JP2002369008A

JP2002369008A - ２値画像データの処理方法及びそれを利用した画像形成装置

Info

Publication number: JP2002369008A
Application number: JP2001174890A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Murase; 哲男村瀬
Original assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Current assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ＬＥＤプリンタ等の主走査方向に画素形成素
子が固定配置された画像形成装置において、高速且つ明
瞭な画像形成を行うことができる２値画像データの処理
方法を提供する。【解決手段】複数の画素形成素子を主走査方向に配列
してなる記録ヘッド５０を有し、記録ヘッド５０の各画
素形成素子を２値画像データに基づき駆動して所望の画
像を形成する画像形成装置に適用される２値画像データ
の処理方法において、入力された２値の元画像データを
ｎ×ｎまたはｎ×ｍ（ｎ、ｍはビット数）の格子状マト
リクスのパターンで認識し、このパターンを予め記憶さ
れている複数の判別パターンと比較して当該パターンと
一致する判別パターンに従って元画像の画素よりも小さ
いドットの画素の補間画像データを生成し、これら元画
像データと補間画像データを前記記録ヘッドで1/2ライ
ン周期で交互に出力することによりスムージング処理を
施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像デー
タに基づき顕画像の形成を行うコンピュータ出力用プリ
ンタ、またはデジタル複写機等に利用できる２値画像デ
ータの処理方法に関し、特には、副走査方向に移動可能
な画像形成体に対して複数の画素形成素子を主走査方向
に配列してなる記録ヘッドを有し、該記録ヘッドの各画
素形成素子を、入力された２値画像データに基づき駆動
することにより所望の画像形成を行う構成の画像形成装
置を対象とし、該装置に好適に適用することができる２
値画像データの処理方法に関する。

【０００２】また更に、入力された２値画像データがデ
ィザ画像領域を含む場合であっても、ディザ画像領域を
効率的に判別して当該ディザ処理を損なうことなくスム
ージング処理を行うことができる２値画像データの処理
方法に関する。

【０００３】また更には、画像書込用の光源としてＬＥ
Ｄ等の複数の固定画素形成素子を主走査方向に配列した
記録ヘッドを用い、上記画像データの処理方法を利用し
て鮮明な画像形成を行うデジタル画像形成装置に関す
る。

【０００４】

【従来の技術】コンピュータネットワーク等の急速な発
展に伴い、レーザプリンタ、ＬＥＤプリンタ、インクジ
ェットプリンタ、サーマルプリンタ、多機能デジタル複
写機といったデジタル画像データから顕画像を形成する
画像形成装置では、その使い勝手の向上のため従来から
の要望にも増して、より高速度な画像データ処理と、高
鮮明な画像形成が望まれている。

【０００５】高鮮明な画像を得るために、従来より、デ
ィザ法や濃度パターン法又はスムージング法といった画
像処理法が知られ、これらの処理法又はその他の処理法
を選択的に用い、又は組み合わせて実施することによっ
て良好な画像形成を可能としている。

【０００６】これら処理のうちスムージング処理につい
て述べると、上記のようなプリンタは、例えばホストコ
ンピュータのような上位機器から送られて来る１ページ
分の画像データを一旦、ページメモリに記憶し、その
後、ページメモリに記憶した画像データをライン順に読
み出して印字を行うが、読み出しデータをそのままの形
で印字すると、隣合う画素と画素とのパターンの段差に
より画像にジャギーと呼ばれるギザギザの外郭が形成さ
れるため、主走査方向の画素ピッチ間、即ち、画素と画
素との１ピッチの間に補間画素を生成し、それによりジ
ャギーの少ない滑らかな画像を提供している。通常は、
画像データをページメモリから読み出すに際に、当該画
像データをｎ×ｎまたはｎ×ｍのマトリクス状のパター
ンとして認識し、このパターンを予め記憶してあった複
数の判別パターンと比較して、認識したパターンと一致
する判別パターンに基づいて補間画素を生成する。補間
画素は通常、元画像の画素よりも小さいサイズよりな
り、元画素と元画素と間の段差部に位置して補間する。

【０００７】このような小さな補間画素は、例えばレー
ザープリンタにおいては、個々の画素に対するレーザ光
の点灯時間（主走査方向のパルス幅）を制御することに
よって生成することができ、例えば元画素の２分の１の
径又は２分の１の幅の画素を画像形成体上に照射するこ
とにより目的を達成している。図１４はレーザプリンタ
におけるスムージングの対象となる３×３ドットマトリ
クスの元画素のパターンの一例を示す。黒の塗りつぶし
で示す部分は黒字の元画素部分であり、隣合う画素の列
との間に段差を有することがわかる。図１５は、図１４
のパターンの主走査方向の元画素と元画素との間に元画
素の幅の２分の１の幅の黒の補間画素（図において、斜
線部で示す）を形成してスムージング処理を行った例で
ある。このように、レーザープリンタ等の主走査方向の
画像ピッチを調整できる装置においては、主走査方向の
画素ピッチを調整することにより容易にスムージング処
理を行うことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一方、主走査方向の画
素ピッチを調整できるレーザープリンタ等とは異なり、
主走査方向の画素ピッチが固定されているＬＥＤプリン
タやプロッタ等においては、多数のＬＥＤを一定のピッ
チで主走査方向に固定的に縦列させ、それらを一斉に点
灯させる構造のため、画素ピッチ間に小径のスポットを
点灯して補間画素を形成することは難しく、上記「００
０６」で述べたような、画素ピッチ間に補間画素を形成
するといった方法は適さない。

【０００９】また更に、上記のようなスムージング処理
を行うにあたって、ディザ法などの処理が予め施された
画像データに関しては、それら異なる処理の競合につい
て充分な考慮がなされてはいない。

