JP2000043315A

JP2000043315A - 画像形成装置

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Publication number: JP2000043315A
Application number: JP10213576A
Authority: JP
Inventors: Shoji Nakamura; 昌次中村; Mitsuru Tokuyama; 満徳山; Mihoko Tanimura; 美保子谷村; Masaaki Otsuki; 正明大槻; Shoichi Fujita; 庄一藤田; Hiroo Naoi; 宏夫直井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2000-02-15
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: JP3668373B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エッジ効果により、中央部と周辺部の画像濃
度が異なるという問題を解決する画像形成装置を提供す
ること。【解決手段】ＣＣＤ読込み部２１から読込まれた画像
データは、画像処理部２２にて所定の画像処理が施さ
れ、階調補正部２３にて階調補正され、大きさ判定部２
４と濃度判定部２５にて、画像データ中の高濃度領域が
所定の大きさ以上か否か、所定の濃度以上か否かが判定
される。仮に所定のサイズ、濃度以上であれば、レーザ
ーパワー制御部２６は、注目画素と高濃度領域端部との
画素数の関係から、例えば５０画素以内なら０．３ｍ
Ｗ、５０〜１００画素までは０．３から０．４ｍＷの一
次関数値、１００画素以上では０．４ｍＷとなるよう露
光光量を調節する。このように調整することで、高濃度
領域の濃度を、中央部／周辺部で均一にすることがで
き、高品位の画質を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置に関し、濃度の均一化を行って画像品位の向
上を図ることのできる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を採用した従来の画像形成
装置において、像担持体に画像露光する際、正転現像方
式の場合は感光体上においてトナーを担持させない部分
を露光し、一方反転現像方式の場合はトナーを担持させ
る部分を露光して顕像化しているが、露光光源がレーザ
ー光やＬＥＤ（発光ダイオード）などから構成され、画
像形成する画像データに応じて、画素単位で露光するデ
ジタル複写機等に代表される画像形成装置においては、
例えば目標画像濃度が所謂Ｉｄ濃度（反射率の逆数の１
０を底とした対数、以後単に濃度と略す）で１．０、一
辺が２０ｍｍの正方形の画像を像露光するとき、画像全
域に対して均一な露光光量で照射していた。

【０００３】そして、像担持体上の静電潜像を現像器で
可視像化（顕像化）したとき、図１３で示す太線部分の
ように潜像のエッジ効果や現像特性により、正方形の周
辺部の濃度は高く、中央部は比較的薄くなるという不均
一な濃度の画像となっていた。また写真画像のように、
低濃度部と高濃度部が隣接する部分においては、図１６
の太線部分のように低濃度部と高濃度部との境界近傍で
濃度が低下していた。

【０００４】従って、上述した問題を解決するために、
特開昭６１−２４２４６８号公報が提案されており、同
公報においては、スキャナにより画素単位で読み取ら
れ、且つ多値量子化されたデジタル画情報に対し、階調
性を表現した上で２値化し、その２値化された画情報に
従って電子写真式プリンタにより画像の記録を行わせる
際、デジタル画情報を画像の空間周波数における低周波
数域を増強させるローパスデジタルフィルタを用い、エ
ッジ効果の補正を行う画像処理方式が開示されている。

【０００５】また他に、隣接した画素データを副走査方
向（転写紙の搬送方向即ち感光体の回転方向）に黒線と
白線（顕像剤が付着していない）を交互に描画すること
で、擬似的に中間調を表現する手法（以後、１ｂｙ１形
式と略す）が知られており、デジタル複写機で写真モー
ドを選択したときなどに、上述した濃度不均一を減少さ
せようする技術が公知である。

【０００６】このように、１ｂｙ１形式で低濃度領域を
表現することにより、画像の高濃度領域と低濃度領域を
隣接させたとき、例えば通常のＰＷＭ（pulse width mo
dulation）露光であると、濃度の低い領域の隣接部分の
濃度が低下するという問題に対し、それなりの効果があ
ることが知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の通り、特開昭６
１−２４２６８号公報においては、ローパスデジタルフ
ィルタ処理を使用した画像処理を施すことにより、潜像
のエッジ効果や現像特性により、画像の周辺部分や高濃
度と低濃度部が隣接した境界部分での濃度低下を幾らか
緩和することができるという点で有効なものである。

