JPH09289588A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像データを記憶するメモリの容量を充分小さ
くし、かつ、搬送系のメカ的精度からくるジッタの発生
を確実に防止する。 【解決手段】イメージ展開部３１は２値画像データを受
信すると１画素１ビットのデータに展開してページメモ
リ３２に記憶し、多値画像データを受信すると１画素４
ビットの多値データに階調変換するとともに副走査方向
の解像度を主走査方向の１／４にしてページメモリに記
憶する。そして、２値の場合は２値ブロック３３に供給
し、多値の場合は多値ブロック３４に供給する。２値ブ
ロックにおいては通常のＳ／Ｐ変換を行ってレーザドラ
イブ部３５に供給する。また、多値ブロックにおいては
各１画素に対応する４ビットの階調データからパルス幅
変調した階調再現パルスを生成してレーザドライブ部に
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２値画像データ及
び多値画像データをメモリに記憶し、このメモリに記憶
した画像データを２値画像か多値画像かにより異なる画
像処理を行って画像形成部に出力する画像処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル化された２値画像データ及び多
値画像データを画像処理を行って画像形成部に出力する
画像処理装置としては、プリンタやファクシミリ装置な
どが知られている。例えば、電子写真方式を使用して画
像形成を行うレーザプリンタやレーザファクシミリ装置
では、画像データを所定のレーザ駆動用の信号に変調し
て画像形成を行っているが、画像形成部の解像度に合わ
せた２値の画像データを用いて文字、線画及び階調を表
現していた。階調を表現する方法としては、ディザマト
リクスを使用した組織的ディザ法や濃度パターン法と呼
ばれる手法が使用されている。組織的ディザ法は、入力
される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閾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、
入力される多値画像データに対してディザマトリクス内
の複数の所定閾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。

【０００３】しかし、階調表現に組織的ディザ法や濃度
パターン法を使用した場合、階調性を上げるためにディ
ザマトリクスのサイズを大きくする必要があり、ディザ
マトリクスのサイズを大きくすると解像度が低下すると
いう問題がある。また、階調表現方法として、多値画像
データを記憶するページメモリを設け、このページメモ
リの多値画像データを基に１画素毎にレーザのパルス幅
変調を行って階調表現を行う方法も知られている。この
方法は階調数を上げても解像度を低下させずに済むとい
う利点がある。しかし、この方法で使用するページメモ
リは非常に大きな容量を必要とする。例えば、解像度が
６００ｄｐｉのレーザプリンタで１画素８ｂｉｔの多値
画像データを扱う場合を想定すると、通常の白黒の２値
のレーザプリンタではＡ４サイズの原稿１枚約４メガバ
イトのメモリ容量で済むのに対し、単純にその８倍の３
２メガバイトという大きなメモリ容量を必要とする。

【０００４】このようなことから、組織的ディザ法によ
る処理とパルス幅変調を組み合わせた画像処理が開発さ
れている。これは、フル階調の画像データに多値ディザ
処理を施して階調数をある程度落とす。例えば、疑似階
調処理として４×４のディザマトリクスを使用して１６
階調を表現し、１画素内を１６階調、４ｂｉｔで表現す
るものが知られている。このようなハイブリッド型の階
調表現方法では、ディザ処理による疑似階調数と１画素
内の分割数を掛け合わせた数の階調表現ができるため、
上記の例では１６階調×１６階調で２５６階調を表現で
きることになる。そして、１画素内を１６階調、すなわ
ち、１６分割することはパルス幅変調によって比較的容
易に実現でき、また、疑似階調数も１６階調であれば４
×４のディザマトリクスで済むので単純な疑似階調処理
よりも解像度を低下させずに済むという利点がある。