【００１０】また、従来の上記したようなプリンタは、
少なくとも１ページ分の容量のページメモリが必要であ
ったり、又はページメモリを効率良く使うべく画像デー
タを圧縮した状態で記憶させた場合には読み出しの際に
バンドバッファ等を用いてビットマップ展開をしながら
処理を行う等、装置や制御が複雑となり、またコストが
高くなる欠点がある。

【００１１】一方、ホストベースプリンタ又はダムプリ
ンタと称されるプリンタが知られている。これらのプリ
ンタは、外部から入力された画像データをプリンタ内で
ページメモリに記憶したり又はビットマップ展開をする
構成ではなく、プリンタに入力する前の、ホストコンピ
ュータのような上位機器においてビットマップ展開され
た画像データを受信する構成よりなり、そのため、プリ
ンタ内部での処理を簡素化して遅滞なく速やかに印刷で
きるが、受信した画像データに関するスムージング等の
処理を行うための対応が充分でない。

【００１２】それゆえ、本発明はまず、上記のようなＬ
ＥＤプリンタ等の主走査方向に画素形成素子が固定配置
された画像形成装置において、高速且つ明瞭な画像形成
を行うことができる２値画像データの処理方法を提供す
ることを課題とする。

【００１３】また本発明の別の課題は、ディザ法により
既に画像処理が行われた画像データにつき、ディザ処理
をされている画像領域と、スムージング処理されるべき
画像領域とを有効に判別し、ディザ処理とスムージング
処理とが競合しないようにした２値画像データの処理方
法を提供することにある。

【００１４】また更に、画像データを記録するためのペ
ージメモリ等の記憶手段を使用することなく、少ないメ
モリと簡単な構成のハードウェアで、元になる２値画像
からスムージング処理を行うための補間画像をリアルタ
イムで連続的に生成することができる、高速且つ鮮明な
画像データを得るための処理方法を提供する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のような手段を講じた。

【００１６】請求項１の発明は、副走査方向に移動可能
な画像形成体に対して、複数の画素形成素子を主走査方
向に配列してなる記録ヘッドを有し、該記録ヘッドの各
画素形成素子を２値画像データに基づき駆動して所望の
画像を形成する画像形成装置に適用される２値画像デー
タの処理方法において、入力された２値の元画像データ
をｎ×ｎまたはｎ×ｍ（ｎ、ｍはビット数）の格子状マ
トリクスのパターンで認識し、このパターンを予め記憶
されている複数の判別パターンと比較して当該パターン
と一致する判別パターンに従って元画像の画素よりも小
さいドットの画素の補間画像データを生成し、これら元
画像データと補間画像データを前記記録ヘッドで1/2ラ
イン周期で交互に出力することによりスムージング処理
を施した画像データを形成することを特徴とする。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記画素形成素子がＬＥＤよりなり、ＬＥＤの点灯
時間を元画像を印字する際の点灯時間よりも短い時間と
することにより元画像の画素よりも小さいドットの補間
画素を形成する。

【００１８】請求項３の発明は、請求項２又は３の発明
において、ｎまたはｍ個のＤフリップフロップを直列に
連結してなる段をｎ段有し、各段の出力端を、先入れ先
出しのラインメモリ（ＦＩＦＯ）の所定の入力端子に連
結し、当該入力端子に対応する前記ＦＩＦＯの出力端子
を次段のＤフリップフロップの入力端に連結し、それに
よりｎ×ｎ又はｎ×ｍの格子状マトリクスのパターンを
生成する。

【００１９】請求項４の発明は、前記補間画像データを
前記元画像データと同じｎ×ｎまたはｎ×ｍの格子状マ
トリクスのパターンで生成する。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
発明において、前記入力される元画像の２値画像データ
がビットマップ展開されたシリアルイメージデータであ
ることを特徴とする。

【００２１】請求項６の発明は、スムージング処理すべ
き２値画像データ内にディザ画像領域があるか否かを検
出し、ディザ画像領域があることを検出したときには、
当該画像領域についてスムージング処理のための補間画
像データを生成しないことを特徴とする。

【００２２】請求項７の発明は、入力された２値画像デ
ータをｎ×ｎまたはｎ×ｍの格子状マトリクスのパター
ン（ｎ、ｍはビット数）として一時的に記憶し、この一
時的に記憶したパターンを予め別に記憶した複数の判別
パターンと比較して、当該一時的に記憶したパターンと
一致する判別パターンに応じて補間画像データを生成す
る方法であって、前記一時的に記憶したパターンを基準
としてディザ画像領域があるか否かを検出し、ディザ画
像領域があることを検出したときには、当該ディザ画像
領域については補間画像データを生成しないことを特徴
とする。

【００２３】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、ｎ×ｎマトリクスの左右それぞれ１つ又は２つの
Ｍ×Ｍマトリクス（Ｍはディザ処理が行われていると仮
定した場合の格子状マトリクスのディザパターンのビッ
ト数でＭ＞ｎ）内の所定位置のｎ×ｎマトリクスのパタ
ーンが前記任意のｎ×ｎマトリクスのパターンと一致し
たときに、当該Ｍ×Ｍマトリクスの画像領域はディザ画
像領域を有しているものと判断することを特徴とする。

【００２４】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、前記ディザ処理が４×４マトリクス又は８×８マト
リクスで施されており、前記スムージング処理を３×３
マトリクスで施すものである。

【００２５】請求項１０の発明は、複数の画素形成素子
を主走査方向に配列してなる画素形成素子アレイを有す
る記録ヘッドと、この記録ヘッドに対して副走査方向に
相対的に移動する画像形成体と、該画像形成体の1/2ラ
インの副走査方向への移動に同期して前記各画素形成素
子をオン・オフ制御するヘッド制御部と、入力された２
値画像データをｎ×ｎ又はｎ×ｍ（ｎ、ｍはビット数）
の格子状マトリクスのパターンで識別し、識別された入
力データのパターンを予め記憶した複数の判別パターン
と比較し、入力データのパターンと一致した判別パター
ンに応じてラインとラインの行間に補間画像データを生
成するパターンマッチ識別部と、パターンマッチ識別部
から出力される元画像データと補間画像データを1/2ラ
イン周期で交互に出力するデータセレクタ部とを含むこ
とを特徴とする。

