JPH04345267A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH04345267A
JPH04345267A JP3118272A JP11827291A JPH04345267A JP H04345267 A JPH04345267 A JP H04345267A JP 3118272 A JP3118272 A JP 3118272A JP 11827291 A JP11827291 A JP 11827291A JP H04345267 A JPH04345267 A JP H04345267A
Authority
JP
Japan
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signal
pattern
image
image signal
pulse width
Prior art date
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Pending
Application number
JP3118272A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Murata
和行 村田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多値画像をパルス幅変調
することにより2値化して画像を形成する画像形成装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、レーザビームプリンタ等の画像形
成装置には、高解像度と優れた階調性がともに要求され
ている。
【0003】以下図面を参照しながら、上記した従来の
画像形成装置の一例について説明する。
【0004】図8は従来のパルス幅変調回路のブロック
図である。図8において、102はD/A変換器であり
、ラスタースキャンのディジタル画像信号101をアナ
ログ画像信号103に変換する。104は1/2分周器
であり、ディジタル画像信号101の画素クロック11
9を1/2分周し、スクリーンクロック120を出力す
る。105,106,107はそれぞれパターン信号発
生回路A,B,Cであり、スクリーンクロック120に
基づき、それぞれパターン信号A108,B109、C
110を出力する。パターン信号A108,B109、
C110の周期は画素クロックの2倍であり、それぞれ
の波形は異なる。111,112,113はコンパレー
タであり、アナログ画像信号103と、パターン信号A
108,B109,C110とをそれぞれ比較し、パル
ス幅変調されたPWM信号A121、B122、C12
3をそれぞれ出力する。116は濃度勾配検出回路であ
り、画像信号101の主走査方向の濃度勾配を検出し、
濃度勾配検出信号117を出力する。114はセレクタ
であり、濃度勾配検出信号117に基づき、PWM信号
A121,B122,C123のうち1つを選択しPW
M信号115を出力する。
【0005】図9は図8の従来のパルス幅変調回路のタ
イミング図である。パターン信号A108は右上がりの
ランプ波である。パターン信号B109は三角波である
。パターン信号C110は右下がりのランプ波形である
。図8の濃度勾配検出回路116は2は、画像信号の濃
度勾配の方向および勾配の大きさを検出し、セレクタ1
14によりどのPWM信号を選択するかを決定する。 図9の最下段はセレクタ114が選択するPWM信号を
示している。
【0006】以上のような従来のパルス幅変調回路は、
パターン信号の周期は画素クロックの2倍であるにも関
わらず、文字などの線画を含む画像信号をパルス幅変調
する場合でもエッジ部がギザギザになることがなく、文
字部の解像度低下を防ぐことが可能であるというもので
ある。(例えば、特開平2−47973号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、画像信号中に斜め線や網点がある場合、
2次元的には濃度勾配が大きいにもかかわらず、主走査
方向の濃度勾配は縦線の場合に比べて小さくなるので最
適なパターン信号を選択できなくなる。
【0008】また、画像信号中に横線がある場合、パタ
ーン信号の周期で横線が切れ切れになってしまう。
【0009】さらに、3種類のパターン信号を用いてい
るのでパターン信号発生手段およびコンパレータが3つ
必要となる。
【0010】加えて、画素クロックの周波数が大きくな
ると、パターン信号に高周波成分を多く含むランプ波を
用いているので、短周期のランプ波を生成するのが困難
となる。
【0011】本発明は上記問題点に鑑み、画像信号中に
斜め線、網点、横線、文字等の線画が含まれている場合
でも、線画部分は高解像度で画像を形成でき、さらに三
角波を発生するパターン信号発生手段は2つでよい画像
形成装置を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の画像形成装置は、画像信号のエッジを検出
するエッジ検出手段と、前記画像信号の画素クロックと
同じ周期の第1のパターン信号を発生する第1のパター
ン発生手段と、前記画像信号の画素クロックより長い周
期の第2のパターン信号を発生する第2のパターン発生
