JPH10276329A

JPH10276329A - 画像出力装置

Info

Publication number: JPH10276329A
Application number: JP9096532A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Nishikawa; 嘉章西川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-03-30
Filing date: 1997-03-30
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】安価でしかも単純な回路により、高品質の画
像を出力することができる画像出力装置を提供する。【解決手段】画像出力装置は、スキャナ部１０５、画
像処理部１０７、プリンタ部１１２を備える。そして、
画像処理部１０７は、黒画素判定部２７１，３２１、グ
レイ画素判定部２７２，３２２、白画素判定部２７３，
３２３、パターン判定部２７４，３２４、濃度決定部２
７５，３２５を有するグレイ画素左端、右端処理部２６
０，２６１を備えている。そしてグレイ画素となってし
まう画素を注目画素とし、元の黒べた画像に戻し、しか
もプリンタ部１１２のレーザビームの位相制御、ＰＷＭ
制御を行い、画像データのスムージングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス幅変調方式
（ＰＷＭ方式）、あるいは位相変調方式（ＰＭ方式）で
レーザにより感光体上に光書き込みを行って感光体上に
静電潜像を形成すると共に、その潜像にトナーを付着さ
せてトナー画像化し、このトナー画像を記録紙に転写、
定着して多値画像を出力する画像出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像出力装置をパソコンと接続し
て使用する機会も増え、画質を重視する仕事においても
使用されるようになり、画像出力装置には、画像の色は
もちろん、画像の切れ、あるいは画像の滑らかさ等が強
く要求されている。

【０００３】画像出力装置において従来から出力画像品
質の向上を目指し、多値ディザによる中間調処理、誤差
拡散処理や、画像の滑らかさを出すために平滑化処理、
あるいは画像の切れを出すためにエッジ強調処理等の画
像処理がなされてきた。また、画像データの濃度変換に
よる画質処理ばかりでなく、レーザのパルス幅を変調す
るＰＷＭ方式、またはパルスの位相制御等についても一
般化している。

【０００４】例えば、出力画像品質の向上、具体的には
地かぶりなどの発生を防ぎ、ハイライト画像領域をより
忠実に再現するために、特開平８−１７２５２４号公報
には、最小記録信号を除外した記録信号に対する記録ビ
ームの変調値の、その最小記録信号に対応する外挿値を
有限の値にする技術が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近の画像出力装置
は、上記のように、画像の切れ、画像の滑らかさと言っ
た一見、相反するような処理を色々な方法で実現してい
る。例えば、画像の切れを出すべき領域と、画像の滑ら
かさを出すべき領域を入力画像から認識し、切り替えな
がら処理する方法、また初めに画像の滑らかさを強調
し、その後、そのデータに対してエッジ強調処理を行う
方法、さらに画像の平滑化とエッジ強調を並列に処理
し、後にそれらを最適な割合で足し合わせるといった方
法が実現されている。

【０００６】しかし、どの方法についてもハードウエア
化するにはかなり大規模な回路が必要となってくる。ま
た、これらの処理を行っていく段階で、かなりの記憶メ
モリが必要となり、コスト的に見ても実現は容易ではな
い。

【０００７】本発明は、これらの問題を解決し、安価で
しかも単純な回路により、高品質の画像を出力すること
ができる画像出力装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、パルス幅変調方式、あるい
は位相変調方式でレーザにより感光体上に光書き込みを
行って感光体上に静電潜像を形成すると共に、その潜像
にトナーを付着させてトナー画像化し、このトナー画像
を記録紙に転写、定着して多値画像を出力する画像出力
装置において、入力した画像データの白地領域を認識す
る白画素領域判定手段と、グレイ領域を認識するグレイ
画素領域判定手段と、黒領域を認識する黒画素領域判定
手段と、前記黒画素領域判定手段、前記白画素領域判定
手段、前記グレイ画素領域判定手段から、白画素、グレ
イ画素、黒画素のパタンを認識するパタン判定手段と、
前記パタン判定手段の判定結果により画像濃度を決定す
る濃度決定手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、さらに前記パタン判定手段の判定結果
に基づいてレーザビームの照射幅を演算するレーザビー
ム幅演算手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】また請求項３記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記パタン判定手段の判定結果に基づ
いてレーザビームの照射位相を制御するレーザビーム照
射位相制御手段を備えたことを特徴とする。

【００１１】また請求項４記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記白画素領域判定手段、前記グレイ
画素領域判定手段、前記黒画素領域判定手段で判定基準
として使用するスレッシュレベル値を外部から変更する
ことができることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を
示す画像出力装置の電装系のブロック図である。ＣＰＵ
１００は、バスを介して、操作部、スキャナ、画像処理
部等を制御する。このＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０１に
格納されているプログラムによって動作し、ＲＡＭ１０
２を作業領域として使用する。

【００１３】操作部１０３は、本装置に外部から何らか
のパラメータ設定等を行う場合に使用するためのタッチ
パネルやハードキーを持つ。この操作部１０３から各命
令がＣＰＵ１００に通知され、ＣＰＵ１００はそれに応
じた動作を行う。

