JPH0795808B2

JPH0795808B2 - 画像処理装置の調整方法

Info

Publication number: JPH0795808B2
Application number: JP61024142A
Authority: JP
Inventors: 猪一郎山本; 昭彦竹内; 基加藤; 行弘大関; 哲雄斉藤; 高広井上; 裕志笹目
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-02-07
Filing date: 1986-02-07
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPS62183669A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、入力画像信号を階調処理して出力画像を形成
する画像処理装置の調整方法に関するものである。

［従来の技術］デイジタル画像信号を２値化して、例えばレーザビーム
プリンタなどで画像形成をする際に、階調性を得るため
に、デイジタル画像信号を一旦アナログ信号に変換し、
この変換した信号を三角波のようなパターン信号と比較
することでパルス幅変調をかけた２値化信号を発生させ
る手法が先に本願出願人によつて提案されている。

第２図はこの手法の具体例を示したものである。デイジ
タルビデオ信号はラツチ１においてビデオクロツクVKで
ラツチされ同期がとられる。このビデオクロツクVKはマ
スタークロツクMKをＪ−Ｋフリツプフロツプ５で２分周
したクロツクである。このビデオ信号はD/Aコンバータ
２でアナログビデオ信号に変換される。D/Aコンバータ
２の出力は抵抗３で電圧レベルに変換された後にコンパ
レータ４の一方の入力端子に入力される。一方マスター
クロツクMKは分周器６による周期切換信号によつて所定
の分周が行なわれ、さらにＪ−Ｋフリツプフロツプ７で
２分周されデユーテイ比50％のクロツク信号となる。こ
れはビデオクロツクVKに対して分周器６での分周比と同
じ倍率の周期をもつ。このクロツクは三角波発生手段８
により三角波となり、前述のコンパレータ４のもう一方
の入力端子に入力され、アナログビデオ信号と比較され
１パルス幅変調される。このパルス幅変調信号Ｅは駆動
回路21に入力され、駆動回路21はパルス幅変調信号に対
応して半導体レーザ17を点滅変調駆動しレーザビーム11
を出力させる。半導体レーザ17から射出されたレーザビ
ーム11は、回転多面鏡、ガルバノミラー等で構成される
の走査器18によつて走査される。なお、19はレーザービ
ーム11を感光体９に点状に結像させるレンズ、20は光路
を折る為のミラーである。

また、９は矢印方向に回転するドラム状電子写真感光体
であり、感光体９はまず帯電器10で均一に帯電され、次
に変調信号に対応して点滅変調されたレーザービーム11
で、感光体９の回転方向と略垂直な方向に走査、露光さ
れる。これによつて感光体９に形成された静電潜像は、
現像器12によつて現像可視化される。

感光体９に形成された可視トナー像は、転写帯電器13に
より転写材14に転写される。転写材14に転写された可視
トナー像は不図示の定着器で定着され、一方、転写後感
光体９に残留したトナーはクリーニング器15で除去、ク
リーニングされる。その後、感光体９に残留している電
荷は、ランプ16の除電光によって除電され、再び上記各
工程が繰り返される。

また、アナログビデオ信号のレベルと三角波のレベルと
の関係は、得ようとしている画像の種類等により第３図
（ａ），（ｂ），（ｃ）などが考えられる。

［発明が解決しようとする問題点］ここで、例えば、第３図（ａ）のおいてアナログビデオ
信号の白のレベルαと、三角波の最大値の関係が三角波
発生手段の熱特性など何らかの理由で変動した場合、た
とえその変動量が微小であつても、画像濃度の薄い領域
での階調が大きく変動してしまう。また逆にアナログビ
デオ信号の黒のレベルβと三角波の最小値との関係が変
動した場合には画像濃度の濃い領域での階調が大きく変
動してしまうという問題があつた。また、もしアナログ
ビデオ信号の白及び黒のレベルと三角波との関係が、変
動しないとしても、微小のズレで画像に大きな影響を与
えるため、その調整はシンクロスコープを用いても困難
であつた。さらには、アナログビデオ信号の白及び黒の
レベルと三角波との関係が一定であつたとしても、例え
ばレーザビームプリンタの場合、レーザ発光パワー、レ
ーザー発光の応答性、感光体のＥ−Ｖ特性などのバラツ
キや変動等により、画像濃度の特に薄い部分と濃い部分
において階調が大きく変動してしまうという問題があつ
た。

