JP3078313B2 - Image forming device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタル複写機等に応用される画像形成装
置に関し、より詳細には１ドット変調による多階調書き
込みに解像性の低下の少ない微小マトリクスを組み合わ
せて、バンディングおよび画像ノイズを低減させ、高画
質な画像形成を実現する画像形成装置に関するものであ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus applied to a digital copying machine or the like, and more particularly, to a method of reducing resolution in multi-tone writing by one-dot modulation. The present invention relates to an image forming apparatus that realizes high-quality image formation by reducing banding and image noise by combining a small number of small matrices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

たとえば、デジタル複写機における書込処理では、そ
の解像性と階調性が重要な要因となる。すなわち、細か
な解像性および中間調を忠実に再現する階調性が文字ま
たは写真を含むあらゆる原稿に対する複写処理において
望まれる。For example, in a writing process in a digital copying machine, its resolution and gradation are important factors. That is, fine resolution and gradation that faithfully reproduces halftones are desired in the copying process for any document including characters or photographs.

従来において、階調性を表す方式としてディザマトリ
クスを用いた面積階調法がある（特開昭54−144126号公
報、特開昭56−17478号公報、特開昭57−76977号公報等
に開示されている）。Conventionally, there is an area gradation method using a dither matrix as a method of expressing gradation (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 54-144126, 56-17478, and 57-76977). Disclosed).

しかしながら、上記面積階調法にあっては、複数のド
ットで画素を構成し、その画素への書込ドット数で濃度
表現を行うため、解像度が低下する。この場合、２値書
込方式では画素を構成するドット数をＮとすると、その
階調数は地肌白部を含まずに、Ｎ段の階調が表される
が、一般には解像性は1/Nに低下する。However, in the area gradation method, since a pixel is constituted by a plurality of dots and density is expressed by the number of dots written to the pixel, the resolution is reduced. In this case, in the binary writing method, assuming that the number of dots constituting a pixel is N, the number of tones is expressed in N levels without including the background white portion, but in general, the resolution is It drops to 1 / N.

一方、解像性を低下させないで、多階調を実現する１
ドット多階調書込方式が提案されている。On the other hand, 1 that realizes multiple gradations without lowering resolution
A dot multi-tone writing method has been proposed.

これは、たとえば、電子写真方式のレーザビーム書き
込みにおいて、書き込み１ドットの濃度を変調するもの
である。書き込みのレーザダイオードの光変調方式に
は、主にその露光時間を変調するパルス幅変調方式と、
露光強度を変調するパワー変調方式とがある。上記パル
ス幅変調方式としては特開昭62−49776号公報、パワー
変調方式としては特開昭64−1547号公報に開示されてい
る。This modulates the density of one dot to be written, for example, in an electrophotographic laser beam writing. The light modulation method of the writing laser diode mainly includes a pulse width modulation method for modulating the exposure time,
There is a power modulation method for modulating the exposure intensity. The pulse width modulation method is disclosed in JP-A-62-49776, and the power modulation method is disclosed in JP-A-64-1547.

デジタル複写機を高画質化する１つの条件として、高
精度の中間調再現が必要である。また、解像性と階調性
の両立には、上記１ドット多階調書込方式が好ましい。As one condition for improving the image quality of a digital copying machine, high-precision halftone reproduction is required. In order to achieve both resolution and gradation, the one-dot multi-gradation writing method is preferable.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記１ドット多階調書込方式は、バン
ディング（主走査方向の帯状の濃度ムラ）が発生しやす
いという欠点を有する。However, the one-dot multi-tone writing method has a drawback that banding (band-like density unevenness in the main scanning direction) is likely to occur.

デジタル複写機において、中間調領域にて発生するバ
ンディングは、感光体の駆動ムラまたは振動、書込光学
系の走査ピッチムラ等が原因となる。該バンディング
は、主に主走査方向に連続な帯状の濃度ムラとして現れ
る。特に、１ドット多階調書込方式において、露光のレ
ーザダイオードの副走査方向における走査ピッチムラに
より、中間露光領域の露光ビームの裾野が重なり、バン
ディングが発生する。In a digital copying machine, banding occurring in a halftone area is caused by drive unevenness or vibration of a photoconductor, scan pitch unevenness of a writing optical system, and the like. The banding mainly appears as a band-like density unevenness continuous in the main scanning direction. In particular, in the one-dot multi-tone writing method, the scanning beam unevenness in the sub-scanning direction of the exposure laser diode causes the footprint of the exposure beam in the intermediate exposure area to overlap, thereby causing banding.

さらに、高解像度化により、バンディングに対する精
度も要求されつつある。Further, with the increase in resolution, accuracy for banding is also required.

また、現在多く用いられている400dpi程度における１
ドット多階調書込方式において、現状の電子写真プロセ
スにあっては、変調方式にかかわらず中間調ベタ部に濃
度ムラによる画像ノイズが発生し、中間調が滑らかに再
現されないという問題点がある。In addition, at around 400 dpi, which is currently widely used,
In the multi-tone dot writing method, in the current electrophotographic process, there is a problem that image noise due to density unevenness occurs in a halftone solid portion irrespective of the modulation method, and the halftone is not reproduced smoothly.

また、バンディングおよび画像ノイズを低減させるた
めの１ドット変調による多階調書き込みに解像性の低下
の少ない微小マトリクスを組み合わせる方式にあって
は、面積階調を実行する方向の解像性が低下し、細線や
文字の割れが顕像化する可能性が高いという問題点があ
る。Further, in a method in which a multi-tone writing by one-dot modulation for reducing banding and image noise is combined with a small matrix with a small decrease in resolution, the resolution in the direction in which the area gradation is executed is reduced. However, there is a problem that the possibility of visualizing fine lines and cracks in characters is high.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、１ド
ット変調による多階調書き込みに解像性の低下の少ない
微小マトリクスとを組み合わせる方式において、原稿の
種類、方向、サイズに基づいて、その面積階調を実行す
る方向を切り替え、面積階調を実行する方向の解像性の
低下を抑制し、細線や文字の割れの顕像化を防止して高
画質な画像形成を実現することを第１の目的とする。The present invention has been made in view of the above, and in a method in which multi-tone writing by one-dot modulation is combined with a small matrix with a small decrease in resolution, based on the type, direction, and size of the original, Switching the direction in which the area gradation is performed, suppressing a decrease in resolution in the direction in which the area gradation is performed, and preventing the visualization of fine lines and cracks in characters to realize high-quality image formation. As a first object.

また、すべての中間調濃度においてバンディングを低
減させ、高画質な画像形成を実現することを第２の目的
とする。A second object is to reduce banding in all halftone densities and realize high-quality image formation.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、上記の目的を達成するため、プリント時の
１画素を構成する主走査方向のみに配列された複数のド
ットに対して１ドット多階調書込処理を実行する第１の
手段と、プリント時の１画素を構成する副走査方向のみ
に配列された複数のドットに対して１ドット多階調書込
処理を実行する第２の手段と、前記第１の手段と第２の
手段を切り替える切替入力手段とを具備することを特徴
とする画像形成装置を提供するものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a first means for executing a one-dot multi-tone writing process on a plurality of dots constituting only one pixel at the time of printing and arranged only in the main scanning direction; A second means for executing a one-dot multi-tone writing process for a plurality of dots arranged only in the sub-scanning direction which constitute one pixel during printing, and switching between the first means and the second means An image forming apparatus comprising a switching input unit is provided.

また、プリント時の１画素を構成する主走査方向のみ
に配列された複数のドットに対して１ドット多階調書込
処理を実行する第１の手段と、プリント時の１画素を構
成する副走査方向のみに配列された複数のドットに対し
て１ドット多階調書込処理を実行する第２の手段と、前
記第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力手段
と、原稿の方向およびサイズを検出する検出手段とを備
え、前記切替入力手段は、前記検出手段により検出され
た原稿の方向およびサイズに基づいて前記第１の手段と
第２の手段を切り替えることを特徴とする画像形成装置
を提供するものである。Further, a first means for executing a one-dot multi-tone writing process for a plurality of dots arranged only in the main scanning direction which constitute one pixel at the time of printing, and a sub-scanning which constitutes one pixel at the time of printing Second means for executing a one-dot multi-tone writing process for a plurality of dots arranged only in the direction, switching input means for switching between the first means and the second means, direction and size of the document Wherein the switching input means switches between the first means and the second means based on the direction and size of the document detected by the detecting means. Is provided.

また、プリント時の１画素を構成する主走査方向のみ
に配列された複数のドットに対して１ドット多階調書込
処理を実行する第１の手段と、プリント時の１画素を構
成する副走査方向のみに配列された複数のドットに対し
て１ドット多階調書込処理を実行する第２の手段と、前
記第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力手段と
を備え、前記切替入力手段は、特定基準濃度未満では前
記第２の手段に切り替え、特定基準濃度以上では前記第
１の手段に切り替えることを特徴とする画像形成装置を
提供するものである。Further, a first means for executing a one-dot multi-tone writing process for a plurality of dots arranged only in the main scanning direction which constitute one pixel at the time of printing, and a sub-scanning which constitutes one pixel at the time of printing A second means for executing a one-dot multi-tone writing process for a plurality of dots arranged only in the direction; and a switching input means for switching between the first means and the second means. The means switches to the second means when the density is lower than the specific reference density, and switches to the first means when the density is equal to or higher than the specific reference density.

