JPH08238799A

JPH08238799A - デジタル画像形成装置

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Publication number: JPH08238799A
Application number: JP7047403A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Katori; 健太郎鹿取; Masahiro Mitsusaki; 雅弘光崎; Yoshinobu Namita; 芳伸波田; Yukihiko Okuno; 幸彦奥野; Katsuyuki Hirata; 勝行平田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1996-09-17
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: US5715067A; JP3319208B2

Abstract

(57)【要約】【目的】１００％より小さいデューティ比で発光可能
な強度変調方式を用い実質解像力が低下しないデジタル
画像形成装置を提供する。【構成】光源から照射される光の強度を変調して像担
持体に潜像を形成し現像ユニットにより前記像担持体に
形成された潜像を現像する。ここで、原稿のドット情報
に基づいてデューティ比を１原稿内で切替える。これに
より、異なるデューティ比で形成した画素を同一原稿内
に混在できる。たとえば、画像読取部で生成されたエッ
ジ信号に基づきエッジ部は１００％のデューティ比で作
像するが、エッジ部以外では１００％より小さいデュー
ティ比で作像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】デジ
タル画像形成装置では、レーザビームを変調して静電潜
像を感光体上に形成する。レーザビーム変調方式の１つ
である強度変調方式では、レーザビームの発光強度を変
調する。強度変調方式は、画素単位で変調を行うため、
階調性と解像力が共に優れている。しかしながら強度変
調方式では、レーザ露光量のピッチノイズ、駆動むら等
のノイズを拾いやすいため、ノイジーな画像になりがち
であった。また、ハイライト部の再現性が悪くなりやす
かった。この問題は、強度変調方式において、ドット内
発光比（以下、デューティ比という）を１００％より小
さくして階調を再現することにより軽減された。すなわ
ち、１画素について露光する際に、発光強度を画像デー
タに対応して変調するとともに、デューティ比をたとえ
ば８０％として、時間的に間欠的に発光させる。これに
より、中間調部での粒状性を改善して画質を向上すると
ともに、階調特性（中間調での均一性）が改善された。
しかし、デューティ比を１００％より小さくすると、パ
ルス幅変調方式のように、全面に生じる万線により実質
解像力が低下するという問題があった。

【０００３】本発明の目的は、１００％より小さいデュ
ーティ比で発光可能な強度変調方式を用い実質解像力が
低下しないデジタル画像形成装置を提供することであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るデジタル画
像形成装置は、原稿を照射し反射光を光電変換し、Ａ／
Ｄ変換によりデジタル値に変換する画像読取部と、画像
読取部により得られたデジタル値から原稿のドット情報
を求める画像信号処理部と、原稿のドット情報に基づい
て、ドットごとにデューティ比を切替えるデューティ比
設定回路と、デューティ比設定回路から入力されるデュ
ーティ比に対応して、光源から照射される光の強度を変
調する発光部と、発光部により像担持体に形成された潜
像を現像する画像作成部とからなる。好ましくは、画像
信号処理部で生成されたドット情報は、その１ドットが
エッジ部にあるか否かを示すエッジ信号であり、デュー
ティ比設定回路は、エッジ部にあるドットに対して１０
０％のデューティ比を、エッジ部以外にあるドットに対
しては１００％より小さいデューティ比を設定する。

【０００５】

【作用】光強度変調方式のデジタル画像形成装置におい
て、同一原稿内で、原稿のドット情報に基づいてデュー
ティ比を切替える。このデューティ比とは、光源から照
射される光が１ドットを露光する期間における発光期間
の割合である。画像形成においては、光源から照射され
る光をデューティ比の期間に発光し画像データで強度を
変調して像担持体に潜像を形成し、この潜像を現像し用
紙に転写する。この光の強度の変調において、ドット情
報に基づいた上記のデューティ比を用いるので、ドット
ごとに異なるデューティ比で発光できるので、異なるデ
ューティ比で形成した部分を同一原稿内に混在できる。
たとえば、このドット情報はエッジ情報であり、画像読
取部で生成されたエッジ信号に基づきエッジ部は１００
％のデューティ比で作像するが、エッジ部以外では１０
０％より小さいデューティ比で作像する。