手段と、前記第1のパターン発生手段からのパターン信
号に基づいて前記画像信号をパルス幅変調する第1のパ
ルス幅変調手段と、第2のパターン発生手段からのパタ
ーン信号に基づいて前記画像信号をパルス幅変調する第
2のパルス幅変調手段と、前記エッジ検出手段の出力す
るエッジ成分信号の大きさに基づいて、前記第1または
第2のパルス幅変調手段より出力される変調信号のいず
れかを選択する選択手段とを備えることを特徴とする。
【0013】また、前記第1および第2のパターン信号
は三角波であることを特徴とする。さらに、前記エッジ
検出手段は、画像信号をM×N画素のウインドウで走査
し、2次元の2次微分成分を算出する手段または、前記
ウインドウ内の画像信号の最大値と最小値の差を算出す
る手段を備えることを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明は上記した構成によって、画像信号のエ
ッジ部分は画像信号の分解能と同じ高解像度で画像を形
成し、中間調部分は、画像信号の分解能よりパルス幅変
調後の分解能を落とし階調性を向上させることにより、
エッジ部がギザギザになることがなく、文字部の解像度
低下を防ぐことが可能である。
【0015】また、パターン信号に三角波を用いること
により画素クロック周波数が高くなっても容易にパター
ン信号を生成できる。
【0016】さらに、画像信号中のエッジの検出を2次
元的に行なうので確実にエッジのある部分を検出できる
【0017】
【実施例】以下本発明の一実施例の画像形成装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0018】図1は本発明の実施例における画像形成装
置一つであるレーザビームプリンタの画像信号処理部の
概略ブロック図である。図1において、1はラインバッ
ファメモリであり、入力画像信号4を1ライン分遅延す
るとともに書き込みと読みだしのクロックレートおよび
タイミングを変える。ラインバッファ1の書き込みクロ
ックは入力画像信号4の同期クロックであるRCLK5
である。ラインバッファ1の読みだしクロックはVCL
K16である。2および3はラインバッファメモリであ
り、入力信号7および8を1ライン分遅延する。ライン
バッファ2および3の書き込みおよび読みだしクロック
はともにVCLK16である。9はエッジ検出回路であ
り、ラインバッファメモリの出力6,7,8を入力とし
、画像信号を3×3画素のウインドウで走査して、画像
信号のエッジの大きいところでHIGHとなるエッジ検
出信号10を出力する。11は遅延回路であり、ライン
バッファメモリ2から読みだされた画像信号7を、エッ
ジ検出回路9での処理にかかるクロック分(VCLK)
遅延する。12はガンマ変換回路であり、入力画像信号
の濃度特性を変換し、変換された画像信号33を出力す
る。ガンマ変換回路12はエッジ部用の変換特性とそれ
以外の変換特性の2つをもち、エッジ検出信号がHIG
Hのときは文字部の変換特性を用いる。13はD/A変
換器であり、変換された画像信号33をアナログ画像信
号22に変換する。14はビームディテクト信号生成回
路であり、ピンフォトダイオード30にレーザビームが
入射したときビームディテクト信号32を生成する。
【0019】15はタイミング信号生成回路であり、ビ
ームディテクト信号32によりライン同期を取ってVC
LK16とVCLK16の2倍の周期のSCLK17を
生成する。18はパターン生成回路Aであり、VCLK
16と同じ周期の三角波のパターン信号A20を生成す
る。19はパターン生成回路Bであり、SCLK17と
同じ周期の三角波のパターン信号B21を生成する。2
3はコンパレータであり、アナログ画像信号22とパタ
ーン信号A20を比較し、アナログ画像信号22がパタ
ーン信号A20より大きいときHIGHとなるPWM信
号A25を出力する。24はコンパレータであり、アナ
ログ画像信号22とパターン信号B21を比較し、アナ
ログ画像信号22がパターン信号B21より大きいとき
HIGHとなるPWM信号B26を出力する。27はセ
レクタであり、エッジ検出信号27がHIGHのときP
WM信号A25を、エッジ検出信号27がLOWのとき
PWM信号B26を選択し、PWM信号28として出力
する。29はレーザドライバであり、PWM信号28が
HIGHのとき半導体レーザ31を駆動する。
【0020】図2は、レーザビームプリンタの記録部の
概略構成図である。図2において、31は半導体レーザ
、115はコリメータレンズ、116はポリゴンミラー
、117はfθレンズ、118は感光体ドラム、30は
ピンフォトダイオードである。パルス幅変調された半導
体レーザ31からレーザ光は、コリメータレンズ115
でコリメートされる。次に、レーザ光は回転するポリゴ
ンミラー116により反射され、fθレンズ117によ
ってfθ補正され感光体ドラム118上を走査する。 感光体ドラム118は図中矢印の方向に回転する。感光
体ドラム118上には静電潜像が形成される。感光体ド
ラム118上の静電潜像に基づいて、周知の電子写真方
式により記録紙に画像が形成される。ピンフォトダイオ
ード30はレーザビームの1ラインの走査開始位置近傍
に設けられ、レーザ光のライン走査を検出する。
【0021】図3は、図1に示した画像信号処理部のタ