また、前記特定基準濃度は、反射率50％の中間濃度
（ID＝0.3）あるいはその近傍であることが望ましい。Further, it is preferable that the specific reference density is an intermediate density (ID = 0.3) having a reflectance of 50% or a vicinity thereof.

さらに、原稿の画像濃度と記録紙にプリントされる画
像濃度とを等しくするための濃度変換データが記憶され
た濃度変換データ記憶手段と、プリント時の１画素を構
成する主走査方向のみに配列された複数のドットに対し
て前記濃度変換データ記憶手段に記憶されている濃度変
換データに基づき１ドット多階調書込処理を実行する第
１の手段と、プリント時の１画素を構成する副走査方向
のみに配列された複数のドットに対して前記濃度変換デ
ータ記憶手段に記憶されている濃度変換データに基づき
１ドット多階調書込処理を実行する第２の手段と、前記
第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力手段とを
具備することを特徴とする画像形成装置を提供するもの
である。Further, density conversion data storage means for storing density conversion data for equalizing the image density of the original and the image density printed on the recording paper, and are arranged only in the main scanning direction constituting one pixel during printing. Means for executing a one-dot multi-tone writing process on the plurality of dots based on the density conversion data stored in the density conversion data storage means, and a sub-scanning direction forming one pixel during printing. A second means for executing a one-dot multi-gradation writing process based on density conversion data stored in the density conversion data storage means for a plurality of dots arranged only in the first means; An image forming apparatus comprising: a switching input unit that switches between the two units.

〔作 用〕(Operation)

本発明による画像形成装置は、原稿の種類または方
向、サイズあるいは基準濃度に基づき、その面積階調を
実行する方向を切り替える。The image forming apparatus according to the present invention switches the direction in which the area gradation is executed based on the type or direction, size, or reference density of the document.

また、切り替えにおける濃度変化が連続的になるよう
に設定されている。In addition, it is set so that the density change at the time of switching is continuous.

さらに、１ドット変調による多階調書き込みに解像性
の少ない微小マトリクスを組み合わせて、すべての中間
調濃度においてバンディングを低減させる。Further, banding is reduced at all halftone densities by combining a multi-tone writing by one-dot modulation with a minute matrix having low resolution.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照してデジ
タル複写機の構成、書込レーザダイオードの変調方
式、画像読取信号処理、画像処理、２ドット多値
回路の順に説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in the order of the configuration of a digital copying machine, the modulation method of a writing laser diode, image reading signal processing, image processing, and a two-dot multilevel circuit.

デジタル複写機の構成 第１図は一般的なレーザ書込手段が適用されているレ
ーザプリンタと原稿読取装置から構成されているデジタ
ル複写機を示す。FIG. 1 shows a digital copying machine comprising a laser printer to which general laser writing means is applied and a document reading device.

同図において、読取原稿を載置するためのコンタクト
ガラス111は、光源112によって照明され、読取原稿の画
像面からの反射光は、ミラー113、114、115およびレン
ズ116を介してCCDイメージセンサ117の受光面に結像さ
れる。また、光源112およびミラー113は、コンタクトガ
ラス111の下面をコンタクトガラス111と平行に移動する
走行体118に搭載されている。In FIG. 1, a contact glass 111 for placing a read original is illuminated by a light source 112, and reflected light from an image surface of the read original is transmitted through mirrors 113, 114, 115 and a lens 116 to a CCD image sensor 117. Is formed on the light receiving surface of The light source 112 and the mirror 113 are mounted on a traveling body 118 that moves on the lower surface of the contact glass 111 in parallel with the contact glass 111.

主走査はCCDイメージセンサ117の固体走査によって実
行される。原稿画像はCCDイメージセンサ117によって１
次元的に読み取られ、光学系が移動する（副走査）こと
で原稿全面が走査される。The main scanning is performed by the solid-state scanning of the CCD image sensor 117. Original image is 1 by CCD image sensor 117
The original is scanned dimensionally, and the entire surface of the document is scanned by moving the optical system (sub-scanning).

この例においては、読取処理の密度は、主、副走査共
に400dpiに設定され、A3サイズ（297mm×420mm）の原稿
まで読取可能な構成になっている。In this example, the density of the reading process is set to 400 dpi for both main scanning and sub-scanning, so that a document of A3 size (297 mm × 420 mm) can be read.

つぎに、上記デジタル複写機を構成するレーザプリン
タに関して説明する。Next, a laser printer constituting the digital copying machine will be described.

原稿読取装置とレーザプリンタとは一体的に構成され
ている場合（本実施例）と、構成は別個で電気的にのみ
接続されている場合とがある。The document reading device and the laser printer may be integrally configured (this embodiment) or may be separately configured and only electrically connected.

レーザプリンタは、レーザ書込系、画像再生系、給紙
系等の各システムが一体的に構成されている。The laser printer is integrally configured with a laser writing system, an image reproducing system, a paper feeding system, and the like.

上記レーザ書込系は第１図、第２図、第３図に示すよ
うに、レーザ出力ユニット219、結像レンズ群120、ミラ
ー121を備えている。レーザ出力ユニット219の内部に
は、レーザ光源であるレーザダイオードLDが備わり、書
込ユニットにはモータによって高速で定速回転する多角
形ミラー（ポリゴンミラー）219aが備わっている。レー
ザ書込系から出力されるレーザ光は、画像再生系に装備
された感光体ドラム122に照射される。1, 2 and 3, the laser writing system includes a laser output unit 219, an imaging lens group 120, and a mirror 121. The laser output unit 219 is provided with a laser diode LD as a laser light source, and the writing unit is provided with a polygon mirror (polygon mirror) 219a that rotates at a high speed and a constant speed by a motor. The laser light output from the laser writing system is applied to the photosensitive drum 122 provided in the image reproducing system.

第１図に示すように、上記感光体ドラム122の周囲に
は、感光体ドラム122を均一に帯電する帯電チャージャ1
23と、形成された静電潜像を可視像化する現像ユニット
125と、搬送されてきた記録紙に感光体ドラム122の像を
転写する転写チャージャ126と、感光体ドラム122から記
録紙を分離する分離チャージャ127および分離爪128と、
転写処理後において感光体ドラム122表面をクリーニン
グするクリーニングユニット129等が装備されている。As shown in FIG. 1, around the photosensitive drum 122, a charging charger 1 for uniformly charging the photosensitive drum 122 is provided.
23, a developing unit that visualizes the formed electrostatic latent image
125, a transfer charger 126 for transferring the image of the photosensitive drum 122 to the transported recording paper, a separation charger 127 and a separation claw 128 for separating the recording paper from the photosensitive drum 122,
A cleaning unit 129 for cleaning the surface of the photosensitive drum 122 after the transfer process is provided.

なお、感光体ドラム122の一端近傍のレーザ光を照射
する位置に、主走査同期信号（PMSYNC）を発生するビー
ムセンサ330が配置されている（第３図参照）。A beam sensor 330 that generates a main scanning synchronization signal (PMSYNC) is disposed at a position near one end of the photosensitive drum 122 where the laser beam is irradiated (see FIG. 3).

131は搬送ベルト、132は定着ユニット、133、134は給
紙カセット、135、136は給紙コロ、137はレジストロー
ラである。Reference numeral 131 denotes a transport belt, 132 denotes a fixing unit, 133 and 134 denote paper feed cassettes, 135 and 136 denote paper feed rollers, and 137 denotes a registration roller.

以上の構成において、その動作を説明すると、感光体
ドラム122の表面を、帯電チャージャ123によって一様に
高電位に帯電する。その感光体ドラム122面にレーザ光
が照射されると、照射された部分電位が低下する。レー
ザ光は記録画素の黒／白に応じてON/OFF制御されるの
で、レーザ光の照射によって感光体ドラム122面に記録
画像に対応する電位分布、すなわち、静電潜像が形成さ
れる。The operation of the above configuration will be described. The surface of the photosensitive drum 122 is uniformly charged to a high potential by the charging charger 123. When the laser beam is irradiated on the surface of the photosensitive drum 122, the irradiated partial potential decreases. Since the laser light is ON / OFF controlled in accordance with the black / white of the recording pixels, a potential distribution corresponding to the recorded image, that is, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 122 by the irradiation of the laser light.

静電潜像が形成された部分が現像ユニット125を通過
すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電
潜像を可視像化したトナー像が形成される。トナー像が
形成された部分に所定のタイミングで記録紙が搬送さ
れ、上記トナー像に重なる。When the portion where the electrostatic latent image is formed passes through the developing unit 125, toner adheres according to the level of the potential, and a toner image is formed by visualizing the electrostatic latent image. The recording paper is conveyed at a predetermined timing to the portion where the toner image is formed, and overlaps the toner image.