【００２６】請求項１１の発明は、複数の画素形成素子
を主走査方向に配列してなる画素形成素子アレイを有す
る記録ヘッドと、この記録ヘッドに対して副走査方向に
相対的に移動する画像形成体と、該画像形成体の1/2ラ
インの副走査方向への移動に同期して前記各画素形成素
子をオン・オフ制御するヘッド制御部と、入力された２
値画像データをｎ×ｎマトリクスのパターンで識別し、
この識別されたデータのパターンを予め記憶した複数の
判別パターンと比較し、入力データのパターンと一致し
た判別パターンに応じてラインとラインの行間に補間画
像データを生成するパターンマッチ識別部と、前記検出
されたパターンにディザ画像領域が含まれているかを検
出し、ディザ画像領域が含まれていることが検出された
ときに、前記パターンマッチ識別部に当該ディザ画像領
域について補間画像データを生成しないように指示する
ディザ画像領域検出部と、パターンマッチ識別部から出
力される元画像データと補間画像データを1/2ライン周
期で交互に出力するデータセレクタ部とを含むことを特
徴とする。

【００２７】請求項１２の発明は、副走査方向に移動可
能な画像形成体と、画像形成体に対面して配置され且つ
複数の画素形成素子を主走査方向に配列してなる画素形
成素子アレイを有する記録ヘッドと、画像形成体の副走
査方向への移動に同期して前記記録ヘッドの各画素形成
素子を２値画像データに基づいて駆動するように制御す
るヘッド制御部と、前記２値画像データのｎ×ｎマトリ
クスのパターンが所定のパターンであるときに、Ｎライ
ンとＮ＋１ラインの間に、元画素の直径よりも小さい直
径の補間画素を生成するパターンマッチ識別部と、前記
補間画素を生成するときに元画像の中にディザ画像領域
があるか否かを検出しディザ画像領域があることを検出
したときには、当該領域において補間画像を生成しない
ディザ画像領域検出部と、前記元画像と補間画像をシリ
アルデータとして記憶する先入れ先出しのラインメモリ
（ＦＩＦＯ）と、1/2ライン周期で１カウントし、元画
像と補間画像を交互に切り換えて記録ヘッド制御部に送
るデータセレクタ部と、を有することを特徴とする。

【００２８】請求項１３の発明は、請求項１２の発明に
おいて、前記画素形成素子がＬＥＤであり、該ＬＥＤの
点灯時間を選択することにより所望の直径の画素を形成
する。

【００２９】請求項１４の発明は、副走査方向に回転
する感光体ドラムと、前記感光体ドラムを一様に帯電す
る帯電手段と、複数のＬＥＤを主走査方向に配列してな
るＬＥＤ記録ヘッドと、入力された２値画像データをデ
ィザ画像領域以外についてスムージング処理し、元画素
よりも小さいサイズの補間画素をライン間に形成する画
像処理手段と、該画像処理部により処理された画像デー
タに基づき前記記録ヘッドの各ＬＥＤを選択的に点灯し
て前記感光体ドラム上に静電潜像を形成するヘッド制御
手段と、前記静電潜像をトナーで現像してトナー画像を
形成する現像手段と、前記画像を記録媒体上に転写する
転写手段と、前記記録手段に転写された画像を前記記録
手段上に定着する定着手段と、を有することを特徴とす
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本発明は、基本的に、主走
査方向の画素ピッチが固定されるＬＥＤプリンタ等の画
像形成装置に好適に適用できる。従って、以下の説明に
おいては、主として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）
を画素形成素子とするＬＥＤプリンタを例として説明す
るが、本発明はこれに限定されず、画像形成素子が主走
査方向に固定配置されているその他のプリンタ、例え
ば、インクジェットプリンタ、サーマルプリンタ等にも
適用し得る。

【００３１】第２には、本発明は、ディザ処理された画
像領域（「ディザ画像領域」）にスムージング処理を行
うと画像が劣化するとういう現象に鑑み、補間画像を生
成するにあたっては、元画像の中にディザ画像領域があ
るか否かを検出し、ディザ画像がある場合には当該領域
においては補間画像を生成しないようにしてなる。

【００３２】第３には、スムージング処理のために画成
するｎ×ｎビット（１ビットが１ドットの画素に対応す
る）のマトリクスのパターンとそのパターンに隣接する
Ｍ×Ｍビットのマトリクスのパターンの所定部とを比較
して、当該パターンが一致するか否かを判別することに
よりディザ画像領域があるか否かを検出する。なお、本
明細書では、「ｎ×ｎビットのマトリクス」を「ｎ×ｎ
マトリクス」と略して記する場合があるが、内容は同じ
である。

【００３３】上記したように、本発明は複数の画素形成
素子（以下、ＬＥＤとして説明する）を主走査方向に固
定配列してなる記録ヘッドを有する画像形成装置に適用
され、このため、本発明は、主走査方向の画素ピッチ間
に補間画素を生成するという従来知られる方法に替え
て、基本的に、補間画像を、副走査方向、即ち、元画像
のＮラインとＮ＋１ラインの中間、即ち1/2ラインに生
成することを特徴とする。このような補間画像は、元画
像の画素の直径よりも小さな画素で印字されることが望
ましい。このような小さな印字は、ＬＥＤの点灯時間
を、元画像を印字する際に使用される点灯時間よりも短
い時間となるように制御して得ることができる。

【００３４】図４はこのようなＮラインとＮ＋１ライン
との間に補間画素を形成するスムージング処理の対象と
なる３×３マトリクスのパターン例を示す。先に図１４
について説明した主走査方向に１ビットの段差を有する
レーザープリンタのパターンと異なり、図４の例では、
副走査方向に１ビットの段差を有するパターンをスムー
ジングの対象とする。図５は、図４のパターンの元画像
に対し、副走査方向であるＮラインとＮ＋１ラインとの
間に小径の補間画素を追加してスムージングを行った例
を示す。