【０００８】しかしながら、同公報に記載の技術によれ
ば、１画素当たりのエッジ効果を利用することで、濃度
が均一になるよう試みているが、例えば注目画素の処理
データは、周辺画素の濃度値を１／１６、２／１６だけ
加算して求めることになり、周辺画素データを加重平均
してエッジ効果を緩和するので、黒データの中に白デー
タを挿入する場合があり、画像が非常に粗い、ざらつい
た画質となり、画像品位が著しく低下するという問題点
があった。

【０００９】従って同公報の方法では、画質が荒れるた
めに画質品位が低下し、印象の悪いものとなるので、上
記問題点に対する有効な解決手段とはいえず、滑らかで
均一な画質を得るという課題を解決することができず、
さらに解像度があがると、同公報で期待される効果も得
られないこととなる。

【００１０】また他の従来技術として上述したように、
デジタル複写機で写真モードを選択したときなどは、隣
接した画素データを１ｂｙ１形式で副走査方向に表現す
ることで、濃度不均一を減少させようする技術が公知で
あるが、例えば写真原稿のように、その画像域内で低濃
度部と高濃度部が隣接するとき、低濃度部では隣接部近
傍で画像濃度が低下し、白い輪郭となり、著しく画質が
低下するという問題があり、１ｂｙ１形式での表現では
完全に均一にすることはできず、画質もライン状で構成
されているので線が途切れるなどの問題点もあり、画像
濃度も一定でないことから、画像品位の向上について限
定された効果しか望めないこととなる。

【００１１】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、本来
は均一な濃度画像であるべきところが、エッジ効果や現
像方式に伴う欠陥のために中央部と周辺部の濃度が異な
るという従来の問題点を解決した画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像形
成装置は、画像データを入力する画像データ入力手段
と、入力された画素毎に所定の画像処理を行う画像処理
手段と、画像処理後の画素データ毎に画像形成する濃度
を設定する画像濃度設定手段と、前記画像処理手段と画
像濃度設定手段の処理結果に基づき、前記画像データに
対応した静電潜像を像担持体上に形成する像露光手段
と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを
備えた画像形成装置において、前記画像濃度設定手段が
設定した各画素の濃度値に基づき、略同一の濃度を有す
る画素領域を抽出する領域抽出手段と、前記領域抽出手
段が抽出した画素領域のうち、互いに隣接し且つ領域間
の濃度差が所定値を越えている高濃度領域を抽出する高
濃度領域抽出手段と、前記高濃度領域抽出手段の抽出結
果に基づき、前記像露光手段が前記高濃度領域に対応し
た像担持体領域を像露光する際、前記像担持体領域での
露光強度を変化せしめる露光強度制御手段を備えたこと
を特徴とする画像形成装置である。

【００１３】請求項２に記載の画像形成装置は、静電潜
像の現像方式が反転現像方式であって、前記露光強度制
御手段は、高濃度領域の大きさが所定値以下のときは前
記像露光手段の露光強度を下げ、所定値以上のときは露
光強度を露光する画素と前記高濃度領域の端部までの位
置に応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載
の画像形成装置である。

【００１４】請求項３に記載の画像形成装置は、前記露
光強度制御手段が、高濃度領域の大きさが所定値以上の
とき、該領域の中央部で前記像露光手段の露光強度を上
げ、端部で露光強度を下げることを特徴とする請求項２
に記載の画像形成装置である。

【００１５】請求項４に記載の画像形成装置は、前記露
光強度制御手段が、高濃度領域に隣接し領域間の濃度差
が所定値を越えている低濃度領域との境界近傍におい
て、低濃度領域の露光光量は上げ、高濃度領域の露光光
量は下げることを特徴とする請求項２又は３に記載の画
像形成装置である。

【００１６】請求項５に記載の画像形成装置は、前記露
光強度制御手段が、領域間の濃度差に応じて、露光光量
の制御範囲を可変できることを特徴とする請求項１乃至
４に記載の画像形成装置である。

【００１７】請求項６に記載の画像形成装置は、前記露
光強度制御手段が、画像の濃度変化の方向により光量の
補正量と補正範囲の両方或いは片方を可変できることを
特徴とする請求項１乃至５に記載の画像形成装置であ
る。