このトナー像が転写チャージャ126によって記録紙に
転写された後、該記録紙は分離チャージャ127および分
離爪128によって感光体ドラム122から分離される。分離
された記録紙は搬送ベルト131によって搬送され、ヒー
タを内蔵した定着ユニット132によって熱定着された
後、排紙トレイ（図示せず）に排出される。After the toner image is transferred to the recording paper by the transfer charger 126, the recording paper is separated from the photosensitive drum 122 by the separation charger 127 and the separation claw 128. The separated recording paper is conveyed by a conveyance belt 131, is thermally fixed by a fixing unit 132 having a built-in heater, and is then discharged to a paper discharge tray (not shown).

第１図に示したデジタル複写機にあっては、給紙系は
２系統に構成されている。In the digital copying machine shown in FIG. 1, the paper feeding system is composed of two systems.

一方の給紙系には、給紙カセット133が装備されてお
り、他方の給紙系には給紙カセット134が装備されてい
る。給紙カセット133の記録紙は給紙コロ135によって給
紙される。また給紙カセット134内の記録紙は給紙コロ1
36によって給紙される。One sheet feeding system is provided with a sheet feeding cassette 133, and the other sheet feeding system is provided with a sheet feeding cassette 134. The recording paper in the paper feed cassette 133 is fed by the paper feed roller 135. The recording paper in the paper cassette 134 is
Fed by 36.

給紙された記録紙は、レジストローラ137に当接した
状態で一旦停止し、記録プロセスの進行に同期したタイ
ミングで、感光体ドラム122に搬送される。The fed recording paper is temporarily stopped while being in contact with the registration roller 137, and is conveyed to the photosensitive drum 122 at a timing synchronized with the progress of the recording process.

なお、図示しないが、各給紙系には、カセットの記録
紙サイズを検知するサイズ検知センサが備わっている。Although not shown, each paper feed system has a size detection sensor for detecting the size of the recording paper in the cassette.

書込レーザダイオードの変調方式 第４図は本発明の一実施例に係るレーザダイオード
（LD）のパワー変調方式のブロック図であり、発光レベ
ル指令信号は、第１の電流変換手段440および第２の電
流変換手段441へ入力される。FIG. 4 is a block diagram of a power modulation system of a laser diode (LD) according to one embodiment of the present invention. Is input to the current conversion means 441.

第１の電流変換手段440では発光レベルの指令信号
は、その強弱に応じて発光レベル指令信号電流（出力電
流）I_Sに変換される。第１の電流変換手段440の出力電
流I_SはレーザダイオードLD1の受光素子442に発生する光
出力P_Oに比例する光起電流I_Lとの差の入力電流（I_S−
I_L）となって、電流増幅器443に入力する。Command signal of the first current converting means 440 in the light emitting level is converted into light emission level instruction signal current (output current) I _S in response to the intensity. The output current I _S of the first current conversion means 440 is an input current (I _S −) that is different from the photovoltaic current I _L that is proportional to the light output P _O generated in the light receiving element 442 of the laser diode LD1.
I _L ) and input to the current amplifier 443.

該電流増幅器443は、入力電流（I_S−I_L）をＡ倍した
出力電流Ａ（I_S−I_L）を出力する。It said current amplifier 443 outputs an input current (I _S -I _L) of A multiplied by the output current A (I _S -I _L).

一方、第２の電流変換手段441により発光レベル指令
信号は設定光量P_Sを発光させる出力電流I₁に変換され
る。この出力電流I₁と、前記電流増幅器443の出力電流
Ａ（I_S−I_L）との和であるI₁＋Ａ（I_S−I_L）はレーザダ
イオードLD1の順方向電流となる。On the other hand, light emission level instruction signal by the second current converter 441 is converted into an output current I ₁ to emit the set amount of light P _S. I ₁ + A (I _S −I _L ), which is the sum of the output current I ₁ and the output current A (I _S −I _L ) of the current amplifier 443, is the forward current of the laser diode LD1.

このようにして、レーザダイオードLD1は順方向電流I
₁＋Ａ（I_S−I_L）により決定される光出力P_Oを得る。Thus, the laser diode LD1 has the forward current I
Obtain an optical output P _O as determined by _{1 + A (I S -I L} ).

すなわち、下記の関係式が成立する。 That is, the following relational expression holds.

P_O＝Ｐ｛I₁＋Ａ（I_S−I_L）｝ P:レーザダイオードLD1の光出力−順方向電流特
性を表す関数 ここで、I₁はI_S≒I_Lとなるように設定されているの
で、下記のように近似できる。P _O = P ｛I ₁ + A (I _S −I _L )｝ P: A function representing the optical output-forward current characteristic of the laser diode LD1. Here, I ₁ is set so that I _S ≒ I _L Therefore, it can be approximated as follows.

P_O＝Ｐ（I₁）＋［δp/δＩ］_Ｉ＝I1・Ａ（I_S−I_L） ＝P_S＋η・Ａ・（I_S−I_L） 受光素子の放射感度Ｓ、レーザダイオードLD1との結
合効率をδとおくと、 P_O＝P_S＋η・Ａ・（I_S−P_O・Ｓ・δ） と表され、 P_O＝P_S・（１＋ηδSA）＋ηＡ・（１＋ηδSA）・I_S となる。 _{P O = P (I 1)} + [δp / δI] I = I1 · A (I S -I L) = P S + η · A · (I S -I L) radiation sensitivity of the light receiving element S, a laser diode LD1 placing the coupling efficiency [delta] _{and, P O = P S + η} · a · is expressed as _{(I S -P O · S ·} δ), P O = P S · (1 + ηδSA) + ηA · (1 + ηδSA) · I Becomes _S.

光電気負帰還ループの交叉周波数をf₀とおくと、上記
光出力P_Oのステップ応答は下記のように近似的に表すこ
とができる。Placing the crossover frequency of the photoelectric negative feedback loop with f _0, step response of the optical output P _O can be expressed approximately as follows.

P_O＝I_S/δＳ＋｛P_S−I_S/δＳ｝・exp（−２πf₀t） 第２の変換手段441により設定されるP_SはI_S/δＴに等
しくなるように設定されているが、たとえば、ドゥルー
プ特設によりP_Sが５％変動した場合、_０＝40MHzであっ
たとしても、P_Oの誤差が0.4％以下になるのに要する時
間は約10ns程度となる。P _O = I _S / δS + {P _S −I _S / δS} · exp (−2πf ₀ t) P _S set by the second conversion means 441 is set to be equal to I _S / δT. but, for example, if P _S varies 5% by Drooping special, _{0 =} even a 40 MHz, the time required for the error of P _O is 0.4% or less becomes approximately 10 ns.

また、光出力P_Oを変化させた直後から設定された時間
τ_０までの全光量（光出力の積分値∫P_OUT）誤差が0.4
％以下となるための前記交叉周波数f₀はτ_０＝50nsとし
た場合、f₀≧40MHzであればよく、この程度の交叉周波
数ならば容易に実現できる。Also, the error of the total light quantity (integrated value of light output ∫P _OUT ) from immediately after changing the light output P _O to the set time τ ₀ is 0.4.
% The crossover frequency f ₀ to the following case of the tau _{0 =} 50 ns, may be a f ₀ ≧ 40 MHz, can be easily realized if the degree of cross-frequency.

以上説明したように、本方式により、高速・高精度・
高分解能のレーザダイオード制御方式が実現できる。As described above, this method enables high-speed, high-precision,
A high-resolution laser diode control method can be realized.

本方式を用いたレーザダイオードLD1をパワー変調す
ることにより、発光レベル指令信号に256通りのアナロ
グ信号を入力し、レーザプリンタにおいて、１ドット25
6階調の画像出力が実現される。By modulating the power of the laser diode LD1 using this method, 256 kinds of analog signals are input to the light emission level command signal.
Image output of 6 gradations is realized.

つぎに、複数の定電流電源を用いた他の実施例に係る
レーザダイオード（LD）のパワー変調方式に関して説明
する。Next, a laser diode (LD) power modulation method according to another embodiment using a plurality of constant current power supplies will be described.

本実施例におけるレーザダイオードの駆動制御方式
は、第５図に示すレーザダイオードの順方向電流（Ｉ）
と発光強度（Ｌ）との関係（Ｉ−Ｌ特性）を利用してい
る。The drive control method of the laser diode in the present embodiment is based on the forward current (I) of the laser diode shown in FIG.
And the light emission intensity (L) (IL characteristic).

このレーザダイオードのＩ−Ｌ特性は、閾値電流（It
h）以上の順方向電流においてはほぼリニアで、そのと
きの微分量子効率（ｎ）を一定として扱う。The IL characteristic of this laser diode is based on the threshold current (It
h) The above-described forward current is almost linear, and the differential quantum efficiency (n) at that time is treated as constant.

