(57)【要約】【課題】最低濃度値以下の濃度を有する画素を無視することなく，出力画像に反映させることのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】画素組生成部１１で隣り合う画素を同士を組にする。比較部１２で各画素の画像データ１を最小値と比較する。注目画素の画像データ１が最小値よりも小さい値である場合には，加算部１４でその画像データ１を組にされた相手の画像データ１に加算する。さらに，画素位置変更部１５で，相手の画素の画素位置データ２を注目画素の方に寄せるように変更する。そのように変更した画像データ１と画素位置データ２とに基づいて，パルス幅変調制御部１６でレーザドライバ２０を制御するためのパルスを出力する。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素ごとの画像データに基づいて，被走査体上にレーザ光が照射される幅を画素ごとに調整することにより濃度階調を再現するパルス幅制御方式の画像形成装置において，
画素ごとの画像データを所定の下限値と比較する比較手段と，
前記比較手段により所定の下限値より小さいと判断された画像データの値を，その画像データの画素に隣接する画像データに加算する補正手段と，
前記補正手段により補正された画像データに基づいて画素ごとにレーザ光の出力パルス幅を制御するパルス幅制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載する画像形成装置において，
前記パルス幅制御手段は，画素ごとのレーザ光のパルスの位置を，画素ごとの画素位置データに基づいて調整する機能を有し，
前記補正手段により画像データに値が加算された画素の画素位置データをその値の元の画素に近接させる方向に変更する画素位置変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載する画像形成装置において，
被走査体上の走査方向に隣り合う２画素ずつの画素組を定義する画素組定義手段を有し，
前記補正手段は，画素組の一方の画素の画像データが所定の下限値より小さく，他方の画素の画像データが所定の下限値以上であると前記比較手段により判断された場合には，一方の画素の画像データの値を他方の画素の画像データに加算することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載する画像形成装置において，
被走査体上の走査方向に隣り合う２画素ずつの画素組を定義する画素組定義手段を有し，
前記補正手段は，画素組の両方の画素の画像データがともに所定の下限値より小さいと前記比較手段により判断された場合には，あらかじめ定められた側の画素の画像データの値を他方の画素の画像データに加算することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載する画像形成装置において，
被走査体上の走査方向に隣り合う２画素ずつの画素組を定義する画素組定義手段と，
画素組における右側画素については左寄りの画素位置データを生成するとともに，左側画素については右寄りの画素位置データを生成する画素位置データ生成手段とを有し，
前記パルス幅制御手段は，画素ごとのレーザ光のパルスの位置を，画素ごとの画素位置データに基づいて調整する機能を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，レーザプリンタなどに使用される画像形成装置に関する。さらに詳細には，多値画像データをレーザ光のパルス幅変調によって再現するための画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，レーザプリンタなどでは，中間調を含む多値画像データをトナー像として表現するために，その画像データの画像濃度に対応させて，レーザ光を出力させるパルス幅を変調するパルス幅制御方式が用いられている。この方式は，各画素の画像データをパルス幅変調器に入力し，パルス幅変調器によってその画像データに対応した幅のパルスを出力させるものである。レーザドライバでは，このパルスの入力を受けて，そのタイミングでレーザ光をオン・オフするのである。つまり，被走査体上を走査されるレーザ光の幅を画像データに基づいて調整することにより，濃度階調を再現することができるのである。
【０００３】