【０００５】しかし、この方法を使用しても、１画素内
を４ｂｉｔで表現することになり、８ｂｉｔで表現する
ものに比べてメモリ容量は半分になるが、白黒の２値の
場合に比べてまだ４倍のメモリ容量を必要とし、メモリ
容量を充分に小さくできるまでには至らない。そこで特
開平５−７５８５２号公報では、多値画像データを低解
像度で記憶することでメモリ容量を充分に小さくするこ
とを実現している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像印刷し
た場合に画像の品質を劣化させる重要な要素として、搬
送系のメカ的精度から、副走査方向に生じるジッタある
いはバンディングと呼ばれる現象がある。このようなメ
カの搬送能力からくる画質決定要因は、基本的に主走査
方向の精度を決める、例えばレーザプリンタではレーザ
光学系、ラインプリンタではヘッドの精度が与える画質
劣化の要因に比べて大きな比重を占める場合がある。特
に、細かいドットの集合で階調を表現する階調画像など
ではジッタの画質に与える影響は非常に大きくなる。こ
れは画質濃度をドットの規則的な並びによって面積的に
表現しているものが、ジッタによってドットの並びに偏
りができ、結果として人の視覚に不必要な濃度差となっ
て現れるためである。このような問題に対し、特開平５
−７５８５２号公報のものは、何等対策が講じられてい
ないため、搬送系のメカ的精度からくるジッタの発生を
防止できず、画像の画質を劣化させるという問題があっ
た。

【０００７】そこで、請求項１記載の発明は、画像デー
タを記憶するメモリの容量を充分に小さくでき、また、
搬送系のメカ的精度からくるジッタの発生を確実に防止
できる画像処理装置を提供する。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、２値画像デ
ータと多値画像データを記憶するメモリの容量を等しく
でき、これにより、メモリの容量を充分に小さくできる
とともにメモリを２値画像と多値画像とで無駄なく効率
的に使用でき、また、搬送系のメカ的精度からくるジッ
タの発生を確実に防止できる画像処理装置を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
２値画像データ及び多値画像データをメモリに記憶し、
このメモリに記憶した画像データを２値画像か多値画像
かにより異なる画像処理を行って画像形成部に出力する
画像処理装置において、２値画像データのときはそのま
まメモリに記憶し、多値画像データのときは主走査方向
については画像形成部の表現可能階調数に合わせた階調
数変換処理を行い、副走査方向については解像度を低下
する処理を行ってメモリに記憶するものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像処理装置において、主走査方向についての階調数変換
処理を行った多値画像データの１画素のビット数がｎ
（ｎ≧２）のとき、副走査方向の解像度を、主走査方向
の解像度の１／ｎにしたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、この実施の形態は本発明を
レーザプリンタに適用したものについて述べる。図１は
レーザプリンタの画像形成部の構成を示す図で、感光ド
ラム１の周囲にコロナ帯電器２、現像装置３、転写器
４、クリーナ５及び除電ランプ６を配置し、電子写真プ
ロセスに従って画像形成を行うようになっている。前記
感光ドラム１は周面を感光面とし、画像形成時に図中矢
印で示す方向に回転する。前記コロナ帯電器２は、感光
ドラム１の感光面を均一に帯電する。このコロナ帯電器
２で帯電した感光面を走査レーザ光７により露光してこ
の感光面上に記録情報に基づいた静電潜像を形成するよ
うになっている。

【００１２】前記走査レーザ光７は、図２に示すレーザ
走査装置から出射している。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している。前記半導体レーザ発振器
８は、２値又は多値の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
されてレーザ光を出射する。前記コリメータレンズ９か
らのレーザ光を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し、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ようになっている。前記ｆθレン
ズ１１は、ポリゴンミラー１０により等角速度に偏向走
査したレーザ光を感光ドラム１の平面上に投影すべき等
速度走査レーザ光に変換する作用を為す。

【００１３】前記走査レーザ光７により感光ドラム１に
形成した静電潜像を前記現像装置３からのトナーにより
現像して顕像化し、トナー像を形成する。前記現像装置
３は、トナーホッパ１２内に収容したトナー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、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へ搬送
する途中で規制部材１６により一定の厚さに規制されて
感光ドラム１に搬送されることになる。

【００１４】前記感光ドラム１に形成したトナー像を前
記転写器４の動作により給紙部（図示せず）から搬送さ
れる転写紙１７上に転写するようになっている。そし
て、トナー像を転写した記録紙１７を熱定着装置１８に
より熱定着してから外部に排出して１枚の画像形成を終
了する。また、転写時に、前記感光ドラム１上に残った
残留トナーを前記クリーナ５により掻き落とし、さら
に、感光ドラム１の感光面を除電ランプ６で除電して次
の帯電に備えるようになる。以上の電子写真プロセス制
御を繰り返すことで複数枚の転写紙に対する画像形成を
行う。