【００１４】スキャナ部１０５は画像データを読み込
む。スキャナ部１０５は、原稿に白色光を照射し、その
反射光をＣＣＤで読み取り、Ａ／Ｄ変換し、デジタル画
像データとして原稿を読み込む。読み込んだ画像データ
を画像データバス１０６を介して画像処理部１０７に送
信する。

【００１５】この画像データを受けた画像処理部１０７
は、詳細は後述するが、本発明に関する処理を行い、さ
らにレッド、グリーン、ブルー（以下、ＲＧＢ）画像デ
ータを色材であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
ク（以下、ＹＭＣＫ）の濃度値に変換し、画像データバ
ス１０９を介して、プリンタ部１１２に出力する。

【００１６】通信制御部１０４は、操作部１０３から指
定された命令や出力タイミング等のパラメータをプリン
タ側のＣＰＵ１１０に通信用のバス１０８を介して通知
する。また、逆にプリンタ側のＣＰＵ１１０からの命令
やプリンタの状態ステータスを受信する。また、それに
対向したプリンタ側にも通信制御部１１１が設けてあ
る。

【００１７】プリンタ側のＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１１
３に格納されているプログラムによって動作し、ＲＡＭ
１１４を作業領域として使用する。本ＣＰＵ１１０の動
作としては、ＣＰＵ１００からの命令を受けてプリンタ
部１１２を制御したり、またプリンタの状態をＣＰＵ１
００に通知することである。

【００１８】図２は本発明の実施の形態を示す画像出力
装置の機構の構成図である。スキャナ部１０５は、コン
タクトガラス２０１、蛍光灯２０２、ミラー２０３，２
０４，２０５、レンズ２０６、カラーＣＣＤセンサ２０
７、制御基板２０８を備えている。

【００１９】スキャナ部１０５の動作を説明する。ま
ず、蛍光灯２０２は、白色光をコンタクトガラス２０１
上に置かれた原稿に照射する。照射された光は、原稿に
当たり反射し、反射光となってミラー２０３，２０４，
２０５で反射方向を制御され、レンズ２０６を介してカ
ラーＣＣＤセンサ２０７に到達する。

【００２０】このカラーＣＣＤセンサ２０７は、前記反
射光を電気信号に変換する。そしてこの電気信号は、制
御基板２０８上のＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に
変換される。さらにスキャナγ補正処理によりスキャナ
データの歪みを補正する。このとき、原画像に対して白
色光の反射率を示すＲＧＢ画像データがＲＧＢの濃度値
として変換される。そしてこのデジタル画像信号が、制
御基板２０８上の画像処理部１０７に入力画像データと
して読み込まれる。

【００２１】これらの工程が、蛍光灯２０２を装備した
キャリッジユニットが原稿の先端から後端までを操作す
る間繰り返されることで、１頁分の画像データが順次デ
ジタル信号として制御基板２０８の画像処理部１０７に
送信される。

【００２２】図３はスキャナ部と画像処理部との間の信
号の授受を示す図である。スキャナ部１０５と画像処理
部１０７のＩ／Ｆ信号について記述する。両者の間には
図３に示すようなＩ／Ｆ信号がある。

【００２３】まずＣＬＫ信号は、デジタル処理を行う上
で基本的な画素同期信号となる高速なクロック信号であ
る。ＬＳＹＮＣ信号は、ライン同期信号と呼ばれ、主走
査方向のライン同期信号である。このＬＳＹＮＣ信号の
立ち上がりが、主走査ラインの先頭を示している。ま
た、このＬＳＹＮＣ信号は、プリンタ部１１２におい
て、画像処理部からのＣＬＫ信号の立ち上がりにおいて
同期が取られており、ＣＬＫ信号の立ち上がりで変化す
る信号である。

【００２４】ＦＧＡＴＥ信号は、フレームゲート信号と
呼ばれ、副走査方向の有効画像領域を示す。この場合、
負論理で考えているので、ＦＧＡＴＥ信号がＬレベルで
あるとき、有効な画像がスキャナ部１０５から画像処理
部１０７へ出力されていることになる。このＦＧＡＴＥ
信号は前記ＬＳＹＮＣ信号の立ち上がりで同期が取られ
ている。

【００２５】次のＳＣＮＲ、ＳＣＮＧ、ＳＣＮＢ
信号は、各８ビットの画像データである。スキャナ部１
０５から読み込まれた原画像がＲＧＢデジタル信号とし
て、これらの信号線によって画像処理部１０７に送信さ
れる。

【００２６】図４は図３における各Ｉ／Ｆ信号を示す図
である。次に画像データの流れからいうと、画像処理部
１０７の説明をすることになるが、画像処理部１０７は
本発明に深く係わるところなので、後に詳細を記述す
る。ここでは画像処理部１０７の後段にあるプリンタ部
１１２の説明を行う。

【００２７】図２において、プリンタ部１１２はプリン
タ制御部２１７を備えている。このプリンタ制御部２１
７は、図１で示したＣＰＵ１１０と、ＲＯＭ１１３、Ｒ
ＡＭ１１４を搭載し、プリンタの全体を制御している。
また、プリンタ部１１２は、ポリゴンミラー２０９、ミ
ラー２１０、感光体ドラム２１１、現像ユニット２１
２、転写ドラム２１３、給紙カセット２１４、搬送ベル
ト２１５、定着ユニット２１６を備えている。