本発明は上記従来技術に鑑みなされたものであり、入力
画像データに対して所定のパターン信号に基づいてパル
ス幅変調処理を施して画像を形成する装置における画像
形成するための回路の特性を較正し、良好な画像を形成
させることを可能にする画像処理装置の調整方法を提供
しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］この問題を解決するため、例えば第１の発明は以下の構
成を備える。すなわち、入力画像信号を所定周期のパターン信号に応じてパルス
幅変調を行って画像形成する画像処理装置の調整方法に
おいて、（ｉ）所定レベル信号を設定する工程と、（ii）前記所定レベル信号を前記所定周期のパターン信
号に応じてパルス幅変調処理して、パルス幅変調信号を
生成する工程と、（iii）前記パルス幅変調信号により形成される画像の
濃淡レベルに関するレベル情報を検出する工程と、（iv）前記レベル情報に応じて、前記所定周期のパター
ン信号と前記入力画像信号との相対的レベルを調整する
工程とを備える。

また、第２の発明は以下の構成を備える。すなわち、入力画像信号を所定周期のパターン信号に応じてパルス
幅変調を行って画像形成する画像処理装置の調整方法に
おいて、（ｉ）所定レベル信号を設定する工程と、（ii）前記所定レベル信号を前記所定周期のパターン信
号に応じてパルス幅変調し、パルス幅変調信号を生成す
る工程と、（iii）前記パルス幅変調信号により形成される画像の
濃淡レベルに関するレベル情報を検出する工程と、（iv）前記レベル情報に応じて、前記所定周期のパター
ン信号或いは前記入力画像の少なくとも一方のダイナミ
ックレンジを調整する工程とを備える。

［作用］かかる本発明の構成において、所定レベル信号を設定
し、その設定さた所定レベル信号を所定周期のパターン
信号に応じてパルス幅変調処理して、パルス幅変調信号
を生成する。そして、生成されたパルス幅変調信号によ
り形成される画像の濃淡レベルに関するレベル情報を検
出し、検出されたレベル情報に応じて、所定周期のパタ
ーン信号と入力画像信号との相対的レベルを調整する。

［実施例］第１図は本実施例の画像処理装置のブロツク図である。
尚、第２図と同様の機能を有するものにおいては同じ符
号を付け、その説明を省略する。

図中、22は各回路を制御するCPUであり、26は後述する
第６図のフローチヤートの動作プログラムが格納されて
いるROMである。また27はCPU22が動作するときのワーク
エリアとして使用するRAMである。30はセレクタであ
り、CPU22よりの指示により、デジタルビデオ信号とCPU
22よりの信号線31に含まれるチエツクモード用の信号と
を、同じく信号線31に含まれる選択情報に基づいて選択
してラツチ１に出力する。９は矢印方向に回転するドラ
ム状電子写真感光体である。感光体９はまず帯電器10で
均一に帯電され、次に変調信号に対応して点滅変調され
たレーザービーム11で、感光体９の回転方向と略垂直な
方向に走査、露光される。これによつて感光体９に形成
された静電潜像は、現像器12によつて現像可視化され
る。尚、この実施例では現像器12としては、感光体９の
レーザービームで露光された部分、所謂明部領域にトナ
ーを付着させる所謂反転現像を行なう現像器が使用され
ており、従つて現像器12が感光体９に供給するトナーは
帯電器10による感光体帯電極性と同極性に帯電してい
る。逆に言えば、レーザービーム11は、感光体９のトナ
ーを付着させるべき部分を露光するように、変調されて
いる。

いずれにせよ、感光体９に形成された可視トナー像は、
転写帯電器13により転写材14に転写される。転写材14に
転写された可視トナー像は不図示の定着器で定着され、
一方、転写後感光体９に残留したトナーはクリーニング
器15で除去、クリーニングされる。その後、感光体９に
残留している電荷は、ランプ16の除電光によつて除電さ
れ、再び上記各工程が繰り返される。

レーザビーム11は半導体レーザ17から出射される。而し
て半導体レーザ17は、コンパレータ４から出力されるパ
ルス幅変調信号Ｅの印加される駆動回路21により駆動さ
れ、この変調信号Ｅに対応して点滅変調されたレーザビ
ーム11を出射するものである。感光体９にデジタルビデ
オ信号に対応する画像を形成する場合（画像形成モー
ド）、上記変調信号Ｅはデイジタルビデオ信号に対応し
た信号である。いずれにせよ、半導体レーザ17から出射
されたレーザビーム11は、回転多面鏡、ガルバノミラー
等の走査器18によつて走査される。19はレーザービーム
11を感光体９に点状に結像させるレンズ、20は光路を折
る為のミラーである。

画像形成モードでは、デジタルビデオ信号を前述した処
理によりパルス幅変調を行ない、パルス幅変調信号Ｅを
駆動回路21に供給し半導体レーザー17を駆動することに
より画像を得ることができる。

さて、本実施例では上述の画像形成モードの動作に先立
つて、制御モードの動作が行なわれる。

制御モードに於ては感光体９が回転し、そして帯電器10
も作動し、走査器18も回転する。但し、このモードに於
ては現像器12、転写帯電器13は作動しても、しなくても
いずれでもよいが、除電ランプ16は作動するのが好まし
い。