このパルス幅制御方式による処理の例を図５のタイムチャートに示す。図５で，画像データ１０１が，元となる多値画像データである。ここでは，画像データ１０１は，その画素の濃度を表す８ビットデータであり，０〜２５５の範囲の値である。画像データ１０１の数値が大きい方が濃度の濃い画素である。画素位置データ１０２は，その画素領域内の左右方向に関して，どの位置に画像出力させるかを示すデータである。画素位置データ１０２は，「右寄せ」，「左寄せ」，「中央寄せ」の３種類に区分されてデータ化されている。また，パルス幅変調器は，パルス幅変調器クロック１０３の１クロックに相当する時間Ｔの２５６分の１単位の幅でパルスを出力制御できるものである。ここでは，画像データ１０１の入力を受けて，Ｔ×画像データ１０１／２５６の幅の出力パルス１０４を出力する。これにより，この出力パルス１０４に対応する幅のレーザ発光１０５が出力される。
【０００４】
例えば，図５に示したデータの１つについて，その処理方法を説明する。図５に示すように，画像データ１０１ａの値は「１２８」で，その画素位置データ１０２ａは「左寄せ」である。この画素は，ちょうど中間濃度であり，画素領域内の左側よりに濃い部分があるというものである。この画素をパルス幅制御方式で処理すると，その画素に相当する１クロックＴの開始から時間「Ｔ×１２８／２５６」の幅の出力パルス１０４ａが出力される。その結果，図５に示すように，画素領域内の左側に領域の半分幅のレーザ発光１０５ａが出力され，そのレーザ発光１０５ａに対応するトナー像が形成されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の画像形成装置では，以下のような問題点があった。レーザ光の幅を調整するパルスを出力するパルス幅変調器に出力可能なパルス幅の最小限度があり，画像データがこの最小限度に相当する値以下である場合には，パルスを出力できないのである。これは，パルス幅変調器に内蔵されるＩＣ等の特性から，最小幅より小さい幅のパルスは出力できないことによる。このため，画像データがパルス出力可能最小値より小さい値である画素は，レーザ発光が不可能であった。すなわち，最低濃度値以下の濃度である画素に関しては，切り捨てられてしまい出力されないという問題点があった。
【０００６】
例えば，図５に示した画像データ１０１ｂの値は「１６」で，これはかなり薄い濃度の画素である。ここで，パルス幅変調器のパルス出力可能最小値が「３２」であるとすると，この画素のデータ値は最小値より小さいので，この画素に対応するパルスは出力不可能である。つまり，図５に破線で示したような，画像データ１０１ｂに対応する出力パルス１０４ｂは出力できないので，この画像データ１０１ｂに対応するレーザ発光１０５ｂは全く発光されないこととなる。その結果，この画像データ１０１ｂの分の濃度は無視されてしまい，データ上の濃度と出力画像の濃度とが一致しないという問題点があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，最低濃度値以下の濃度を有する画素を無視することなく，出力画像に反映させることのできる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，画素ごとの画像データに基づいて，被走査体上にレーザ光が照射される幅を画素ごとに調整することにより濃度階調を再現するパルス幅制御方式の画像形成装置であって，画素ごとの画像データを所定の下限値と比較する比較手段と，比較手段により所定の下限値より小さいと判断された画像データの値を，その画像データの画素に隣接する画像データに加算する補正手段と，補正手段により補正された画像データに基づいて画素ごとにレーザ光の出力パルス幅を制御するパルス幅制御手段とを有するものである。
【０００９】
すなわち本発明では，画像データが所定の下限値より小さい画素については，その画像データが隣接する画像データに加算される。つまり，単独では出力不可能な小さい画像データであっても，隣接する画素の一部として，そのレーザ光の幅に加えられて出力される。従って，最低濃度値以下の濃度を有する画素を無視することなく，出力画像に反映させることができる。
【００１０】
また，本発明の画像形成装置では，パルス幅制御手段は，画素ごとのレーザ光のパルスの位置を，画素ごとの画素位置データに基づいて調整する機能を有し，補正手段により画像データに値が加算された画素の画素位置データをその値の元の画素に近接させる方向に変更する画素位置変更手段を有することとした。
このようにすると，隣接する画像データの値が加算されて補正された画素のパルスの位置が，加算元の画素に近接される。従って，最低濃度値以下の濃度を有する画素のパルス位置も無視されることなく，出力画像に反映される。
【００１１】
あるいは，本発明の画像形成装置では，被走査体上の走査方向に隣り合う２画素ずつの画素組を定義する画素組定義手段を有し，補正手段は，画素組の一方の画素の画像データが所定の下限値より小さく，他方の画素の画像データが所定の下限値以上であると比較手段により判断された場合には，一方の画素の画像データの値を他方の画素の画像データに加算することとした。
