JPH07250246A

JPH07250246A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07250246A
Application number: JP6038399A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Wada; 真一郎和田; Takahiro Yagishita; 高弘柳下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】２値画像における白黒の境界線をスムーズに
し、多値画像においては孤立ドットをなくし、ドット集
中型とすることにより安定した高画質中間調画像の形成
を可能にする。【構成】フレームメモリ７は、２値画像データと多値
画像データとを混在させた状態で格納可能であり、２値
画像データの画像処理は２値画像処理部26が行い、多値
画像データの画像処理は多値画像処理部27が行う。これ
ら２値画像処理部26および多値画像処理部27は注目画素
の濃度データを出力し、この濃度データに基づいて、半
導体レーザドライバ30が半導体レーザ31のパルス幅変調
およびパワー変調を行う。さらに前記２値画像処理部26
または多値画像処理部27は注目画素の方向データを出力
し、この方向データに基づいて半導体レーザドライバ30
が半導体レーザ31のパルス幅変調およびパワー変調を行
う。このように処理された画像データをもとにして画像
出力を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザを利用す
る複写機，ファクシミリ，レーザプリンタ等のデジタル
画像形成装置において、特に形成する画像が階調を表現
できる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図15は一般的なレーザプリンタの構成を
示すブロック図であり、１はレーザプリンタを示す。レ
ーザプリンタ１は大きく分けて、エンジン部２とコント
ローラ３に分けられる。エンジン部２は、作像機構(帯
電，露光，現像，転写，清掃)４と、紙搬送機構(給紙，
転写，搬送，定着，排紙)５と、そのシーケンス制御で
あるメカニカルコントローラ６とを有し、ハードコピー
の作成を行う。コントローラ３は、Ｉ／Ｏバッファ８，
フォントＲＯＭ９，フレームメモリ10，エンジンＩ／Ｆ
11，プリンタランゲージプロセッサ12(以下、ＣＰＵ12
と称する)，ユーザＩ／Ｆ13とを有し、エンジン部２に
対する起動要求とエンジン部２の状態チェック，表示，
プリントすべき画像データの生成および供給を行う。な
お、コントローラ３が扱う画像データはラスタースキャ
ンデータである。また、14はレーザプリンタ１本体に備
えられた操作パネルを示し、この操作パネル14から入力
された制御信号はユーザＩ／Ｆ11を介してＣＰＵ12に送
られる。

【０００３】ホストマシン７は、ポストスクリプトに代
表されるＰＤＬ(Page DiscriptionLanguage)で記述され
た文字，線画等のベクトル画像と、スキャナ等で入力し
たイメージ画像とを合成して文書画像を形成し、コント
ローラ３に送る。一般には、文字，線画等のベクトル画
像は白黒による２値画像データより構成され、スキャナ
等で入力したイメージ画像は多値画像データより構成さ
れる。

【０００４】コントローラ３は、ホストマシン７から受
信した文字コードおよび制御コードをＩ／Ｏバッファ８
に蓄え、この文字コードおよび制御コードより印刷デー
タを生成し、さらに、コントローラ３の処理能力に応じ
て入力データ速度を調整してエンジン部２に順次印刷デ
ータを送信する。

【０００５】文字コードおよび制御コードに従って生成
された印刷データのレイアウトは、ページ単位で行われ
る。そのページ単位の印刷データを、ＣＰＵ12がフォン
トＲＯＭ９に格納されているプログラムのもとに画質向
上処理を行って、フレームメモリ10に格納する。

【０００６】文字コードに対応する文字パターンが、ビ
ットマップフォントの場合、フォントＲＯＭ９には印刷
イメージそのものが格納されているため、フレームメモ
リ10には、前記文字パターンに対応するフォントＲＯＭ
９の内容をそのままコピーすればよい。また、文字パタ
ーンがアウトラインフォントの場合、前記文字パターン
に対応するフォントＲＯＭ９の内容は、文字フォントを
生成する演算情報のみが格納されており、描画のときに
演算情報に基づいて一旦ビットマップフォントに変換さ
れてからフレームメモリ10に格納される。スキャナ等で
入力したイメージデータは、スクリーン角，線数等の指
定情報に従って描画処理され、フレームメモリ10に書き
込まれる。図形データは、そのコマンドを展開アルゴリ
ズムによりドット展開する等の描画処理が施され、フレ
ームメモリ10に書き込まれる。

【０００７】なお、ＰＤＬ(Page Discription Languag
e)は、１枚の文書を構成する内容について、その中に入
るテキスト(文字部分)やグラフィックス、あるいはそれ
らの配置や体裁まで含めたフォームを記述するプログラ
ミング言語である。

【０００８】また、フレームメモリ10はフルページバッ
ファを基本としている。フレームメモリ10に格納された
印刷データは、エンジン部２に同期させ、ラスターイメ
ージデータとしてフレームメモリ10より出力される。こ
の出力がページ単位で繰り返される。