また本実施例の制御モードでは三角波発生手段のバイア
ス調整（以下、チエツクモードＡと称する）とアナルロ
グビデオ信号のダイナミツクレンジ調整（以下、チエツ
クモードＢと称する）とで出力画像を較正する。この処
理工程を第６図のフローチヤートに示し、その動作を以
下に説明する。また、この制御モードはCPU22へ制御信
号が伝達されてから開始される。

先ずチエツクモードＡが実施される。ステツプS1では、
第４図（ａ）に示すようなチエツクモードＡのデイジタ
ルビデオ信号が発生し、このデイジタルビデオ信号と同
期した三角波が発生し、コンパレータ４により比較さ
れ、第４図（ｂ）に示すようにパルス幅変調された信号
により半導体レーザ17が駆動される。かくして出射され
たレーザビーム11が感光体９を露光走査する。次にステ
ツプS2でこの露光走査された感光体９の表面電位V₁′が
電位センサ23によつて検出される。

ここでCPU22は上記検出された感光体９の表面電位V₁′
に対応して三角波発生手段のバイアス調整手段24を調整
し、感光体の表面電位V₁′を所望の表面電位V₁との差が
所定値以下になるまで合わせる（ステツプS3,4）。

ここでチエツクモードＡのデイジタルビデオ信号は、半
導体レーザ17の発光している時間よりも、消えている時
間の方が長い信号であり、予め任意に設定されたレベル
の信号である。

また、所望の表面電位V₁は感光体９の特性や設定したチ
エツクモードＡのデイジタルビデオ信号のレベルにより
予め容易に設定することができる。いずれにせよ、所望
とする表面電位V₁と感光体９上の実際の表面電位V₁′と
の差が予め設定された値以下になるまでバイアス調整手
段24を調整することにより三角波Ｃのバイアスを調整す
る。

以上の如くチエツクモードＡが完了すると次にチエツク
モードＢをステツプS5以下で処理することになる。

ステツプS5では第４図（Ｃ）に示すようなチエツクモー
ドＢ用のデイジタルビデオ信号が発生し、前記チエツク
モードＡの信号の場合と同様に半導体レーザ17が駆動さ
れ、ステツプS6では感光体９の表面電位V₂′が電位セン
サ23によつてチエツクモードＡと同様に検出される。

ここでCPU22は上記検出された感光体９の表面電位V₂′
に対応してアナログビデオ信号のダイナミツクレンジを
ダイナミツクレンジ調整手段25により調整し、感光体の
表面電位V₂′を所望の表面電位V₂との差が所定値以下に
なるまで合わせる（ステツプS7,8）。

ここでチエツクモードＢのデイジタルビデオ信号は半導
体レーザ17が発光している時間の方が消えている時間よ
り長くなる信号であり、予め任意に設定したレベルの信
号である。

また所望の表面電位V₂は感光体９の特性や設定したチエ
ツクモードＢのデイジタルビデオ信号のレベルにより予
め容易に設定することができる。

以上の様に各チエツクモード処理が終了するとステツプ
S9で半導体レーザ17を停止させて一連のチエツクモード
処理を終了する。

さて、上述した感光体９上の電位と所望とする電位との
差が予め設定された値ΔＶ以下となる様に較正すると説
明したが、このΔＶの値の説明を以下に説明する。

第５図に実際にポジ帯電の感光体を用いた場合において
は、三角波のダイナミツクレンジが1Vであるときの、三
角波のピークV_PとチエツクモードＡの電位V_Cとの電位差
ΔＶ ΔＶ＝V_P−V_C による感光体の表面電位V_Sの変化を示す。本実施例にお
いては、第５図からわかるように、半導体レーザ17を完
全にOFFした場合の感光体９上の表面電位V_Sは400Vであ
り、ΔＶが大きくなるに従つて感光体の表面電位V_Sは下
がり、350V±10Vの電位で各回路を調整すると非常に安
定した画像を得ることが確かめられた。その時のΔＶ
は、0.05±0.01Vであつた。これは感光体９の表面電位
で調整すると、レーザ発光パワー、レーザ発光の応答
性、感光体のＥ−Ｖの特性のバラツキや変動等による画
像への悪影響を含めて調整できるからである。また、電
位で調整すると良い画像を得るための調整ラチユードが
広くなることも安定した画像を得ることが可能になつた
一つの大きな理由である。

また本実施例においては、アナログビデオ信号と三角波
の調整を三角波のバイアスとアナログビデオ信号のダイ
ナミツクレンジの２つのパラメータで調整したが、他に
もアナログビデオ信号を一定にして三角波の振幅とバイ
アスを調整するなど、アナログビデオ信号と三角波の関
係を調整できる方法であれば、どのような方法を用いて
もよい。

