JP2538121B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高画質の記録画像を得るための画像形成装置
に関する。

（従来の技術） 従来、階調再現の不充分な電子写真プリンターや熱転
写プリンタで中間調画像を記録する画像形成装置として
二値ディザ法がよく用いられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の二値ディザ法を適用した装
置構成では、十分な階調性を得るためには大きなサイズ
のディザマトリックスを用いなければならず、解像力の
低下や原稿の網点とディザパターンの干渉によるモアレ
の発生といった画質劣化が生じるなどの課題があった。

上記の課題を改善するために多値ディサ法が提案され
ているが、１画素内で中間の濃度レベルを用いるために
記録画像の濃度むらが生じやすく、画質改善にも限界が
あった。

したがって、本発明は上記のような従来の課題を解消
できる画像形成装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） このために本発明は、入力された画像データに基づ
き、１つ１つのドットの大きさを変えることによって階
調記録を行う画像形成装置であって、画像データの濃度
レベルをドットの記録を行うための濃度レベルに変換す
る複数の異なる変換特性を有し、複数の変換特性のうち
の一つは画像データの濃度レベルが低濃度レベルの場合
にドットの記録を行わない濃度レベルに変換する特性を
持つ変換処理手段と、１ブロックが複数の画素数で構成
されるよう、画像データを記録する位置において区切る
ことにより複数のブロックに分割するブロック分割手段
と、ブロック内における画素の位置に応じて異なる変換
特性を対応させ、この変換特性に従い画像データの濃度
レベルに応じてドットの記録を行うための濃度レベルを
定め、この濃度レベルに応じてドットの大きさを変え記
録を行う記録手段とから画像形成装置を構成したもので
ある。

（作用） 上記構成により、画像データの濃度レベルが、視覚の
解像度が高くない低濃度レベルの場合には、ブロック分
割手段により分割されたブロック内における特定の位置
に対応する画素に対しては、画像データの濃度レベルを
ドットの記録を行わない濃度レベルに変換し、ブロック
内における特定の位置以外の位置に対応する画素に対し
ては画像データの濃度レベルをドットの記録を行うため
の濃度レベルに変換するとともに、画像データの濃度レ
ベルが、視覚の解像度が高い高濃度レベルの場合には、
ブロック分割手段により分割されたブロック内における
全ての画素に対して画像データの濃度レベルをドットの
記録を行うための濃度レベルに変換することができる。

（実施例） 次に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第
１図は本実施例における画像形成装置の概略図を示すも
のであり、第１図において、１は画像データ出力装置と
してのデジタルデータ出力装置であり、図示されないイ
メージスキャナやビデオカメラなどからの画像データを
入力とし、A/D変換や所定の画像処理を施す。この場
合、画像データは一旦メモリにストアされていても構わ
ないし、直接通信手段からの画像データのインターフェ
ースであっても構わない。２はデジタルデータ出力装置
１からの画像データが入力され階調処理を行う階調処理
装置、３は階調処理装置２で階調処理された画像データ
が入力されるプリンタとしてのレーザービームプリンタ
である。

第２図は上記階調処理装置２の構成を示したものであ
り、第２図において、21は画像の水平同期信号を出力す
る水平同期信号発生回路、22は水平同期信号をカウント
し、この水平同期信号が入力されるごとに出力のON−OF
Fが入れ替わり、偶数ライン（OFF）か、奇数ライン（O
N）かの区別をおこなう水平２進カウンタ、23はデジタ
ルデータ出力装置１からの画像データと水平２進カウン
タ22からの出力信号をメモリアドレスとして階調変換し
た後の画素レベルを有する階調変換テーブルである。

ここで、階調変換テーブル23について第３図と第４図
を用いてさらに詳細に説明する。第３図は階調変換テー
ブル23の内容を示したもので ある。入力画像データを
８ビット（256レベル）とすると、１つの階調特性をあ
らわすにはテーブル内において256のアドレスが必要で
あり、本実施例においては偶数ラインと奇数ラインの２
つの階調特性を持たせているので合計512のアドレスが
必要となる。すなわち、アドレスOOH−FFHは偶数ライン
の階調特性を表わし、アドレス1OOH−1FFHは奇数ライン
の階調特性を表わしている。