【００１８】請求項７に記載の画像形成装置は、前記像
担持体を帯電する帯電手段が、帯電電位を変更できる帯
電電位設定手段を含み、前記露光強度制御手段が、前記
帯電電位設定手段に設定された帯電電位の設定値により
露光光量の補正幅を可変できることを特徴とする請求項
５又は６に記載の画像形成装置である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明を行う。図１は本発明をデジタル複
写機に採用した場合の複写プロセス部周辺を示した全体
断面図である。尚、本実施形態では、本発明をデジタル
複写機に適用した場合について説明しているが、本発明
はそれ以外にも通常の電子写真方式を用いた例えばプリ
ンタ、又それら画像形成部を備えた普通紙ファクシミリ
等にも採用可能であることはいうまでもない。また本実
施形態では、反転現像方式を採用した場合を想定して説
明を行っているが、本発明は反転現像だけでなく、極性
を考慮することで、正転現像方式の場合であっても、同
様に実施できることは勿論である。

【００２０】図１において、光源１０を備えたスキャナ
１により、載置された原稿を露光し、ミラー、レンズを
経由してＣＣＤ１１に反射光が入射され、画像データが
出力される。ＣＣＤ１１で読込まれ、生成された画像デ
ータは、画像処理を行う画像処理基板２に入力される。

【００２１】画像形成装置の全体動作は、マイコン、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるコントローラ基板３によ
りシーケンス制御され、画像処理基板２の画像処理回路
で画像処理された画像データは、レーザースキャナを使
用した露光系６に送られ、帯電チャージャー１２により
一様に帯電された感光体７において、書込み露光がなさ
れ、画像データに対応した静電潜像が形成される。

【００２２】次いで、静電潜像は顕像剤の貯溜された現
像器４で可視化され、顕像化された顕像剤像は、転写チ
ャージャー８を介してシート状の転写材に転写されると
共に、転写工程後に感光体７上に残留した顕像剤は、ク
リーナー５により除去される。

【００２３】ここで、露光系６が感光体７にレーザー光
を書き込む書込み解像度は例えば４００ｄｐｉ（dot pe
r inch）であり、露光光源には半導体レーザーを用い、
半導体レーザーのレーザーパワーをＰＷＭによる制御で
３２段階に変化させることができる。ここでレーザーパ
ワーの変更可能範囲は０．２０ｍＷから０．６０ｍＷと
しており、標準レーザーパワーは、像担持体上で０．３
０ｍＷになるように調整され、当該標準レーザーパワー
は線画像を印字することを前提にして定めている。

【００２４】また、ＰＷＭ制御でレーザーの点灯時間
（以後、ＤＵＴＹと呼ぶ）を２５６段階に変化させて、
明るさを変化させるようにしている。例えばＤＵＴＹ＝
０では１画素に対する点灯時間が０で印字しない状態、
ＤＵＴＹ＝２５５は１画素相当分の時間全てを点灯する
ことを意味する。尚、像担持体である感光体７は、帯電
器１２により一様に帯電されるが、基準となる表面電位
は−６００Ｖに設定されている。

【００２５】現像方式は、平均粒径８μｍのトナーと平
均粒径９０μｍのフェライトキャリアからなる２成分現
像方式であり、像担持体７との最近接点では像担持体と
現像剤を保持する現像器４内のスリーブは同じ方向に回
転する。そして、現像剤中のトナー濃度は４％を基準と
して調整しており、現像バイアス電圧は−４５０Ｖに設
定した。

【００２６】この電位の設定は、周辺環境やプロセス条
件の変化、感光体や現像剤等の経時変化が発生しても、
常に初期時の画像濃度を維持安定させるために設けられ
る図示しないコントロール手段（以後、プロセスコント
ロール手段と略す）により、表面電位と現像バイアスの
差（１５０Ｖ）を保ちながら変動する。

【００２７】まず予備テストとして画像の大きさが約φ
２（３０画素）から約φ２０（３００画素）までの円形
画像を、レーザーパワーを変化させて作成し、各々の濃
度とエッジ効果の大きさについて調べた。その結果の一
例を図１４、１５に示す。図１３は、従来技術における
円の中心を通る副走査方向の画像の濃度分布の模式図で
あり、図１４は図１３における画像の大きさと副走査方
向に測定した画像濃度の関係を示している。

【００２８】図１４から明らかなように、画像が小さい
ときにはエッジ効果が全画像域に効くことから、画像の
中心部と周辺部とで濃度差は生じない。そして画像が大
きくなるに従って、中央部の画像濃度は低下し、２００
画素以上では中央部と周辺部の濃度に差に変化が生じな
くなり、周辺部の濃度は画像の大きさに関係なく殆ど一
定となった。

【００２９】この結果から標準レーザーパワー０．３ｍ
Ｗでは１００画素以上の画像のとき中央部は最大濃度に
到達しないことが判明した。そしてこの対応にはレーザ
ーパワーを変化させることが有効な手段であることがわ
かった。また、画像濃度が最低になる位置の端部からの
距離を図った結果を図１５に示す。

