JPS62145966A

JPS62145966A - 画像形成装置および方法

Info

Publication number: JPS62145966A
Application number: JP60285416A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Suzuki; 譲鈴木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-06-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、画像形成装置おＪ；び方法に関するものて必
り、特に、多階調、高解像の画像を出力できる半導体レ
ージ”プリンタを用いた画像形成装置および方法に関す
るものである。

（従来の技術）レーザを用いた電子写真式のプリンタにおいで、写真や
印刷等の中間調画像を記録するための方法としてディザ
法や濃度パターン法と呼ばれるドツトマトリックス閾値
パターンによるものがおる。

第４図（ａ）はディザ法の説明図である。図示されてい
るように、この方法は、画素単位で濃度が表現ざれた入
力画像と、マトリックス状に配置ざれた複数個の微画素
によって形成ざれた７１〜リツクス閾値パターンとの比
較を、画素単位１に対して微画素１の割合で行ない、入
力値の方か大きければＯ（あるいは１）かＯＮ　（Ｊ）
るいはＯＦＦ＞信号を出力して中間調出力画像を記録す
るものでおる。

一方、濃度パターン法は、第４図（ｂ）に示されている
ように、画素単位で表わされた入力画像と、該入力画像
の画素単位より小さな微画素をマトリックス状に配置し
て形成した閾値とを比較し、前記ディザ法と同様の信号
を出力して中間調出力画像を記録するものである。

第４図の４×４の微画素からなる閾値マトリックスを用
いると、周知のように、中間調出力画像として１７階調
（−４Ｘ４＋１　＞の画像が得られ、コレラ解像度１ｆ
ｉ　４　０　０　Ｓ　Ｏ　ｉ　　（　ｓｐｏｔ／ｉｎｃ
ｈ）のプリンタでプリントすると、これによって１ｑら
れる解像度はインチ当り１００線となる。中間調出力画
像の前記微画素に対応する画素（以下、ドツトと称す）
の濃度が２レベル（例えば、黒と白）である場合には解
像度と階調数は相反関係となるため、より高画質の画像
を得るためにはプリンタの解像度を高めなければならな
い。ここで、従来のレーザプリンタの一例を第５図で説
明する。

第１の半導体レーザ５から出力されたビームは第１のコ
リメータレンズ４によってコリメートざれポリゴンミラ
−３および結像レンズ２を通って感材ドラム１上に集光
される。このとぎ、第１の半導体レーザ５から出力ざれ
るビームは、前記ディザ法や濃度パターン法で得られた
中間調出力画像のデータに従って、２値に変調ざれるた
め、該プリンタで得られる記録画像は中間調で表現され
たものとなる。

このＪ；うなプリンタを用いた画像形成装置は、前述の
ように、高画質の画像を得ようとすると、プリンタの解
像度を高めなければならないという問題を有しているた
め、この問題を解決する方法が提案ざれている。この方
法は、特開昭５７−７６５６０号公報に示されるように
レーザビームの強度を変調してドツト｝開度自体を多値
化して高画質の画像を得ようとするものである。これは
第６図に示す様にドツト｝開度を例えば３レベル（白と
灰と黒）に設定できるとすると、２Ｘ２のマトリックス
使用時で９階調（＝　２　Ｘ　２　Ｘ　（３−１）＋１
　＞となり、従来の２レベル（白と黒）の場合に比べ約
２倍の階調数が得られるものである。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、この様な方式の場合でも、高画質の画像を得る
ためには、レーザビームの解像度を高めなければならな
いという問題点を有していた。例えば、４００ｓｐｉの
解像度のプリンタにおいて４Ｘ４の閾値マトリックスを
使用したときは１００線３３階調となるが、この程度の
性能であれば、出力画像上に擬似輪郭等が発生したり、
網点が目についたりして満足されるものとは言えない。

従って、結局、プリンタの解像度を高めなければならな
いという問題は解決されていない。

また、第５図のプリンタの場合、多値の′ａ度タレベル
安定性は３レベル（白、灰、黒）が電子写真プロセスの
安定性などからせいぜいでおるが、仮に、それ以上の濃
度レベルか得られたとしても、一本のレーザの変調に必
要なビデオレートか高くなり、この観点からも３淵度レ
ベル程度が限界でおるという問題がおった。

本発明の目的は、このような問題点を解決し、低解像の
プリンタを用いて、かつ変調に必要なビデオレートを上
げることなく、高画質の画像を得ることができる画像形
成装置および方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、多値の濃度レベルに応
じた明度を有する記録ドツトを発生する複数個の記録ド
ツト発生手段を設け、該記録ドツト発生手段から出力さ
れたドツトを合成することにより、多階調、高解像の記
録画像を得ることができる画像形成装置および方法を提
供するようにした点に特徴がある。