このようにすると，画像データが所定の下限値より小さい画素が無視されることなく，その画素と組にされた画素の画像データに加算される。
【００１２】
あるいは，本発明の画像形成装置では，被走査体上の走査方向に隣り合う２画素ずつの画素組を定義する画素組定義手段を有し，補正手段は，画素組の両方の画素の画像データがともに所定の下限値より小さいと比較手段により判断された場合には，あらかじめ定められた側の画素の画像データの値を他方の画素の画像データに加算することとした。
このようにすると，所定の下限値より小さい画像データの画素が隣接していた場合でも，それらの画素が無視されることなく，互いの画像データが加算される。従って，最低濃度値以下の画素が隣接した場合でも無視されることはない。
【００１３】
あるいは，本発明の画像形成装置では，被走査体上の走査方向に隣り合う２画素ずつの画素組を定義する画素組定義手段と，画素組における右側画素については左寄りの画素位置データを生成するとともに，左側画素については右寄りの画素位置データを生成する画素位置データ生成手段とを有し，パルス幅制御手段は，画素ごとのレーザ光のパルスの位置を，画素ごとの画素位置データに基づいて調整する機能を有することとした。
このようにすると，各画素は，２画素ずつの組にされるとともに，パルス位置が配置し直される。さらに，パルス位置の配置が決められているので，処理を簡略化できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は，レーザプリンタにおける画像形成装置として本発明を具体化したものである。
【００１５】
本実施の形態に係るレーザプリンタでは，例えばＣＣＤセンサやビデオカメラ等から画像データが入力され，その画像データが８ビットの多値デジタル画像データに変換される。その結果，図１において本装置に入力されている画像データ１が０〜２５５の範囲の値として得られる。また，入力された画像から黒ベタや中間調ができるだけ均一に見えるように，所定のパターンによって処理された結果，各画像データ１の印刷位置として，図１において本装置に入力されている画素位置データ２が得られる。画素位置データ２は，「右寄せ」，「左寄せ」，「中央寄せ」の３種類に区分されてデータ化される。この画像データ１および画素位置データ２は，１列分ずつ本装置に入力されて順に処理されるものである。
【００１６】
本実施の形態の画像形成装置は，図１に示すように，入力画像の画像データ１と画素位置データ２との入力を受けて，レーザドライバ２０を制御する出力パルス４を出力するための装置である。この画像形成装置は，画素組生成部１１，比較部１２，対象画素判断部１３，加算部１４，画素位置変更部１５，パルス幅変調制御部１６が接続されて構成されている。
【００１７】
画素組生成部１１は，入力された１列分の画像データ１から，順に隣り合う２画素ずつの組を定義する構成部分である。この画素組生成部１１が，画素組定義手段に相当する。比較部１２は，各画像データ１をパルス出力可能最小値（以下，「最小値」という）と比較する構成部分である。最小値は，予めパルス幅変調制御部１６の特性値として取得され，記憶されている。以下，比較部１２での比較結果により，画像データ１が最小値より小さいと判断された画素を「第１画素」，その画像データ１を「第１画像データ」という。対象画素判断部１３は，画素組生成部１１において第１画素と組にされていた画素を選択する構成部分である。以下，ここで選択された画素を「第２画素」，その画像データ１を「第２画像データ」という。
【００１８】
加算部１４は，第１画像データを第２画像データに加算する構成部分である。つまり，第１画素の濃度を第２画素に含ませることになる。なお，第１画像データは「０」に修正する。この加算部１４が，補正手段に相当する。さらに，第２画素の画素位置データ２を第１画素寄りに変更する構成部分が画素位置変更部１５である。ここまでの処理によって，第１画素と第２画素について，補正された画像データ１と画素位置データ２とが得られた。最後に，パルス幅変調制御部１６によって，画像データ１と画素位置データ２とからレーザドライバ２０へ出力する出力パルス４が生成される。ここで，画像データ１や画素位置データ２が補正された画素については，パルス幅変調制御部１６では，補正後のデータを使用する。
【００１９】