【００３０】尚、画像の大きさを判断する方法の一例と
しては、注目画素を含む前後１００ラインをメモリに記
憶させ、入力データの画像濃度データは２５６階調で表
し、階調０が白で階調２５５が黒とする。そして副走査
方向に注目画素の前後合計２００画素の階調を比べ、濃
度分布を計算し、階調が±１０に含まれるデータが続い
ている範囲を見ることで画像の大きさを判断した。そし
て主走査方向についても、同様に大きさを判断すること
ができる。尚、ここでは階調が±１０である範囲を同濃
度であると判断しているが、この値に限定されるもので
はなく、画像形成条件により、適切な値を適宜設定すれ
ば良い。

【００３１】また具体的には、略同一の濃度を有する画
素領域を抽出する領域抽出手段、高濃度領域抽出手段と
して、コントローラ基板３やスキャナ１、レーザーパワ
ー制御部２６等にマイコンを搭載し、メモリ内の画素デ
ータを読込み、判断させれば構成することができ、抽出
された領域データ（例えば境界画素のデータ）は、同じ
メモリ乃至は別途設けられたメモリに一次記憶し、像露
光時にレーザーパワー制御部に読込むことで簡単に実現
することができる。

【００３２】（本発明の第１の実施形態）図２に本発明
の第１の実施形態に係る処理ブロック図を示す。スキャ
ナ１の光源１０により載置された原稿を露光し、その反
射光はレンズ、ミラーを経由してＣＣＤ１１において読
込まれる（ＣＣＤ読込部２１）。そして、ＣＣＤ１１に
入射された画像データは画像処理基板２に入力されアナ
ログ値からデジタル値に変換された後、視感度補正、領
域分離、フィルタ処理等の画像処理を画像処理部２２に
て行い、階調補正部２３にて階調補正、大きさ判定部２
４で画像の大きさを判定し、濃度判定部２５で画像濃度
の判定を行い、レーザーパワー制御部２６で半導体レー
ザーの出力制御を行い、書込み光学系に処理が移行す
る。

【００３３】上記画像処理部２２から濃度判定部２５に
おける画像処理回路中で判別された画像の大きさ及び画
像濃度に応じて、像担持体７にレーザー光が露光され、
静電潜像が形成された後、当該静電潜像が現像器４にて
可視像化される。

【００３４】図３は、或る画像中の注目画素Ａと、主走
査方向と副走査方向の画像エッジ（端部）との距離関係
について表したものであり、基本的な制御内容につい
て、図３の画像を例にして説明を行う。まず主走査方向
と副走査方向に対して、注目画素Ａが画像の端部に対
し、どの位置にあるかを判定した後に、レーザーパワー
は最短部の値に設定される。

【００３５】即ち具体的にいえば、図３中の画像の注目
画素Ａに対し、画像端部からの距離がそれぞれＬ＝３０
画素、Ｍ＝８０画素、Ｎ＝６０画素、Ｋ＝１５０画素の
位置にあり、レーザーパワーの設定は図４に示している
ように端部からの距離によって可変させる。

【００３６】例えば、図４に示しているように、レーザ
パワーの基本設定を、画像端部からの５０画素は０．３
０ｍＷ、１０１画素以上では０．４０ｍＷ、その間の５
１画素〜１００画素までは一次関数でパワーが変化する
ようにした場合、各々の距離に対してＬ＝３０画素のと
きは０．３０ｍＷ、Ｍ＝８０画素のときは０．３６ｍ
Ｗ、Ｎ＝６０画素のときは０．３２ｍＷ、Ｋ＝１５０画
素のときは０．４０ｍＷとなり、最短部の値０．３０ｍ
Ｗを注目画素Ａのパワーとする。

【００３７】具体的に説明するために、画像の大きさと
露光光量の制御内容を図５に示す。画像処理回路におい
て、図５（ａ）に示しているように、画像の短辺が１０
０画素以下のときは、端部から注目画素までの距離は最
大でも５０画素となり、例えば文字などの線画において
は、標準光量の０．３０ｍＷで露光を行い画像形成を行
う。

【００３８】一方、画像の一辺が３００画素で、辺は主
／副走査方向に平行な画像と判断した場合、図５（ｂ）
の画像に対して以下に示す制御を行った。即ち辺Ａに垂
直な方向（矢印Ｈ方向）に見て端部から５０画素目まで
は標準光量０．３０ｍＷとし、次の５１画素から１００
画素までは露光光量を制御するＰＷＭ制御によりレーザ
ーパワーを一次関数的に上昇させ、１００画素目で０．
４０ｍＷとした。