【０００６】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明による実
施例について説明する。図１はこの発明の一実施例であ
るデジタルフルカラー複写機本体の断面構造を示す。こ
のデジタル複写機は、原稿画像を読取るイメージリーダ
部２と、読取った画像を再現するプリンタ部１とからな
る。イメージリーダ部２においては、原稿台４０に載置
された原稿をスキャナ４１で露光走査すると、その反射
光がＣＣＤセンサ４２を含む読取光学部４３により検知
され、光電変換により画素毎にＲ,Ｇ,Ｂの三色の多値電
気信号として読取られる。この読み込まれたＲ,Ｇ,Ｂの
多値電気信号は、反射率のアナログデータとして画像信
号処理部４４（図２参照）に入力される。

【０００７】プリンタ部１には、中央部よりやや右側に
感光体ドラム１０が矢印aの方向に回転駆動可能に設置
されている。感光体ドラム１０の周囲には、転写ドラム
２０が矢印bの方向に回転駆動可能に設置されている。
さらに、帯電チャージャ１１、磁気ブラシ式の現像装置
１２、１３、１４、１５、転写チャージャ２３、残留ト
ナーのクリーニング装置１６およびイレーサランプ１７
が、感光体ドラム１０の回りに順に配置される。画像
は、プリントヘッド部５０にて感光体ドラム１０上に帯
電処理の直後にレーザビームで露光される。一方、用紙
吸着チャージャ２１、用紙吸着ローラ２２、転写チャー
ジャ２３、用紙分離チャージャ２４および２５、分離爪
２６が、転写ドラム２０の回りに配置される。さらに、
用紙搬送装置２７は、画像を転写した用紙を搬送し、定
着装置３０は、転写された画像を定着する。

【０００８】プリントヘッド部５０は、入力される前記
信号に対して感光体及び現像特性等の画像再現性に応じ
た階調補正(γ補正)を行なった後、Ｄ／Ａ変換を行い、
露光データとされる。この露光データに基づき、プリン
トヘッド部５０にてレーザが駆動され、回転駆動される
感光体ドラム１０を露光する。感光体ドラム１０は、露
光を受ける前にイレーサランプ１７で照射され、帯電チ
ャージャ１１により一様に帯電されている。この状態で
露光を受けると、感光体ドラム１０上に原稿の静電潜像
が形成される。現像装置１２、１３、１４、１５は、ト
ナーとキャリアからなる二成分系の現像剤を収容してお
り、感光体ドラム１０に対向して、前記静電潜像を対向
する色のトナーで可視像化する。一方、プリンタ本体１
には自動給紙ユニット６１、６２および６３が３段設け
られている。各ユニット内に装填されている用紙のサイ
ズは、それぞれセンサＳＥ１１〜ＳＥ１３で検知され
る。自動給紙ユニット６１、６２および６３から給紙、
搬送されてきた用紙は、転写ドラム２０上へ吸着位置と
同期するように送りこまれ、用紙吸着ローラ２２、用紙
吸着チャージャ２１によって転写フィルム上に静電的に
吸着される。現像された感光体ドラム１０上の画像は、
転写ドラム２０上に吸着した用紙へ転写チャージャ２３
を出力することで転写される。以上のように、画像読取
り、レーザ露光による潜像形成、現像、転写のプロセス
動作を必要な色の数だけ(通常のフルカラー画像作成の
場合は４回)繰返した後、用紙は転写ドラム２０から分
離チャージャ２４、２５、分離爪２６により分離され
る。そして、搬送装置２７を経て、定着器３０に搬送さ
れ、ここでトナー像が用紙に加熱定着されて排紙トレー
３１に排出される。

【０００９】図２は、画像信号処理部４４のブロック図
であり、この図を参照して、ＣＣＤセンサ４２から画像
信号処理部４４を介してプリンタ制御部に至る画像信号
の処理の流れを説明する。まず、オフセット、ゲインの
補正を行なったＣＣＤセンサ４２から入力されるＲ,Ｇ,
Ｂのそれぞれの反射光データを、Ａ／Ｄ変換器１００が
多値デジタル値に変換し、次に、シェーディング補正回
路１０２は、その多値デジタル値のシェーディング補正
を行なう。さらに、補正されたデジタル値は、ｌｏｇ変
換回路１０４により濃度データに変換されると同時に、
色変換処理回路１０６により、色座標Ｖ,Ｈ,Ｃに変換さ
れる。次に、下色除去・墨加刷回路１０８は、黒再現を
改善するために、３色のデータの共通部分を黒データと
して計算するとともに、３色の濃度データから黒データ
を差し引く。そして、マスキング処理回路１１０におい
て、Ｒ,Ｇ,ＢのデータがＹ,Ｍ,Ｃ,Ｂｋの信号に変換さ
れる。そして、濃度補正回路１１２において、Ｙ,Ｍ,
Ｃ,Ｂｋのデータに所定係数を乗じて濃度を補正し、こ
の色補正により理想特性からのずれを小さくする。そし
て、空間周波数補正回路１１４により画像の性質に対応
してデータのスムージングなどを行った後で、処理後の
データを印字データとしてプリンタ部１へ送る。