第４図は階調変換特性をグラフで示したものである。
画像濃度が低い場合には奇数ラインの画素は印字せずに
偶数ラインの画素のドットの大きさを調節して階調再現
し、画像濃度が高い場合には偶数ラインの画素のドット
は飽和状態で印字し奇数ラインの画素のドットの大きさ
を調節して階調再現する。

つまり、水平方向に隣合う偶数ラインと奇数ラインの
２つの画素を１つのブロックに設定し、偶数ラインの画
素を優先して記録ドットを成長させるように、階調変換
テーブルの特性を設定する。特に、電子写真方式のプリ
ンタにおいては各画素のドットを一様に成長させるより
も、特定の画素のドットを優先させて成長させた方が感
光体上に静電潜像のミクロな領域に強い電界が生じ記録
画像の階調性が向上する。

本実施例ではブロックの大きさを簡単のために水平方
向の２画素で説明したが、これに限定されることはな
く、任意の大きさに設定することが可能で、しかも、ブ
ロック内の優先してドット成長させる画素も１つに限る
ことはなく複数個であっても構わない。

次に、第１図のレーザビームプリンタ３について第５
図から第８図を用いて詳細に説明する。

第５図はレーザビームプリンタ３の側断面図、第６図
は感光体基準検知の動作説明図、第７図は中間転写体基
準検知の動作説明図である。

第５図において、101は継ぎ目101aを有する閉ループ
状の樹脂等のベルト基材の外周面上にセレン（Se）ある
いは有機光導電体（OPC）等の感光層が薄膜状に塗布さ
れた感光体であり、２本の感光体搬送ローラ102、103に
よって支持され、駆動モータ（図示せず）によって駆動
されて矢印Ａ方向に周回動する。

この感光体101の周辺には矢印Ａで示す感光体回動方
向の順に帯電器104、露光光学系105、ブロック（Ｂ）、
シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色
の現像器106B、106C、106M、106Y、中間転写体ユニット
107、感光体クリーニング装置108、除電器109及び感光
体基準検知センター110が設けられている。

上記帯電器104は、タングステンワイヤ等からなる帯
電線111と金属板からなるシールド板112及びグリッド板
113によって構成されている。

また、上記各色の現像器106B、106C、106M、106Yはそ
れぞれ各色に対応したトナーを収納している。トナーの
色の選択は、それぞれ各色に対応し回動自在に両端を機
体本体に軸支された離接カム115B、115C、115M、115Yが
色選択信号に対応して回転し、例えば現像器106Bを感光
体101に当接させることにより行われる。選択されてい
ない残りの現像器106C、106M、106Yは感光体101から離
間している。

中間転写体ユニット107は導電性の樹脂等からなる継
ぎ目のないループベルト状の中間転写体116と、この中
間転写体116を支持している中間転写体搬送ローラ117、
118と、中間転写体116へ感光体101上のトナー像を転写
するため中間転写体116を間に挟んで感光体101に対向し
て配置される中間転写ローラ119とを有している。ここ
で感光体101の表面周長L1は中間転写体116の表面周長L2
と名目上等しいが、そのばらつきの範囲において常にL1
≦L2の関係が成り立つように設定されている。

122は中間転写体116上の残留トナーを掻き取るための
中間転写体クリーニング装置であり、中間転写体116上
に合成像を形成している間は中間転写体116から離間し
ており、クリーニングに供する時のみ当接する。123は
転写材124を収納している転写体カセットであり、転写
材124は転写材カセット123から半月形をした給紙ローラ
125によって１枚づつ用紙搬送路126へ送り出される。