【００３９】そして、端部から１００画素〜２００画素
の間の範囲では、露光光量を０．４０ｍＷに維持し、当
該露光制御を反対側の１００画素に対しても実施した。
尚、矢印Ｈ方向と同様の制御を矢印Ｖ方向についても実
施し、最終的には本画像に対して図６に示すようなレー
ザーパワーの制御となる。その結果、端部から中央部ま
で十分な濃度で且つ均一な濃度分布の３００画素角の画
像を得ることができた。

【００４０】このように結果として、文字などの線画
（図５（ａ）に対応する）と面積のある画像（図５
（ｂ）に対応する）の露光光量を別々に制御することに
なり、文字は比較的低光量で露光を行うことができ、結
果的にトナー消費量を抑制することもできた。尚、画像
の一辺の長さが２００画素よりも大きいときは、レーザ
ーパワー＝０．４０ｍＷの範囲を増減することで大きさ
の異なる画像でも対応することが可能であった。ここで
は、一次関数を用いて露光光量の制御を変化させている
が、用いる電子写真プロセスの特性に応じて、階段状に
光量を変化させたり、２次関数や非線型関数など他の関
数に応じて露光光量を変化させても良い。

【００４１】（本発明の第２の実施形態）上記第１の実
施形態では、露光光量を変化させるのに、光源自体の明
るさを制御する方法を例示したが、本実施形態では点灯
時間を変化させる場合について述べる。

【００４２】レーザーの点灯時間を制御する方法とし
て、濃度階調性を制御する複数の濃度補正曲線ルックア
ップテーブル（以後、ＬＵＴと略す）から画像の大きさ
に合致したＬＵＴを選択する方法を採用する。図７に本
実施形態における複数の濃度補正曲線ＬＵＴを示してお
り、図中の横軸は原稿濃度に相当する因子であり、縦軸
はレーザーの点灯時間を示している。

【００４３】まず、図７に示すように、１６本分の濃度
補正曲線に関するデータを画像処理回路の記憶素子等に
記憶させる（図７では簡単のために代表の６本のみ表示
させている）。図７において、紙面左にいくにしたがっ
てＤＵＴＹが増して濃い画像となり、これらを画像の端
部からの距離に応じて使い分けた。

【００４４】即ち、画像端部から５０画素までは比較的
濃度がでやすいので、薄い濃度設定のＬＵＴ（図中Ｌ）
を用い、第１の実施形態と同様にして端部から１００〜
２００画素の中央部では濃い設定となるＬＵＴ（図中
Ｍ）を用い、端部から５０〜１００画素までの変化領域
では、端部からの距離に応じたＬＵＴであるＬとＭの中
間に位置し複数用意している図中Ｎ群のＬＵＴを選択し
て露光を行った。

【００４５】このようにして、画像の大きさを判断した
上で、ＤＵＴＹを変化させて露光光量を制御することに
より、べた部での濃度が均一となる画質を得ることがで
きた。

【００４６】尚、これまでは画像の大きさのみに関連付
けで露光光量を変化させているので、目的とする濃度に
よっては、これらの処理をする必要のない場合がある。
即ち本実施形態では、目的とする画像濃度が１．０以下
の濃度である場合に限って前述の補正を行っているが、
画像形成条件等により、画像濃度を例えば０．９や１．
１等の値で区別して行っても良い。

【００４７】（本発明の第３の実施形態）上述した第
１、第２の実施形態では独立した画像の大きさと濃度に
ついて述べたが、実際のコピー時には種々の濃度の画像
が連続して変化する。そのときの目的とする濃度分布と
実際の濃度分布の一例を図１６に示す。画像データは入
力画像を基準に処理されることから、プリンタ部で生じ
る濃度ムラを考慮した処理は行われない場合は、このよ
うな濃度分布となる。そこで本実施形態においては、当
該濃度分布を目的の濃度分布に表現するために、画像の
大きさを測定し光量の補正を行う。

【００４８】図８は濃度の異なる２種類の画像が境界線
Ｃで互いに隣接して配置されていることを表しており、
紙面向かって左側が低濃度部、紙面向かって右側が高濃
度部の画像を示し、各画像部の注目画素をそれぞれＰ、
Ｑとする。図８を使って、隣接部での制御内容について
説明すると、まず低濃度部の注目画素Ｐについて、濃度
の変わるところ（画像の端部）までの距離を求め、当該
測定の結果、境界線Ｃに対して最も近いときは、レーザ
ーパワーの補正を図９のように行う。同様にして、高濃
度側の注目画素Ｑについても、端部までの距離を測定
し、レーザーパワーの制御を行う。