（実施例）以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に使用されるレーザプリンタ
の構成図である。図において、第５図と同一の符号は、
同一または同等部分をあられしている。このプリンタは
、例えばディザ法等の処理によってドツトの濃度レベル
が多値で表された画像データによって変調される第１の
半導体レーザ５および第２の半導体レーザ８を有してい
る。第１の半導体レーザ５および第２の半導体レーザ８
から出力されたビームは、それぞれ第１のコリメータレ
ンズ４および第２のコリメータレンズ７てコリメートさ
れた後、ビームスプリッタ６で合成される。ビームスプ
リッタ６で合成された後は、従来装置と同様にポリゴン
ミラー３によって偏向され、感材トラム１の艮ざ方向に
走査される。

したがって、このプリンタが、構成的に従来のプリンタ
と異なる所は、第１のコリメータレンズ４とポリゴンミ
ラー３の間の光路中にビームスプリッタ６を設け、第２
の半導体レーザ８から出力され第２のコリメータレンズ
７によってコリメートされたレーザ光を、第１の半導体
レーザ５から出力されたレーザ光と合成するようにした
点である。なお、本実施例では、第１の半導体レーザ５
から出力されるレーザのビーム径と、第２の半導体レー
ザ８から出力されるレーザのビーム径とは異なった大ぎ
ざに設定されている。

このビーム径の違いについて、第２図を用いて説明する
。同図（ａ）は第１の半導体レープ５／））ら出力され
たレーザのビーム径を示し、同図（ｂ）は第２の半導体
レーザ８から出力されたレーザのそれを示す。すなわち
、第１の半導体レーザ５のレーザビーム径はプリンタの
画素ピッチと等しく、第２の半導体レーザ８のレーをア
ビーム径は、該画素ピッチより小さく設定されている。

また、これらのレーザは３つのレベル（白、灰、黒）に
変調されている。

今、大径ビームの黒色濃度を１．０、灰色濃度を０．５
とすると、小径ビームにおける黒色濃度は面積比より０
．３６　、灰色）農度は０．１８となる。したがって、
本実施例において、第１の半導体レーザ５おにび第２の
半導体レーザ８を交互に動作けると、０．　０．１８　
、　０．３＆　、　　０．５１．：にヒ１．０（７）５
段階のレベルの濃度を得ることができる。これは従来装
置のような単一ビームを５段階の）層面レベルに変調す
るよりも安定的に得られることは明らかである。

また、前記大径ビームと小径ビームを合成すると、新た
な濃度レベルを作ることができる。第３図の大径ビーム
と小径ビームとを単純に組み合けると、その組み合じは
論理的には濃度Ｏを含めて９通りが数えられる。しかし
、実際にはこの組み合せの中に）層面レベルが飽和する
ものや、実質的に同じ濃度レベルになるものが存在する
ため、有効な組み合Ｖは、第３図に示す６通りとなる。

すなわち、大径ビームの白と、小径ビームの白、灰およ
び黒のそれぞれとを組み合Ｕた−５の、大径ビームの灰
と、小径ビームの白および黒（゛又は灰）のそれぞれと
組み合せたもの、ならびに大径ビームの黒と小径ビーム
の白（又は灰又は黒）と組み合せたものの６レベルとな
る。なお、大径ビームの灰と、小径ビームの灰および黒
のそれぞれとを組み合せた場合には多少Ｃ２度レベルが
異なるが電子写真の不安定さを考慮して両者の濃度レベ
ルを同一のレベルとしている。

明らかなように、大径ビームの灰と小径ビームの黒（又
は灰）とを合成して得られるｔａ度０．６８の新たな濃
度レベルを作ることができる。

したがって、４×４の閾値マトリックスで得られた中間
調出力画像を、本発明を適用した４００Ｓｐｉの解像度
のプリンタで記録すると、１００線８１階調（＝４ｘ４
ｘ　（６−１）　＋１　＞となる。

また、３×３の閾値マトリックスで得られた中間調出力
画像をプリントアウトすると、１３３線４６階調（＝３
Ｘ３Ｘ　（６−１＞＋１　＞となる。

本実施例によれば、従来技術の問題点の所で）ホへた従
来装置によって得られる４×４の閾値マトリックス使用
時の１００線３３階調に比べて、３倍弱の階調数が得ら
れることになり、画質の大幅な改善が期待できる。

また、本実施例の画像形成装置および方法によれば、閾
値マトリックスを適用して得られた中間調出力画像を２
レベルで記録する方式に比べてビデオレートか奈になる
。

すなわち、本実施例によって得られた前記した１００線
８１階調を２レベルのマトリックスで実現するためには
、９×９の閾値マトリックスを使用しなければならず、
プリンタの解像度は９００Ｓｐｉで必ることか必要であ
る。このプリンタを用いて、例えばＡ４サイス゛の原稿
を１攻／秒のスピードで出力するに必要なビデオレート
は７８．３ＭＨ２となる。これに対して、本実施例のプ
リンタであれば、レーザを３レベルで変調することを考
慮しても、２３．２ＭＨｚで十分である。したがって、
ビデオレートを上げることなく、高画質の記録画像を得
ることができる。換言すれば、画質を従来程度のものに
抑えるなら、３倍の高速化か可能になる。