【００２８】図５はレーザ書き込み系の平面図である。
ポリゴンミラー２０９は、ある一定の高速度で回転し、
半導体レーザ２２０から出力されたレーザ光線を側面に
８つあるミラーに反射させて、ミラー２１０に照射す
る。そのミラー２１０の反射ビームが感光体ドラム２１
１を露光する。このとき、レーザをオン／オフすること
により、画素ごとに感光体ドラム２１１上に電位的な差
が生じ、電気的に画像データが形成される。

【００２９】図７は１画素におけるレーザ出力値を示す
図である。半導体レーザ２２０は、本発明の実施の形態
においては、ＰＷＭ方式とＰＭ方式の両方を採用し、加
えて図７に示すように、１画素の左側寄りにレーザを出
力する場合（Ａ）と、１画素の中央部付近から出力する
場合（Ｂ）、１画素の右側付近から出力する場合（Ｃ）
に選択制御信号で切り替えることができるような構成に
なっている。

【００３０】また、ラインごとの同期を取るために、同
期検知ユニット２２１が図５のように配置されている。
ライン先端のレーザ光は、ミラー２１０に反射して同期
検知ユニット２２１に入射する。これを検知して同期検
知ユニット２２１は、前記ライン同期信号であるＬＳＹ
ＮＣ信号を生成する。

【００３１】先に、画像処理部１０７からスキャナ部１
０５へＬＳＹＮＣ信号が送信されるとしたが、そのＬＳ
ＹＮＣ信号は、このプリンタ部１１２の同期検知ユニッ
ト２２１で生成され、画像処理部１０７へ渡され、それ
がスキャナ部１０５へと送信されることになる。引き続
き図２に戻って説明すると、このようにしてレーザビー
ム光線は、ポリゴンミラー２０９によって走査され、感
光体ドラム２１１を露光する。

【００３２】次に、前記露光によって感光体ドラム２１
１に電気的に画像データが形成されたところに、対向す
る現像ユニット２１２から電気的に引き合うように静電
気を帯びたトナーが転写され、トナーによる可視像を感
光体ドラム２１１上に形成する。これが第一次の転写で
ある。

【００３３】次に第一次転写によって感光体ドラム２１
１に作像された可視像は、第二の転写である感光体ドラ
ム２１１から転写ベルト２１３への転写を行う。転写ベ
ルト２１３は、ＣＰＵ１１０のタイミング制御により、
感光体ドラム２１１に形成された作像にタイミングを合
わせて回転し、転写ベルト２１３上に可視像が形成され
る。これらの転写ベルト２１３への作像がＦＧＡＴＥ信
号がＬレベルの間行われ、１色分１頁分の画像が形成さ
れる。

【００３４】このようにして、スキャナ部１０５からの
画像入力、画像処理、プリンタ部１１２における転写ベ
ルト２１３への一連の作像工程が４色分、つまり４回実
施され、転写ベルト２１３上にＫＣＭＹ４色分のトナー
が重なって転写される。

【００３５】次に、転写ベルト２１３に４色分の画像が
形成されると同時に、この転写ベルト２１３の画像の先
端とタイミングを合わせて、給紙カセット２１４にセッ
トされている記録紙が給紙系のメカニックで給紙され、
搬送ベルト２１５によって搬送される。そして、記録紙
に、前記転写ベルト２１３上の４色１頁分の画像が転写
される。

【００３６】転写された記録紙は、そのまま搬送ベルト
２１５で定着ユニット２１６まで搬送され、定着ユニッ
ト２１６においてトナーを熱で溶解し、定着ローラで圧
力を掛けて記録紙に定着させる。このトナーを定着した
記録紙を本装置外へ搬出したものが出力結果としての出
力画像となる。

【００３７】図６は画像処理部とプリンタ部との間の信
号の授受を示す図である。ここで、画像処理部１０７と
プリンタ部１１２（プリンタ制御部２１７）との間のＩ
／Ｆ信号について図６を参照し説明する。

【００３８】まず、ＣＬＫ信号、ＬＳＹＮＣ信号、ＦＧ
ＡＴＥ信号については、前述したスキャナ部１０５と画
像処理部１０７とのＩ／Ｆ信号と同様なので省略する。
ＰＬＳＹＮＣ信号は、前述の同期検知ユニット２２０で
作られたＬＳＹＮＣ信号から生成される。スキャナ部１
０５、画像処理部１０７は、ＬＳＹＮＣ信号を基準とし
て動作するが、このとき、各処理を行っていく段階で主
走査方向に画素ディレイが生じてくる。