【０００９】近年、コンピュータの出力装置として、レ
ーザビームプリンタ等の電子写真方式を用いた記録装置
が広く使われるようになってきた。これらの装置は、高
画質，低騒音等メリットが多く、デスクトップ・パブリ
ッシング分野を急速に拡大させる要因となった。

【００１０】同時にホストコンピュータや、プリンタを
コントロールするコントローラのメモリ大容量化，高速
処理化，低価格化，高機能化等の発展により、いわゆる
白黒印字による２値印字のみならず、ディザ法や濃度パ
ターン法により多値画像データを２値画像データに変換
し、その変換した印字データを出力する方法が広く用い
られてきた。

【００１１】さらに、近年において、解像度と中間調再
現性をより高いレベルで両立する技術としてパルス幅変
調方式が提案され、実用化されている。このパルス幅変
調方式では、画像形成装置は画像情報として多値信号を
受け、そのレベルに応じたパルス幅でレーザを駆動して
１ドットに階調を持たせている。

【００１２】しかしながら、電子写真プロセスの特性
上、良好な中間調画像を得るためには、数ドットまとめ
てパルス変調を行う必要があるが、そうすると文字や線
画等を印字する場合の解像度も低下してしまう。

【００１３】そこで最近では、写真等の中間調画像を印
字する場合と、文字線画等のテキスト(２値)画像を印字
する場合とで、解像度が異なるプリンタが提案されてい
る。すなわち、テキスト画像印字時は300dpi(ドット／
インチ)、多値画像印字時はパルス幅変調を用いて150dp
iとして印字を行うものである。テキスト画像はすべて
２値画像メモリに書かれ、イメージ画像は多値画像メモ
リに描かれ、それぞれの画像は重ね合わせて出力され
る。

【００１４】このようにして、文字画像部分もイメージ
画像部分も高品質となる画像形成装置を提供してきた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来、１ドット多階調
方式に採用されている半導体レーザの変調方式は、主と
してパルス幅変調方式であり、一部パワー変調を採用し
ている製品もある。電子写真プロセスは、トナーが付着
するかしないかであり、微細に見れば黒または白しか表
現できないので、電子写真を用いた中間調表現は面積階
調に頼らざるを得ない。

【００１６】したがって、ドットサイズを変化させない
で１ドットの濃度を変化させるアナログ記録に近いと考
えられるパワー変調方式は、パルス幅変調方式に比べて
不安定である。すなわち、露光エネルギー分布および感
光体表面電位分布が、パワー変調の場合はブロードに、
パルス幅変調の場合は急峻に分布をなしているため、パ
ルス幅変調方式の方が感光体の光減衰特性を飽和させや
すいので、安定した記録特性が得られる。

【００１７】しかし、パルス幅変調方式においても、例
えば１ドット256階調を表現したい場合は、半導体レー
ザ制御回路の観点では、非常に精度が要求され技術的に
難しい。これは、高密度，高速になるほど条件は厳しく
なる。

【００１８】また、前記従来例において、イメージの上
に文字を重ねる，イメージの中を文字の形にくり抜く，
文字の中をイメージで埋める(イメージを文字の輪郭で
クリッピングする)というような画像を描こうとする
と、画像間での解像度の相違が問題となる。すなわち、
文字の輪郭部分あるいは文字とイメージとの境界部分で
隙間が生じ、見た目に不自然な画像となる欠点がある。
また、多値画像メモリの解像度が小さいため、マトリク
スのサイズおよびスクリーン角が限定されてしまう。

【００１９】さらにまた、基本マトリクスサイズが８の
場合、２値で階調を表現する場合は、図16に示すように
９階調しか表現できないが、１ドット多階調方式、例え
ばパルス幅変調方式を用いれば、１画素当たりのパルス
幅を４つに分割する場合、図17に示すように33階調の中
間調を表現できる。

【００２０】ここで、図16，図17に示す数値は、階調数
がＮ値のとき１からＮの数値までをドットで形成すれば
よいことを示す。図18に階調数が３，９，22，29値の場
合のドットの形成の仕方を示す。

【００２１】従来の方法では、パルス幅制御によりマト
リクスを形成する場合、そのドットの成長の仕方は、な
るべくドットが集中するように、予めそのマトリクスの
位置において設定されていた。すなわち、図17において
階調数が１〜12，21〜32値までは、ドットは左方向より
成長させ、13〜20値までは右方向から成長させていた。

【００２２】しかるに、前記従来例においても図19に示
すような画像パターンの場合、矢印Ｐで示されるドット
は、ほぼ孤立ドットとなり、非常に不安定となるため、
階調どおりのドット面積とならない欠点があった。