【００３５】説明が前後するが、２値画像データの受信
について説明すると、プリンタやプロッタといった画像
形成装置に対して、ホストコンピュータやスキャナ又は
コントローラ等の上位機器からビットマップ展開された
画像データが送られる。かかる画像データの転送は例え
ば１バイト又は２バイトといったシリアルデータ又はパ
ラレルデータの形式で送られる。パラレルデータの場合
には、その処理の簡易化のために画像形成装置内でシリ
アルデータに変換される。

【００３６】図１は上位機器から元画像データ１を８ビ
ットのパラレルデータで送られた場合を示す。元画像デ
ータ１は、１ライン毎に先入れ先出しのラインメモリ
（ＦＩＦＯ）２に送られ、画像形成装置内部の処理系と
の非同期動作を吸収した後、パラレル・シリアル変換部
３においてシリアルデータに変換され、２値の元画像シ
リアルデータ４として出力される。

【００３７】図２及び図３は、図１で出力される元画像
シリアルデータ４に基づいて、スムージング処理のため
の補間画像を形成するための手段を示す。この図示例で
は、元画像を３×３マトリクスのパターンとして認識
し、処理する。

【００３８】図２に特に示すように、元画像シリアルデ
ータ４は「元画像３×３マトリクス」手段の１段目の元
画像入力端子６（Ｄフリップフロップ７の入力端子）に
接続される。「元画像３×３マトリクス」手段は、元画
像シリアルデータ４を３×３ビットの格子状マトリクス
のパターンで認識するための手段で、３個のＤフリップ
フロップを直列に連結してなる段を３段、即ち、Ｄフリ
ップフロップ７，８，９からなる１段目、Ｄフリップフ
ロップ１２，１３，１４からなる２段目、Ｄフリップフ
ロップ１５，１６，１７からなる３段目、を有し、１段
目、２段目、３段目のそれぞれ最後のＤフリップフロッ
プ９，１４，１７の各出力は、先入れ先出しのラインメ
モリ（ＦＩＦＯ）１１の入力端子Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７にそ
れぞれ連結され、ＦＩＦＯの入力端子Ｄ５，Ｄ６に対応
する出力端子Ｑ５，Ｑ６からの出力は、それぞれ次段の
Ｄフリップフロップ１２，１５の入力端子に連結されて
一時的に記憶される。また、ＦＩＦＯ１１の第３段１５
〜１７のための入力端子Ｄ７に対応する出力端子Ｑ７か
らは元画像シリアルデータ出力１８が出力される。この
出力については別途後述する。

【００３９】なお、上記例では元画像を３×３マトリク
スのパターンで認識する場合について述べたが、３ビッ
ト以外、その他のビット数のマトリクスでも良く、本明
細書では、それらを含め、ｎ×ｎまたはｎ×ｍマトリク
スとして表記する。また、ＦＩＦＯ１１は当該画像形成
装置が扱う１ラインの最大画素数よりも大きなビット空
間を持つものが好適である。

【００４０】ＦＩＦＯ１１の出力端子Ｑ５からは、元画
像シリアルデータ４のラインの先頭ビットに同期したタ
イミングで当該ＦＩＦＯを読み出すことにより、１ライ
ン遅れたシリアルの画像データを取り出すことが出来
る。この１ライン遅れたシリアル画像データをＤフリッ
プフロップ１２、１３、１４による「元画像３×３マト
リクス」の２段目の入力端子、即ちＤフリップフロップ
１２の入力端子に接続して、２段目の出力をＦＩＦＯ１
１の入力端子Ｄ６に接続する。以下同様にして、ＦＩＦ
Ｏ１１の出力端子Ｑ７からは当該マトリクスの元画像シ
リアルデータ４の入力から３ライン遅れた画像データが
取り出せる。このようにして、元画像シリアルデータ４
は３×３マトリクスのパターンとして認識できる。な
お、符号１５、１６、１７は、３ライン目の画像データ
作成のためのＤフリップフロップである。

【００４１】一方、スムージング処理を行うための補間
画像を形成するために、「補間画像３×３マトリクス」
を構成する。符号１９〜２１、２２〜２４、２５〜２７
は、それぞれ１段目、２段目、３段目のラインのための
Ｄフリップフロップであり、符号２８、２９、３０はそ
れぞれＯＲゲートであり、それぞれの一方の入力ゲート
には補間画素注入１、補間画素注入２、補間画素注入３
が入力される。「元画像３×３マトリクス」と違う点
は、１段目の画像入力はＧＮＤ（Ｌｏｗ）に接続されて
いること、また、２段目と３段目には前Ｄフリップフロ
ップの出力とＯＲゲートで補間画素注入端子を設けてい
ることである。このような構成によりＦＩＦＯのＱ３出
力端子から補間画像シリアルデータ出力３２を出力す
る。

【００４２】上記例では、「元画像３×３マトリクス」
と「補間画像３×３マトリクス」を共通のＦＩＦＯ１１
を用いて同じ構成としたが、このようにＦＩＦＯ１１を
含めて「元画像３×３マトリクス」と「補間画像３×３
マトリクス」を同じ構成とすることにより、元画像と補
間画像が同じタイミングで動作するために、制御がしや
すいという利点がある。

【００４３】「元画像３×３マトリクス」に再び戻る
と、３×３マトリクスの出力ＭＰ［２：０］［２：０］
は、図３に示すように、パターンマッチ識別部３１に入
力される。パターンマッチ識別部３１は、「元画像３×
３マトリクス」で認識されたパターンと、パターンマッ
チ識別部３１に予め記憶されているスムージングの対象
となる複数の判別パターンと比較し、一致する判別パタ
ーンが検出されると、当該パターンに従って「補間画像
３×３マトリクス」の該当する補間画素注入端子１，２
及び／又は３へ信号１（High、黒画像）を出力する。