【００１０】次に、空間周波数補正回路１１４における
フィルター処理について説明する。このとき用いるフィ
ルターは、一般的な１次微分フィルターとラプラシアン
フィルターである。

【００１１】図３は、各濃度Ｄについて、１次微分デー
タ(ΔＤ)とエッジ強度出力Ｇ(ΔＤ)の関係を示す。エッ
ジ強度出力Ｇの負値の部分はハーフトーン部を示してお
り、正の部分はエッジ強度を示している。図には、３本
のラインＡ1，Ａ2，Ａnの例を示し、Ａnは、副走査方向
ｎ番目の主走査ライン用の関数Ｇn(ΔＤ)を示す。副走
査方向ｎ番目における画素について、その１次微分デー
タΔＤが求まると、関数Ｇn(ΔＤ)からその画素におけ
るエッジ強度が求まる。関数Ｇ1(ΔＤ)〜Ｇn(ΔＤ)は、
空間周波数補正回路１１４内にテーブルとしてあらかじ
め格納しておく。各濃度について、この値が負値の場合
は、平滑化処理のため、その値に応じてスムージングフ
ィルターの選択を行なう。スムージングフィルターとし
て平均化フィルターやメディアンフィルターを用いる。
スムージングは、移動平均フィルターにてかけてもよ
い。

【００１２】図３において、１次微分値（ΔＤ）がしき
い値より大きくなり、エッジ強度Ｇが正になると、エッ
ジ強調Ｇは、画像のエッジ成分を表していることにな
り、後述のエッジ信号を"Ｈ"レベルにする。１次微分値
が大きいほど、Ｇ(ΔＶ)は大きくなる。この成分は、図
６に示したように、原画像に対しなまっているのが通常
である。

【００１３】図４は、空間周波数補正用関数Ｆ(ΔＶ)を
示す。ここに、ΔＶは、色変換処理回路１０６により得
られた明度Ｖについてのラプラシアンフィルタの出力で
ある。

【数１】Ｆ(ΔＶ)＝ａ・ΔＶ＋ｂ（ΔＶ＞０）（１）Ｆ(ΔＶ)＝ａ'・ΔＶ＋ｂ' （ΔＶ＜０）（１'）即ち、出力ΔＶが正か負かにより異なる補正関数Ｆを設
定する。これにより、エッジ部の画像寄りのデータを強
調し、下地寄りのデータを低減させることができ、画像
のエッジの保存性が高まる。

【００１４】図５は、空間周波数補正回路１１４の１部
のブロック図である。濃度補正回路１１４からの画像信
号Ｄは、１次微分フィルタ３００により微分され、次
に、微分値ΔＤは、第１テーブル３０２に入力されて、
エッジ強調出力値Ｇ(ΔＤ)が出力される。一方、色変換
回路１０６から入力される明度Ｖは、ラプラシアンフィ
ルタ３０４により微分され、次に、微分値ΔＶは、第２
テーブル３０６に入力されて、補正関数Ｆ(ΔＶ)が出力
される。画像信号Ｄ、エッジ強調出力Ｇ(ΔＤ)および補
正関数Ｆ(ΔＶ)は、次の式（２）に従って乗算器３０８
により乗算され、補正後の画像信号ＤＤとして出力され
る。

【数２】ＤＤ＝Ｄ×（Ｆ（ΔＶ）×Ｇ（ΔＤ））（２）ただし、算出された画像信号ＤＤが負値の時は、ＤＤ＝
０として出力する。また、１次微分フィルタ３００の出
力ΔＤは、比較器３１０により所定のしきい値と比較さ
れる。１次微分値ΔＶが所定のしきい値以上である場
合、その画素をエッジと見做し、エッジ信号を“Ｈ”レ
ベルとする。このようにして生成されたエッジ信号をプ
リンタ制御部２０６に送られ、デューティ比を選択する
ために用いられる。