【００２３】そこで本発明では、半導体レーザの１ドッ
ト多値画像変調をパルス幅とパワー変調の組み合わせに
より技術的困難さを軽減し、前記従来例のような多値画
像と２値画像の境界部分での不具合をなくし、マトリク
スサイズ，スクリーン角の選択肢を広げ、また２値画像
における白黒の境界線をスムーズにし、多値画像におい
ては、孤立ドットをなくし、ドット集中型とすることに
より安定した高画質中間調画像の形成を可能にする画像
形成装置を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、次に記載する手段を採用したことを特徴
とする。

【００２５】本発明の第１の手段は、２値画像データと
多値画像データとが混在した画像データを記憶するフレ
ームメモリと、２値画像データの各画素に係るデータ処
理を行い、ジャギーの発生原因となる画素を検出し、検
出された画素に対応する濃度データと方向データとを出
力する２値画像処理手段と、多値画像データの各画素に
係るデータ処理を行い、注目画素の濃度データと前記注
目画素の周囲における濃度の高い方向を示す方向データ
とを出力する多値画像処理手段と、前記２値画像処理手
段と多値画像処理手段とから出力される注目画素の濃度
データに基づいて半導体レーザをパルス幅変調およびパ
ワー変調する多値変調手段と、前記２値画像処理手段と
多値画像処理手段とから出力される注目画素の方向デー
タに基づいてドットを形成し始める位置を変調する位置
変調手段を有するドット形成部を有することを特徴とす
る。

【００２６】第２の手段は、フレームメモリはｎビット
(ｎは整数)の画像データを格納可能とし、前記ｎビット
のうち下位１ビットの２値を２値画像データに割り当て
て白・黒を表現し、(２ｎ−２)値を多値画像データに割
り当てて濃度データを格納し、２値画像データと多値画
像データとを同一フレームメモリに展開することを特徴
とする。

【００２７】第３の手段は、第１の手段において、副走
査方向ｎライン(ｎは整数)分の画像データを保持するた
めのラインメモリおよび主走査方向ｍ個(ｍは整数)分の
画像データを保持するためのシフトレジスタより構成す
るウィンドウを有し、このウィンドウより注目画素の周
辺の画素を参照し、注目画素の周辺の画素が２値画像デ
ータだけであるか、あるいは多値画像データが含まれる
かを判別する混在判別回路を有することを特徴とする。

【００２８】第４の手段は、第１の手段において、多値
画像処理手段は、注目画素の隣接８画素の濃度データを
参照し、参照したある画素の両隣の参照画素を含めた３
画素の和を８方向ごとにとり、その最大値を検索する検
索手段と、前記最大値の方向を注目画素の方向データと
して出力する制御手段を有することを特徴とする。

【００２９】第５の手段は、第１の手段において、２値
画像処理手段は、参照する注目画素とその周囲の画素に
対してジャギーを判別する判別パターンを有し、前記注
目画素とその周囲の画素が前記判別パターンに合致した
場合、合致した判別パターンに対応した注目画素に対す
る方向データと濃度データを出力することを特徴とす
る。

【００３０】

【作用】前記手段によれば、半導体レーザ制御回路の技
術的困難さを軽減し、多値画像と２値画像の境界部分で
の不具合をなくし、マトリクスサイズ，スクリーン角の
選択肢を広げ、また、２値画像におけるジャギーをスム
ーズにし、多値画像においては、孤立ドットをなくし、
ドット集中型とすることにより安定した高画質中間調画
像を形成可能とする。

【００３１】特に、前記第１の手段では、２値画像処理
手段，多値画像処理手段より出力される注目画素の濃度
データに基づき半導体レーザをパルス幅変調およびパワ
ー変調し、前記２値画像処理手段，多値画像処理手段か
ら出力される注目画素の方向データに基づき位置変調す
ることにより１ドットを多値変調し、またそのドットの
形成を開始する位置を制御することで、２値画像におけ
るジャギーをスムーズにし、多値画像においては、孤立
ドットをなくすことができる。

【００３２】前記第２の手段では、ｎビットの画像デー
タのうち、下位１ビットの２値を２値画像データに割り
当て、(２ｎ−２)値を多値画像データに割り当てて、２
値画像データと多値画像データを同一フレームメモリに
展開することにより、２値画像データの白・黒，多値画
像データの濃度が表現できるとともに、２値画像と多値
画像の像域分離が簡易な方法で完全に行うことができ
る。

【００３３】前記第３の手段では、副走査方向ｎライン
分の画像データを保持するためのラインメモリ、および
主走査方向ｍ個分の画像データを保持するためのシフト
レジスタにより、注目画素とその周囲の画素を参照する
ウィンドウを形成し、注目画素の周辺の画素が２値画像
データだけであるか、あるいは多値画像データが含まれ
ているかを判別する。

【００３４】前記第４の手段では、ウィンドウより注目
画素の隣接８画素の濃度データを参照し、参照したある
画素の両隣の参照画素を含めた３画素の和を各方向(左
上，上，右上，右，右下，下，左下，左)ごとに和をと
り、その最大値を検索し、前記最大値の方向を注目画素
の方向データとして出力することによりドット集中型の
網点を形成する。