【００４４】図９は補間画素注入１と補間画素注入２を
出力する場合のパターン例である。図１０、図１１はそ
れぞれ補間画素注入２と補間画素注入３に出力する場合
のパターン例である。なお、ここでは元画像は何の加工
もされず順次転送される。

【００４５】上記の実施形態では、元画像データと補間
画像データとをシリアルデータとして記憶するＦＩＦＯ
１１を同一のパッケージ内で済ませたが、マトリクスの
ライン数を増やす場合には、元画像データと補間画像デ
ータをそれぞれ別々のパッケージのＦＩＦＯに記憶させ
るようにしても良い。また、１ラインのビット数が１個
のＦＩＦＯに収まりきれない場合には複数のＦＩＦＯに
分割して記憶する方法であっても良く、そのような場合
には、ＦＩＦＯとＦＩＦＯとの繋ぎ目部分の処理が不連
続となるため、不連続箇所を取り除くために１バイト以
上オーバーラップしてＦＩＦＯに記憶して処理し、後処
理の段階で重複部分を取り除くようにすれば良い。

【００４６】次に処理すべき画像入力データにディザ画
像領域が含まれているか否かを検出する手段について説
明する。上記したように、パターンマッチ識別のための
パターンマッチのサイズを３×３のマトリクスのみで行
うと、元画像データがディザ画像領域を含む場合にもス
ムージングのための補間画像を生成してしまうという欠
点がある。このことはディザ処理とスムージング処理の
競合を生じさせ、良質な画像を阻害する。

【００４７】通常、ディザ処理を行うためのディザパタ
ーンは、４ビット×４ビットの１６階調又は、８ビット
×８ビットの６４階調が用いられることが多いが、この
場合、画像は４ビット毎又は８ビット毎に同じパターン
を繰り返す。従って、本発明は、これらのディザパター
ンを検出する手段を設け、スムージング処理の対象とす
る画像データにディザ画像領域を有する場合には、当該
画像領域について補間画像データを生成しないように構
成した。

【００４８】例えば図１２を参照すると、中央部に示す
３×３の「スムージング対象画素９個」を見るとき、１
６階調のディザパターンの場合は左右の４ビット離れた
画素９個、また６４階調のディザパターンの場合は左右
の８ビット離れた画素９個が同じパターンであることを
利用し、左右の４カ所にある９画素の内いずれか一つで
も中央部の「スムージング対象画素９個」とパターンが
一致したときは、補間画像を０（Ｌｏｗ、白画像）とす
る。

【００４９】図６にディザパターン検出を加えた補間画
像の記憶部を、図７に補間画像注入１、２、３を出力す
るためのブロック図を示す。図６において「元画像２０
×３マトリクス」及び「補間画像２０×３マトリクス」
を構成するそれぞれの四角枠はＤフリップフロップであ
り、４ビット単位で、「元画像２０×３マトリクス」は
ＫＰ［…］からＯＰ［…］で、「補間画像２０×３マト
リクス」はＦＰ［…］からＪＰ［…］で区分けしてい
る。ここで斜線で塗られたＤフリップフロップは動作原
理を理解し易くするため記載したが、実際のデータはＧ
ＮＤレベルに固定されているため、省略することが可能
である。図２で示した例と同様、「元画像２０×３マト
リクス」「補間画像２０×３マトリクス」を、ＦＩＦＯ
４０を含めて同じ構成とすることにより、元画像と補間
画像が同じタイミングで動作するので制御がし易いとい
う利点がある。

【００５０】１ラインのシリアルデータとしてＦＩＦＯ
４０に記憶された元画像シリアルデータ４１と補間画像
シリアルデータ４２は、それぞれＦＩＦＯ４０の出力端
Ｑ７とＱ３から同じタイミングで読み出されて出力さ
れ、図８に示すように、次のシリアル／パラレル変換部
４３、４４に導かれる。これはシリアルデータのままで
はデータを転送するのに時間が掛かり、また次のデータ
処理をする際に扱いにくいため、パラレルデータに変換
するためである。

【００５１】シリアル／パラレル変換部４３、４４で変
換されたパラレル元画像データ及びパラレル補間画像デ
ータは、は一旦それぞれ独立したＦＩＦＯ４５，４６に
移され、本来の１ライン周期の半分のサイクル（1/2ラ
イン周期）で１カウントする１ビット・1/2ラインカウ
ンタ４７の働きにより、1/2ラインの周期で、元画像と
補間画像が交互に切り換えられてＬＥＤヘッド制御部４
９に送られ、さらにはＬＥＤヘッド５０へと転送され
る。１ビット・1/2ラインカウンタ４７は、ＦＩＦＯ４
５及びＦＩＦＯ４６に連結されているが、ＦＩＦＯ４５
とＦＩＦＯ４６の出力を交互とするために、そのいずれ
か一方（、図示例ではＦＩＦＯ４６）はアンチ入力とな
っている。これら交互の出力を行わせしめる部署をデー
タセレクタ部と表し、図８に符号４８で示すブロックで
記載している。ここでＬＥＤヘッド制御部４９では予め
決められた、元画像を印字する際のＬＥＤ点灯時間とそ
れよりも短い補間画像を印字する際のＬＥＤ点灯時間を
当該画像に対応して切り換え、元画像の段差部に補間画
像を形成することによりスムージングされた印字を行う
よう制御する。

【００５２】元画像用のＬＥＤ点灯時間はユーザー環境
に於いても調整出来るようサービスモードにて変更出来
るようにすることが好ましい、一方、補間画像用のＬＥ
Ｄ点灯時間の設定値は、元画像用のそれの何パーセント
の時間で使用するかを選択出来るようにし、工場出荷時
には固定とすることが好ましい。