また、制御モードが終了と、次いで、或は一旦休止状態
に入つた後、画像形成指令（プリント指令）が入つた段
階で、前記画像形成モードの動作が開始される。

尚、上記制御モードは、装置の電源スイツチ（メインス
イツチ）をオンにする動作と連動して行なつてもよく、
或は画像形成モード動作指令スイツチ（プリントスイツ
チ）をONにする動作と連動して行なつてもよく、更には
転写材搬送とそれに後続する転写材搬送との間、所謂紙
間部分に対応する時間（つまり、前の画像に対応する感
光体のレーザービーム露光終了と、次の画像に対応する
感光体のレーザービーム露光開始との間の時間）に行な
つてもよい。

または感光体の転写すべき画像を形成する領域の側方
（レーザービームの走査方向について）にテスト領域を
設け、このテスト領域にサンプル像を形成して前述のよ
うな制御を行なうようにしてもよい。この場合、被記録
情報に対応する変調信号により変調されたレーザービー
ムによる感光体の１ライン分の走査が終了後、或はその
走査開始前に、信号Ｃにより変調されたレーザービーム
が上記テスト領域を走査する。従つて、この場合、制御
モードと画像形成モードが並行して行なわれる。

また、制御モードは必ずしも自動に行なう必要はなく、
制御モードのスイツチを押すことにより、チエツクモー
ドA,Bにおける感光体の電位を表示させ、ボリューム調
整でアナログビデオ信号と三角波の関係を調整してもよ
い。

以上の例はレーザビームプリンタであるが、多数の微小
発光ダイオード（LED）を並べたLEDアレイを使用し、こ
のアレイの各LEDを変調信号に対応して点滅制御して電
子写真感光体を露光することにより画像を形成するよう
にした画像処理装置にも適用できる。

更に、以上の例では、感光体の露光された領域にトナー
を付着される所謂反転現像が採用さているが、露光され
なかつた感光体領域、所謂暗部領域にトナーを付着させ
る（従つてトナーは帯電器10による感光体帯電極性と、
逆極性に帯電している）正現像法が適用された画像形成
装置にも本実施例は適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、入力画像データに
対して所定のパターン信号に基づいてパルス幅変調処理
を施して画像を形成する装置における画像形成の回路の
特性を較正し、良好な画像を形成させることが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例を説明するための図、第２図は先に本願出願人によつて提案された画像処理装
置のブロツク図、第３図（ａ）〜（ｃ）はアナログビデオ信号と三角波の
関係の例を示した図、第４図（ａ）〜（ｄ）はチツクモードにおけるパルス幅
変調の例を示した図、第５図は感光体の表面電位を示す図、第６図は制御モード時のフローチヤートである。図中、１……ラツチ部、２……D/Aコンバータ、３……
抵抗、４……コンパレータ、5,7……フリツプフロツ
プ、６……分周器、８……三角波発生手段、９……感光
体、10……帯電器、11……レーザビーム、12……現像
器、13……転写分離器、14……転写部材、15……クリー
ナ、16……ランプ、17……半導体レーザ、18……走査
器、19……レンズ、20……ミラー、21……駆動回路、22
……CPU、23……電位センサ、24……バイアス調整手
段、25……ダイナミツクレンジ調整手段、26……ROM、2
7……RAMである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大関行弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者斉藤哲雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者井上高広東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者笹目裕志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像信号を所定周期のパターン信号に
応じてパルス幅変調を行って画像形成する画像処理装置
の調整方法において、（ｉ）所定レベル信号を設定する工程と、（ii）前記所定レベル信号を前記所定周期のパターン信
号に応じてパルス幅変調処理して、パルス幅変調信号を
生成する工程と、（iii）前記パルス幅変調信号により形成される画像の
濃淡レベルに関するレベル情報を検出する工程と、（iv）前記レベル情報に応じて、前記所定周期のパター
ン信号と前記入力画像信号との相対的レベルを調整する
工程とを備えることを特徴とする画像処理装置の調整方法。
【請求項２】入力画像信号を所定周期のパターン信号に
応じてパルス幅変調を行って画像形成する画像処理装置
の調整方法において、（ｉ）所定レベル信号を設定する工程と、（ii）前記所定レベル信号を前記所定周期のパターン信
号に応じてパルス幅変調し、パルス幅変調信号を生成す
る工程と、（iii）前記パルス幅変調信号により形成される画像の
濃淡レベルに関するレベル情報を検出する工程と、（iv）前記レベル情報に応じて、前記所定周期のパター
ン信号或いは前記入力画像の少なくとも一方のダイナミ
ックレンジを調整する工程とを備えることを特徴とする画像処理装置の調整方法。