【００３９】この画素ディレイを修正するために、ＬＳ
ＹＮＣ信号をこの画素ディレイ分遅らせた信号がＰＬＳ
ＹＮＣである。ＰＲＮＤＡＴ信号は８ビットの画像デ
ータである。このＰＲＮＤＡＴ信号は、スキャナの１
回目のスキャンによりまず、ブラック画像データをプリ
ンタ部１１２に送信し、２回目のスキャンでシアン、３
回目でマゼンタ、４回目でイエローデータをプリンタ部
１１２へ送信する。ＷＩＤ信号は、レーザビーム光線の
ＰＷＭ方式で制御するビーム幅を制御する信号である。

【００４０】図８は１画素を主走査方向に８分割した例
を示す図である。このＷＩＤ信号によってレーザビーム
の幅を１から８までの８段階に制御することが可能であ
る。また、このＷＩＤ信号は後述の画像処理部１０７に
よって画像データＰＲＮＤＡＴ信号と同期して生成さ
れる。

【００４１】ＳＥＬ信号は少し前述したが、図７に示す
ように、レーザビームの位相を制御する信号である。本
信号は、図７（Ａ）のように、画像データを１画素の先
頭から前記ＷＩＤ信号で示された幅だけレーザを出力す
る場合と、（Ｂ）のように中央部から出力する場合、
（Ｃ）のように後端部から出力する場合を制御する。

【００４２】図９は例えば、画像濃度が０×Ｂ０で、ビ
ーム幅３、位相位置を後端とした場合の出力例を示す図
である。次にこのビーム幅と位相位置を制御する回路に
ついて説明する。図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれ
ぞれ画素の先端、中央、後端に画像データを位相制御す
るための三角波を示す図、図１１は三角波発生回路図、
図１２は図１１の各々動作タイミングチャート、図１３
はアナログスイッチによる波形切り替え回路図である。

【００４３】三角波発生回路は、図１０の３種類の三角
波を生成するために、図１１のように、積分器２３０、
スイッチ２３１、コンデンサＣ等から構成される。まず
画素の中央部がピークとなる三角波〔図１０の（Ｂ）〕
を生成するために、画素クロックをスイッチ２３１のオ
ン／オフ制御信号としてスイッチ２３１に入力する。ス
イッチ２３１は、図１２に示すように、制御信号、この
場合ＣＬＫがＬでオン、Ｈでオフとなる。スイッチ２３
１がオフの状態でＶｉｎからの電荷がコンデンサＣに蓄
積される。

【００４４】次に、スイッチ２３１がオンされると、コ
ンデンサＣに蓄積された電荷が放出される。このコンデ
ンサＣへの電荷の蓄積、放出が繰り返されて、Ｖｏｕｔ
において三角波が生成される。このとき、スイッチ２３
１へのオン／オフ制御の信号として前記ＣＬＫ信号を入
力することで、ＣＬＫ信号に同期した図１２のＶｏｕｔ
のような三角波ができる。

【００４５】また、前記ＣＬＫ信号を２分周したＣＬＫ
２信号をスイッチ２３１の切り替え信号とすることで、
図１２のＶｏｕｔ２のような周期が２倍の三角波を得る
ことができる。また、このＣＬＫ２信号の位相をＣＬＫ
２信号の周期の半分ずらすことで、図１２のＶｏｕｔ３
のようなＣＬＫ信号に対して、２倍周期でさらに１ＣＬ
Ｋ遅延した三角波を得ることができる。

【００４６】これらの波形を図１３のように、アナログ
スイッチ２４０で切り替えることで、図１０の３種類の
三角波を得ることができる。この３種類の三角波を利用
して、図２５に示すように、半導体レーザのビーム幅、
位相を制御することができる。また、これに付いては後
述する。

【００４７】次に、本発明に係る画像処理部について説
明する。画像処理部１０７は、図１５で示すように、ス
キャナ部１０５とプリンタ部１１２の間に位置し、それ
ぞれのＩ／Ｆ信号を介して、スキャナ部１０５からの入
力画像データに画像処理を施し、プリンタ部１１２へ送
信する。

【００４８】図１６は、前記したＩ／Ｆ信号の中の制御
信号だけの具体的な発生回路を示している。

【００４９】ＣＬＫ信号は、画像処理部１０７の発振回
路２５０から生成され、それぞれスキャナ部１０５、プ
リンタ部１１２、及び画像処理部１０７に送信されてい
る。ＬＳＹＮＣ信号は、前記したようにプリンタの同期
検知ユニット２２０から生成されるライン同期信号であ
る。このＬＳＹＮＣ信号は、スキャナ部１０５と画像処
理部１０７の主走査のライン先頭の同期信号として使用
している。

【００５０】ＰＬＳＹＮＣ信号は、スキャナ部１０５、
画像処理部１０７で生じる主走査方向の画素ディレイに
合わせてＬＳＹＮＣ信号を遅延させた信号であり、プリ
ンタ部１１２のライン同期信号となる。ＰＦＧＡＴＥ信
号は、同様に副走査方向のディレイを調節した信号で、
プリンタ部１１２の書き込みタイミングを示す信号であ
る。

【００５１】図１７は本発明の実施の形態を示す画像処
理部のブロック図、図１８は図１７に示すグレイ画像左
端処理部のブロック図、図１９は同じくグレイ画像右端
処理部のブロック図である。なお、図１４（Ａ）〜
（Ｆ）は原稿画像データから出力画像までの画像処理の
説明図である。図１７に示すように、画像処理部１０７
は、グレイ画像左端処理部２６０、グレイ画像右端処理
部２６１、グレイ画像左端右端判定部２６２、色変換処
理部２６３からなる。