【００５３】これは補間画像用のＬＥＤ点灯時間の選択
を慎重且つ適正に選ぶ必要があり、例えば不適切に大き
なＬＥＤ点灯時間を設定すると画像が劣化してしまうか
らである。後述する感光ドラムの光感度や現像プロセス
特性等で条件は異なるが、ここでは元画像のＬＥＤ点灯
時間に対して補間画像用のＬＥＤ点灯時間は２５％程度
で好結果が得られた。

【００５４】図１３は、上記した画像データの処理方法
を利用した画像形成装置の一例を示す。この例では電子
写真方式を利用した画像形成装置よりなり、符号６０で
示される画像形成体は、アルミニウム等の金属材料の表
面に光導電性層を有してなるもので、軸中心に回転可能
に設けられている。画像形成体の表面は、所定の極性が
バイアスされた帯電ローラ６１等を接触することによ
り、またはコロナ放電器等によりイオン化させることに
より、所定の極性に帯電される。この帯電された表面
に、ＬＥＤヘッド５０により所望の画像を光照射するこ
とにより、照射部分の電荷が消失して、照射部分と非照
射部分とによる静電潜像が形成される。

【００５５】ヘッド５０は、同一基板上に複数のＬＥＤ
を主走査方向（画像形成体の軸線方向）に配列してな
り、その光照射面を画像形成体６０の表面に面して配置
されている。記録ヘッド５０の各ＬＥＤは、画像形成体
６０の矢印方向への回転と同期して制御されて、所望の
画像に応じたＬＥＤが点灯され画像形成体６０の表面の
選択された領域を露光することができる。

【００５６】画像形成体６０の表面の光照射された部分
は放電され、表面電位が低下する。こうして画像形成体
６０の表面に静電像が形成される。

【００５７】画像形成体６０の表面に形成された静電潜
像は、次いで、現像手段６２によってトナーと呼ばれる
現像剤を供給されて現像され、顕画像（トナー像）に変
換される。現像剤としては、磁性一成分トナーの他、非
磁性一成分トナーまたは二成分現像剤よりなる。

【００５８】顕画化されたトナー像は、転写手段６３に
より、紙等の記録媒体上に転写される。転写手段６３
は、例えば所定の極性がバイアスされた転写ローラであ
ってよく、記録媒体の背面側から所定極性の電荷を印加
することにより画像形成体６０上に形成されたトナー像
を記録媒体面に静電気的に吸引し付着させる。また転写
手段６３は、コロナ放電を利用した転写コロナ放電器で
あってよい。

【００５９】トナー像を担持した記録媒体は、次いで定
着手段６４に送られる。図示例では転写手段６４は、内
部加熱されたオフセット防止加工をされた加熱ローラ６
４ａと、加熱ローラ６４ａに対して所定の圧力で接触さ
れた加圧ローラ６４ｂからなり、これらローラ間にトナ
ー像を担持した記録媒体を搬送させることにより熱と圧
力によりトナーが融解して記録媒体に定着する。

【００６０】一方、転写されずに画像形成体６０の表面
に残ったトナーは、クリーニング手段６５により画像形
成体６０上から除去される。クリーニング手段６５とし
ては、図示のごとき画像形成体６０に圧接されてその上
のトナーを掻き取るクリーニングブレードであってよ
く、または、画像形成体６０上のトナーを掃くクリーニ
ングブラシの形であってもよい。

【００６１】クリーニング後の画像形成体６０の表面は
イレーサランプ６６により一様の露光が与えられ、それ
により画像形成体６０上の残存電荷を消失させて、ゼロ
電位に向かわさせる。

【００６２】一方、記録ヘッド５０は次のように駆動さ
れる。外部機器から入力されパラレル・シリアル変換さ
れた２値元画像シリアルデータ１は、ｎ×ｎ（上記した
例では３×３）のマトリクスのパターンとして検出され
る。この検出された入力データのパターンは、パターン
マッチ識別部３で、予め記憶した複数の判別パターンと
比較され、入力データのパターンと一致した判別パター
ンが存在するときには当該判別パターンに応じて画像の
副走査方向のラインとラインの行間に補間画像データを
育成する。一方、ディザ領域検出部６７は、入力された
画像にディザ画像領域が含まれているか否かを検出す
る。ディザ画像領域検出部６７が入力された画像にディ
ザ画像領域が含まれていることを検出したときには、パ
ターンマッチ識別部６２に当該ディザ画像領域について
は補間画像データを生成しないように指示する。またデ
ータセレクト部４８は、パターンマッチ識別部６２から
出力される元画像データと補間画像データを1/2ライン
の周期で交互に出力し、同様にヘッド駆動制御部４９
は、パターンマッチ識別部３から出力されるスムージン
グ処理された画像データに基づき、記録ヘッド５０の各
ＬＥＤを、画像形成体５０の1/2ラインの副走査方向へ
の移動に同期して、電気的に駆動する。

【００６３】図１４（ａ）（ｂ）はそれぞれ１ライン周
期の元画像の転送と、1/2ライン周期で交互に転送され
る元画像と補間画像の状態を示す。

【００６４】上記した例では、画像形成方法として電子
写真法を利用し、画素形成素子としてＬＥＤを用いた場
合について説明したが、本発明は、その範囲において、
かかる方法、かかる素子に限定されるものではない。

【００６５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、少ないメモリと
簡単な構成のハードウェアにより、元になる２値画像か
らスムージング処理を行うための補間画像をリアルタイ
ムで連続的に生成することができる。また、特に、主走
査方向の画素ピッチが固定されたＬＥＤヘッド等を用い
た画像形成装置において、高画質で高速、且つ低コスト
の装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】入力された元画像パラレルデータをシリアルデ
ータとして出力するための変換部を示す図である。