この画像形成装置の動作を，図２のフローチャートを参照して説明する。本装置において画像形成動作が開始されると，まず，１列分の画素の画像データ１とそのそれぞれの画素位置データ２とが入力される（Ｓ１０１）。次に，画素組生成部１１によって，入力された１列分の画素を，隣接する２画素ごとに１組となるように組分けする（Ｓ１０２）。さらに，その組にした画素の画像データ１のそれぞれを比較部１２によって最小値と比較する（Ｓ１０３）。その結果，いずれの画像データ１も最小値より小さくない場合には（Ｓ１０３：Ｎｏ），いずれの画像データ１もそのままパルス出力可能なので補正する必要はない。そこで，この組の処理を終了し，１列分の全画素の処理が終わったかどうか判断する（Ｓ１１０）。
【００２０】
１列分の画素の処理が終わっていない場合は（Ｓ１１０：Ｎｏ），さらに次の２画素を１組とする（Ｓ１０２）。そして，比較部１２による比較の結果，その２画素のうちに画像データ１が最小値より小さいものがあった場合には（Ｓ１０３：Ｙｅｓ），最小値より小さいのは２画素のうちの１画素のみであるかどうかを判断する（Ｓ１０４）。組にされた２画素の画像データ１がともに最小値より小さい場合は（Ｓ１０４：Ｎｏ），どちらを第１画素としてもあまり違いがない。ここでは，左側画素を第１画素，右側画素を第２画素とすることとしている。そこで，加算部１４によって，右側画素の画像データ１に左側画素の画像データ１を加算することとする（Ｓ１０８）。さらに，画素位置変更部１５によって，右側画素の画素位置データ２を左寄せに変更し（Ｓ１０９），この組の処理を終わる。なお，左右逆に，左側画素の画像データ１に右側画素の画像データ１を加算し，左側画素の画素位置データ２を右寄せに変更するようにしてもよい。
【００２１】
あるいは，Ｓ１０４において組にされた２画素のうち，最小値より小さいものが１画素のみである場合には（Ｓ１０４：Ｙｅｓ），その画素が第１画素に相当する。そこで，対象画素判断部１３によって加算対象となる画素を選択する。ここで選択された画素が第２画素に相当する。そして，第１画素が，右側画素であるか左側画素であるかを判断する（Ｓ１０５）。右側画素である場合は（Ｓ１０５：Ｙｅｓ），加算部１４によって，左側画素の画像データ１に右側画素の画像データ１を加算する（Ｓ１０６）。さらに，画素位置変更部１５によって，左側画素の画素位置データ２を「右寄せ」に変更し（Ｓ１０７），この組の処理を終わる。あるいは，第１画素が左側画素である場合は（Ｓ１０５：Ｎｏ），加算部１４によって，右側画素の画像データ１に左側画素の画像データ１を加算する（Ｓ１０８）。さらに，画素位置変更部１５によって，右側画素の画素位置データ２を「左寄せ」に変更し（Ｓ１０９），この組の処理を終わる。
【００２２】
そして，１列分の全画素についてこれらの処理が終了するまで，順に画素の組を生成して補正処理を行う（Ｓ１０２〜Ｓ１０９）。そして，１列分の処理が終了したら（Ｓ１１０：Ｙｅｓ），補正された画像データ１と画素位置データ２とをパルス幅変調制御部１６へ入力し，レーザドライバ２０へ出力パルス４を出力する（Ｓ１１１）。これで，この画像形成装置の動作を終了する。
【００２３】
なおここでは，最小値より小さい第１画素の画像データ１が加算された第２画素の画素位置データ２のみを，画素位置変更部１５によって第１画素寄りに位置変更した（Ｓ１０７，Ｓ１０９）。しかし，Ｓ１０４で組とされたすべての２画素組について，画素位置変更部１５によって，右側画素は「左寄せ」にして左側画素は「右寄せ」にすることもできる。このようにすると，第１画素の配置を判断しなくてよいので，処理を簡略化できる。この場合，画素位置変更部１５が画素位置データ生成手段に相当する。
【００２４】
次に，図５に示した例について，本実施の形態の画像形成装置で処理した場合の結果を図３に示す。入力される画像データ１と画素位置データ２としては，図５に示したものと同じ画像データ１０１と画素位置データ１０２とを使用した。ここでは，最小値は３２であることとした。図３に示されている範囲内では，画素ｃと画素ｄ，画素ｅと画素ｆ，画素ｇと画素ｈがそれぞれ組にされている。ここでは，各画素について，補正前のデータを画像データ１，画素位置データ２とし，補正後のデータを画像データ１′，画素位置データ２′として区別した。
【００２５】
まず，画素ｃと画素ｄの組は，いずれの画像データ１も最小値以上なので，これらの画素についてはデータは補正されない（Ｓ１０３：Ｎｏ）。従って，画素ｃについては，１′ｃ＝１ｃ，２′ｃ＝２ｃとなる。また，画素ｄについては，１′ｄ＝１ｄ，２′ｄ＝２ｄとなる。
【００２６】
次に，画素ｅと画素ｆの組では，画素ｅの画像データ１ｅが最小値より小さく，画素ｆの画像データ１ｆは最小値以上である。そして，画素ｅが組の左側画素であるので，Ｓ１０３：Ｙｅｓ→Ｓ１０４：Ｙｅｓ→Ｓ１０５：Ｎｏにより，画像データ１ｅは組とされた画像データ１ｆに加算される。さらに，画素ｆの画素位置データ２ｆは左寄せに変更される。これにより，画素ｅについては，１′ｅ＝０とされ，画素位置データ２′ｅは意味がなくなるので変更されない。画素ｆについては，１′ｆ＝１ｆ＋１ｅ＝１９２＋１６＝２０８，２′ｆ＝「左寄せ」となる。