以上の様に本実施例によれば、低解像のプリンタでも高
画質の画像を高速に得ることかできるか、ざらに高画質
化、高速化が要求される場合には、第１図の構成にざら
にレーザ光源ユニットを付加し、ビームスプリッタでレ
ー［ア光を合成するようにすれば良い。その時のビーム
径は既におるビームの径とは異なった径に設定する。こ
の様にビームの本数を増やすとビーム径の異なる濃度の
組み合せによって新たに発生する）層面レベルが増え、
ざらに高画質化、高速化が可能になる。

上記の実施例では各レーザ光源の変調レベルを３値（白
、黒、灰）としたが、本発明はこれに限定されず、それ
以外のレベルであっても実現可能でおる。

また、上記の実施例はレーザープリンタを例にして説明
したか、インジェクトプリンタやサーマルヘッドプリン
タでも異なったサイズのノズルやヘッドを複数本用いて
印画することにより、同様の効果を得ることか可能でお
る。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。

（１）低解像のプリンタを用いても、高画質の画像を記
録することができる。

（２）変調に必要なビデオレートを上げなくても、高画
質の画（象を記録することができる。

（３）画質の向上と高速化の両方を同時に図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される半導体レー（アプリンタの
一興体例の構成図、第２図は本具体例のプリンタによっ
て得られるビーム径と、その’Ｃｔ　Ｉｆとを表わす説
明図、第３図は本実施例によって得られる温度レベルの
説明図、第４図は従来のディザ法と濃度パターン法の説
明図、第５図は従来の半導体レーザプリンタの構成図、
第６図は従来方式で得られる出力画像の階調パターンを
示す。１・・・感材ドラム、３・・・ポリゴンミラー、５，８
・・・第１．第２の半導体レーザ、６・・・ビームスプ
リッタ代理人　弁理士　平木通人　外１名第１図第２図第　　　′３　　　図第　　　１　　　１７１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）濃淡を画素単位で表現された入力画像の該画素単
位の濃淡階調を、複数個の微画素によつて形成されるド
ット・マトリックス閾値パターンと比較して該微画素に
対応する画素が多値の濃度レベルで表わされた中間調出
力画像を得る手段、該多値の濃度レベルに対応した前記
微画素に対応する記録画素の明度を少くとも２個の記録
ドットの集合又は合成により実現する手段を具備し、前
記微画素に対応する記録画素の明度を前記多値の濃度レ
ベルに対応した数段階に制御できる様にしたことを特徴
とする画像形成装置。
（２）前記微画素に対応する記録画素の明度をすくなく
とも２個の記録ドットの集合又は合成により実現する手
段が、前記多値の濃度レベルに応じて変調されたレーザ
光を出力する複数個のレーザ発生手段と、複数本の該レ
ーザ光を合成するビームスプリッタと、該レーザ光を偏
向する手段と、該レーザ光によって走査される感材とか
ら構成されていることを特徴とする前記特許請求の範囲
第１項記載の画像形成装置。
（３）前記複数個のレーザ発生手段から出力されるビー
ム径はそれぞれ異なつていることを特徴とするを特徴と
する前記特許請求の範囲第２項記載の画像形成装置。
（４）前記複数個のレーザ発生手段から出力されるビー
ムの明度は各々数段階に独自に制御できることを特徴と
する前記特許請求の範囲第２項又は第３項記載の画像形
成装置。
（５）濃淡を画素単位で表現された入力画像の該画素単
位の濃淡階調を、複数個の微画素によつて形成されるド
ット・マトリックス閾値パターンと比較して該微画素に
対応する画素を多値の濃度レベルで表わし、該多値の濃
度レベルに対応した、前記微画素に対応する記録画素の
明度を少なくとも２個の記録ドットの合成により実現す
るようにしたことを特徴とする画像形成方法。
（６）複数個の記録ドット発生手段の各々から、互いに
数段階の明度を有する記録ドットを発生し、各々の記録
ドットの明度の組み合せにより、各々の記録ドットが有
する明度とは異なるあたらしい明度レベルを生成するよ
うにしたことを特徴とする前記特許請求の範囲第５項記
載の画像形成方法。
（７）前記各々の記録ドットの径がそれぞれ異なるよう
にしたことを特徴とする前記特許請求の範囲第６項記載
の画像形成方法。
（８）前記記録ドット発生手段が、レーザ発生手段であ
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第６項又は第７
項記載の画像形成方法。