【００１５】また、図６は、最上部に示す原画像を図示
したラインにそって読み取ったときに得られた明度
（Ｖ）の分布と、それから得られた１次微分フィルタの
出力（エッジ強度）、その絶対値、濃度（Ｄ）の分布お
よびラプラシアンフィルタの出力を示す。ここで、この
ラインにそって４つのエッジが存在するが、得られたエ
ッジ強度は、原画像に比べてなまっている。

【００１６】図７は、プリンタ部１における画像データ
処理のブロック図である。ここで、画像信号処理部４４
からの画像データ(８ビット)は、インターフェイス部２
００を介して、ファーストイン・ファーストアウトメモ
リ(以下、ＦＩＦＯメモリという)２０２に入力される。
このＦＩＦＯメモリ２０２は、主走査方向の所定の行数
分の画像の階調データを記憶することができるラインバ
ッファメモリであり、イメージリーダ部２とプリンタ部
１との動作クロック周波数の相違を吸収するために設け
られる。ＦＩＦＯメモリ２０２のデータは、次にγ補正
部２０４に入力される。γ補正部２０４は、入力信号
（ＩＤ）に対して、デューティ比に応じてプリンタ制御
部２０６から送られたγ補正データを用いて、感光体及
び現像特性等の画像再現特性に応じた階調補正(γ補正)
を実行する。補正後のデータは、Ｄ／Ａ変換部２０８に
よりアナログ電圧に変換され、露光データとされる。こ
の露光データは、次に、増幅回路２０９において、プリ
ンタ制御部２０６からのゲイン設定値に対応してゲイン
信号発生部２２６により設定されたゲインで増幅された
後、ドライブＩ／Ｏ２１０を介して半導体レーザ(ＬＤ)
ドライバ２１２に送られる。

【００１７】さらに、プリンタ制御部２０６は、デュー
ティ処理部２１６にエッジ信号を送る。ここで、エッジ
部では、発光期間のデューティ比を１００％として解像
力を高く保つが、非エッジ部では、デューティ比を１０
０％より小さい値、ここでは７５％、に設定し、粒状性
と階調性を高く保つ。このため、デューティ処理部２１
６では、主走査ラインの非エッジ部、エッジ部のそれぞ
れに対応したデューティ処理信号２１８、２２０を、パ
ラレルＩ／Ｏ２２２を介して半導体レーザドライバ２１
４に送る。非エッジ部のデューティー信号は、１画素の
発光時間のデューティー比が７５％で、かつ、２画素周
期のＯＮ・ＯＦＦ信号とし、エッジ部のデューティー信
号は、１画素の発光時間のデューティー比が１００％と
する。プリンタ制御部２０６は、イメージリーダー部２
より転送されるエッジ信号に基づきデューティー処理信
号の切替えを行なう。これにより、半導体レーザ２１４
は、デューティ処理信号が出力されている期間でのみレ
ーザビームを出射する。一方、変調周波数の４倍のクロ
ック信号をクロック発生回路２２４からパラレルＩ／Ｏ
２２２を介して半導体レーザドライバ２１２に送る。こ
れにより、１画素の１／４(２５％)の単位で半導体レー
ザ２１４のＯＮ・ＯＦＦ制御が可能になる。こうして、
プリントヘッド部５０にて半導体レーザ２１４が駆動さ
れると、回転駆動される感光体ドラム１０をレーザビー
ムで露光する。感光体ドラム１０は、露光を受ける前に
イレーサランプ１７で照射され、帯電チャージャ１１に
より一様に帯電されている。この状態で露光を受ける
と、感光体ドラム１０上に静電潜像が形成される。な
お、プリンタ制御部２０６は、異なったデューティ比に
対応して、異なったγ補正データをγ補正部２０４に送
り、階調特性を一定に保つ。

【００１８】このため、プリンタ制御部２０６には、１
００％と７５％との何れのデューティ比の階調再現法に
おいても再現される画像において所定の階調特性が得ら
れるように、デューティ比にγ補正データを予め有して
いる。なお、あるデューティ比（たとえば７５％）のも
のに比べて他のデューティ比（たとえば１００％）の場
合の階調再現精度がさほど必要でない場合は、精度を必
要とするデューティ比についてのγ補正データを演算し
た後、感光体上の積分光量が等しくなるように７５％の
デューティ比と１００％のデューティ比との比で１００
％用のγ補正データを除算することにより簡易的に求め
てもよい。