【００５２】まず、これらの機能概要を説明する。例え
ば、図１４の（Ａ）のような黒べた画像を考える。スキ
ャナ部１０５は、図１４（Ａ）の原稿画像データを読み
込み、デジタル画像として図１４（Ｂ）のような画像を
入力する。図１４（Ｂ）の画像が示すように原画像が黒
べた画像であっても、その黒べた画像の端部は、つまり
図１４（Ｃ）の○で示した画素は、１画素に白地部と黒
べた部が両方入っているために、黒べたではなくグレイ
色になってしまう。本発明は、このグレイとなってしま
う画素を注目画素とし、元の黒べた画像に戻し、しかも
プリンタ部１１２のレーザビームの位相制御、ＰＷＭ制
御を行い、画像データのスムージングを行うものであ
る。

【００５３】図１４（Ｄ）に、図１４（Ｂ）の画像に示
した注目画素の拡大図を示す。この注目画素は、元は白
べた画像と黒べた画像の境界上であり、スキャナ部１０
５で読み込むとグレイ色となってしまっている。これを
より元の画像に近づけるために以下のような演算を行
う。例えば、グレイ画素の濃度値を０×Ａ０、注目画素
の隣の黒べた側の画素の濃度を０×ＦＦとすると（最高
濃度は０×ＦＦ）、このグレイ色の注目画素の原画像の
濃度値はその隣の画素の濃度０×ＦＦであったと言える
ので、求める注目画素の濃度値は０×ＦＦである。この
ときのレーザビームのこの注目画素におけるビーム幅
は、０×Ａ０／０×ＦＦ＝５／８、つまり、５／８画素
である。

【００５４】しかもこの場合、レーザの位相を１画素の
右側にすることで、図１４（Ｅ）で示すような画像を出
力できる。これらの処理を画像全体で行った結果が図１
４（Ｆ）である。図１４（Ｂ）の従来の画像に比べて、
より先鋭さのある画像で、しかもジャギーの少ない滑ら
かな画像を得ることができるのである。

【００５５】本処理を実現するためにグレイ画像左端処
理部２６０は、図１４（Ｃ）のａ側の○印のある画素、
つまり黒べた画像の左側を検知するブロックで、グレイ
画像右端処理部２６１は、図１４（Ｃ）のｂ側の○印の
ある画素、つまり黒べた画像の右側を検知するブロック
である。

【００５６】グレイ画像左端処理部２６０から出力され
るＪＵＤＧＥ１信号は、注目画素が図１４（Ｂ）のよう
に、白地からグレイ画像に切り替わる画素であるかを示
す１ビットの信号である。ＲＧＢ１信号は、前記濃度演
算を行ったＲＧＢ２４ビットの画像データである。ＷＩ
Ｄ１信号は、プリンタ部１１２のレーザビーム幅の演算
を行った結果を例えば、ビーム幅を８段階に分けるとす
ると３ビットの出力信号である。

【００５７】グレイ画像右端処理部２６１は、図１４の
（Ｂ）の黒べた画素からグレイ画素に切り替わったとき
のグレイ画素について、グレイ画像左端処理部２６０と
同様の処理を独立に行う。

【００５８】次に、グレイ画像左端右端判定部２６２
は、グレイ画像左端処理部２６０からのＪＵＤＧＥ１信
号とグレイ画像右端処理部２６１からのＪＵＤＧＥ２信
号を見て、注目画素が図１４（Ｃ）で示すａ側の画像で
あるか、ｂ側の画像であるかを判定し、ａ側の画像であ
れば、グレイ画像左端処理部２６０のＲＧＢ１、ＷＩＤ
１信号を後段に出力し、ｂ側の画像であれば、グレイ画
像右端処理部２６１のＲＧＢ２、ＷＩＤ２信号を後段に
出力する。

【００５９】また、ＳＥＬ信号は、図７に示すように、
プリンタ部１１２のレーザビームの位相を画素の左端か
ら書き込むか、中央から書き込むか、右端から書き込む
かをプリンタに通知するための２ビット信号である。こ
の信号も、グレイ画像左端右端判定部２６２がＪＵＤＧ
Ｅ１信号とＪＵＤＧＥ２信号から判断し、後段に出力さ
れる。色変換処理部２６３は、スキャナ部１０５からの
ＲＧＢ画像データを色材であるＹＭＣＫのトナー色に変
換し、プリンタ部１１２に送信するブロックである。

【００６０】グレイ画像左端処理部２６０の詳細につい
て説明する。前述したように、図１８がグレイ画像左端
処理部２６０のブロックである。本グレイ画像左端処理
部２６０は、スキャナ部１０５からのＲＧＢ各８ビット
画像データを、それぞれ２段のフリップフロップ２７０
を介して、主走査３画素分の画像データを参照する。そ
してこの３画素の１画素目を黒画素判定部２７１、２画
素目をグレイ画素判定部２７２、３画素目を白地画素判
定部２７３に入力する。黒画素判定部２７１が、１画素
目が黒画素であること、２画素目がグレイ画素であるこ
と、そして３画素目が白画素であることをそれぞれ判定
する。