制御方式は、第６図に示すように、順方向電流を複数
の定電流源641、642、643、644の合計電流で駆動し、そ
れを書込データによりスイッチ645、646、647でスイッ
チングする。閾値電流よりも大きなバイアス電流を定電
流源641により供給し、1:2:4の電流値になるように重み
付けられた定電流源642、643、644により、レーザダイ
オードの駆動電流を３ビット８値に制御する。そのとき
の電流値は各々I₁、I₂、I₃であり、スイッチ645、646、
647を駆動しない最小値のバイアス電流はI₀である。し
たがって、各電流I₀〜I₃による発光強度（光量）は第５
図に示すとおりでI₀〜I₃の電流の全ての組み合わせによ
る光量はL₀〜L₇まで８通りが光量差を等しく得られる。In the control method, as shown in FIG. 6, the forward current is driven by a total current of a plurality of constant current sources 641, 642, 643, and 644, and is switched by switches 645, 646, and 647 according to write data. . A bias current larger than the threshold current is supplied by the constant current source 641, and the constant current sources 642, 643, and 644 weighted so as to have a current value of 1: 2: 4. Control to a value. The current values at that time are I ₁ , I ₂ , I _{3 respectively} , and switches 645, 646,
Minimum value of the bias current is not driven 647 is I _0. Therefore, the light emission intensity (light amount) by each of the currents I _{0 to} I ₃ is the fifth.
Amount by all combinations of current I ₀ ~I ₃ were as shown in the figure eight to L ₀ ~L ₇ is obtained equal light amount difference.

そのときの設定手順は、次のように実行する。 The setting procedure at that time is executed as follows.

（ａ） レーザダイオード発光強度範囲P₀〜P_maxに設定
（但し、P₀≒０）。(A) Set in the laser diode light emission intensity range P _{0 to} P _max (however, P ₀ ≒ 0).

（ｂ） レーザダイオード最小発光強度P₀←レーザダイ
オード順方向電流I₀を決定する。(B) Laser diode minimum emission intensity P ₀ ← Determine laser diode forward current I ₀ .

（ｃ） レーザダイオード最大発光強度P_max←レーザダ
イオード順方向電流I₀＋I_maxによりI_maxを決定する。(C) The laser diode maximum emission intensity P _max ← I _max is determined by the laser diode forward current I ₀ + I _max .

（ｄ） I1＝（1/7）・I_max、I2＝（2/7）・I_max、I3＝
（4/7）・I_maxとする。(D) I1 = (1/7) · I max, I2 = (2/7) · I max, I3 =
(4/7) ・ I _max .

以上により、定電流源数をｎとすると、2ⁿの発光強度
が得られ、たとえば、８個の定電流源を用い、８ビット
の発光データによりスイッチングすれば、256通りのレ
ーザダイオードの露光出力が得られる。As described above, assuming that the number of constant current sources is n, a light emission intensity of 2 ⁿ can be obtained. For example, if eight constant current sources are used and switching is performed using 8-bit light emission data, 256 types of laser diode exposure outputs Is obtained.

画像読取信号処理 第７図に画像読取信号処理の詳細ブロック図を示す。 Image Read Signal Processing FIG. 7 shows a detailed block diagram of the image read signal processing.

CCD（電荷結合素子）117は、約5000画素、400dpiの読
取が可能で、原稿の主走査方向の反射光を同時に読み取
る。CCD117で蓄積された光データを電気信号に変換し
（光電変換）、クランプ等の波形修正、増幅、A/D変換
を実行し、６ビットのデジタル信号としてIPU（画像処
理装置）へ出力する。The CCD (Charge Coupled Device) 117 can read about 5000 pixels and 400 dpi, and simultaneously reads reflected light of the document in the main scanning direction. The optical data stored in the CCD 117 is converted into an electric signal (photoelectric conversion), waveform correction such as clamping, amplification, and A / D conversion are performed, and the digital signal is output to a IPU (image processing device) as a 6-bit digital signal.

さらに、具体的に説明すると、CCD117のアナログデー
タ出力は光電変換された後（光電変換）、高速転送のた
めEVEN、ODDの２系統に別れて出力され、増幅器702、70
3で各々増幅（信号増幅）されて、アナログスイッチで
構成されるスイッチングIC703へ入力する。ここで、シ
リアルのアナログ信号に合成される（信号合成）。スイ
ッチングIC703によって合成されたアナログ信号は増幅
器704によって増幅（可変増幅）されてA/Dコンバータ70
5に入力する。合成後の１画素の画像転送速度は約10MHz
で、これに同期してA/Dコンバータ705で６ビット64階調
のデジタル信号に変換する（信号デジタル化）。More specifically, the analog data output of the CCD 117 is subjected to photoelectric conversion (photoelectric conversion), and then separated into two systems of EVEN and ODD for high-speed transfer.
Each is amplified (signal amplified) in 3 and input to the switching IC 703 composed of an analog switch. Here, the signal is synthesized with a serial analog signal (signal synthesis). The analog signal synthesized by the switching IC 703 is amplified (variably amplified) by the amplifier 704 and the A / D converter 70
Enter 5 The image transfer speed of one pixel after synthesis is about 10MHz
Then, in synchronization with this, the A / D converter 705 converts the digital signal into a 6-bit digital signal of 64 gradations (signal digitization).

また、上記（可変）増幅器704では、露光蛍光灯の光
量変動を補正するため、原稿走査前に基準白板を読み取
り、その増幅度を適正値になるように制御する。In addition, the (variable) amplifier 704 reads a reference white plate before scanning the original and controls the amplification degree to an appropriate value in order to correct the light amount fluctuation of the exposure fluorescent lamp.

画像処理 原稿濃度を示す１画素ごとのデジタル信号は、IPU
（画像処理装置）800に入力されて画像処理される。IPU
800による画像処理の流れを第８図に示す。IPU800は複
数のLSIで構成され、画像処理のほかにそれに基づく以
下に示す制御を実行している。Image processing The digital signal for each pixel indicating the original density
(Image processing device) The image is input to 800 and subjected to image processing. IPU
FIG. 8 shows the flow of image processing by 800. The IPU 800 is composed of a plurality of LSIs and executes the following control based on the image processing in addition to the image processing.

i.シェーディング補正 蛍光灯の直線光源を用い、またレンズによる集光のた
め、CCD117中央部で光量が最大となり、端部では低下し
てしまう。また、CCD117には素子個々の感度のばらつき
がある。上記の両方を、画素ごとの基準白板読取データ
に基づいて原稿読取データを補正する。i. Shading correction Because a linear light source such as a fluorescent lamp is used and the light is condensed by a lens, the light amount becomes maximum at the center of the CCD 117 and decreases at the end. Further, the CCD 117 has a variation in sensitivity of each element. In both cases, the original read data is corrected based on the reference white plate read data for each pixel.

ii.MTF補正 レンズ等を用いた光学系では、CCD117による読取出力
はレンズなどの性能により周辺画素情報が影響して、な
まったように読み取られる。そこで１つの画素データを
求める際に、その周辺画素レベルに基づいて補正するこ
とにより、再現性の高い画像を得る。ii. MTF correction In an optical system using a lens or the like, the read output by the CCD 117 is read as if the peripheral pixel information affected the performance of the lens or the like. Therefore, when one piece of pixel data is obtained, an image having high reproducibility is obtained by performing correction based on the peripheral pixel level.

iii.主走査方向変倍 本実施例にあっては、画像読み取りと書き込みの解像
度は同一の400dpiであるが、読取画素周波数は約10MH
z、書込画素周波数は約12MHzで異なるため、周波数変換
を実行している。クロック変換は２ラインメモリの読み
書きで実現し、主走査変倍は主走査方向の周辺画素デー
タによる演算により算出している。iii. Magnification in the main scanning direction In this embodiment, the image reading and writing resolutions are the same 400 dpi, but the reading pixel frequency is about 10 MHz.
Since z and the writing pixel frequency are different at about 12 MHz, frequency conversion is performed. Clock conversion is realized by reading / writing of a two-line memory, and main scanning magnification is calculated by calculation using peripheral pixel data in the main scanning direction.

iv.γ補正 CCD117を用いた光学系の濃度データ変換特性（スキャ
ナのγ特性）および電子写真方式を用いたレーザプリン
タの濃度再現特性（プリンタのγ特性）は共にリニアで
はなく、そのままでは原稿濃度が忠実に再現されない。
上記を各々個々に補正する場合もあるが、本画像形成装
置にあっては両者を考慮した変換処理を実行している。
また、マニュアルの濃度調整時も、この値を変更するこ
とで濃度調整を実現する。iv. γ Correction Both the density data conversion characteristics of the optical system using the CCD 117 (γ characteristics of the scanner) and the density reproduction characteristics of the laser printer using the electrophotographic method (γ characteristics of the printer) are not linear. Is not faithfully reproduced.
Although the above may be individually corrected, the present image forming apparatus executes a conversion process in consideration of both.
Also, at the time of manual density adjustment, density adjustment is realized by changing this value.