127は転写材124と中間転写体116上に形成された合成
像の位置を一致させるため一次的に転写材124を停止待
機させるためのレジストローラであり、従動ローラ128
と圧接している。

129は中間転写体116上に形成された合成像を転写材12
4に転写するために転写ローラであり、合成像を転写材1
24に転写する時のみ中間転写体116と接触回動する。

130は内部に熱源を有するヒートローラ131と加圧ロー
ラ132とからなる定着器であり、転写材124上に転写され
た合成像をヒートローラ131と加圧ローラ132の挾持回転
に伴い圧力と熱によって転写材124に定着させカラー画
像を形成する。

第６図において110は感光体101の継ぎ目101aの位置を
検出する感光体基準検知センサーであり、感光体101の
継ぎ目101aに対して定められた位置に配置されたスリッ
ト等の感光体基準マーク101bを検知する。121は駆動源
（図示せず）からの動力をON−OFFして感光体の回動を
制御する感光体クラッチ機構であり、感光体搬送ローラ
103の駆動軸に設けられている。

第７図において、120は中間転写体116の基準位置を検
出する中間転写体基準検知センサーであり、中間転写体
116の一端部に配置されたスリット等の中間転写体基準
マーク116aで基準位置を検知する。

上記の装置構成により、感光体101と中間転写体116
は、それぞれ駆動源（図示せず）により駆動され、互い
に周速が同一の一定速度になるように制御される。ま
な、中間転写体116は基準位置を決定するための中間転
写体基準マーク116aを検知する中間転写体基準検知セン
ター120により予め画像形成領域を設定してあり、この
領域内において感光体101の継ぎ目101aが中間転写ロー
ラ119部で重ならないように位置調整をし、同期をとら
れ駆動されている。

この状態で先ず高圧電源に接続された帯電器104内の
帯電線111に高圧を印加しコロナ放電を行わせ、感光体1
01の表面を一様に−700v〜−800v程度に帯電させる。

次に感光体101を矢印Ａ方向に回転させ一様に帯電さ
れた感光体101の表面上に複数のカラー成分の中の所定
の例えばブラック（Ｂ）に相当するレーザビームの露光
光線114を露光光学系115から照射すると、感光体101上
の露光光線114の照射された部分は電荷が消え静電潜像
が形成される。

この時、この静電潜像は中間転写体116の基準位置を
検出する中間転写基準検知センサー120からの信号によ
り予め設定されている中間転写体116上の画像領域内の
位置に感光体101の継ぎ目101aを避けて形成される。

一方、現像に寄与するブラックトナーの収納されてい
る現像器106Bは、色選択信号による離接カム115Bの回転
により矢印Ｂ方向に押され感光体101に当接する。この
当接に伴い感光体101上に形成された静電潜像部にトナ
ーが付着してトナー像を形成し現像が終了する。現像が
終了した現像器106Bは離接カム115Bの180度回転によ
り、感光体101との当接位置から離間位置へ移動する。

現像器106Bにより感光体101上に形成されたトナー像
は、感光体101と接触配置された中間転写ローラ119に高
圧を印加することにより中間転写体116に転写される。
感光体101から中間転写体116へ転写されなかった残留ト
ナーは、感光体クリーニング装置108により除去され、
残留トナーが掻き取られた後の感光体101上の電荷は除
電器109により除去される。

次に例えばシアン（Ｃ）の色が選択されると、離接カ
ム115Cが回転し、今度は現像器106Cを感光体101の方向
へ押し感光体101へ当接させてシアン（Ｃ）の現像を開
始する。４色を使用する複写機あるいはプリンタの場合
は上記の現像動作を４回順次繰り返し行い中間転写体11
6上に４色Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を重ねて合成像を
形成する。

このようにして形成された合成像は、今まで離間して
いた用紙転写ローラ129を中間転写体116に圧接させ、用
紙転写ローラ129に高圧を印加することによって、転写
材カセット123から用紙搬送路126に沿って送られてきた
転写材124に一括転写される。このようにして、トナー
像が転写された転写材124は定着器130に送られ、ここで
ヒートローラ131の熱と加圧ローラ132の挾持圧によって
定着され、カラー画像として出力される。