【００６１】このときの黒画素判定部２７１の回路を図
２０に示す。本回路は、画像処理部１０７に入力された
ＲＧＢ画像データ（０×ＦＦが最高濃度とする）をま
ず、コンパレータ（１）２８０で比較し、ＲＧＢそれぞ
れ同濃度であるかを判定する。もし、同濃度であれば、
画像データが白かグレーか、黒データであると言える。
さらに、コンパレータ（２）２８１で黒データを示すス
レッシュレベルと入力データを比較し、そのスレッシュ
以上であれば、その画素は黒画素であるということが判
定できる。このようにして黒画素判定部２７１は、簡単
な構成で黒画素を判定し、後段のパタン判定部（１）２
７４にその判定結果を出力する。

【００６２】次に、グレイ画素判定部２７２について図
２１を参照して説明する。まず、ＲＧＢデータをコンパ
レータ（３）２９０で比較し、ＲＧＢそれぞれ同濃度で
あるかを判定する。もし、同濃度であれば、画像データ
が白か、グレーか、黒データであると言える。さらに、
コンパレータ（４）２９１とコンパレータ（５）２９２
でグレイデータを示す２つのスレッシュレベルと入力デ
ータを比較し、その２つのスレッシュ内であれば、その
画素はグレイ画素であるということが判定できる。この
ようにしてグレイ画素判定部２７２は、簡単な構成でグ
レイ画素を判定し、後段のパタン判定部（１）２７４に
その判定結果を出力する。

【００６３】次に、白画素判定部２７３について図２２
を参照して説明する。まず、ＲＧＢデータをコンパレー
タ（６）３００で比較し、ＲＧＢそれぞれ同濃度である
かを判定する。もし、同濃度であれば、画像データが白
か、グレーか、黒データであると言える。さらに、コン
パレータ（７）３０１で白地を示すスレッシュレベルと
入力データを比較し、そのスレッシュより小さければ、
その画素は白画素であるということが判定できる。この
ようにして白画素判定部２７３は、簡単な構成で白画素
を判定し、後段のパタン判定部（１）２７４にその判定
結果を出力する。

【００６４】ここで、比較対象となる幾つかのスレッシ
ュレベル値は、操作部１０３から入力され、ＣＰＵ１０
０を介して画像処理部１０７に通知される。次に、パタ
ン判定部（１）２７４は、これらの３つの判定結果に基
づいて前記３つの判定結果が全て真であれば、注目画素
が黒画素からグレイ画素となり、さらに白画素が続いて
いることを識別する。パタン判定部（１）２７４の識別
結果によって濃度決定部２７５は、後段に前記黒画素の
濃度値を注目画素の濃度値として出力するか、そのまま
注目画素の濃度値を出力するかを選択する。また、レー
ザビーム幅演算部２７６は、パターン判定部（１）２７
４の判定結果によって、後段に１画素分のレーザ幅を持
った画像を出力するか、前記演算によりレーザ幅を演算
した結果を出力するかを選択する。

【００６５】図２３はパタン判定部（１）、濃度決定
部、レーザビーム幅演算部のブロック図である。パタン
判定部（１）は３入力アンドゲート３１０を、濃度決定
部及びレーザビーム幅演算部はセレクタ３１１，３１２
を有している。レーザビーム幅演算部２７６において、
パタン判定部（１）２７４の出力が偽であれば、固定値
の８を出力する。これは、１画素を８段階分割しビーム
幅を制御しているので、１画素分のビーム幅を出力させ
るためである。

【００６６】次に、図１７のグレイ画像右端処理部２６
１について説明する。本グレイ画像右端処理部２６１
は、グレイ画像左端処理部２６０とほぼ同等の機能を持
つ。グレイ画像左端処理部２６０との違いは、グレイ画
像左端処理部２６０が主走査方向の３画素を、黒画素、
グレイ画素、白地画素という順に判定したのに対して、
グレイ画像右端処理部２６１は、反対の白地画素、グレ
イ画素、黒画素の順に判定する点である。

【００６７】図１９に示すように、グレイ画像右端処理
部２６１は、２段のフリップフロップ３２０、白画素判
定部３２１、グレイ画素判定部３２２、黒画素判定部３
２３、パタン判定部（２）３２４、濃度決定部３２５、
レーザビーム幅演算部３２６を備えている。

【００６８】次に、図１７のグレイ画像右端左端判定部
２６２の説明を行う。グレイ画像左端右端判定部２６２
は、グレイ画像左端処理部２６０の出力ＪＵＤＧＥ１
と、グレイ画像右端処理部２６１の出力ＪＵＤＧＥ２を
基に、グレイ画像左端処理部２６０から出力されたＲＧ
Ｂ１，ＷＩＤ１を選択するか、グレイ画像右端処理部２
６１から出力されたＲＧＢ２，ＷＩＤ２を選択するか、
あるいはスキャナ部１０５からの画像データであるＲＧ
Ｂ信号を選択するかを制御する。ＪＵＤＧＥ１が真、Ｊ
ＵＤＧＥ２が偽のときはＲＧＢ１，ＷＩＤ１を選択す
る。また、ＪＵＤＧＥ１が偽、ＪＵＤＧＥ２が真のとき
はＲＧＢ２，ＷＩＤ２を選択し、それ以外のときはスキ
ャナ部１０５からの元の画像データを選択する。