【００１５】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２値画像データ及び多値画像デ
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は画像データを
プンリタ本体２１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
に例えばコードデータとして送信する。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及び前
述した電子写真プロセス制御を行うプリンタエンジン２
５を備え、プリンタコントローラ２４は、受信したコー
ド化した画像データ、例えばＰＤＬ等のページ記述言語
で表現した画像データをビットマップに展開してページ
メモリに格納する。前記プリンタエンジン２５は、プリ
ンタコントローラ２４からのビットマップの画像データ
をレーザ駆動用のビデオデータに変換して前記半導体レ
ーザ発振器８を発振駆動する。

【００１６】前記プリンタコントローラ２４は内部に画
像処理部を有し、この画像処理部は、図４に示すよう
に、イメージ展開部３１、ページメモリ３２、２値用ブ
ロック３３、多値用ブロック３４、レーザドライブ部３
５、セレクタ３６，３７とで構成している。すなわち、
前記イメージ展開部３１は、コード化された画像データ
をビットマップデータに展開する。このとき、画像デー
タが多値画像データのときには階調数を落とす階調変換
を行うようになっている。前記ページメモリ３２は、１
ページ分の２値のビットマップデータを記憶できる容量
を持っている。

【００１７】前記２値用ブロック３３は、２値画像デー
タをビデオデータに処理するブロックであり、前記多値
用ブロック３４は、多値画像データをビデオデータに処
理するブロックである。前記レーザドライブ部３５は、
２値用又は多値用に処理したビデオデータに従って前記
半導体レーザ発振器８を発振駆動する。前記各セレクタ
３６，３７は、２値画像データの時と多値画像データの
時とで、２値用ブロック３３を使用するか多値用ブロッ
ク３４を使用するか切り替える制御を行う。

【００１８】画像処理部についてさらに詳しく述べる
と、前記イメージ展開部３１は、２値画像データを受信
したときには、コードデータを１画素１ビットのデータ
に展開して前記ページメモリ３２に記憶させ、多値画像
データを受信したときには、コードデータを１画素４ビ
ットの多値データに階調変換する。このときの階調変換
処理は、多値ディザ処理でも多値誤差拡散処理でもよ
い。また、このときの副走査方向の解像度は主走査方向
の１／４にする。前記プリンタエンジン２５の主走査方
向の解像度が６００ｄｐｉであれば副走査方向の解像度
は実質的に１５０ｄｐｉにとなるように副走査方向につ
いて４画素まとまりの処理を行う。これにより、前記ペ
ージメモリ３２に記憶するデータの容量は２値画像の場
合と多値階調画像の場合とで等しくなる。

【００１９】前記ページメモリ３２から読出した画像デ
ータは、セレクタ３５により２値の場合は２値ブロック
３３に供給し、多値の場合は多値ブロック３４に供給す
る。そして、２値の場合は２値ブロック３３において通
常のＰ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換を行い、セレク
タ３７を介して、前記プリンタエンジン２５の画像形成
タイミングに合わせてビデオデータとして前記レーザド
ライブ部３５に供給する。

【００２０】多値の場合は多値ブロック３４にて処理を
行うが、この多値ブロック３４は図５に示すブロックに
て処理を行う。例えば、前記ページメモリ３２から図６
に示すように、１６ビットデータバス幅単位（Ｄ15〜Ｄ
0 ）で画像データを読出す。そして、この画像データを
ビット変換部４１の各Ｐ／Ｓ変換器４２，４３，４４，
４５により１画素に対応する４ビット階調データに揃え
る。すなわち、画像データＤ15〜Ｄ0 の第１画素〜第４
画素の４ビット目Ｄ15，Ｄ11，Ｄ7 ，Ｄ3 をＰ／Ｓ変換
器４２に供給してパラレル／シリアル変換し、第１画素
〜第４画素の３ビット目Ｄ14，Ｄ10，Ｄ6 ，Ｄ2 をＰ／
Ｓ変換器４３に供給してパラレル／シリアル変換し、第
１画素〜第４画素の２ビット目Ｄ13，Ｄ9 ，Ｄ5 ，Ｄ1
をＰ／Ｓ変換器４４に供給してパラレル／シリアル変換
し、第１画素〜第４画素の１ビット目Ｄ12，Ｄ8 ，Ｄ4
，Ｄ0 をＰ／Ｓ変換器４４に供給してパラレル／シリ
アル変換する。