以上のほか、IPU（画像処理装置）800はAGC等の制
御、マスキング、トリミング、ミラーリング、白黒反転
等の画像変換、原稿サイズおよび濃度検出、マーカー等
の画像検出等も実行している。In addition to the above, the IPU (image processing apparatus) 800 also performs control of AGC and the like, image conversion such as masking, trimming, mirroring, black-and-white inversion, detection of document size and density, detection of images such as markers, and the like.

本実施例は、レーザダイオードのパワー変調による１
ドット256階調出力に、主走査および副走査方向の２ド
ットのマトリクスを組み合わせたものである。In this embodiment, 1 is obtained by power modulation of a laser diode.
This is a combination of a 256-dot dot output and a matrix of two dots in the main scanning and sub-scanning directions.

第９図（ａ）に１×２マトリクス、（ｂ）に２×１マ
トリクスの光書込方式を示す。低濃度部では、片方のド
ットから露光パワーを増して、最大値となると次のドッ
トの露光パワーを増していく。FIG. 9 (a) shows a 1 × 2 matrix and FIG. 9 (b) shows a 2 × 1 matrix optical writing system. In the low density portion, the exposure power is increased from one of the dots, and the exposure power of the next dot is increased when the exposure power reaches the maximum value.

主走査あるいは副走査方向の２ドットを注目画素とし
て濃度再現を実行する。CCD117の読取濃度は、その受光
光量に比例する。したがってCCD117の受光光量は原稿反
射濃度に対してリニアであり、２ドットの濃度データを
デジタル値に加算し、その加算値に対してγ変換を施
し、上記方式により書込濃度データに変換する。Density reproduction is executed using two dots in the main scanning or sub-scanning direction as a target pixel. The reading density of the CCD 117 is proportional to the amount of received light. Therefore, the amount of light received by the CCD 117 is linear with respect to the original reflection density, the density data of two dots is added to the digital value, the added value is subjected to γ conversion, and converted to write density data by the above method.

以上の結果、主走査および副走査方向の２ドットで51
2階調が実現される。As a result, 51 for two dots in the main scanning and sub-scanning directions.
Two gradations are realized.

形成される中間調濃度領域のチャートは第10図に示す
ように発生する。The chart of the formed halftone density region is generated as shown in FIG.

図中、EVENのドットより濃度を埋めていく。副走査方
向で面積階調を実行する第10図（ａ）、（ｃ）の１×２
マトリイックスは連続的な中間濃度領域で横線基調、主
走査方向で面積階調を行う第10図（ｂ）、（ｄ）の２×
１マトリクスは連続的な中間濃度領域で縦線基調とな
る。In the figure, the density is filled from the EVEN dots. 1 × 2 of FIGS. 10A and 10C for performing area gradation in the sub-scanning direction
Matrix performs horizontal tone in a continuous intermediate density area and area gradation in the main scanning direction, 2 × in FIGS. 10 (b) and (d).
One matrix is based on a vertical line in a continuous intermediate density area.

第10図（ｃ）、（ｄ）は、各々第10図（ａ）、（ｂ）
の書込位相を互い違いに変えたもので、主走査および副
走査に２ドットラインを形成し、100線の画像を形成す
る。これにより階調数は変わらないがラインが集中し、
見かけの解像度は半分に低下する。FIGS. 10 (c) and (d) show FIGS. 10 (a) and (b), respectively.
Are alternately changed in writing phase, two dot lines are formed in the main scanning and the sub-scanning, and an image of 100 lines is formed. As a result, the number of gradations does not change, but the lines are concentrated,
The apparent resolution is reduced by half.

２ドット多値回路 第11図（ａ）は２ドット多値回路のブロック図であ
り、スキャナから入力される６ビットの信号を入力する
直列に接続されているラインメモリ1101、1102と、ラッ
チ1103、1104と、該ラインメモリ1101、1102およびラッ
チ1103、1104に各々スイッチSW1〜SW4を介して接続され
ている加算器1105と、該加算器1105に接続されているRO
M1106とから構成されている。該ROMからの出力は８ビッ
トのデータ信号としてプリンタに出力される。FIG. 11 (a) is a block diagram of a two-dot multi-valued circuit, in which line memories 1101 and 1102 connected in series for inputting a 6-bit signal input from a scanner, and a latch 1103. , 1104, an adder 1105 connected to the line memories 1101, 1102 and latches 1103, 1104 via switches SW1 to SW4, respectively, and an RO connected to the adder 1105.
M1106. The output from the ROM is output to a printer as an 8-bit data signal.

以下、i.1×２マトリクス、ii.2×１マトリクス、ii
i.ドットの集中に分けて詳細に説明する。Hereinafter, i.1 × 2 matrix, ii.2 × 1 matrix, ii
i. It will be described in detail separately for dot concentration.

i.1×２マトリクス 副走査方向の２ドットで面積階調を実行する場合（１
×２マトリクス）は、２つのラインメモリ1101、1102を
用いて、主走査２ライン分の読取データを遅延させる。
その後、２つの６ビットデータを加算器1105により加算
し、その７ビットデータをγ変換用のROM1106に入力す
る。ROM1106内は、１つのテーブルが265バイトで構成さ
れ、その前半128バイトがEVEN、その後半128バイトがOD
Dデータである。i.1 × 2 matrix When area gradation is executed with two dots in the sub-scanning direction (1
(× 2 matrix) uses two line memories 1101 and 1102 to delay read data for two main scanning lines.
Thereafter, the two 6-bit data are added by the adder 1105, and the 7-bit data is input to the ROM 1106 for γ conversion. In the ROM 1106, one table is composed of 265 bytes, the first 128 bytes of which are EVEN, and the latter 128 bytes are OD.
This is D data.

始めの加算データがROM1106のアドレスバスに入力さ
れ、その番地で示されるEVENデータを書込データとして
出力する。次のラインで同一データを加算し、ODDデー
タを書込データとしてデータバスから出力する。EVEN、
ODDの切り替えはライン周期（PMSYNC）に同期して行
う。その後、次の２ドットに移行して順次処理を繰り返
す。The first addition data is input to the address bus of the ROM 1106, and the EVEN data indicated by the address is output as write data. The same data is added in the next line, and the ODD data is output from the data bus as write data. EVEN,
The ODD is switched in synchronization with the line cycle (PMSYNC). Thereafter, the process proceeds to the next two dots and the processing is sequentially repeated.

第11図（ａ）に示した２ドット多値回路のブロック図
において、スイッチSW1およびEVEN/ODDは主走査１ライ
ンごとに切り替え、スイッチSW3、SW4はラインメモリ11
01、1102からのデータが選択されるように上側に設定す
る。In the block diagram of the two-dot multi-valued circuit shown in FIG. 11A, the switches SW1 and EVEN / ODD are switched for each main scanning line, and the switches SW3 and SW4 are connected to the line memory 11.
The upper part is set so that the data from 01 and 1102 is selected.

また、第11図（ｂ）は副走査方向の面積階調との組み
合わせ（１×２マトリクス）を示した説明図である。読
み取りの副走査２ドットが書き込みの副走査２ドットに
対応する。FIG. 11B is an explanatory diagram showing a combination (1 × 2 matrix) with the area gradation in the sub-scanning direction. Two dots in the sub-scanning for reading correspond to two dots in the sub-scanning for writing.

ii.2×１マトリクス 主走査方向の２ドットで面積階調を実行する場合（２
×１マトリクス）は、２つのラッチ1103、1104を用い
て、主走査方向２ドット分の読取データを遅延させる。
以下、１×２マトリクスの場合と同様に、加算処理、γ
変換処理を実行して書込データを出力する。EVEN、ODD
の切り替えは書込ドット周期（WRITECLK）に同期して実
行する。その後、次の２ドットに移行して順次処理を繰
り返す。ii. 2 × 1 matrix When area gradation is performed with two dots in the main scanning direction (2
X1 matrix) uses two latches 1103 and 1104 to delay read data for two dots in the main scanning direction.
Hereinafter, as in the case of the 1 × 2 matrix, the addition processing, γ
Execute the conversion process and output the write data. EVEN, ODD
Is switched in synchronization with the write dot cycle (WRITECLK). Thereafter, the process proceeds to the next two dots and the processing is sequentially repeated.

第11図（ａ）に示した２ドット多値回路のブロック図
において、スイッチSW2およびEVEN/ODDは書込１クロッ
クごとに切り替え、スイッチSW3、SW4はラッチ1103、11
04からのデータが選択されるように下側に設定する。In the block diagram of the two-dot multi-valued circuit shown in FIG. 11 (a), the switches SW2 and EVEN / ODD are switched every one clock, and the switches SW3 and SW4 are the latches 1103, 11
Set the lower side so that the data from 04 is selected.

また、第11図（ｃ）は主走査方向の面積階調との組み
合わせ（２×１マトリクス）を示した説明図である。読
み取りの主走査２ドットが書き込みの主走査２ドットに
対応する。FIG. 11 (c) is an explanatory diagram showing a combination (2 × 1 matrix) with the area gradation in the main scanning direction. The two main scanning dots for reading correspond to the two main scanning dots for writing.

iii.ドットの集中 書き込みにおける位相を変換し、ドットを集中させる
100線の画像を形成する場合は、EVEN、ODDの切り替え周
期を各々２分周することで実行する。以上、全てのモー
ドにおいて階調情報の欠落は起きない。本装置に使用す
るγ変換テーブルの例を第12図に示す。iii. Concentration of dots Convert the phase in writing and concentrate the dots
When forming an image of 100 lines, the switching cycle of EVEN and ODD is each performed by dividing the frequency by two. As described above, no loss of gradation information occurs in all modes. FIG. 12 shows an example of the γ conversion table used in the present apparatus.