イミング図である。VCLK16およびSCLK17は
ビームディテクト信号32で同期を取った信号である。 アナログ信号22は黒レベルが高電位である。パターン
信号A20はVCLK16に同期した三角波である。パ
ターン信号B21はSCLK17に同期した三角波であ
る。エッジ検出信号28は、画像信号中にエッジを検出
するとHIGHになる。
【0022】以上のように、画像信号中のエッジ部は画
像信号と同じ解像度で画像を形成でき、エッジ部以外の
中間調領域は、画像信号の解像度の半分にして、中間調
の階調再現性を向上できる。エッジ部は解像度が高い反
面、階調再現性が劣る。しかし、人間の視覚特性におい
て、画像のエッジ部など空間周波数の高い部分の階調認
知特性が低下するので問題とならない。
【0023】図4は、図1のエッジ検出回路9のブロッ
ク図である。40はエッジ成分抽出回路であり、隣接す
る3ラインの画像信号6,7,8を入力とし、画像信号
中のエッジの大きさを示すエッジ成分信号41を出力す
る。42はコンパレータであり、エッジ成分信号41と
所定の閾値48を比較し、エッジ成分信号41の方が大
きいときHIGHとなる信号43を出力する。44はD
フリップフロップであり、VCLK16をクロック入力
とし、信号43を1画素遅延した信号49を出力する。 45はオアゲートであり、信号43と信号49の論理和
である信号50を出力する。47はDフリップフロップ
であり、SCLK17をクロック入力とし、信号50を
SCLKの立ち上がりでラッチし、エッジ検出信号10
を出力する。
【0024】以上のように、エッジ検出回路は、パター
ン信号B21の周期毎に、パターン信号B21の1周期
内にエッジが含まれているときHIGHとなるエッジ検
出信号10を出力する。よって、パターン信号Bの1周
期の途中で、セレクタ27によるPWM信号A25,B
26の切換が発生しない。このことにより、パターン信
号の切換によるPWM信号28の乱れがなくなり、形成
した画像の画質が向上する。
【0025】図5は、図4のエッジ成分抽出回路40の
第1の実施例の動作説明図である。6,7,8は隣接し
たラインの画像信号である。60は、画像信号を3×3
画素のウインドウで走査し、(ウインドウの中央の画像
信号の値)−(ウインドウの4隅の画像信号の和/4)
という演算を行なう2次微分回路である。ここで、ウイ
ンドウの中央の画素が注目画素である。62は、2次微
分回路60より出力される2次微分信号61の絶対値を
演算する絶対値回路である。絶対値回路62は2次微分
信号61の絶対値であるエッジ成分信号41を出力する
【0026】図6は、図4のエッジ成分抽出回路40の
第2の実施例の動作説明図である。6,7,8は隣接し
たラインの画像信号である。70は、画像信号を3×3
画素のウインドウで走査し、(ウインドウ内の印を付け
た画素のうちの最大値)−(ウインドウ内の印を付けた
画素のうちの最小値)という演算を行ない、エッジ成分
信号41を出力する濃度差演算回路である。ここで、ウ
インドウの中央の画素が注目画素である。
【0027】以上のように、画像信号を2次元のウイン
ドウで走査しエッジを検出するので、画像信号中に斜め
線、網点、横線、文字等の線画が含まれている場合でも
確実にエッジを検出できる。
【0028】図7は、図1のガンマ変換回路12のブロ
ック図である。80はルックアップテーブルとして用い
るメモリである。81はガンマ変換回路への入力画像信
号であり、メモリ80のアドレス入力、(ADR0〜A
DR7)に入力される。エッジ検出信号10はメモリ8
0のADR8に入力される。メモリ80のデータ出力(
DATA0〜DATA7)より変換された画像信号33
が出力される。メモリ80にはあれかじめ変換特性デー
タを記憶して置おく。
【0029】以上のようにガンマ変換回路を構成するこ
とにより、パターン信号A20に基づいてパルス幅変調
されたときと、パターン信号A20に基づいてパルス幅
変調されたときの、画像形成時のガンマ特性の違いを、
2種類のガンマ変換特性を切り換えることによりなくす
ことができる。もしくはエッジ部とそれ以外の画像形成
時のガンマ特性を任意に変えることができる。
【0030】なお、SCLK17の周期はVCLK16
の2倍の周期であるとしたが、2倍以上であってもよい
【0031】また、エッジ成分抽出回路の実施例では3
×3画素のウインドウを用いたが任意の大きさのウイン
ドウを用いてもよい。
【0032】さらに、第2のエッジ成分抽出回路の実施
例では3×3画素のウインドウ内の5画素を用いたが、
全ての画素を用いてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明は、画像信号中のエ
ッジ部は画像信号と同じ解像度で画像を形成でき、エッ
ジ部以外の中間調領域は、画像信号の解像度の半分にし
て、中間調の階調再現性を向上できる。
【0034】また、エッジ検出信号は、周期の長い方の
パターン信号の1周期の途中で変化しないので、パター
ン信号の切換によるPWM信号の乱れがなくなり、形成
した画像の画質が向上する。
【0035】さらに、画像信号を2次元のウインドウで
走査しエッジを検出するので、画像信号中に斜め線、網
点、横線、文字等の線画が含まれている場合でも確実に