用紙転写ローラ129により転写材124上に完全に転写さ
れなかった中間転写体116の残留トナーは、中間転写体
クリーニング装置122により除去される。中間転写体ク
リーニング装置122は一回の合成像が得られるまで、中
間転写体116に対して離間の位置にあり、合成像が用紙
転写ローラ129により転写材124に転写された後接触状態
になり、残留トナーが除去される。以上の動作にて１枚
のカラー画像の記録を完了し、高画質のカラー記録画像
が得られる。

なお、プリンタは本実施例のレーザビームを用いた電
子写真方式に限定されることなく、熱転写方式やインジ
ェット方式などであってもよい。また、同じ電子写真方
式であるLED方式や液晶シャター方式等であってもよ
い。

本実施例では階調再現が重要なフルカラープリンタを
とりあげたが、もちろん単色のプリンタであってもよ
い。また、本実施例ではカラー画像を中間転写体上に重
ね合わせる方式をとったが、感光体上に重ね合せる方式
や転写紙上に重ね合せる方式などであってもよいもので
ある。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は画像データの濃度レベル
が、視覚の解像度が高くない低濃度レベルの場合には、
ブロック分割手段により分割されたブロック内における
特定の位置に対応する画素に対しては、画像データの濃
度レベルをドットの記録を行わない濃度レベルに変換
し、ブロック内における特定の位置以外の位置に対応す
る画素に対しては画像データの濃度レベルをドットの記
録を行うための濃度レベルに変換することで、ブロック
内における特定の位置に対応する画素の画像データをブ
ロック内における特定の位置以外の位置に対応する画素
に含めてこの特定の位置以外の位置に対応する画素の位
置に対応したドットにより記録を行うので、濃度の低い
画像を形成する場合、全てのドットを濃度に応じて同じ
大きさで記録する画像形成装置に対し、所望の濃度を安
定して得ることができるとともに、画像データの濃度レ
ベルが、視覚の解像度が高い高濃度レベルの場合には、
ブロック分割手段により分割されたブロック内における
全ての画素に対して画像データの濃度レベルをドットの
記録を行うための濃度レベルに変換することで、ブロッ
ク内における全ての画素の位置に対応した複数のドット
により記録を行うので、濃度の高い画像を形成する場合
には解像度を画像データの解像度と同じにすることがで
き、高画質の記録画像が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像形成装置の概略
図、第２図は階調変換装置を示すブロック図、第３図は
階調変換テーブルの説明図、第４図は階調変換テーブル
の特性図、第５図はレーザビームプリンタの側断面図、
第６図は感光体基準検知の動作説明図、第７図は中間転
写体基準検知の動作説明図である。 １……デジタルデータ出力装置、２……階調変換装置、
３……レーザビームプリンタ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−212172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−240277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−41968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−188556（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力された画像データに基づき、１つ１つ
   のドットの大きさを変えることによって階調記録を行う
   画像形成装置であって、前記画像データの濃度レベルを
   ドットの記録を行うための濃度レベルに変換する複数の
   異なる変換特性を有し、複数の前記変換特性のうちの一
   つは前記画像データの濃度レベルが低濃度レベルの場合
   にドットの記録を行わない濃度レベルに変換する特性を
   持つ変換処理手段と、１ブロックが複数の画素数で構成
   されるよう、前記画像データを記録する位置において区
   切ることにより複数のブロックに分割するブロック分割
   手段と、前記ブロック内における画素の位置に応じて異
   なる前記変換特性を対応させ、前記変換特性に従い前記
   画像データの濃度レベルに応じてドットの記録を行うた
   めの濃度レベルを定め、この濃度レベルに応じてドット
   の大きさを変え記録を行う記録手段とを備えたことを特
   徴とする画像形成装置。