【００３５】前記第５の手段では、ウィンドウより参照
する注目画素とその周囲の画素に対して、判別パターン
によりジャギーを判別し、注目画素とその周囲の画素が
前記判別パターンに合致した場合、合致した判別パター
ンに対応した注目画素に対する方向データと濃度データ
を出力することによりジャギーをスムージングする。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。なお、本実施例は、ＰＤＬとし
て多値画像データも扱っていることを前提とする。

【００３７】図１は本実施例の回路構成を示すブロック
図であり、21は、ＰＤＬで作成された文字，制御コード
を機械語に翻訳し、画像データとして出力するポストス
クリプトインタープリタを示し、このポストスクリプト
インタープリタ21は、内部がソフトウェアであり、内部
はコア部22と機種固有に対応したソフトのＢＩＯＳ部23
とで構成される。

【００３８】ポストスクリプトインタープリタ21から出
力された画像データのうち、２値画像データに対して
は、従来の技術の欄で述べたように、フォントＲＯＭ９
に格納されているビットマップデータをそのままフレー
ムメモリ10にコピーする。多値画像データに対しては、
ハーフトーンレンダリング部24により多値ディザ処理を
施し、ハーフトーンセルに展開してそのビットマップデ
ータをフレームメモリ10に書き込む。

【００３９】フレームメモリ10より、ラインメモリおよ
びシフトレジスタ(後述する)から構成されるウィンドウ
25に画像データが入力され、注目画素とその周囲の画素
が２値画像処理部26および多値画像処理部27に入力され
る。ドット形成部28は、２値画像処理部26から出力され
る濃度データと方向データに基づき、また注目画素が多
値画像データの場合には、多値画像処理部27の方向デー
タと注目画素の濃度データに基づき、半導体レーザ変調
データに変換するためのテーブルを格納するパターンＲ
ＡＭ29を参照して半導体レーザドライバ30にパルス幅変
調，パワー変調，位置変調の値を出力する。半導体レー
ザドライバ30は、その情報に基づいて半導体レーザ31を
多値変調し、作像部32において画像を形成させる。

【００４０】説明の都合上、本実施例においては、300d
piの画像データに対してエンジン画素密度を600dpiと
し、１画素当たりのデータ数を４ビットとし、２値画像
処理部および多値画像処理部より出力される方向データ
を３ビット８値、濃度データを４ビット16値とする。

【００４１】図２は本実施例に係るフレームメモリの概
略図である。図２(b)に示すように、１画素当たり４ビ
ットであるため、図２(c)に示すように、(０)〜(15)の1
6(２⁴＝16)値を持つ。下位１ビットの２値の０と１は２
値画像の白黒を表し、(２)〜(15)は多値画像の濃度を表
す。多値画像データは、１画素当たり(０／13)〜(13／1
3)の14値の画像濃度が割り当てられ、(２)は多値領域の
白(０／13)、(15)は多値領域の黒(13／13)、(３)〜(14)
は多値領域の中間明度を表す。

【００４２】このような意味付けを行うことにより、画
像データの上位３ビットをＯＲした場合に、０のときは
２値画像データであることを表し、１のときは多値画像
データであることを表すことになる。すなわち、２値画
像データのときは、(0000B)，(0001B)しかないため、上
位３ビットをＯＲすることで、２値データであるか多値
画像データであるかを判別することが可能となる。この
ことを利用してウィンドウ25(図１参照)が、フレームメ
モリ７(図１参照)より送られた画像データが２値画像デ
ータであるか多値画像データであるかを判別して、両者
の像域分離を完全に行う。

【００４３】図３は本実施例に係るウィンドウのブロッ
ク図である。

【００４４】48〜54は４ビットの画像データ主走査方向
１ライン分の容量を有するラインメモリを示し、書き込
み，読み出しのクロックは共に図示しない画像クロック
信号ＷＣＬＫに同期する。41〜47はセレクタを示し、Ｃ
ＰＵ12からのSELECT信号によりＡ入力とＢ入力とに切り
替えられる。SELECT信号のレベルが“Ｌ”のときＡ入力
を選択し、レベルが“Ｈ”のときＢ入力を選択する。55
〜61はシフトレジスタを示し、４ビットの深さを持つ画
像データをシフトレジスタ55，56，60，61は７個分、シ
フトレジスタ57，58，59は11個分記憶可能である。な
お、シフトレジスタ55〜61のシフトクロックはＷＣＬＫ
に同期する。