【００４９】実際には図１０に示すようなレーザーパワ
ーの推移となる。目的画像濃度として、０．５と１．０
が隣接し、各々の大きさが３００画素であり、端部の処
理は第１、第２の実施形態に準ずる。即ち、隣接部は目
標濃度が０．５側で境界部から１００画素目から５０画
素目にかけてレーザーパワーを０．４ｍＷから０．５ｍ
Ｗに上昇させ、５０画素から境界部までは０．５ｍＷを
維持する。次に目的画像濃度が１．０の領域では境界部
から５０画素までは０．３ｍＷまでレーザーパワーを下
げ、５０画素から１００画素までは０．４ｍＷに戻し、
それ以上離れたところは０．４ｍＷとなる。この方法に
より、境界部のエッジ効果による濃度の低下や上昇が緩
和され、目的とする印字濃度に近い分布を示した。尚、
図１０ではＰＷＭ制御により、レーザーの明るさを濃度
により変化させた上で、レーザーパワーを変化させてい
る。

【００５０】（本発明の第４の実施形態）第３の実施形
態では、目標濃度が０．５と１．０の場合で確認した
が、隣接する濃度の差により、目的とする濃度からのず
れ幅が変わるため、濃度の差によりレーザーパワーの補
正範囲を変更した。

【００５１】即ち、大きさが１００画素四方以上の画像
で、隣接する濃度との差が変わったときの補正量を図１
１に示す。濃度差が大きいときエッジ効果が大きく働く
ため、補正をしないときには、特に低濃度側での濃度低
下が目立つので、補正量を大きく設定した。従って、図
１１の対応関係をレーザーパワー制御部等に予め記憶し
ておき、隣接する領域との濃度差を検出した上で、その
濃度差に適したレーザーパワーを読み出し、上記実施形
態に準じて制御すれば良い。

【００５２】尚、図１１の関係は装置の工場出荷時に基
本設定がなされているように構成することが考えられる
が、装置毎の特性により、サービスマン等が市場で微調
整可能なように、設定変更可能（更新、書込み可能）と
しても良い。

【００５３】（本発明の第５の実施形態）異なる濃度が
隣接する場合として、代表的には主走査方向に隣接する
ときと、副走査方向に隣接するときがある。第３の実施
形態をさらに改良する方法として、主走査方向と副走査
方向の濃度変化を調べた。すると副走査方向では１００
画素で最低濃度に達し、主走査方向では５０画素で最低
濃度に達した。従って、副走査方向には第３の実施形態
の手法を用い、主走査方向には、大きさの軸を１／２に
したデータを用いることで対応した。

【００５４】（本発明の第６の実施形態）濃度の不均一
が生じる程度は、感光体の表面電位のレベルにより差が
生じる。プロセスを最適な状態に保って、初期の画質を
維持するための上述したプロセスコントロールにより、
感光体の表面電位が−４００Ｖから−８００Ｖまで変化
した場合、レーザーパワーの補正量に対し図１２のよう
な係数を乗じる。このように構成することで、帯電電位
が変化しても均一な濃度の画像が安定して得られた。

【００５５】尚、図１２の関係の関係についても、装置
の工場出荷時に基本設定がなされているように構成する
ことが考えられるが、装置毎の特性により、サービスマ
ン等が市場で微調整可能なように、設定変更可能（更
新、書込み可能）としても良い。

【００５６】

【発明の効果】請求項１に記載の画像形成装置によれ
ば、画像データを入力する画像データ入力手段と、入力
された画素毎に所定の画像処理を行う画像処理手段と、
画像処理後の画素データ毎に画像形成する濃度を設定す
る画像濃度設定手段と、前記画像処理手段と画像濃度設
定手段の処理結果に基づき、前記画像データに対応した
静電潜像を像担持体上に形成する像露光手段と、前記像
担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像
形成装置において、前記画像濃度設定手段が設定した各
画素の濃度値に基づき、略同一の濃度を有する画素領域
を抽出する領域抽出手段と、前記領域抽出手段が抽出し
た画素領域のうち、互いに隣接し且つ領域間の濃度差が
所定値を越えている高濃度領域を抽出する高濃度領域抽
出手段と、前記高濃度領域抽出手段の抽出結果に基づ
き、前記像露光手段が前記高濃度領域に対応した像担持
体領域を像露光する際、前記像担持体領域での露光強度
を変化せしめる露光強度制御手段を備えたことを特徴と
するので、画質の低下を犠牲にすることなく、高濃度領
域（べた部）の濃度を、中央部／周辺部で均一にするこ
とができ、高品位の画質を得ることができるという格別
の効果が得られる。