【００２１】そして、前記各Ｐ／Ｓ変換器４２〜４５か
らシリアルデータを１ビットずつパルス幅変調部４６に
供給して各１画素に対応する４ビットの階調データから
パルス幅変調した階調再現パルスを生成し、この階調再
現パルスを前記レーザドライブ部３５に供給する。そし
て、これを１６ビットデータバス幅単位で繰り返し行っ
て１走査分のデータについての処理を行い、この同一の
１走査分のデータについて前記ページメモリ３２から再
度読出しを行い、これを４走査分繰り返すことで、副走
査方向に４ライン、主走査画素位置に対して同じ画像デ
ータを使用することになる。そして、副走査方向の繰り
返しの管理は２ビットの副走査カウンタ４７を使用して
行っている。

【００２２】すなわち、前記パルス幅変調部４６にビッ
ト変換部４１から４ビットの多値画像データを入力する
とともに副走査カウンタ４７から２ビットのカウント値
を入力することで、パルス幅変調部４６は、図７に示す
１６階調のパターンを形成するための階調再現パルスを
レーザドライブ部３５に供給することができる。これを
メモリ読出しパターンで示すと図８に示すようになる。
この図８においてＡ0〜Ａn ，Ｂ0 〜Ｂn ，Ｃ0 〜Ｃn
（ｎ＝０，１，２，…）はそれぞれ１画素４ｂｉｔの多
値データを示している。例えば、４走査ラインの各１画
素目に注目すると多値データは全てＡ0 となる。仮にＡ
0 ＝３とすると、この４画素から構成するパターンは図
９に示すようになる。すなわち、副走査カウンタ４７の
値が「０」と「１」のときには１画素の全ドット幅の１
／４のドット幅で画像形成を行い、副走査カウンタ４７
の値が「２」と「３」のときには１画素の全ドット幅の
１／８のドット幅で画像形成を行うことで、４画素全体
で図９のパターンを作ることになる。

【００２３】このような構成においては、２値画像デー
タの場合は、ページメモリ３２にはコードデータを１画
素１ビットのデータに展開して記憶させるが、多値画像
データの場合は、コードデータを１画素４ビットの多値
データに階調変換し、さらに、副走査方向の解像度を主
走査方向の１／４にして記憶する。すなわち、副走査方
向については３ラインを間引きして、例えば１ライン
目、５ライン目、９ライン目、…をページメモリ３２に
記憶することになる。

【００２４】このようにすることで多値画像データをペ
ージメモリ３２に記憶するときの容量も２値画像データ
をページメモリ３２に記憶するときの容量と等しくする
ことができ、これにより、ページメモリ３２の容量を充
分に小さくできるとともにページメモリ３２を２値画像
と多値画像とで無駄なく効率的に使用できる。例えば、
６００ｄｐｉのレーザプリンタでＡ４サイズの原稿１枚
分の２値画像データを記憶するのに必要なメモリ容量が
約４メガバイトとすると、１画素８ｂｉｔの多値画像デ
ータの場合も約４メガバイトのメモリ容量で済むことに
なり、２値画像データの記憶時に使用されないメモリ領
域が生じて無駄となることはない。

【００２５】また、副走査方向については、１つの走査
ラインのデータを４回繰り返し読出して副走査方向に４
画素単位で１６階調のパターンを形成して階調表現を行
うようにしているので、画像形成時にドットを副走査方
向に成長させることができ、これにより搬送系のメカ的
精度からくるジッタの発生を確実に防止して画質の劣化
を防止できる。

【００２６】なお、この実施の形態では、副走査方向に
４画素単位で１６階調のパターンを形成して階調表現を
行う場合に、図７に示すパターンを使用したが必ずしも
これに限定するものではなく、例えば図１０に示す１６
階調のパターンを形成して階調表現を行ってもよい。こ
の場合は、１画素のドット幅を１６分割することになる
が、副走査方向の４画素が全て同じドット幅となるの
で、各走査ライン間で区別がなく、従って、この場合は
副走査方向のライン管理を行う副走査カウンタは不要と
なる。