【図２】元画像と補間画像の記憶部を説明するための図
である。

【図３】補間画像の注入を説明するためのブロック図で
ある。

【図４】スムージングの対象となるパターン例を示す図
である。

【図５】追加される補間画像のパターン例を示す図であ
る。

【図６】ディザ画像領域の検出を加えた補間画像の生成
部を説明するための図である。

【図７】補間画像の注入を説明するためのブロック図で
ある。

【図８】スムージング処理を行うためのシリアル／パラ
レル変換部及びＬＥＤヘッド制御部の動作を説明するた
めのブロック図である。

【図９】図７における補間画素注入１と２に相当する対
象パターン例を示す図である。

【図１０】図７における補間画素注入２に相当する対象
パターン例を示す図である。

【図１１】図７における補間画素注入３に相当する対象
パターン例。

【図１２】ディザ画像領域を検出する対象画素例を示す
図である。

【図１３】本発明による画像形成装置の一例を示す図で
ある。

【図１４】１ライン周期の元画像転送と1/2ライン周期
で交互になされる元画像転送と補間画像転送の状態を示
す図。

【図１５】レーザプリンタにおけるスムージングの対象
となるパターン例を示す図である。

【図１６】レーザプリンタにおけるスムージング画像例
を示す図である。。

【符号の説明】

１元画像データ１２ラインメモリ（ＦＩＦＯ）３パラレル・シリアル変換部３６元画像入力端子７〜９Ｄフリップフロップ１２〜１４Ｄフリップフロップ１５〜１７Ｄフリップフロップ１９〜２１Ｄフリップフロップ２２〜２４Ｄフリップフロップ２５〜２７Ｄフリップフロップ２８〜３０ＯＲゲート４０ＦＩＦＯ４３，４４シリアル／パラレル変換部４５，４６ＦＩＦＯ４７ビットカウンタ４８データセレクタ部４９ヘッド制御部５０ＬＥＤヘッド６０画像形成体６７ディザ領域検出部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年６月２５日（２００１．６．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】このような小さな補間画素は、例えばレー
ザープリンタにおいては、個々の画素に対するレーザ光
の点灯時間（主走査方向のパルス幅）を制御することに
よって生成することができ、例えば元画素の２分の１の
径又は２分の１の幅の画素を画像形成体上に照射するこ
とにより目的を達成している。図１５はレーザプリンタ
におけるスムージングの対象となる３×３ドットマトリ
クスの元画素のパターンの一例を示す。黒の塗りつぶし
で示す部分は黒字の元画素部分であり、隣合う画素の列
との間に段差を有することがわかる。図１６は、図１５
のパターンの主走査方向の元画素と元画素との間に元画
素の幅の２分の１の幅の黒の補間画素（図において、斜
線部で示す）を形成してスムージング処理を行った例で
ある。このように、レーザープリンタ等の主走査方向の
画像ピッチを調整できる装置においては、主走査方向の
画素ピッチを調整することにより容易にスムージング処
理を行うことができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】図４はこのようなＮラインとＮ＋１ライン
との間に補間画素を形成するスムージング処理の対象と
なる３×３マトリクスのパターン例を示す。先に図１５
について説明した主走査方向に１ビットの段差を有する
レーザープリンタのパターンと異なり、図４の例では、
副走査方向に１ビットの段差を有するパターンをスムー
ジングの対象とする。図５は、図４のパターンの元画像
に対し、副走査方向であるＮラインとＮ＋１ラインとの
間に小径の補間画素を追加してスムージングを行った例
を示す。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】説明が前後するが、２値画像データの受信
について説明すると、プリンタやプロッタといった画像
形成装置に対して、ホストコンピュータやスキャナ又は
コントローラ等の上位機器からビットマップ展開された
画像データが送られる。かかる画像データの転送は、シ
リアルデータ又は、例えば１バイト又は２バイトといっ
たパラレルデータの形式で送られる。パラレルデータの
場合には、その処理の簡易化のために画像形成装置内で
シリアルデータに変換される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/04 Ｇ０６Ｔ 5/20 Ｆターム(参考） 2C087 AC08 BA03 BC07 BD01 2C162 AE21 AE28 AE47 AF13 AF56 AF71 FA04 FA17 2H076 AB42 AB66 AB76 5B057 AA11 CA06 CA07 CA12 CA16 CB06 CB07 CB12 CB16 CE05 CE13 CH11 DB02 DB05 DB08 5C077 LL05 LL18 MP04 NN05 NN08 NN09 NN17 PP02 PP27 PP28 PP55 PQ22 RR19 TT02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】副走査方向に移動可能な画像形成体に対
して、複数の画素形成素子を主走査方向に配列してなる
記録ヘッドを有し、該記録ヘッドの各画素形成素子を２
値画像データに基づき駆動して所望の画像を形成する画
像形成装置に適用される２値画像データの処理方法にお
いて、入力された２値の元画像データをｎ×ｎまたはｎ
×ｍ（ｎ、ｍはビット数）の格子状マトリクスのパター
ンで認識し、このパターンを予め記憶されている複数の
判別パターンと比較して当該パターンと一致する判別パ
ターンに従って元画像の画素よりも小さいドットの画素
の補間画像データを生成し、これら元画像データと補間
画像データを前記記録ヘッドで1/2ライン周期で交互に
出力することによりスムージング処理を施すことを特徴
とする２値画像データの処理方法。
【請求項２】前記画素形成素子がＬＥＤよりなり、Ｌ
ＥＤの点灯時間を元画像を印字する際の点灯時間よりも
短い時間とすることにより元画像の画素よりも小さいド
ットの補間画素を形成することを特徴とする請求項１記
載の２値画像データの処理方法。
【請求項３】ｎまたはｍ個のＤフリップフロップを直
列に連結してなる段をｎ段有し、各段の出力端を、先入
れ先出しのラインメモリ（ＦＩＦＯ）の所定の入力端子
に連結し、当該入力端子に対応する前記ＦＩＦＯの出力
端子を次段のＤフリップフロップの入力端に連結し、そ