【００６９】図２４は図１７のグレイ画像左端右端判定
部のブロック図である。グレイ画像左端右端判定部２６
２は、オアゲート３３０、セレクタ３３１，３３２を有
する。ＳＥＬ信号は、本ブロックで生成する２ビットの
レーザビームの位相を制御する信号である。これは図２
３に示すように、前記ＪＵＤＧＥ１，ＪＵＤＧＥ２信号
によって決定される。ＳＥＬ信号が０のときはビーム位
相を中央とし、１のときは左側、２のときは右側にな
る。

【００７０】次に図１７の色変換処理部２６３である
が、画像出力装置を構成する上で必要なブロックではあ
るが本発明に直接係る部分ではないので、このブロック
に関しては、ＲＧＢデータからＫＣＭＹデータに最適に
変換する回路があるものとして、本ブロックの説明は省
く。

【００７１】次に、上記のような構成の画像処理部１０
７によって出力された画像データであるＲＧＢ信号（２
４ビット：ＲＧＢ各８ビット）、レーザのビーム幅を示
すＷＩＤ信号（３ビット）、レーザビームの位相を示す
ＳＥＬ信号（２ビット）を受けて、どのように構成され
たプリンタ部１１２がどのように動作するかを記述す
る。

【００７２】図２５はプリンタ部のブロック図である。
Ｋ／Ｃ／Ｍ／Ｙは、前段の色変換処理部２６３からのブ
ラック、シアン、マゼンタ、イエローの各８ビットの画
像データである。これら４色は、４回のスキャンで面順
次で順次送出される。ＳＥＬ信号は、半導体レーザ２２
０の位相を選択する信号である。この選択信号により画
素の右側からビームを照射する場合、中央から照射する
場合、そして左側から照射する場合に選択することがで
きる。ＷＩＤ信号は、半導体レーザ２２０の１画素内に
おけるビームの照射幅を指定する信号である。本信号は
３ビットで、画素幅の１／８から８／８の範囲で１／８
単位で制御することができる。

【００７３】プリンタγ補正回路２６０は、前段の画像
処理部で生成されたＫ／Ｃ／Ｍ／Ｙデータを、プリンタ
の再現可能な色空間に画像データを補正するための回路
である。これはＳＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）を用い
たＬＵＴ（ルックアップテーブル）で実現できる。

【００７４】三角波発生回路３４２は、図１０で示すよ
うな３種類の三角波を生成するための回路である。回路
構成としては、図１１、図１３で示したような回路であ
って、この回路に入力するクロックを３種類設けること
で、３種類の三角波を生成している。

【００７５】発振回路３４１は、その半導体レーザ２２
０のビーム幅を制御する三角波を生成するための３種類
のクロックを発生する回路である。前記図１１で示した
が、この図１１のＣＬＫ信号に図１２で記述したＣＬＫ
１，ＣＬＫ２，ＣＬＫ３の３種類のＣＬＫ信号を入力す
ることにより、前記３種類の三角波を生成することがで
きる。次に、コンパレータ３４３は、前段の画像処理部
１０７からのＷＩＤ信号と前記３種類の三角波との比較
を行うことにより、半導体レーザ２２０のビーム幅を生
成する。

【００７６】図２７（Ａ），（Ｂ）は図２５に示すコン
パレータの処理を説明するための図である。例えば、Ｗ
ＩＤ信号の値が４であった場合、同図（Ａ）に示すよう
に、三角波と、ＷＩＤの値が４のレベルとの比較をコン
パレータ３４３により行うことで、同図（Ｂ）に示すよ
うな１画素の幅に対して半導体レーザ２２０の照射幅を
示す出力信号、図２５で言うと、ＰＷＭ１，ＰＷＭ２，
ＰＷＭ３を得ることができる。

【００７７】次に、図２５のセレクタ３４４は、ＳＥＬ
信号によって前記３種類のＰＷＭ信号のうちのどの信号
を使用するかを選択する。このセレクタ３４４により、
図２６のＰＷＭ信号で示すように、画素内の左側、中
央、右側と、レーザビームの位相を制御することができ
る。そして、図２５のゲート回路３４５で、この選択さ
れたＰＷＭ信号と画像データとの論理演算をすることに
より、図２６のＬＤ信号に示すような画像の濃度とその
ビーム照射幅、さらにビーム照射位相が制御された信号
を生成することができるのである。このようにして、多
値画像信号に応じて変調した半導体レーザビームで感光
体ドラム２１１を露光することにより、前記本発明の目
的を達するような画像を形成することができる。