【００２７】
同様に，画素ｇと画素ｈの組では，１′ｇ＝１ｇ＋１ｈ＝１４４，２′ｇ＝「右寄せ」，１′ｈ＝０となる。こうして補正された画像データ１′，画素位置データ２′をパルス幅変調器に入力することにより，出力パルス４がレーザドライバへ出力される。その結果，図３に示したようなレーザ発光５が得られた。このレーザ発光５は，図５に示したレーザ発光１０５と比較すると分かるように，画素ｅや画素ｈが無視されず，隣接画素のレーザ発光５の一部となって反映されている。これにより，画像データ１が最小値である３２より小さい画素についてもそのデータが出力結果に反映されている。また，このことにより図４に示すように，見かけ上の最小値が小さくなったといえる。
【００２８】
以上詳細に説明したように，本実施の形態の画像形成装置によれば，画素組生成部１１によって２画素が１組にされる。そして，それらの画像データ１が，比較部１２によって，最小値と比較される。その結果，いずれかの画素の画像データ１が最小値より小さい場合，対象画素判断部１３によって，相手の画素が選択される。そして，加算部１４によって，対象画素判断部１３で選択された画素の画像データ１に最小値より小さい画像データ１が加算される。さらに，画素位置変更部１５によって，加算された画素の画素位置データ２が，相手の画素寄りに変更される。これらの補正されたデータから，パルス幅変調制御部１６によって出力パルス４が出力される。従って，画像データ１が最小値より小さいため従来は無視されていた画素を，隣接する画素の一部としてデータに取り込むことができる。これにより，最低濃度値以下の濃度を有する画素を無視することなく，出力画像に反映させることができる。
【００２９】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記実施の形態は，レーザプリンタにおける画像形成装置に本発明を適用したが，コピー機やファクシミリ装置等における画像形成装置にも適用できる。
【００３０】
また例えば，上記実施の形態では，隣接する２画素を画素組として，最小値より小さい第１画素の画像データ１をその組相手である第２画素の画像データ１に加算している。しかし，第１画素の画像データ１が加算される被加算画素の選択方法はこれに限るものではなく，以下のように種々の方法が可能である。（１）第１画素の左側画素あるいは右側画素のうちあらかじめ決められた側を被加算画素とする。（２）第１画素の画素位置データ２が「左寄せ」であれば左側画素，「右寄せ」であれば右側画素を被加算画素とする。また，「中央寄せ」の場合は，あらかじめ決められた側とするか，両側の画素へ画像データ１を分配して加算する。（３）第１画素の左側画素の画像データ１と右側画素の画像データ１とを比較し，第１画素の画像データ１を加算することにより画像データ１が最小値以上となる側を被加算画素とする。あるいは，加算によってパルス幅変調制御部１６に入力可能な最大値（ここでは「２５５」）を超えない側を被加算画素とする。（４）第１画素の左側画素の画素位置データ２と右側画素の画素位置データ２とを比較し，画素位置が第１画素に近い方を被加算画素とする。（５）上記の実施の形態の前段で行われる画像処理段階の結果から，あらかじめ各画素について左右いずれの側を被加算画素とするかを決定しておく。（６）上ラインあるいは下ラインの同位置の画素を被加算画素とする。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，最低濃度値以下の濃度を有する画素を無視することなく，出力画像に反映させることのできる画像形成装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】本実施の形態に係る出力パルスを示すタイミングチャートである。
【図４】本実施の形態に係るパルス幅変調器の入出力特性を示すグラフ図である。
【図５】従来のパルス幅制御方式による出力パルスを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１　画像データ
２　画素位置データ
１１　画素組生成部（画素組定義手段）
１２　比較部（比較手段）
１３　対象画素判断部
１４　加算部（補正手段）
１５　画素位置変更部（画素位置変更手段，画素位置データ生成手段）
１６　パルス幅変調制御部（パルス幅制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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