れによりｎ×ｎ又はｎ×ｍの格子状マトリクスのパター
ンを生成することを特徴とする請求項１又は２記載の２
値画像データの処理方法。
【請求項４】前記補間画像データを前記元画像データ
と同じｎ×ｎまたはｎ×ｍの格子状マトリクスのパター
ンで生成することを特徴とする請求項１または３記載の
２値画像データの処理方法。
【請求項５】前記入力される元画像の２値画像データ
がビットマップ展開されたシリアルイメージデータであ
ることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の２値
画像データの処理方法。
【請求項６】スムージング処理すべき２値画像データ
内にディザ画像領域があるか否かを検出し、ディザ画像
領域があることを検出したときには、当該画像領域につ
いてスムージング処理のための補間画像データを生成し
ないことを特徴とする２値画像データの処理方法。
【請求項７】入力された２値画像データをｎ×ｎまた
はｎ×ｍの格子状マトリクスのパターン（ｎ、ｍはビッ
ト数）として一時的に記憶し、この一時的に記憶したパ
ターンを予め別に記憶した複数の判別パターンと比較し
て、当該一時的に記憶したパターンと一致する判別パタ
ーンに応じて補間画像データを生成する方法であって、
前記一時的に記憶したパターンを基準としてディザ画像
領域があるか否かを検出し、ディザ画像領域があること
を検出したときには、当該ディザ画像領域については補
間画像データを生成しないことを特徴とする２値画像デ
ータの処理方法。
【請求項８】ｎ×ｎマトリクスの左右それぞれ１つ又
は２つのＭ×Ｍマトリクス（Ｍはディザ処理が行われて
いると仮定した場合の格子状マトリクスのディザパター
ンのビット数でＭ＞ｎ）内の所定位置のｎ×ｎマトリク
スのパターンが前記任意のｎ×ｎマトリクスのパターン
と一致したときに、当該Ｍ×Ｍマトリクスの画像領域は
ディザ画像領域を有しているものと判断することを特徴
とする請求項７記載の２値画像データの処理方法。
【請求項９】前記ディザ処理が４×４マトリクス又は
８×８マトリクスで施されており、前記スムージング処
理を３×３マトリクスで施すことを特徴とする請求項８
記載の２値画像データの処理方法。
【請求項１０】複数の画素形成素子を主走査方向に配
列してなる画素形成素子アレイを有する記録ヘッドと、
この記録ヘッドに対して副走査方向に相対的に移動する
画像形成体と、該画像形成体の1/2ラインの副走査方向
への移動に同期して前記各画素形成素子をオン・オフ制
御するヘッド制御部と、入力された２値画像データをｎ
×ｎ又はｎ×ｍ（ｎ、ｍはビット数）の格子状マトリク
スのパターンで識別し、識別された入力データのパター
ンを予め記憶した複数の判別パターンと比較し、入力デ
ータのパターンと一致した判別パターンに応じてライン
とラインの行間に補間画像データを生成するパターンマ
ッチ識別部と、パターンマッチ識別部から出力される元
画像データと補間画像データを1/2ライン周期で交互に
出力するデータセレクタ部とを含むことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項１１】複数の画素形成素子を主走査方向に配
列してなる画素形成素子アレイを有する記録ヘッドと、
この記録ヘッドに対して副走査方向に相対的に移動する
画像形成体と、該画像形成体の1/2ラインの副走査方向
への移動に同期して前記各画素形成素子をオン・オフ制
御するヘッド制御部と、入力された２値画像データをｎ
×ｎマトリクスのパターンで識別し、この識別されたデ
ータのパターンを予め記憶した複数の判別パターンと比
較し、入力データのパターンと一致した判別パターンに
応じてラインとラインの行間に補間画像データを生成す
るパターンマッチ識別部と、前記検出されたパターンに
ディザ画像領域が含まれているかを検出し、ディザ画像
領域が含まれていることが検出されたときに、前記パタ
ーンマッチ識別部に当該ディザ画像領域について補間画
像データを生成しないように指示するディザ画像領域検
出部と、パターンマッチ識別部から出力される元画像デ
ータと補間画像データを１ビット1/2ラインで交互に出
力するデータセレクタ部とを含むことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１２】副走査方向に移動可能な画像形成体
と、画像形成体に対面して配置され且つ複数の画素形成
素子を主走査方向に配列してなる画素形成素子アレイを
有する記録ヘッドと、画像形成体の副走査方向への移動
に同期して前記記録ヘッドの各画素形成素子を２値画像
データに基づいて駆動するように制御するヘッド制御部
と、前記２値画像データのｎ×ｎマトリクスのパターン
が所定のパターンであるときに、ＮラインとＮ＋１ライ
ンの間に、元画素の直径よりも小さい直径の補間画素を
生成するパターンマッチ識別部と、前記補間画素を生成
するときに元画像の中にディザ画像領域があるか否かを
検出しディザ画像領域があることを検出したときには、
当該領域において補間画像を生成しないディザ画像領域
検出部と、前記元画像と補間画像をシリアルデータとし
て記憶する先入れ先出しのラインメモリ（ＦＩＦＯ）
と、1/2ライン周期で１カウントし、元画像と補間画像
を交互に切り換えて記録ヘッド制御部に送るデータセレ
クタ部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】前記画素形成素子がＬＥＤであり、該
ＬＥＤの点灯時間を選択することにより所望の直径の画
素を形成することを特徴とする請求項１２記載の画像形
成装置。
【請求項１４】副走査方向に回転する感光体ドラム
と、前記感光体ドラムを一様に帯電する帯電手段と、複
数のＬＥＤを主走査方向に配列してなるＬＥＤ記録ヘッ
ドと、入力された２値画像データをディザ画像領域以外
についてスムージング処理し、元画素よりも小さいサイ
ズの補間画素をライン間に形成する画像処理手段と、該
画像処理部により処理された画像データに基づき前記記
録ヘッドの各ＬＥＤを選択的に点灯して前記感光体ドラ
ム上に静電潜像を形成するヘッド制御手段と、前記静電
潜像をトナーで現像してトナー画像を形成する現像手段
と、前記画像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記
記録手段に転写された画像を前記記録手段上に定着する
定着手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。