【００５７】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
請求項１において、静電潜像の現像方式が反転現像方式
であって、前記露光強度制御手段は、高濃度領域の大き
さが所定値以下のときは前記像露光手段の露光強度を下
げ、所定値以上のときは露光強度を露光する画素と前記
高濃度領域の端部までの位置に応じて変化させることを
特徴とするので、文字などの線画と写真などの比較的面
積の大きい画像とを適切に露光制御することができ、ト
ナー消費量の増大を抑えながら、文字、写真画像等の画
像の種類毎に最適な画質を得ることができるという効果
が得られる。

【００５８】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
請求項２において、前記露光強度制御手段は、高濃度領
域の大きさが所定値以上のとき、該領域の中央部で前記
像露光手段の露光強度を上げ、端部で露光強度を下げる
ことを特徴とするので、エッジ効果の現れない又は目立
たない画像サイズのときは、露光制御をキャンセルする
ことで、処理の効率化を図ることができ、エッジ効果の
現れる画像のサイズの場合には、最適な露光制御を行
い、画像品位の向上を図ることができるという効果を有
する。

【００５９】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
請求項２又は３において、前記露光強度制御手段は、高
濃度領域に隣接し領域間の濃度差が所定値を越えている
低濃度領域との境界近傍において、低濃度領域の露光光
量は上げ、高濃度領域の露光光量は下げることを特徴と
するので、写真画像などの画像領域が大きい場合に、そ
の画像内の領域濃度差のために、低濃度側の画像がより
薄くなることを抑制することができ、情報の欠落という
重大な問題を回避しながら、高濃度領域と低濃度領域が
隣接する画像部分において、画像品位の向上を図ること
ができる。

【００６０】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
請求項１乃至４において、前記露光強度制御手段が、領
域間の濃度差に応じて、露光光量の制御範囲を可変でき
ることを特徴とするので、エッジ効果による画像の濃淡
の発生は、画像の濃度差が大きいほど生じやすいとこ
ろ、濃度差に応じて露光光量の制御範囲を可変すること
で、より均一な濃度の画像を形成することができる。

【００６１】請求項６に記載の画像形成装置によれば、
請求項１乃至５において、前記露光強度制御手段が、画
像の濃度変化の方向により光量の補正量と補正範囲の両
方或いは片方を可変できることを特徴とするので、情報
欠落範囲が方向性を持っているところ、その方向性を考
慮することで、露光光量を制御する範囲を可変し、より
均一な画質を得ることができる。また光量を変化させる
方法として、光源の明るさ自体を変える方法と、光源の
１画素に対する点灯時間を変化させる方法の両方を組み
合わせることで、可変範囲を大きく部分的に分解能を変
更することもでき、設計自由度も向上し、均一な濃度を
備えた画像を形成することができる。

【００６２】請求項７に記載の画像形成装置によれば、
請求項５又は６において、前記像担持体を帯電する帯電
手段が、帯電電位を変更できる帯電電位設定手段を含
み、前記露光強度制御手段は、前記帯電電位設定手段に
設定された帯電電位の設定値により露光光量の補正幅を
可変できることを特徴とするので、画像形成のプロセス
条件が最適となるように帯電電位を変化させたとき、そ
の帯電電位に応じて、画像露光の制御幅を調整すること
で、帯電電位が変化しても、べた画像の濃度が不均一に
なることを抑制できるという効果がある。また、像担持
体の帯電電位の絶対値に応じて露光光量の補正幅を可変
（大きく）しても同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の複写プ
ロセスを説明するための全体断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る画像形成方法の概要を
表す処理ブロック図である。

【図３】本発明の実施形態に係り、注目画素と画像端部
までの距離の関係について説明した図である。

【図４】本発明の実施形態に係り、画像の端部からの距
離と露光光量の関係について表した図である。

【図５】本発明の実施形態に係り、画像の形状と走査方
向の関係について表した図であり、（ａ）は副走査方向
が１００画素以下の画像、（ｂ）主／副走査方向が各３
００画素角の画像をそれぞれ表す。

