JPH02164560A

JPH02164560A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH02164560A
Application number: JP63318544A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mano; 宏真野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1990-06-25

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】［産業上の利用分野コ本発明は画像形成装置、詳しくは多値画像データを入力
し中間調を含む可視画像を形成する画像形成装置に関す
るものである。

［従来の技術］従来、電子写真技術を応用したレーザビームプリンタな
どで中間調画像を出力する場合、データ発生源となるコ
ンピュータ、コントローラ等により網点やデイザ処理、
ＰＷＭ等の画像処理を行ない２値化してからプリンタに
入力する、という方法を採用していた。

［発明が解決しようとする課題］この方式によれば２値化信号を扱うため転送データ圧縮
等による高効率な中間調のデータ転送が行な久る反面、
濃度の深さ方向に関してはデータ伝送路の遅延、電子写
真プロセスの条件、機器間のバラツキ等によりホストコ
ンピュータ又はコントローラ等から同じ中間調画像デー
タを送出したにもかかわらず要望する安定した階調を得
る事が困難であった。

また、同一のホストコンピュータ、またはコントローラ
等を用いて異なった機種のプリンタを使いこなす際には
、デイザパターンと濃度の対応がプリンタによって異な
るため、プリンタに応じた濃度補正テーブルを接続する
プリンタの数だけホストコンピュータまたはコントロー
ラが必要となりプリンタ間の互換性が取りにくいという
状況が存在している。

階調を有する画像データとしては、例えば原稿をイメー
ジリーダなどで読み込んでドツトイメージに展開し、各
ドツトに深さ方向の値を与える方法がある。第３図（ａ
）、（ｂ）はＣＣＤの入／出力特性を示す図である。イ
メージリーグの画像入力部として例えばこのＣＤＤセン
サなどを用いた場合、原画像の有する濃度情報は、セン
サ部で第３図（ａ）で示すように原画像からの反射光に
ほぼリニアな電圧情報に変換される。この電圧情報は濃
度に対しては対数的な関係となるので（第３図（ｂ））
、リーダ部に於いてこの信号を補正（γ補正）する。と
ころがどの程度補正するかによって画像は大きく変化す
る。

また、接続するホストコンピュータも機種により各社各
様のフォントを有しており、文字を太めに表現する傾向
の強いものや、逆に細くすっきり見せることを意識した
ものがある。

この様に画像情報を再生するための変動要因が多数であ
るから従来、リーグ、ホストコンピュータ、プリンタ等
で１つのシステムを構築した場合、得られる画像が全体
的に薄ぼけていたり、字が細かったり、逆に全体的に濃
く文字もつぶれている等の不都合が生じた。またひどい
場合には、文字は細いが、写真やグラフィックはつぶれ
て階調がない、或いは逆に文字が太くつぶれるのに写真
、グラフィック等は薄ぼけてしまうといった場合も生じ
ていた。

これを解決するための方法として、パルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）により、露光ビームの１ドツト当りの露光時間を制
御し、等測的に濃度変調を行う方式が本願出願人により
提案されいる。そして、さらに、忠実な濃度変調を行う
ために濃度変調ステップをより細かくして、前記の様々
な問題を克服する試みが成されている。しかしながら、
濃度変調ステップを細かくぜんがために、パルス幅変調
部（特にその中のＤ／Ａ変換器等）の処理量が著しく増
加し７、このために回路の複雑化、処理時間低下という
問題が発生していた。

本発明は係る従来技術に鑑みなされたものであり、ビー
ム照射時間を決定する処理系の負担を簡略化し、且つ良
好な中間調画像を得ることを可能ならしめた画像形成装
置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］この課題を解決する本発明の画像形成装置は以下に示す
構成を備える。

すなわち、入力データに基づきビーム光を発生し、該ビーム光を感
光体に照射することで可視画像を形成する画像形成装置
において、Ｎビットで表現される多値画素データを入力
する入力手段と、前記多値画素データの所定ビット群の
状態に基づいて、前記ビーム光の照射時間を制御する第
１の制御手段と、前記多値画素データの前記所定ビット
群を除くビット群の状態に基づいて、前記ビーム光の発
光強度を制御する第２の制御手段と、前記第１及び第２
の制御手段により制御されたビーム光を前記感光体に照
射する照射手段とを備える。

［作用］かかる本発明の構成において、入力手段で入力されたＮ
ビットからなる多値画素データを入力する。そして、第
１の制御手段でもってその画素データの所定ビット群の
状態に応じてビーム光の照射時間を”制御する。また、
先の所定ビット群を除いたビット群の状態に基づいて、
第２の制御手段はビーム光の発光強度を制御する。こう
して、決定されたビーム光の照射時間と発光強度のビー
ム光を、照射手段が感光体に照射するものである。