【００４５】シフト出力1e，1f，1g，2e，2f，2g，3a，
3b，…3k，4a，4b，…4k，5a，5b，…5k，6e，6f，6g，
7e，7f，7gの上位３ビットは、混在判別回路62に入力さ
れる。また、下位１ビット、つまり２値画像データは、
２値画像処理部26に入力される。さらに、シフト出力3
e，3f，3g，4e，4g，5e，5f，5gの上位４ビットの多値
画像データは、多値画像処理部27に入力される。さらに
また、注目画素のシフト出力4fの４ビットデータは、ド
ット形成部28に入力される。

【００４６】図４は混在判別回路，２値画像処理部，多
値画像処理部に入力されるシフト出力の画像データの画
像出力した場合の位置関係を示す説明図である。図４に
おいてはシフト出力4fが注目画素の画像データとする。

【００４７】次に、ウィンドウ25の動作について説明す
る。本実施例においては、画像データが300dpiに対して
エンジン画素密度が600dpiであるので、副走査方向に２
分割の場合を説明する。ＣＰＵ12は、SELECT信号が
“Ｌ”のとき、図示しない水平同期検知信号ＬＳＹＮＣ
に同期させて、主走査方向１ライン分ずつフレームメモ
リ10から４ビットの画像データを出力させる。そして各
画素の画像データは、ＷＣＬＫに同期してラインメモリ
48〜54に出力される。なお、SELECT信号が、ＬＳＹＮＣ
に同期して“Ｌ”と“Ｈ”を切り替えることにより、ラ
インメモリ48〜54は１ラインごとにＡ入力とＢ入力とに
切り替えられる。このような制御により、各ラインの画
像データがラインメモリ48〜54から２回繰り返して出力
される。

【００４８】図５はセレクタおよび各ラインメモリの出
力タイミングを示す一覧図である。

【００４９】Ｌm(ｍは正の整数)は、ｍライン目の画像
データを表す。各ラインの出力は、２ラインサイクルで
画像データが切り替わる。このとき、フレームメモリ10
より送られてくる画像データも、２ラインサイクルでラ
インメモリ48のＡ入力に出力される。なお、本実施例に
おいては副走査方向に１分割するか２分割するかを選択
でき、副走査方向１分割の場合のセレクタおよび各ライ
ンメモリの出力タイミングについては図６に示した。

【００５０】混在判別回路62は、シフト出力1e，1f，1
g，2e，2f，2g，3a，3b，…3k，4a，4b，…4k，5a，5
b，…5k，6e，6f，6g，7e，7f，7gの上位３ビットの全
データが０の場合、垂直方向(副走査方向)の領域が２値
画像データだけであると判断して、垂直方向混在判別信
号ＫＯＮＺＡＩＶを“Ｈ”にする。もし、全データが０
でなかった場合は、多値画像データが混在していると判
断して、垂直方向混在判別信号ＫＯＮＺＡＩＶを“Ｌ”
にする。また、シフト出力3a，3b，…3k，4a，4b，…4
k，5a，5b，…5kの上位３ビットの全データが０の場
合、水平方向(主走査方向)の領域が２値画像データだけ
であると判断して、水平方向混在判別信号ＫＯＮＺＡＩ
Ｈを“Ｈ”にする。もし、全データが０でなかった場合
は、多値画像データが混在していると判断して、水平方
向混在判別信号ＫＯＮＺＡＩＨを“Ｌ”にする。

【００５１】次に、多値画像処理部の制御動作について
説明する。

【００５２】多値画像処理部27にはウィンドウ25より、
図７に示すような注目画素を中心とした３×３の画像デ
ータが入力される。なお、図７においては4fが注目画素
を示す。

【００５３】今、注目画素からの方向を図８に示すよう
に８方向考える。ここで、各画素は４ビットの濃度デー
タを有しており、多値画像データであるため２(０/13)
〜15(13/13)までの１ドット当たりの多値画像濃度を表
現できる。ここで画素5gは、 5g＝｛5g_3，5g_2，5g_1，5g_0｝(5g_n：5gのｎbit目を
表す) の４ビットを意味する。

【００５４】多値画像処理部27は、以下のような制御を
行い方向データを出力する。

【００５５】まず、各方向に３個の要素を割り当て、そ
の合計値を計算する。例えば、図９の場合は、ＵＬ＝4g＋5g＋5f＝14＋15＋14＝43 同様に、ＵＰ＝5g＋5f＋5e＝42 ＵＲ＝5f＋5e＋4e＝37 ＲＩ＝5e＋4e＋3e＝30 ＬＲ＝4e＋3e＋3f＝28 ＬＷ＝3e＋3f＋3g＝30 ＬＬ＝3f＋3g＋4g＝37 LE=3g＋4g＋5g＝41 となる。

【００５６】次に各合計値の最大値を検索し、最大値の
方向データを出力する。この場合は、最大値43のＵＬ
(左上の方向データ)が多値画像処理部27の方向データＰ
ＯＳ＿Ｔとして出力される。