エッジを検出できる。
【0036】加えて、パターン信号A20に基づいてパ
ルス幅変調されたときと、パターン信号A20に基づい
てパルス幅変調されたときの、画像形成時のガンマ特性
の違いを、2種類のガンマ変換特性を切り換えることに
よりなくすことができる。もしくはエッジ部とそれ以外
の画像形成時のガンマ特性を任意に変えることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における画像形成装置一つであ
るレーザビームプリンタの画像信号処理部の概略ブロッ
ク図である。
【図2】レーザビームプリンタの記録部の概略構成図で
ある。
【図3】図1に示した画像信号処理部のタイミング図で
ある。
【図4】図1のエッジ検出回路9のブロック図である。
【図5】図4のエッジ成分抽出回路40の第1の実施例
の動作説明図である。
【図6】図4のエッジ成分抽出回路40の第2の実施例
の動作説明図である。
【図7】図1のガンマ変換回路12のブロック図である
【図8】従来のパルス幅変調回路のブロック図である。
【図9】図8の従来のパルス幅変調回路のタイミング図
である。
【符号の説明】
1  ラインバッファメモリ 9  エッジ検出回路 12  ガンマ変換回路 18  パターン生成回路A 19  パターン生成回路B 22  アナログ画像信号 25  PWM信号A 26  PWM信号B 27  セレクタ 29  PWM信号 40  エッジ成分抽出回路 42  コンパレータ 44  フリップフロップ 45  オアゲート 60  2次微分回路 62  絶対値回路 70  濃度差演算回路 80  メモリ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  多値画像信号をパルス幅変調して画像
    を形成する画像形成装置において、画像信号のエッジを
    検出するエッジ検出手段と、前記画像信号の画素クロッ
    クと同じ周期の第1のパターン信号を発生する第1のパ
    ターン発生手段と、前記画像信号の画素クロックより長
    い周期の第2のパターン信号を発生する第2のパターン
    発生手段と、前記第1のパターン発生手段からのパター
    ン信号に基づいて前記画像信号をパルス幅変調する第1
    のパルス幅変調手段と、第2のパターン発生手段からの
    パターン信号に基づいて前記画像信号をパルス幅変調す
    る第2のパルス幅変調手段と、前記エッジ検出手段の出
    力するエッジ成分信号の大きさに基づいて、前記第1ま
    たは第2のパルス幅変調手段より出力される変調信号の
    いずれかを選択する選択手段とを備えることを特徴とす
    る画像形成装置。
  2. 【請求項2】  多値画像信号をパルス幅変調して画像
    を形成する画像形成装置において、画像信号のエッジを
    検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段からの
    エッジ検出信号に応じて、特性の異なる濃度変換を行な
    う濃度変換手段と、前記画像信号の画素クロックと同じ
    周期の第1のパターン信号を発生する第1のパターン発
    生手段と、前記画像信号の画素クロックより長い周期の
    第2のパターン信号を発生する第2のパターン発生手段
    と、前記第1のパターン発生手段からのパターン信号に
    基づいて、前記第1の濃度変換手段からの画像信号をパ
    ルス幅変調する第1のパルス幅変調手段と、第2のパタ
    ーン発生手段からのパターン信号に基づいて、前記第2
    の濃度変換手段からの前記画像信号をパルス幅変調する
    第2のパルス幅変調手段と、前記エッジ検出手段の出力
    するエッジ成分信号の大きさに基づいて、前記第1およ
    び第2のパルス幅変調手段より出力される変調信号のい
    づれかを選択する選択手段とを備えることを特徴とする
    画像形成装置。
  3. 【請求項3】  第1および第2のパターン信号は三角
    波であることを特徴とする請求項1または2記載の画像
    形成装置。
  4. 【請求項4】  エッジ検出手段は、第2のパターン信
    号の周期毎にエッジ検出信号を出力することを特徴とす
    る請求項1または2記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】  エッジ検出手段は、画像信号をM×N
    画素のウインドウで走査し、2次元の2次微分成分を算
    出する手段を備えることを特徴とする請求項1または2
    記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】  エッジ検出手段は、画像信号をM×N
    画素のウインドウで走査し、前記ウインドウ内の所定の
    複数画素のうちの最大値と最小値の差を算出する手段を
    備えることを特徴とする請求項1または2記載の画像形
    成装置。
JP3118272A 1991-05-23 1991-05-23 画像形成装置 Pending JPH04345267A (ja)

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