［実施例］以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説
明する。

〈第１の実施例の説明（第１図〜第６図）〉第１図に、
本実施例におけるプリンタ装置のブロック構成図を示し
、以下、その処理概要を説明する。

不図示のデータ発生源（ホストコンピュータＹΔイメー
ジリーダ等）から出力されてくる多値デジタル画像デー
タ１　　（１画素８ビツト＝２５６階調）は、Ｉ１０ボ
ート２を通してプリンタ内のベージメモリ３に記憶され
る。ページメモリ３内に８ビツトデータの多値ビデオデ
ータとして配列された画素データは、プリント開始とと
もに逐次ラインバッファ５に読み出され、ビデオ信号と
同期をとられた後、ルックアップテーブルであるＲＡ、
Ｍ　６にてデジタル−デジタル変換を受ける。

第２図にＲＡＭ５内のルックアップテーブルの内容の一
例を示す。尚、ルックアップテーブルとは、ＲＡＭ６の
アドレスラインに入力データを入力し、その番地に書か
れたデータをデータラインから出力するものである。

例えば第２図では画像の濃度データとしてＡＯＨを入力
すると９０Ｈに変換されたデータが出、力される。

ところで、第１図において、２６はセレクタであって、
ＣＰＵ　１０はこのセレクタの状態に応じて、ＲＯＭ４
に予め記憶されているルックアップテーブルテーブル情
報の１つを読出し、ＲＡＭ６にそのデータをロードする
。第４図（ａ）（ｂ）に示す各曲線情報が、このＲＯＭ
　４内に格納されているものであるが、より細かくする
ためにより多くの曲線情報を記憶するようにしても構わ
ない。

尚、第４図（ａ）の特性は主にプリンタの出力特性のみ
を考慮したもので、標準曲線■に対して、曲線Ｉ、ＴＩ
を選択すれば出力画像は濃く、また、ＩＶ、Ｖを選択す
れば出力画像を淡く調整できる。また、第４図（ｂ）の
特性は、（ａ）の特性を対数で補正したもので、プリン
タの出力特性とリーグのＣＯＤ入力特性の両方を加味し
たものである。第４図（ｂ）においても曲線ｍの特性に
対して曲線Ｉ、ＩＩは出力画像を濃い方向に、また、＋
Ｖ、Ｖは出力画像を淡い方向に調整するものである。

いずれにしても、このＲＡＭ６で補正を受けた８ビツト
階調データは、次に、Ｄ／Ａ変換器７によりＯ〜２５６
レベルのアナログ信号に変換される。

このアナログ信号はコンパレータ９により信号発生器８
から出力される所定周期の三角波と比較され、深さ方向
の信号から長さ方向の信号への変換、すなわちパルス幅
変調を受ける。

この様子を第５図にて説明する。

第５図の信号ＡはＤ／Ａ変換器７から出力された画像信
号で信号Ｂは信号発生器８からの三角波である。これら
信号Ａ、Ｂは図示のようにビデオクロックにより同期が
とられている。

さて、信号Ａ、Ｂはコンパレーク９により比較されるこ
とにより、信号Ａのレベルに対応した長さの信号Ｃが生
成される（信号Ａ＜Ｂのときコンパレータ９の出力がＯ
Ｎとなる）。尚、信号発生器８の信号は、所定周期の繰
り返し信号であれば良く、必ずしも三角波である必要は
ない。

コンパレータ９の出力信号（パルス幅変調後の信号）は
レーザトライバ１２に入力され、レーザダイオード１３
を駆動する。そして、レーザダイオード１３から発生し
たレーザ光は定速回転しているポリゴンミラー１４によ
り、左右に振られ感光体上１９を走査する。このとき、
走査光の一部は不図示のビーム検出器で受けてビデオ信
号や信号発生器８の同期信号として用いている。

感光体】９は帯電器１７で均一な帯電を受けた後、前述
のレーザ走査を受けて、表面に静電潜像を形成する。そ
して、現像器１８でもってこの潜像を現像する。この現
像パターンは転写帯電器２Ｑにより転写材２３上に転写
され熱定着ローラ２４□２５で定行される。感光体１９
の表面に転写されず残った現像剤はクリーナ２１で回収
され、更に前露光２２により感光体上の電荷が消去され
て再び同一のプロセスを繰り返す。