【００２７】また、この実施の形態では、入力する多値
画像データを１画素４ｂｉｔに変換し、これを副走査方
向に４画素組合わせて１６階調のパターンを形成するも
のについて述べたが必ずしもこれに限定するものではな
く、入力する多値画像データをプリンタエンジンの表現
可能階調数に合わせて階調数変換するものであれば１画
素を４ｂｉｔ以外の多値ビットに変換してもよく、ま
た、副走査方向の組合わせ画素数も４画素以外の複数画
素であってもよい。

【００２８】また、この実施の形態では、主走査方向に
ついての階調数変換処理を行った多値画像データの１画
素のビット数を４ビットとし、副走査方向の解像度を、
主走査方向の解像度の１／４にしたが、必ずしも多値画
像データの１画素のビット数に対して副走査方向の解像
度を主走査方向の解像度の（１／ビット数）にする必要
はない。この場合、多値画像データをページメモリに記
憶するときの容量と２値画像データをページメモリに記
憶するときの容量は等しくならないが、画像データを記
憶するメモリの容量を充分に小さくでき、また、搬送系
のメカ的精度からくるジッタの発生を確実に防止できる
という作用効果は得られる。

【００２９】さらに、この実施の形態では、ページメモ
リを使用した画像処理システムに適用したものについて
述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、ページ
メモリが記憶できるライン数よりも少ないライン数を記
憶するラインメモリを使用した画像処理システムにも適
用できるものである。なお、この実施の形態は、本発明
をレーザプリンタに適用したものについて述べたが必ず
しもこれに限定するものではなく、階調表現できるイン
クジェットプリンタやサーマルプリンタあるいはファク
シミリ装置などにも適用できるものである。

【００３０】

【発明の効果】以上、請求項１記載の発明によれば、画
像データを記憶するメモリの容量を充分に小さくでき、
また、搬送系のメカ的精度からくるジッタの発生を確実
に防止できる。

【００３１】また、請求項２記載の発明によれば、２値
画像データと多値画像データを記憶するメモリの容量を
等しくでき、これにより、メモリの容量を充分に小さく
できるとともにメモリを２値画像と多値画像とで無駄な
く効率的に使用でき、また、搬送系のメカ的精度からく
るジッタの発生を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すレーザプリンタの画
像形成部の構成図。

【図２】同実施の形態におけるレーザ走査装置の概略構
成を示す斜視図。

【図３】同実施の形態におけるシステム全体の構成を示
すブロック図。

【図４】同実施の形態におけるプリンタコントローラの
画像処理部の構成を示すブロック図。

【図５】図４の多値用ブロックの構成を示すブロック
図。

【図６】同実施の形態においてページメモリから読出す
１６ビットデータバス幅単位の画像データの構成を示す
図。

【図７】同実施の形態において階調表現する１６階調の
パターンを示す図。

【図８】同実施の形態におけるページメモリからの読出
しパターンを示す図。

【図９】図８の読出しパターンにおいてＡ0 ＝３とした
場合の階調パターン例を示す図。

【図１０】階調表現する１６階調のパターンの他の例を
示す図。

【符号の説明】

２４…プリンタコントローラ ３１…イメージ展開部 ３２…ページメモリ ３３…２値用ブロック ３４…多値用ブロック ４１…ビット変換部 ４２〜４５…Ｐ／Ｓ変換器 ４６…パルス幅変調部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２値画像データ及び多値画像データをメ
   モリに記憶し、このメモリに記憶した画像データを２値
   画像か多値画像かにより異なる画像処理を行って画像形
   成部に出力する画像処理装置において、２値画像データ
   のときはそのまま前記メモリに記憶し、多値画像データ
   のときは主走査方向については前記画像形成部の表現可
   能階調数に合わせた階調数変換処理を行い、副走査方向
   については解像度を低下する処理を行って前記メモリに
   記憶することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 主走査方向についての階調数変換処理を
   行った多値画像データの１画素のビット数がｎ（ｎ≧
   ２）のとき、副走査方向の解像度を、主走査方向の解像
   度の１／ｎにしたことを特徴とする請求項１記載の画像
   処理装置。