【００７８】

【発明の効果】請求項１ないし４記載の発明によれば、
安価でしかも単純な回路により、原稿色に近い画像濃度
の画像、即ち高品質な画像が得られる画像出力装置を提
供することができる。

【００７９】また請求項２記載の発明によれば、画像デ
ータのジャギーを軽減し、滑らかな画像を出力すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す画像出力装置の電装
系のブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態を示す画像出力装置の機構
の構成図である。

【図３】スキャナ部と画像処理部との間の信号の授受を
示す図である。

【図４】図３における各Ｉ／Ｆ信号を示す図である。

【図５】レーザ書き込み系の平面図である。

【図６】画像処理部とプリンタ部との間の信号の授受を
示す図である。

【図７】１画素におけるレーザ出力値を示す図である。

【図８】１画素を主走査方向に８分割した例を示す図で
ある。

【図９】画像濃度、ビーム幅、位相位置を所定の値にし
たときの出力例を示す図である。

【図１０】それぞれ画素の先端、中央、後端に画像デー
タを位相制御するための三角波を示す図である。

【図１１】三角波発生回路図である。

【図１２】図１１の各部の動作タイミングチャートであ
る。

【図１３】アナログスイッチによる波形切り替え回路図
である。

【図１４】原稿画像データから出力画像までの画像処理
の説明図である。

【図１５】スキャナ部と画像処理部とプリンタ部間の信
号の授受を示す図である。

【図１６】画像処理部におけるＩ／Ｆ信号中の制御信号
部分の発生回路図である。

【図１７】本発明の実施の形態を示す画像処理部のブロ
ック図である。

【図１８】図１７に示すグレイ画像左端処理部のブロッ
ク図である。

【図１９】図１７に示すグレイ画像右端処理部のブロッ
ク図である。

【図２０】図１８に示す黒画素判定部のブロック図であ
る。

【図２１】図１８に示すグレイ画素判定部のブロック図
である。

【図２２】図１８に示す白画素判定部のブロック図であ
る。

【図２３】パターン判定部（１）、濃度決定部、レーザ
ビーム幅演算部のブロック図である。

【図２４】図１７に示すグレイ画像左端右端判定部のブ
ロック図である。

【図２５】プリンタ部のブロック図である。

【図２６】レーザビームの位相が画素の左側、中央、右
側のそれぞれにおける各信号のタイミングチャートであ
る。

【図２７】図２５に示すコンパレータの処理を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１００ＣＰＵ１０１ＲＯＭ１０２ＲＡＭ１０３操作部１０４通信制御部１０５スキャナ部１０６画像データバス１０７画像処理部１０８通信用のバス１０９画像データバス１１０ＣＰＵ１１１通信制御部１１２プリンタ部１１３ＲＯＭ１１４ＲＡＭ２０１コンタクトガラス２０２蛍光灯２０３，２０４，２０５ミラー２０６レンズ２０７カラーＣＣＤセンサ２０８制御基板２０９ポリゴンミラー２１０ミラー２１０２１１感光体ドラム２１２現像ユニット２１３転写ドラム２１４給紙カセット２１５搬送ベルト２１６定着ユニット２２０半導体レーザ２２１同期検知ユニット２３０積分器２３１スイッチ２４０アナログスイッチ２５０発振回路２６０グレイ画像左端処理部２６１グレイ画像右端処理部２６２グレイ画像左端右端判定部２６３色変換処理部２７０フリップフロップ２７１，３２１黒画素判定部２７２，３２２グレイ画素判定部２７３，３２３白画素判定部２７４，３２４パタン判定部２７５，３２５濃度決定部２８０コンパレータ（１）２８１コンパレータ（２）２９０コンパレータ（３）２９１コンパレータ（４）２９２コンパレータ（５）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルス幅変調方式、あるいは位相変調方
式でレーザにより感光体上に光書き込みを行って感光体
上に静電潜像を形成すると共に、その潜像にトナーを付
着させてトナー画像化し、このトナー画像を記録紙に転
写、定着して多値画像を出力する画像出力装置におい
て、入力した画像データの白地領域を認識する白画素領域判
定手段と、グレイ領域を認識するグレイ画素領域判定手段と、黒領域を認識する黒画素領域判定手段と、前記黒画素領域判定手段、前記白画素領域判定手段、前
記グレイ画素領域判定手段から、白画素、グレイ画素、
黒画素のパタンを認識するパタン判定手段と、前記パタン判定手段の判定結果により画像濃度を決定す
る濃度決定手段と、を備えたことを特徴とする画像出力装置。
【請求項２】請求項１記載において、さらに前記パタン判定手段の判定結果に基づいてレーザ
ビームの照射幅を演算するレーザビーム幅演算手段を備
えたことを特徴とする画像出力装置。
【請求項３】請求項１記載において、前記パタン判定手段の判定結果に基づいてレーザビーム
の照射位相を制御するレーザビーム照射位相制御手段を
備えたことを特徴とする画像出力装置。
【請求項４】請求項１記載において、前記白画素領域判定手段、前記グレイ画素領域判定手
段、前記黒画素領域判定手段で判定基準として使用する
スレッシュレベル値を外部から変更することができるこ
とを特徴とする画像出力装置。