以上のようにして中間調を含む画像出力を得るが、以下
に本発明で提案しているレーザ光量変調部１１について
説明する。

第６図（ａ）にＲＡＭ６により補正された８ビットデー
タの出力光を示し、第６図（ｂ）にレーザ元旦変調によ
って得られる画像１画素のドツト生成の様子を表わす。

ＲＡＭ６より補正変換された８とットデータは図示の如
く、その上位４ビツトがＰＷＭ変換用（Ｄ／Ａ変換器７
へ）出力され、下位４ビツトはレーザ光ｍ変調部１１に
出力される。

そして、上位４ビツトで表現されたパルス幅情報に従っ
てＬメーザドライバ１２が所定時間ＯＮ／０ＦＦＬ、下
位４ビツトのデータに基づく濃度情報でレーザパワーの
光量を制御するものである。

さて、今、ＲＡＭ６より補正されたデータが第６図（ａ
）に示す如く、”８７Ｈ（Ｈは１６進数を示す）°であ
ったと仮定する。

プリンタは濃さ“ＦＦＨ（１０進法では２５５）”の真
黒に対し、”８７Ｈ（１０進法では１３５）”、つまり
１３５／２５６という濃度表現をしなくてはならない。

そこで、上位４ビツトでは°’８０Ｈ（濃度として１２
８／２５６＝１７２）”　、すなわち“ＦＦＨ”Ｘｉ／
２のパルス幅を生成するＰＷＭ出力を得てレーザ発光時
間を制御すると共に、下位４ビツトで表現される“７Ｈ
”をレーザ光量の強さを変化させることによって、 “’　１．２８／２５６＋７／２５６＝１３５／２５６
°。

を達成しようとしたものである。

ここでレーザ光量変調によって濃度表現が成されること
を説明する。

第６図（ｂ）の（ｂ−１）はパルス幅変調後の信号波形
を示す。（ｂ−２）に示す波形は（ｂ−１）に基づくパ
ルス幅（ＰＷＭ変調によって決定される）で、レーザ光
量を変化させた時のドラムに潜像を作る閾値とレーザ出
力増大によりドツト径が大きくなり（破線）、結果とし
て（ｂ−３）の破線で示した様に、潜像の面積変調、即
ち、ドツトあたりの濃度変調を行ったことになる。

そこで第６図（Ｃ）に示すようにレーザダイオードに流
す電流源５０に、Ｉ、ＩＸ２．ＩＸ４、ＩＸ８といった
重みを持たせ、レーザ光量変調入力によりレーザダイオ
ード１３の駆動電流を制御することにより入力多値画像
なＰＷＭ回路で、大まかに表現した後、その濃度補間を
レーザ光量の変調によって行なう。その結果８ビツトで
表現できる２５６の多階調をＰＷＭ変調と光量変調のそ
れぞれ４ビツト毎の処理を分担して行なえるようになり
、簡単な構成で多階調を効率良く、短い処理時間で得る
ことができることになる。

〈他の実施例の説明（第７図〜第１０図）〉上述した第
１の実施例では、下位４ビツトを直接レーザ光量変調デ
ータとして、レーザ光量変調部へ入力し、上位４ビツト
のＤ／Ａ入力の１ビツトの重みをこのレーザ光量変調に
よって１６等分して入力データ値に応じたレベルまでレ
ーザパワーを補正し、濃度階調値を最適化させる場合に
ついて説明したが、−船釣にレーザパワーと潜像のドツ
ト径増大面積とは、−次比例にはならない。また、ＰＷ
Ｍ変調出力によって得られたパルス幅に関しても、その
時のＰＷＭ値に対する１ビツトに相当する濃度変化分が
、高濃度の時と低濃度の時とでは主に電子写真特性によ
って一定しない事がある。

第７図はさらにこの問題を解決できる実施例を示すもの
で、図に示すように下位４とットデータを、上位４ビツ
トの入力に応じて補正するテーブル（メモリ）２８を用
いて、補正することによりＰ　’ｖＶ　Ｍ回路で得たデ
ジタル値１ビットの重みをリニアな濃度で次の増加値へ
関連ずける事ができるよう構成したものである。

補正テーブル２８は、第６図（ａ）に示すＰＷＭ変調入
力４ビットのデータにより１６ｆｍＢの変換テーブルを
選択する。この変換テーブルは、それぞれの濃度ランク
に於いてレーザ光量変調を行うのに最も適した補正デー
タが納められており、第６図（ａ）に示すレーザ光量変
調入力４ビツトのデータによる光量補正が最もうまく補
正できるようになる。

以上説明の例では８ビツトの多値データを上位４ビツト
と下位４ビツトにデータを分割して説明をおこなってき
たが、勿論多値データとしてビット数を規定する必要は
なく、またデータの分割方法に於いても例えば第８図に
示す最下位の１ピツ、トをレーザ光量切換信号として動
作させた時においても、全てなＰＷＭ変調で行なう従来
の方式に対して、ＰＷＭの負担（分解能）は半分となり
、本発明の目的として大きな効果を充分に発揮するもの
である。