【００５７】次に、２値画像処理部の制御動作について
説明する。

【００５８】２値画像処理部26は、エッジ部のぎざぎ
ざ、すなわちジャギーの境界線を判別する図示しない判
別回路を有している。判別回路によりジャギーが検知さ
れた場合、ジャギーをスムーズにするために、２値画像
処理部26は、ジャギーの発生原因となっている画素の２
値画像データを、所定の濃度データおよび方向データを
有する画像データに変換する。なお、濃度データおよび
方向データは判別回路の判別パターンに応じて予め決ま
っており、その決まったデータが出力される。

【００５９】図10，図11を例に説明すると、図10(a)の
ように２ドット段差の斜め線の場合、判別回路にある図
11(a)，(b)のパターンにより、２ドット段差の斜め線で
あると判別される。そこで、図11(a)のパターンにより
２ドット段差の斜め線であると判別された場合、注目画
素に対し濃度データとして４(ＭＯＤ＿Ｎ＝４)、方向デ
ータとしてＬＷ(ＰＯＳ＿Ｎ＝ＬＷ)が出力される。ま
た、図11(b)のパターンにより２ドット段差の斜め線で
あると判別された場合、注目画素に対し濃度データとし
て11(ＭＯＤ＿Ｎ＝11)、方向データとしてＬＷ(ＰＯＳ
＿Ｎ＝ＬＷ)が出力される。なお、濃度データは０から1
5の16値の範囲で出力される。

【００６０】また、図10(b)のような45度の斜め線が２
ドットラインの場合は、判別回路の図11(c)，(d)，
(e)，(f)の判別パターンにより、各パターンごとに注目
画素の濃度データと方向データが出力され、そして、図
10(a)，(b)の網点の画素が判別回路によりジャギーと判
別され、注目画素としてスムージング処理される。

【００６１】なお、判別回路の判別パターンが多く、参
照画素が多いほどより正確なスムージング処理を行うこ
とができる。

【００６２】次に、ドット形成部28の動作について説明
する。注目画素が２値画像データで、かつ判別パターン
によってジャギーが検知され、さらに前記混在判別回路
62により注目画素の周囲画素が２値画像データだけと判
別された場合、すなわち、水平方向のジャギー判別パタ
ーンでジャギーを判別した場合は、水平方向の周囲画素
に多値画像データが混在していないとき(ＫＯＮＺＡＩ
Ｈ＝“Ｈ”)、垂直方向のジャギー判別パターンでジャ
ギーを判別した場合は、垂直方向の周囲画素に多値画像
データが混在していないとき(ＫＯＮＺＡＩＶ＝“Ｈ”)
において、ドット形成部28は混在判別回路62によって濃
度データと方向データの参照テーブルが切り替えられ
る。

【００６３】さらに、ドット形成部28は２値画像処理部
26より出力される濃度データ(ＭＯＤ＿Ｎ)と方向データ
(ＰＯＳ＿Ｎ)を濃度データと方向データとして選択す
る。注目画素が多値画像データの場合は、多値画像処理
部27より出力される方向データ(ＰＯＳ＿Ｔ)と注目画素
4fの濃度データを、方向データと濃度データとして選択
する。

【００６４】さらに、注目画素が２値画像データで、水
平および垂直方向の周囲画素に多値画像データが混在し
ている場合(ＫＯＮＺＡＩＨ＝“Ｌ” ＯＲＫＯＮＺＡ
ＩＶ＝“Ｌ”)において、注目画素が０(白)だった場合
は、濃度データを０、注目画素が１(黒)だった場合は、
濃度データを15としてドットが形成される。

【００６５】前記のような条件により決まる濃度データ
４ビット16値と、方向データ３ビット８値と、注目画素
が偶数目ラインか奇数目ラインかを示すSELECT信号とに
より、パターンＲＡＭ29にアクセスするアドレスが決定
される。パターンＲＡＭ29は、アドレスが大きく３つ(M
edium，Dark，Light)に分かれ、さらにその中で３つの
領域に分割されており、１ドットを右方向，左方向，中
心から生成するデータが格納されている。パターンＲＡ
Ｍ29から出力されるデータ10ビットにおいて、上位２ビ
ットは位置変調の左，中，右のデータを示し、下位８ビ
ットはパルス幅変調，パワー変調のデータを示す。

【００６６】次に、図12を用いて半導体レーザドライバ
30について説明する。本実施例にかかる半導体レーザド
ライバ30は、パルス幅変調(８分割)×パワー変調(32分
割)で１ドット当たり256階調表現ができ、さらに位置変
調として左，中，右と１ドットを形成する位置が制御で
きる。半導体レーザドライバ30は、大きくデジタル部71
とアナログ部74に分かれている。デジタル部71には、注
目画素の画像データとしてパターンＲＡＭ29より位置デ
ータ２ビット(Ｓ1，Ｓ0)と階調データ８ビット(Ｄ7-Ｄ
0)が入力される。階調データ８ビット(Ｄ7-Ｄ0)はＬＵ
Ｔ部72によって階調補正されＰＷＭ部73に出力される。
さらにこのＰＷＭ部73には、前記位置データ２ビット
(Ｓ1，Ｓ0)が入力されており、この入力信号に対してパ
ルス幅変調を行う。