【図６】本発明の実施形態に係り、画像とレーザーパワ
ーの関係について表した図である。

【図７】本発明の他の実施形態に係り、レーザー発光時
間（ＤＵＴＹ）と入力濃度の関係（ルックアップテーブ
ル）について表した図である。

【図８】本発明の他の実施形態に係り、低濃度画像と高
濃度画像が隣接したときの注目画像と画像端部の関係を
表した図である。

【図９】本発明の他の実施形態に係り、図８の場合にお
ける境界線Ｃとレーザーパワー補正量の関係について表
した図である。

【図１０】本発明の他の実施形態に係り、図８の場合に
おける画素位置とレーザーパワーの関係について表した
図である。

【図１１】本発明の他の実施形態に係り、濃度差、レー
ザーパワー、隣接する画像の濃度差に対する光量補正係
数の関係について表した図である。

【図１２】本発明の他の実施形態に係り、帯電電位、レ
ーザーパワー補正係数、表面電位の変化に対する露光光
量補正係数の関係について表した図である。

【図１３】従来技術における画像の大きさと画像濃度分
布について表した図である。

【図１４】従来技術における画像端部からの距離と濃度
推移及び濃度差を表した図である。

【図１５】従来技術における画像の大きさと最低濃度部
までの距離の関係を表した図である。

【図１６】従来技術において、高濃度画像と低濃度画像
が隣接するときの画素位置と濃度の関係について表した
図である。

【符号の説明】

１スキャナ部２画像処理基板３コントローラ基板４現像器５クリーナー６露光系７像担持体８転写チャージャー１０光源１１ＣＣＤ（光電変換素子）１２帯電チャージャー２１ＣＣＤ読込み部２２画像処理部２３階調補正部２４大きさ判定部２５濃度判定部２６レーザーパワー制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷村美保子大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者大槻正明大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者藤田庄一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者直井宏夫大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2C362 AA22 AA33 AA54 AA63 CA05 CA10 CB24 CB25 CB26 CB29 CB37 CB74 CB80 5C077 LL04 MP07 NN02 NN03 PP15 PP42 PP43 PP47 PP58 PP68 PQ01 SS02 SS03 TT03 TT06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データを入力する画像データ入力手
段と、入力された画素毎に所定の画像処理を行う画像処
理手段と、画像処理後の画素データ毎に画像形成する濃
度を設定する画像濃度設定手段と、前記画像処理手段と
画像濃度設定手段の処理結果に基づき、前記画像データ
に対応した静電潜像を像担持体上に形成する像露光手段
と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを
備えた画像形成装置において、前記画像濃度設定手段が設定した各画素の濃度値に基づ
き、略同一の濃度を有する画素領域を抽出する領域抽出
手段と、前記領域抽出手段が抽出した画素領域のうち、
互いに隣接し且つ領域間の濃度差が所定値を越えている
高濃度領域を抽出する高濃度領域抽出手段と、前記高濃
度領域抽出手段の抽出結果に基づき、前記像露光手段が
前記高濃度領域に対応した像担持体領域を像露光する
際、前記像担持体領域での露光強度を変化せしめる露光
強度制御手段を備えた画像形成装置。
【請求項２】静電潜像の現像方式が反転現像方式であ
って、前記露光強度制御手段は、高濃度領域の大きさが所定値
以下のときは前記像露光手段の露光強度を下げ、所定値
以上のときは露光強度を露光する画素と前記高濃度領域
の端部までの位置に応じて変化させることを特徴とする
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記露光強度制御手段は、高濃度領域の
大きさが所定値以上のとき、該領域の中央部で前記像露
光手段の露光強度を上げ、端部で露光強度を下げること
を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記露光強度制御手段は、高濃度領域に
隣接し領域間の濃度差が所定値を越えている低濃度領域
との境界近傍において、低濃度領域の露光光量は上げ、
高濃度領域の露光光量は下げることを特徴とする請求項
２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記露光強度制御手段は、領域間の濃度
差に応じて、露光光量の制御範囲を可変できることを特
徴とする請求項１乃至４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記露光強度制御手段は、画像の濃度変
化の方向により光量の補正量と補正範囲の両方或いは片
方を可変できることを特徴とする請求項１乃至５に記載
の画像形成装置。
【請求項７】前記像担持体を帯電する帯電手段は、帯
電電位を変更できる帯電電位設定手段を含み、前記露光強度制御手段は、前記帯電電位設定手段に設定
された帯電電位の設定値により露光光量の補正幅を可変
できることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形
成装置。