【００１９】図８は、プリンタ部２におけるレーザ光学
系の構成を示す斜視図である。図を参照して説明する
と、駆動信号に応じて半導体レーザ素子２１４から出射
されたレーザビームは、コリメータレンズ１５５とシリ
ンドリカルレンズ１５３を通って、ポリゴンミラー１５
２の１つの面に入射する。この面で反射されたビーム
は、f−θレンズ１５６を通ってミラー１５９で反射さ
れ、スリット（図示しない）から光学ユニットの外に出
て感光体ドラム１０に入射し、感光体ドラム１０を露光
する。ポリゴンミラー１５２の回転につれ、ポリゴンミ
ラーの１つの面から反射されるビームの出射方向が図に
示すように変わって感光体ドラム１０を軸方向に走査す
る。この軸方向の走査の同期をとるため走査開始時に、
レーザービームはミラー１５８および１６０で反射さ
れ、フォトダイオード(ＳＯＳセンサ)１６３に入射す
る。ＳＯＳセンサ１６３が第１走査ラインの走査開始を
検出すると、ドライブＩ／Ｏ２１０およびパラレルＩ／
Ｏ２２２から送られた所定の光強度、デューティ処理信
号、クロック信号に基づき、レーザビームの１ライン目
の走査を開始する。ここで、図９に示すように、デュー
ティ処理信号は、同一主走査ラインで、エッジ部の画素
と非エッジ部の画素とで異ならせる。図９は、１主走査
ラインでのデューティ処理信号と濃度データのタイミン
グチャートの１例であり、エッジ部と非エッジ部とでデ
ューティ比を異ならせている。続いて、ＳＯＳセンサ１
６３が第２走査ラインの走査開始信号を検出すると、所
定の光強度で２ライン目の走査を行い、以下同様にレー
ザビームの走査を続け、有効画像エリア内の潜像を形成
する。

【００２０】本実施例では、エッジ信号によりドットご
とにデューティ比を設定した。しかし、一般的には、原
稿のドットに関する任意の情報を基に適当なデューティ
比をドットごとに設定できる。

【００２１】

【発明の効果】強度変調方式で、同一原稿内に、異なる
デューティ比で形成された部分を混在させることができ
る。好ましくはエッジ部を１００％のデューティ比で、
非エッジ部を１００％より小さいデューティ比で印字す
ることにより、エッジ部は解像力に優れ、非エッジ部
は、粒状性と階調性に優れた画像再現を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】複写機の全体構成を図式的に示す図である。

【図２】画像信号処理部のブロック図である。

【図３】エッジ強度出力のグラフである。

【図４】ＭＴＦ補正用関数のグラフである。

【図５】空間周波数補正回路の１部のブロック図であ
る。

【図６】エッジでの各種信号を表す図である。

【図７】プリンタ部における露光データ処理系のブロ
ック図である。

【図８】プリンタ部の光学系の斜視図である。

【図９】デューティ処理クロック、デューティ処理信
号、濃度データのタイミングチャートである。

【符号の説明】

４４信号処理部、１１４空間周波数補正回路、２
１２ＬＤドライバ、２１４半導体レーザ、２１６
デューティ処理部、２１８非エッジラインデータ、
２２０エッジラインデータ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者波田芳伸大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者奥野幸彦大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者平田勝行大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を照射し反射光を光電変換し、Ａ／
Ｄ変換によりデジタル値に変換する画像読取部と、画像読取部により得られたデジタル値から原稿のドット
情報を求める画像信号処理部と、原稿のドット情報に基づいて、ドットごとにデューティ
比を切替えるデューティ比設定回路と、デューティ比設定回路から入力されるデューティ比に対
応して、光源から照射される光の強度を変調する発光部
と、発光部により像担持体に形成された潜像を現像する画像
作成部とからなることを特徴とするデジタル画像形成装
置。
【請求項２】請求項１に記載したデジタル画像形成装
置において、画像信号処理部で生成されたドット情報
は、その１ドットがエッジ部にあるか否かを示すエッジ
信号であり、デューティ比設定回路は、エッジ部にある
ドットに対して１００％のデューティ比を、エッジ部以
外にあるドットに対しては１００％より小さいデューテ
ィ比を設定することを特徴とするデジタル画像形成装
置。