【００６７】このようにして半導体レーザドライバ30
は、注目画素の画像データとしてパルス幅変調および位
置変調された５ビット(ＤＯ4-ＤＯ0)のデータをアナロ
グ部74に対して出力する。また半導体レーザドライバ30
は内部に電圧／周波数変換部28ＶＣＯを内蔵した遅延ク
ロック(図示せず)を備えており、この遅延クロックの出
力パルスによりパルス幅変調と位置変調を実現する。

【００６８】アナログ部74は５ビットのデータ(ＤＯ4-
ＤＯ0)をデジタル／アナログ変換部(Ｄ/Ａ)75によって
半導体レーザパワーにリアルタイムで変換させる。ま
た、アナログ部74のパワー制御部76のアンプと半導体レ
ーザ(ＬＤ)31とフォトダイオード(ＰＤ)77で負帰還回路
を形成し、常にパワーコントロールを行っている。

【００６９】以下、図13，図14を参照し、ドット形成に
ついて具体的なデータを用いながら詳細に説明する。

【００７０】ドット形成部28において濃度データが３で
方向データが左上のデータを選択した場合、偶数ライン
のときはパターンＲＡＭ29のアドレス16Hをアクセスす
る。パターンＲＡＭ29より出力されるデータは262H(100
1100010B)となり、これは上位２ビットが左からドット
を形成することを表し、下位８ビットのうちの上位３ビ
ット、この場合は３がパルス幅変調の値となる。また下
位８ビットのうちの下位５ビットがパワー変調の値とな
り、この場合は２となる。つまり半導体レーザの出力波
形としては、１ドットの時間幅に対して３／８の時間幅
をＭaxパワーで、かつ１／８の時間幅をパワー変調分の
Ｍaxパワーの２／32のパワーで出力される(図13(a)参
照)。

【００７１】奇数ラインのときはパターンＲＡＭ29のア
ドレス10Hをアクセスし、パターンＲＡＭ29より出力さ
れるデータは200H(1000000000B)となり、半導体レーザ
の出力波形としては、０になる(図13(b)参照)。

【００７２】また、ドット形成部28において濃度データ
が７で方向データが左上のデータを選択した場合、偶数
ラインのときはパターンＲＡＭ29のアドレス1BHをアク
セスする。このとき、パターンＲＡＭ29より出力される
データは2B1H(1010110001B)となり、半導体レーザの出
力波形としては、１ドットの時間幅に対して５／８の時
間幅をＭaxパワーで、１／８の時間幅をパワー変調分の
Ｍaxパワーの17／32のパワーで出力させる(図13(c)参
照)。

【００７３】奇数ラインのときはパターンＲＡＭ29のア
ドレス13Hをアクセスし、パターンＲＡＭ29より出力さ
れるデータは23BH(1000111011B)となる。半導体レーザ
の出力波形としては、１ドットの時間幅に対して５／８
の時間幅をＭaxパワーで、１／８の時間幅をパワー変調
分のＭaxパワーの27／32のパワーで出力される(図13(d)
参照)。

【００７４】図13(a)，(b)の出力結果を図14(a)に、図1
3(c)，(d)の出力結果を図14(b)に示す。図14(a)に示す
ように偶数ラインに該当する出力によって、図中上方に
ドットが形成され、さらに左側からドットが成長する。
また、奇数ラインに該当する出力によって、図中下方に
ドットが形成される。図13(a)に示す場合では、出力が
０のためドットは形成されない。なお、他の濃度デー
タ，方向データのときも同様な制御により、ドットの位
置と面積を制御する。

【００７５】

【発明の効果】以上、説明した通りに構成された本発明
によれば、次に記載する効果を奏する。

【００７６】請求項１記載の構成によれば、半導体レー
ザの１ドット多値変調の技術的困難さを軽減し、１ドッ
トの方向，面積を制御することができる。

【００７７】請求項１，２記載の構成によれば、多値画
像と２値画像の境界部分での不具合をなくし、マトリク
スサイズ，スクリーン角の選択肢を広げ、２値画像と多
値画像の像域分離を容易にできる。

【００７８】請求項１，３，４記載の構成によれば、孤
立ドットをなくし、ドット集中型とすることにより安定
した高画質中間調画像を形成する。

【００７９】請求項１，２，３記載の構成によれば、注
目画素のドットが最もドット集中型となるようにするこ
とにより、安定した高画質中間調画像を形成する。

【００８０】請求項１，３，５記載の構成によれば、２
値画像のジャギーがスムーズになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の回路構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例に係るフレームメモリの概略図であ
る。