更には、第９図に示した様にビット交互に分割したり、
第１０図に示すように濃度多値データの内１ビットなレ
ーザ光量変調を実施するか否かのサインビットと位置付
け、レーザ光量変調ＯＦＦであれば残る７ビツトで表現
される濃度をＰＷＭとレーザ光量変調で分担したうちＰ
ＷＭだけで階調表現を行ない、サインビットがＯＮであ
ればＰＶ／　Ｍ＋レーザ光光度変調し階調数を自在にデ
ータ形式で切替える事も可能である。

多値データの階調数が多くなれば多値データのビット数
も当然増大するが、いずれにしても、そのデータのビッ
ト数ＮのＰＷＭとレーザ光量変調の濃度表現の分担は、
２Ｎ個の方式が考えられる。ここでは代表的な例として
Ｐ　Ｗ　Ｍ　／レーザ光景それぞれ４ビツトの場合だけ
示した。また上述した例ではＰＷＭで説明したがその他
デイザ、誤差拡散等の中間調処理技術であれば本提案の
光強度変調と併用することにより同等の効果を発揮する
ことは自明であるので説明は省略する。

以上説明した様に本実施例によれば、多値入力画素デー
タに基づいてビーム光強度を制御させる事により、ビー
ム光の照射時間を制御する回路系の負担を減らすことが
可能となり、更には、簡単な構成でもって、しかも良好
な多階調画像を再現することが可能となる。

また、ビーム光照射時間を決定するビット情報群に基づ
いて、ビーム光強度を決定するビット情報群の状態を補
正することにより、低濃度部と高濃度部になる画素を良
好な状態で再現することが可能となる。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、多値入力画素デー
タに基づいてビーム光強度を制御させる事により、ビー
ム光の照射時間を制御する回路系の負担を減らし、よっ
て簡単な構成でもって良好な多階調画像を再現すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例におけるレーザビームプリンタブロッ
ク構成図、第２図は実施例におけるルックアップテーブルの変換特
性を示す図、第３図（ａ）はＣＣＤの出力電圧と原稿反射光口との関
係を示す図、第３図（ｂ）はＣＣＤの出力電圧と原稿濃度との関係を
示す図、第４図（ａ）、（ｂ）は予め用意されているルツクアッ
プテーブル群の特性を示す図、第５図はパルス幅変調の
原理を示す図、第６図（ａ）は補正後の画素データを構
成する各ビットの用途先を示す図、第６図（ｂ）はレーザ光量変調による濃度変化が発生す
ることを示す図、第６図（ｃ）は光量変調を行うための具体的例な示す図
、第７図は他の実施例におけるレーザビームプリンタのブ
ロック構成図、第８図〜第１０図は他の実施例における補正後の画素デ
ータを構成する各ビットの用途先の応用例を示す図であ
る。図中、２・・・Ｉ１０ボート、３・・・ページメモリ、
４・・・セレクタ、５・・・ラインバッファ、６・・・
ＲＡＭ、７・・・Ｄ／Ａ変換器、８・・・信号発生器、
９・・・コンパレータ、１０・・・ＣＰＵ、・・・レーザ光量変調部、１２・・・レーザドライバ、３・・・レーザダイオード、１９・・・感光体である。キャノン株式会社０ＨＡＯＨＦＨ入力データ第２図田ｇトーもぶ縞反４″ｌ尤量原梧：、Ｒ，屓（ｂ）第３図 →ヨＦ　’ｆトーもＰＷＭ　ｆｆ１Ｔ！１人ｈレーア″−尤量衾」入力（Ｏ）（ｂ）第６図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力データに基づきビーム光を発生し、該ビーム
光を感光体に照射することで可視画像を形成する画像形
成装置において、Ｎビットで表現される多値画素データを入力する入力手
段と、前記多値画素データの所定ビット群の状態に基づいて、
前記ビーム光の照射時間を制御する第１の制御手段と、前記多値画素データの前記所定ビット群を除くビット群
の状態に基づいて、前記ビーム光の発光強度を制御する
第２の制御手段と、前記第１及び第２の制御手段により制御されたビーム光
を前記感光体に照射する照射手段とを備えることを特徴
とする画像形成装置。
（２）第１の制御手段の制御元の所定ビット群に基づい
て、第２の制御手段の制御元となるビット群の状態を補
正する補正手段を備えることを特徴とする請求項第１項
に記載の画像形成装置。