第12図（ａ）は１×２マトリクスに用いたγ変換テー
ブルで、第12図（ｂ）は２×１マトリクスに用いたγ変
換テーブルである。両テーブル共原稿濃度に対して複写
濃度がほぼ等しくなるように設定されている。FIG. 12 (a) is a γ conversion table used for a 1 × 2 matrix, and FIG. 12 (b) is a γ conversion table used for a 2 × 1 matrix. Both tables are set so that the copy density is substantially equal to the document density.

中間濃度までは片方のEVENドットが最大値に達する
と、ODDドットの露光強度を増加させる。これにより、
２ドットの濃度情報を維持しながらドットを集中させ
る。When one of the EVEN dots reaches the maximum value up to the intermediate density, the exposure intensity of the ODD dot is increased. This allows
The dots are concentrated while maintaining the density information of two dots.

また、このγ変換テーブルにより自由にγを制御で
き、２ドットの増加の仕方も変えることができる。さら
に、面積階調との組み合わせ方式によっても濃度出力特
性が変わるため、γ変換データを選択あるいは変換テー
ブルにRAMを用い、それを書き換える。Further, γ can be freely controlled by using the γ conversion table, and the way of increasing 2 dots can be changed. Further, since the density output characteristic changes depending on the combination method with the area gradation, the γ conversion data is selected or the RAM is used for the conversion table and the γ conversion data is rewritten.

一般に、書込露光光量に対するプリント濃度で表され
るプリンタのγ特性の逆変換をテーブル値にすることに
より、プリンタ単体のγ特性をリニアにすることができ
る。Generally, the inverse conversion of the printer's gamma characteristic expressed by the print density with respect to the writing exposure light amount is converted into a table value, whereby the gamma characteristic of the printer alone can be made linear.

第11図（ａ）の２ドット多値回路は、IPU800内に構成
され、スキャナからの１ドットごとの画像データを変換
して書込系へ出力する。The two-dot multi-valued circuit in FIG. 11A is configured in the IPU 800, converts image data for each dot from the scanner, and outputs the converted data to the writing system.

以上の結果、主走査および副走査方向の２ドット単位
を１画素として512階調の書込処理が実現する。As a result, a writing process of 512 gradations is realized using two dots in the main scanning and sub-scanning directions as one pixel.

第13図に本発明の操作部の一部を示す。 FIG. 13 shows a part of the operation unit of the present invention.

画像処理キー１の押下により、以下のモードが順次移
行し、各モードの表示２、３、４が点灯する。書込処理
方式には、 （Ａ）主走査方向の面積階調との組み合わせ（２×１マ
トリクス）、 （Ｂ）副走査方向の面積階調との組み合わせ（１×２マ
トリクス）および （Ｃ）原稿の方向およびサイズにより自動的に、上記
（Ａ）、（Ｂ）処理方法を切り替えるもの、がある。When the image processing key 1 is pressed, the following modes are sequentially shifted, and the indications 2, 3, and 4 of each mode are turned on. (A) Combination with area gradation in main scanning direction (2 × 1 matrix), (B) Combination with area gradation in sub-scanning direction (1 × 2 matrix), and (C) Some of the above methods (A) and (B) automatically switch the processing method depending on the direction and size of the original.

標準モードは（Ｃ）の自動モードで、原稿に合わせて
画像処理キー１の押下により変更が可能である。操作部
の表示で、モード（Ａ）は縦線、モード（Ｂ）は横線、
モード（Ｃ）は自動の各モードとしている。操作部のCP
U（図示せず）で、そのモード入力制御を実行し、該モ
ード信号を前記書込処理を実行するIPU800に送出する。
該信号に基づき、IPU800では２ドット多値回路のデータ
処理とデータ切替処理を実行する。The standard mode is the automatic mode (C), which can be changed by pressing the image processing key 1 in accordance with the document. On the display of the operation unit, mode (A) is a vertical line, mode (B) is a horizontal line,
The mode (C) is an automatic mode. Operation unit CP
U (not shown) executes the mode input control, and sends the mode signal to the IPU 800 that executes the write processing.
Based on this signal, the IPU 800 executes data processing and data switching processing of the two-dot multi-level circuit.

つぎに、本実施例の自動選択モードに関して説明す
る。Next, the automatic selection mode of this embodiment will be described.

微小マトリクスとを組み合わせる方式では、面積階調
を実行する方向の解像度が低下し、細線や文字割れが顕
像化することがある。そのため、原稿に合わせて１×
２、２×１マトリクスを切り替えて使用し、文字割れを
目立たなくする。In a method in which a small matrix is combined, the resolution in the direction in which the area gradation is performed is reduced, and fine lines and character breaks may be visualized. Therefore, 1 ×
Switch between 2 and 2 × 1 matrices to make character breaks less noticeable.

特に、日本語の漢字（明朝体）は横線が細く、横細線
割れによる画像劣化が発生するが、原稿の方向およびサ
イズにより自動的に、面積階調を行う方向を切り替え
て、解像度劣化の影響の少ない画像を得ることができ
る。In particular, Japanese kanji (Minchotai) have thin horizontal lines and image degradation due to horizontal thin line cracks occurs. However, the direction of area gradation is automatically switched according to the direction and size of the original to reduce the resolution degradation. An image with little influence can be obtained.

一方、文字方向は、その原稿の方向およびサイズに起
因することが多い。たとえば、オフィス文書では小サイ
ズの原稿の場合、用紙を縦長に用いた文書が多く、A4横
原稿では、文字は搬送方向に対して横向きとなり、副走
査方向の線が細くなる。その結果、細線割れは目立ちや
すく、１×２マトリクスを用い、主走査方向の割れを防
止する。逆に、A4縦原稿では、２×１マトリクスを用い
るのがよい。On the other hand, the character direction often depends on the direction and size of the document. For example, in the case of office documents, many small-sized originals use a vertically long sheet of paper. In an A4 landscape original, characters are oriented horizontally in the transport direction, and lines in the sub-scanning direction are thin. As a result, fine line cracks are easily conspicuous, and a 1 × 2 matrix is used to prevent cracks in the main scanning direction. Conversely, for A4 portrait documents, it is better to use a 2 × 1 matrix.

細かい文字で描かれたA3原稿は、見開き２パージのA4
原稿になっている場合が多く、１×２マトリクスが適し
ている。このように検出あるいは転写紙サイズ複写倍率
により判断された原稿サイズ、方向により、自動選択モ
ードを設定する。主な原稿サイズ、方向による設定を第
14図（自動選択モード標準設定）の表に示す。もちろ
ん、全ての原稿が上記の表に当てはまるわけではないの
で、マニュアルによる設定も可能にしている。A3 manuscript drawn with fine characters is A4 with two-page spread
In many cases, it is a document, and a 1 × 2 matrix is suitable. The automatic selection mode is set according to the original size and direction detected or determined based on the transfer paper size copying magnification. Main document size and orientation settings
This is shown in the table in Fig. 14 (standard setting for automatic selection mode). Of course, not all manuscripts apply to the above table, so manual setting is also possible.

また、本発明の実施例では、A3縦送りの複写システム
を例にとっているが、搬送方向に応じて同様の処理を実
行すればよい。Further, in the embodiment of the present invention, an A3 portrait feed copying system is taken as an example, but a similar process may be executed according to the transport direction.

２ドット多階調の画像は１ドット多階調の画像と比較
して、中間調領域も濃度ムラが少なく、滑らかに表現さ
れる。また、階調の境目に発生していた濃度低下、ハー
フトーン後端白抜け等が改善される。１ドット多階調画
像は、トナーの付き方に規則性が見られず、これが原因
となって中間調画像をノイジーに見せていたが本実施例
による２ドット処理したものは、縦線、横線が明らかに
再現しており、これが視覚的に滑らかに見える。The halftone area of the two-dot multi-tone image has less density unevenness and is expressed more smoothly than the one-dot multi-tone image. In addition, density reduction, halftone trailing edge white spots, and the like that have occurred at the boundary of gradation are improved. The one-dot multi-tone image did not show regularity in the way of toner application, which caused the halftone image to appear noisy. Is clearly reproduced, which looks visually smooth.

さらに、複数ドット、たとえば３ドット処理では、バ
ンディングはなくなり、濃度は安定し中間調が滑らかに
再現される。Further, in the processing of a plurality of dots, for example, three dots, banding is eliminated, the density is stabilized, and the halftone is smoothly reproduced.