【図３】本実施例に係るウィンドウのブロック図であ
る。

【図４】混在判別回路，２値画像処理部，多値画像処理
部に入力されるシフト出力の画像データの画像出力した
場合の位置関係を示す説明図である。

【図５】セレクタおよび各ラインメモリの出力タイミン
グを示す一覧図である。

【図６】副走査方向１分割の場合のセレクタおよび各ラ
インメモリの出力タイミングを示す一覧図である。

【図７】多値画像処理部に入力される注目画素4fを中心
とした３×３の画像データを示す説明図である。

【図８】画素4fの注目方向を示す説明図である。

【図９】画素4f周辺の濃度データを示す説明図である。

【図１０】フレームメモリのパターンを示す説明図であ
る。

【図１１】判別パターンを示す説明図である。

【図１２】半導体レーザドライバの構成を示すブロック
図である。

【図１３】半導体レーザの出力波形を示す波形図であ
る。

【図１４】図13に示す出力波形による出力結果を示す説
明図である。

【図１５】一般のレーザプリンタの構成を示すブロック
図である。

【図１６】基本セルが８個のときの基本マトリクスの構
成の一例を示す構成図である。

【図１７】基本セルが32個のときの基本マトリクスの構
成の一例を示す構成図である。

【図１８】図17に示すマトリクスにおけるドットの成長
を示す説明図である。

【図１９】図17に示すマトリクスを組み合わせてなる画
像パターンの一例を示す構成図である。

【符号の説明】

１…レーザプリンタ、２…エンジン部、３…コント
ローラ、４…作像機構、５…紙搬送機構、６…メ
カニカルコントローラ、７…ホストマシン、８…Ｉ／
Ｏバッファ、９…フォントＲＯＭ、 10…フレームメ
モリ、 11…エンジンＩ／Ｆ、 12…プリンタランゲー
ジプロセッサ、 13…ユーザＩ／Ｆ、14…操作パネル、
21…ポストスクリプトインタープリタ、 22…コア
部、 23…ＢＩＯＳ部、 24…ハーフトーンレンダリン
グ部、 25…ウィンドウ、 26…２値画像処理部、 27
…多値画像処理部、 28…ドット形成部、 29…パター
ンＲＡＭ、 30…半導体レーザドライバ、 31…半導体
レーザ、 32…作像部、41〜47…セレクタ、 48〜54…
ラインメモリ、 55〜61…シフトレジスタ、 62…混在
判別回路、 71…デジタル部、 72…ＬＵＴ部、 73…
ＰＷＭ部、 74…アナログ部、 75…デジタル／アナロ
グ変換部(Ｄ/Ａ変換部)、 76…パワー制御部、 77…
フォトダイオード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｆ 15/66 ４０５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２値画像データと多値画像データとが混
在した画像データを記憶するフレームメモリと、２値画
像データの各画素に係るデータ処理を行い、ジャギーの
発生原因となる画素を検出し、検出された画素に対応す
る濃度データと方向データとを出力する２値画像処理手
段と、多値画像データの各画素に係るデータ処理を行
い、注目画素の濃度データと前記注目画素の周囲におけ
る濃度の高い方向を示す方向データとを出力する多値画
像処理手段と、前記２値画像処理手段と多値画像処理手
段とから出力される注目画素の濃度データに基づいて半
導体レーザをパルス幅変調およびパワー変調する多値変
調手段と、前記２値画像処理手段と多値画像処理手段と
から出力される注目画素の方向データに基づいてドット
を形成し始める位置を変調する位置変調手段を有するド
ット形成部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】フレームメモリはｎビット(ｎは整数)の
画像データを格納可能とし、前記ｎビットのうち下位１
ビットの２値を２値画像データに割り当てて白・黒を表
現し、(２ｎ−２)値を多値画像データに割り当てて濃度
データを格納し、２値画像データと多値画像データとを
同一フレームメモリに展開することを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置。
【請求項３】副走査方向ｎライン(ｎは整数)分の画像
データを保持するためのラインメモリおよび主走査方向
ｍ個(ｍは整数)分の画像データを保持するためのシフト
レジスタより構成するウィンドウを有し、このウィンド
ウより注目画素の周辺の画素を参照し、注目画素の周辺
の画素が２値画像データだけであるか、あるいは多値画
像データが含まれるかを判別する混在判別回路を有する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】多値画像処理手段は、注目画素の隣接８
画素の濃度データを参照し、参照したある画素の両隣の
参照画素を含めた３画素の和を８方向ごとにとり、その
最大値を検索する検索手段と、前記最大値の方向を注目
画素の方向データとして出力する制御手段を有すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】２値画像処理手段は、参照する注目画素
とその周囲の画素に対してジャギーを判別する判別パタ
ーンを有し、前記注目画素とその周囲の画素が前記判別
パターンに合致した場合、合致した判別パターンに対応
した注目画素に対する方向データと濃度データを出力す
ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。