル複写装
置の構成を示す側断面図である。

【図２】図１に示すデジタル複写装置における各種編集
及び複写等の設定を行う操作部を示す図である。

【図３】本実施例のデジタル複写装置における画像形成
プロセスの機能概略を示すブロック図である。

【図４】ＰＷＭ回路の構成を示すブロック図である。

【図５】図４に示すＰＷＭ回路に関連する種々の信号を
示すタイムチャートである。

【図６】トナー径の中央成長、左寄せ成長、右寄せ成長
を示す図である。

【図７】図１に示したデジタル複写装置の構成から関連
する部分のみを抽出し、一部の構成を詳細に示したブロ
ック図である。

【図８】図８はパルス位置制御を示すフローチャートで
ある。

【図９】濃度値と濃度の関係を示す図である。

【図１０】濃度ヒストグラムである。

【図１１】注目画素と隣接画素との関係を示す図であ
る。

【図１２】パルス位置制御を行なうかどうかの判定制御
を示すフローチャートである。

【図１３】パルス位置制御を行なうかどうかの判定制御
を示すフローチャートである。

【図１４】注目画素と隣接複数画素との関係を示す図で
ある。

【図１５】他の実施例に従うパルス位置制御を示すフロ
ーチャートである。

【図１６】注目画素の周辺隣接画素の濃度値をどのよう
にパルス位置制御に考慮するかを説明する図である。

【図１７】濃度勾配ベクトルを示す図である。

【図１８】濃度勾配ベクトルの方向に従うパルス位置制
御の方向を示す図である。

【図１９】パルス位置制御で考慮される濃度勾配ベクト
ルの前方或いは後方に存在する画素エリアを示す図であ
る。

【図２０】画質劣化を招く濃度分布の一例を示す図であ
る。

【図２１】画質劣化を招く濃度分布の一例を示す図であ
る。

【図２２】画質劣化を招く濃度分布の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１原稿給送部（フィーダ）２原稿台ガラス３原稿照明ランプ４スキャナ５〜７走査ミラー８レンズ１０露光制御部１１感光ドラム１２、１３現像器１４、１５記録用紙積載部１６転写分離帯電器１７定着部１８排紙ローラ１９センサ２０フラッパ２１トレー２２〜２３内部搬送路２４中間トレイ２５レジストローラ３０コントローラ部４０、４１給送ローラ４２搬送ベルト４３〜５０補助ローラ５１除去器５２帯電器１０１イメージセンサ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武田浩明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者倉橋昌裕東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者木下秀彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像信号に基づいてパルス幅変調さ
れたビーム光を用いて感光体上を走査して前記感光体上
に画像を形成する画像形成装置であって、前記入力画像信号から入力画像全体の濃度分布を求める
計測手段と、前記濃度分布に基づいて閾値を設定する設定手段と、前記閾値と前記入力画像信号の各画素の濃度とを比較す
る第１比較手段と、前記入力画像信号の各画素の濃度と前記各画素に隣接す
る隣接画素の濃度とを比較する第２比較手段と、前記第１及び第２比較手段の比較結果に従って、形成画
像の各画素に対応するビーム光のスポット中心を微小量
シフトするため前記ビーム光を発光させるパルス信号の
位置を制御する制御手段とを有することを特徴とする画
像形成手段。
【請求項２】前記ビーム光のスポット中心の微小量シ
フトは、前記ビーム光の走査方向に関して行なうことを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記各画素の濃度が前
記閾値未満であるとき前記ビーム光を発光させるパルス
信号の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載
の画像形成装置。
【請求項４】前記計測手段は、前記入力画像の各画素
の濃度値から濃度ヒストグラムを作成することを特徴と
する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記第２比較手段は、前記ビーム光の走
査方向に関し、各画素の前後１つづつの画素を前記隣接
画素とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成
装置。
【請求項６】前記第２比較手段は、前記ビーム光の走
査方向に関し、各画素の前後それぞれに複数の画素を前
記隣接画素とすることを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。
【請求項７】前記隣接画素の濃度は、前記各画素の前
方向の複数画素の濃度の単純平均と、前記各画素の後ろ
方向の複数画素の濃度の単純平均であることを特徴とす
る請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記隣接画素の濃度は、前記各画素の前
方向の複数画素の濃度の加重平均と、前記各画素の後ろ
方向の複数画素の濃度の加重平均であることを特徴とす
る請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記加重平均の重みは、前記各画素から
前記加重平均を行なう画素までの距離に依存することを
特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記制御手段は、前記隣接画素の内、
高濃度の値をもつ画素側に前記ビーム光のスポット中心
が微小量シフトされるよう、前記パルス信号の位置を制
御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項１１】前記第２比較手段は、前記ビーム光の
走査方向である第１の方向と前記第１の方向とは垂直の
第２の方向に関し、各画素の前後左右の複数の画素を前
記隣接画素とし、前記第１の方向に関する隣接画素の濃度値から前記第１
の方向に関する濃度勾配を算出する第１算出手段と、前記第２の方向に関する隣接画素の濃度値から前記第２
の方向に関する濃度勾配を算出する第２算出手段と、前記第１及び第２の方向に関する濃度勾配を合成した濃
度勾配と前記濃度勾配の方向を算出する第３算出手段と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項１２】前記制御手段は、前記合成された濃度
勾配を考慮して制御を行なうことを特徴とする請求項１
１に記載の画像形成手段。
【請求項１３】前記制御手段は、さらに前記濃度勾配
の方向が所定の方向にあるときに制御を行なうことを特
徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記制御手段は、さらに前記濃度勾配
が所定の閾値以上であるときに制御を行なうことを特徴
とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記制御手段は、さらに前記隣接画素
の濃度が前記パルス信号の位置制御の対象となっている
画素の濃度より大きい場合のみ制御を行なうことを特徴
とした請求項１４記載の画像形成装置。