なお、本方式による複数ドットによる多階調書込方式
は、本実施例以外にもパワー変調またはパルス幅変調な
どのレーザダイオードの変調方式にかかわらず使用可能
な画像処理方式である。The multi-tone writing method using a plurality of dots according to the present method is an image processing method that can be used regardless of the laser diode modulation method such as power modulation or pulse width modulation in addition to the present embodiment.

第15図は、本発明の第２の実施例による２ドット多値
回路のブロック図を示し、第11図（ａ）と同一部分は、
同一符号を用いて示し、その説明は省略する。FIG. 15 is a block diagram of a two-dot multi-valued circuit according to a second embodiment of the present invention, and the same parts as FIG.
The same reference numerals are used and the description is omitted.

１×２、２×１マトリクスの切り替えの判断は、２ド
ット多値回路の加算器1105aあるいは1105bのデータを、
比較器を持ちロジックで構成される判断回路1500に入力
し、その検出値からROM1106に入力されるデータを選択
し、マトリクスごとの濃度変換テーブルを上位アドレス
により切り替えることにより実行する。The decision of switching between 1 × 2 and 2 × 1 matrices is based on the data of the adder 1105a or 1105b of the 2-dot multi-valued circuit.
The data is input to a determination circuit 1500 having a comparator and configured by logic, data to be input to the ROM 1106 is selected from the detected value, and the density conversion table for each matrix is switched by an upper address to execute the processing.

本実施例の２ドット多値回路を用い、各濃度における
画像を出力し、そのバンディング（帯状の主走査方向の
濃度ムラ）の発生について効果を確認した。画像出力
は、感光体ドラムに2mmピッチで１％の回転速度ムラを
加えてバンディングを発生させる。官能評価において
は、第16図に示すようにレーザダイオードのパワー変調
による１ドット多階調の画像と比較して２ドット多階調
の画像は、バンディングが大きく低減されている。Using the two-dot multi-valued circuit of this embodiment, images at each density were output, and the effect of banding (band-like density unevenness in the main scanning direction) was confirmed. For image output, banding occurs by adding 1% rotation speed unevenness to the photosensitive drum at a pitch of 2 mm. In the sensory evaluation, as shown in FIG. 16, the banding of the image of two dots and multiple gradations is greatly reduced as compared to the image of one dot and multiple gradations by the power modulation of the laser diode.

第16図から、１×２、２×１の面積階調でも、中間調
の濃度によりバンディングの発生が異なる。From FIG. 16, even in the 1 × 2 and 2 × 1 area gradations, the occurrence of banding differs depending on the density of the halftone.

したがって、本実施例では書込濃度により主走査方向
の面積階調と副走査方向の面積階調を切り替え、低濃度
部は副走査方向の面積階調を行い、高濃度部は主走査方
向の面積階調を行うことにより、全ての中間調濃度にお
いてバンディングが低減され、高画質な画像が得られ
る。Therefore, in this embodiment, the area gray scale in the main scanning direction and the area gray scale in the sub-scanning direction are switched according to the writing density, the low density area performs the area gray scale in the sub scanning direction, and the high density area performs the area gray scale in the main scanning direction. By performing area gradation, banding is reduced at all halftone densities, and a high-quality image can be obtained.

具体的には、２ドットマトリクスの面積階調を実行し
た場合、片方のドットのみを露光するときは、１×２マ
トリクスが露光ビームの重なりを防止するために適して
おり、第２ドットも露光するときは、２×１マトリクス
が第１ドットは飽和濃度でバンディングは目立たなくな
る。Specifically, when the area gradation of the two-dot matrix is executed, when only one of the dots is exposed, the 1 × 2 matrix is suitable for preventing the overlapping of the exposure beams, and the second dot is also exposed. In this case, the 2 × 1 matrix has the first dot at the saturation density and the banding is inconspicuous.

したがって、切り替えを実行する基準は、反射率50％
の中間濃度（ID＝0.3）あるいはその近傍とし、その結
果、全ての濃度においてバンディングが低減し、高画質
な画像が得られる。Therefore, the criteria for switching is 50% reflectance
, Or near the intermediate density (ID = 0.3). As a result, banding is reduced at all densities, and a high-quality image is obtained.

切り替えを実行する基準は、露光ビーム径や走査ピッ
チムラにもよるが、第16図の表からID＝0.6程度でもよ
い。The criterion for performing the switching depends on the exposure beam diameter and the scanning pitch unevenness, but may be about ID = 0.6 from the table in FIG.

また、本実施例では、入力データに対する出力濃度特
性の各々が異なるため、各々独立した濃度変換を実行
し、いずれの処理も原稿濃度を忠実に再現するように設
定してある。したがって上記切り替え濃度点は読取デー
タから判別される。但し、双方とも２ドット（主、副４
ドット）単位で切り替え、副走査方向の２ドットの加算
値が基準濃度以下の場合は、１×２マトリクスで処理す
る。同様に上記ドット集中を実行する場合も、２ドット
単位で処理する。Further, in the present embodiment, since each of the output density characteristics with respect to the input data is different, independent density conversion is executed, and all the processes are set so as to faithfully reproduce the original density. Therefore, the switching density point is determined from the read data. However, both have 2 dots (primary, secondary 4
(Dots), and when the added value of two dots in the sub-scanning direction is equal to or less than the reference density, processing is performed using a 1 × 2 matrix. Similarly, when performing the above-mentioned dot concentration, processing is performed in units of two dots.

以上の例は、原稿内での切替処理であるが、原稿の平
均あるいは最大濃度等で判断し、同一処理で１回の複写
処理を実行するようにしてもよい。In the above example, the switching process is performed within the document. However, it is also possible to make a determination based on the average or maximum density of the document and execute one copy process in the same process.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したとおり、本発明による画像形成装置によ
れば、以下に示す効果が得られる。As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the following effects can be obtained.

第１に、微小マトリクスと組み合わせる方式では、面
積階調を実行する方向の解像度が低下し、細線や文字割
れが顕像化することがある。そのため、キー入力による
選択手段を設け、原稿に合わせて、１×２、２×１マト
リクスを切り替えて使用するようにしたため、文字割れ
の目立たない高画質な画像形成が実現できる。特に、日
本語の漢字（明朝体）は横線が細く、横細線割れによる
画像劣化が発生するが、文字方向により面積階調を実行
する方向を切り替え可能に構成しているため、解像度劣
化の影響の少ない画像が得られる。First, in the method of combining with a minute matrix, the resolution in the direction in which the area gray scale is executed is reduced, and fine lines and broken characters may be visualized. For this reason, a selection means by key input is provided to switch between the 1 × 2 and 2 × 1 matrices according to the original, so that high quality image formation with less noticeable character breaks can be realized. In particular, Japanese kanji (Mincho) have thin horizontal lines and image degradation due to horizontal thin line cracks occurs. However, since the direction in which area gradation is executed can be switched depending on the character direction, resolution degradation An image with little influence is obtained.

第２に、原稿に合わせて、１×２、２×１マトリクス
を切り替えて使用するようにしたため、文字割れの目立
たない高画質な画像形成が実現できる。特に、日本語の
漢字（明朝体）は横線が細く、横細線割れによる画像劣
化が発生するが、原稿の方向およびサイズにより自動的
に面積階調を実行する方向を切り替え可能に構成してい
るため、解像度劣化の影響の少ない画像が得られる。Second, since the 1 × 2 and 2 × 1 matrices are switched and used according to the original, high-quality image formation with less noticeable character breaks can be realized. In particular, Japanese kanji (Minchotai) have thin horizontal lines, and image degradation due to horizontal thin line cracks may occur. However, the direction in which area gradation is automatically executed can be switched according to the direction and size of the original. Therefore, an image with less influence of resolution degradation can be obtained.

第３に、主走査方向の面積階調と副走査方向の面積階
調の切替手段を備え、低濃度部は副走査方向の複数ドッ
トで面積階調を実行し、高濃度部は主走査方向の複数ド
ットで面積階調を実行するため、全ての中間調濃度にお
いて、バンディングが低減され、高画質な画像形成が実
現する。Thirdly, there is provided a means for switching between the area gradation in the main scanning direction and the area gradation in the sub-scanning direction. Since the area gradation is performed with a plurality of dots, banding is reduced at all halftone densities, and high-quality image formation is realized.

第４に、２ドットマトリクスの面積階調を実行した場
合、片方のドットのみを露光するときは１×２マトリク
スにより露光ビームの重なりが防止され、第２ドットも
露光するときは、２×１マトリクスにより第１ドットは
飽和濃度でバンディングが目立たないため（切り替えを
実行する基準濃度は、反射率50％の中間濃度（ID＝0.
3）あるいは、その近傍が好ましい）、全ての濃度にお
いてバンディングが低減され、高画質な画像形成が実現
する。Fourth, when the area gradation of the two-dot matrix is executed, overlapping of the exposure beams is prevented by the 1 × 2 matrix when only one dot is exposed, and 2 × 1 when the second dot is also exposed. Since the banding is inconspicuous at the saturation density of the first dot due to the matrix (the reference density at which the switching is performed is an intermediate density (ID = 0.
3) or the vicinity thereof is preferable), banding is reduced at all densities, and high-quality image formation is realized.

第５に、１ドット多階調書き込みに主走査方向の面積
階調あるいは副走査方向の面積階調を組み合わせた場
合、入力データに対する出力濃度特性が各々異なり、各
々独立の濃度変換を実行し、かつ、書き込みの切り替え
が行われた部分においても濃度が連続するように濃度変
換を実行するため、階調再現が滑らかで連続的に実行さ
れ、バンディングの少ない、高画質な画像形成が実現す
る。Fifth, when one-dot multi-gradation writing is combined with area gradation in the main scanning direction or area gradation in the sub-scanning direction, output density characteristics for input data are different from each other, and independent density conversion is performed. In addition, since the density conversion is performed so that the density is continuous even in the portion where the writing is switched, gradation reproduction is performed smoothly and continuously, and high-quality image formation with less banding is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明による画像形成装置を適用するデジタル
複写機の構成を示す説明図、第２図および第３図は第１
図に示したデジタル複写機におけるレーザ書込系の構成
を示す説明図、第４図は第１図に示したデジタル複写機
に用いられるレーザダイオード（LD）のパワー変調方式
を示すブロック図、第５図はレーザダイオードの順方向
電流（Ｉ）と発光強度（Ｌ）との関係（Ｉ−Ｌ特性）を
示すグラフ、第６図はレーザダイオードの制御方式を示
す回路図、第７図は画像読取信号処理を実行する各部を
示すブロック図、第８図は画像処理装置による画像処理
の流れを示すブロック図、第９図（ａ）、（ｂ）は各々
１×２マトリクス、２×１マトリクスの光書込方式を示
す説明図、第10図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は形
成される中間調濃度領域を示すチャート図、第11図
（ａ）は本発明による画像形成装置に用いられる２ドッ
ト多値回路のブロック図、第11図（ｂ）は副走査方向の
面積階調との組み合わせを示す説明図、第11図（ｃ）は
主走査方向の面積階調との組み合わせを示す説明図、第
12図（ａ）、（ｂ）は各々２ドット多値γ変換を示すテ
ーブル、第13図は操作部の一部を示す説明図、第14図は
自動選択モード標準設定を示す表、第15図は２ドット多
値回路の第２の実施例を示すブロック図、第16図はバン
ディングのランクを示す表である。 符号の説明 117……CCDイメージセンサ 122……感光体ドラム 219……レーザ出力ユニット 330……ビームセンサ 440……第１の電流変換手段 441……第２の電流変換手段 442……受光素子 641、642、643、644……定電流源 645、646、647……スイッチ 702、704……増幅器 703……スイッチングIC 705……A/Dコンバータ 800……IPU（画像処理装置） 1101、1102……ラインメモリ 1103、1104……ラッチ 1105……加算器 1106……ROM 1500……遅延回路FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a digital copying machine to which the image forming apparatus according to the present invention is applied, and FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a laser writing system in the digital copying machine shown in FIG. 4. FIG. 4 is a block diagram showing a power modulation system of a laser diode (LD) used in the digital copying machine shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing the relationship (IL characteristic) between the forward current (I) and the emission intensity (L) of the laser diode, FIG. 6 is a circuit diagram showing a control method of the laser diode, and FIG. 8 is a block diagram showing a flow of image processing performed by the image processing apparatus, and FIGS. 9A and 9B are 1 × 2 matrix and 2 × 1 matrix, respectively. FIGS. 10 (a), (b), (c) and (d) are charts showing a halftone density region to be formed, and FIG. 11 (a) is the present invention. Block diagram of a two-dot multilevel circuit used in an image forming apparatus according to FIG. 11 (b) is an explanatory diagram showing a combination with an area gradation in the sub-scanning direction, FIG. 11 (c) is an explanatory diagram showing a combination with an area gradation in the main scanning direction,
12 (a) and 12 (b) are tables each showing 2-dot multi-value γ conversion, FIG. 13 is an explanatory diagram showing a part of the operation unit, FIG. 14 is a table showing automatic selection mode standard setting, and FIG. FIG. 16 is a block diagram showing a second embodiment of a two-dot multi-valued circuit, and FIG. 16 is a table showing banding ranks. EXPLANATION OF SYMBOLS 117 CCD image sensor 122 Photosensitive drum 219 Laser output unit 330 Beam sensor 440 First current converting means 441 Second current converting means 442 Light receiving element 641 , 642, 643, 644 ... constant current source 645, 646, 647 ... switch 702, 704 ... amplifier 703 ... switching IC 705 ... A / D converter 800 ... IPU (image processing device) 1101, 1102 ... … Line memories 1103, 1104… Latch 1105… Adder 1106… ROM 1500 …… Delay circuit

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】プリント時の１画素を構成する主走査方向
のみに配列された複数のドットに対して１ドット多階調
書込処理を実行する第１の手段と、 プリント時の１画素を構成する副走査方向のみに配列さ
れた複数のドットに対して１ドット多階調書込処理を実
行する第２の手段と、 前記第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力手段
とを具備することを特徴とする画像形成装置。A first means for executing a one-dot multi-tone writing process for a plurality of dots arranged only in the main scanning direction which constitute one pixel during printing; and forming one pixel during printing. A second means for executing a one-dot multi-tone writing process for a plurality of dots arranged only in the sub-scanning direction, and a switching input means for switching between the first means and the second means. An image forming apparatus comprising: 【請求項２】プリント時の１画素を構成する主走査方向
のみに配列された複数のドットに対して１ドット多階調
書込処理を実行する第１の手段と、 プリント時の１画素を構成する副走査方向のみに配列さ
れた複数のドットに対して１ドット多階調書込処理を実
行する第２の手段と、 前記第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力手段
と、 原稿の方向およびサイズを検出する検出手段とを備え、 前記切替入力手段は、前記検出手段により検出された原
稿の方向およびサイズに基づいて前記第１の手段と第２
の手段を切り替えることを特徴とする画像形成装置。2. A first means for executing a one-dot multi-tone writing process on a plurality of dots arranged only in the main scanning direction which constitute one pixel at the time of printing, and comprising one pixel at the time of printing A second means for executing a one-dot multi-gradation writing process for a plurality of dots arranged only in the sub-scanning direction, a switching input means for switching between the first means and the second means, Detecting means for detecting a direction and a size, wherein the switching input means is configured to detect the first and second means based on a direction and a size of the document detected by the detecting means.
An image forming apparatus characterized by switching means. 【請求項３】プリント時の１画素を構成する主走査方向
のみに配列された複数のドットに対して１ドット多階調
書込処理を実行する第１の手段と、 プリント時の１画素を構成する副走査方向のみに配列さ
れた複数のドットに対して１ドット多階調書込処理を実
行する第２の手段と、 前記第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力手段
とを備え、 前記切替入力手段は、特定基準濃度未満では前記第２の
手段に切り替え、特定基準濃度以上では前記第１の手段
に切り替えることを特徴とする画像形成装置。3. A first means for executing a one-dot multi-tone writing process for a plurality of dots arranged only in the main scanning direction which constitute one pixel at the time of printing, and comprises one pixel at the time of printing. A second means for executing a one-dot multi-gradation writing process for a plurality of dots arranged only in the sub-scanning direction, and a switching input means for switching between the first means and the second means. The image forming apparatus, wherein the switching input unit switches to the second unit when the density is lower than the specific reference density, and switches to the first unit when the density is equal to or higher than the specific reference density. 【請求項４】前記請求項３において、 前記特定基準濃度は、反射率50％の中間濃度（ID＝0.
3）あるいはその近傍であることを特徴とする画像形成
装置。4. The method according to claim 3, wherein the specific reference density is an intermediate density (ID = 0.
3) An image forming apparatus characterized by being at or near the same. 【請求項５】原稿の画像濃度と記録紙にプリントされる
画像濃度とを等しくするための濃度変換データが記憶さ
れた濃度変換データ記憶手段と、 プリント時の１画素を構成する主走査方向のみに配列さ
れた複数のドットに対して前記濃度変換データ記憶手段
に記憶されている濃度変換データに基づき１ドット多階
調書込処理を実行する第１の手段と、 プリント時の１画素を構成する副走査方向のみに配列さ
れた複数のドットに対して前記濃度変換データ記憶手段
に記憶されている濃度変換データに基づき１ドット多階
調書込処理を実行する第２の手段と、 前記第１の手段と第２の手段を切り替える切替入力手段
とを具備することを特徴とする画像形成装置。5. Density conversion data storage means for storing density conversion data for equalizing the image density of a document and the image density printed on recording paper, and only in the main scanning direction which constitutes one pixel during printing. A first means for executing a one-dot multi-gradation writing process based on the density conversion data stored in the density conversion data storage means for a plurality of dots arranged in a plurality of dots, and constituting one pixel during printing. Second means for executing a one-dot multi-tone writing process based on density conversion data stored in the density conversion data storage means for a plurality of dots arranged only in the sub-scanning direction; An image forming apparatus comprising: a switching input unit that switches between a unit and a second unit.