JP2608808C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【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ものである。 【０００２】 【従来の技術】 従来からパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の出力端末として、
種々の原理のプリンタが提案されているが、特に電子写真プロセスとレーザ技術
を用いたレーザビームプリンタ(以下ＬＢＰという)は記録速度と印字品質の点で
優位性が高く、急速に普及しつつある。 【０００３】 一方、市場ではＬＰＢのフルカラー化に対する要求が高まってきているが、フ
ルカラーＬＢＰの場合、従来の文字・線画に加えて、画像データが出力対象とな
るため、一般的なＬＰＢの２値データ処理に対して、多階調出力を前提とした画
像処理を行う必要がある。 【０００４】 一般にＬＢＰ等の電子写真プロセスを応用した画像出力機器の場合、電子写真
プロセス自体の安定性に問題があるため、電子写真プロセス自体が有する安定し
た階調数は多くみて３，４階調が確保できる程度である。 【０００５】 例えばＬＢＰや通常の熱転写プリンタのように、出力階調数の不十分な画像出
力機器で中間調画像を記録する手段として、２値ディザ法がよく用いられている
。しかしながら、この２値ディザ法は十分な階調性を得るために大きいサイズの
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問題点があ
った。 【０００６】 上記の問題点を改善するために多値ディザ法が提案されている。この多値ディ
ザ法について図17に示す画像処理装置の構成を示すブロック図を用いて説明する
。説明を簡単にするため、伝送あるいは蓄積された画像データは既に画像メモリ
１ に格納されているものとする。 【０００７】 画像メモリ１には赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂの輝度データが格納されており、それぞれ
１画素あたり８ビット×３＝24ビットの情報量を有している。これらの画素デー
タは、主走査方向カウンタ２及び副走査方向カウンタ３によりアドレス演算部４
を介してアクセスされ、前記輝度データＲ，Ｇ，Ｂは揃って先頭から読み出され
る。 【０００８】 このＲ，Ｇ，Ｂは輝度信号であるから、濃度変換部５で濃度変換を施し濃度信
号シアンＣ，マゼンタＭ，イエローＹ(印刷の３原色)に変換する。この変換は通
常ＲＯＭもしくはＲＡＭ等の記憧デバイスに変換テーブルを設定し、輝度データ
値をアドレスとして内容をアクセスする。実際のテーブル内容は、例えば図18の
グラフに示す変換特性(横軸：輝度及びアドレス，縦軸：濃度及びメモリ内容)に
基づく値が書き込まれている。 【０００９】 濃度変換された画素データは３色揃って色補正部６に入力される。この色補正
部６では濃度データに対して周知の技術である下色除去(ＵＣＲ…Ｕnder Ｃolor
Ｒemoval)、墨版生成、及マスキング等が行われる。色補正部６によって画像デ
ータには墨(ブラック：Ｂｋ)が追加され、１画素当りの情報量は事実上８×４＝
32ビットになっている。 【００１０】 次にこれらの４色データはデータセレクタ７により、例えば転送先がフルカラ
ープリンタのプリントエンジン14であれば、例えばＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの順にデー
タの転送が行われる。 【００１１】 一方、主走査方向カウンタ２と副走査方向カウンタ３のアドレス出力のうち、
各々の下位３ビットはディザ閾値マトリクス格納用の記憧デバイス８に接続され
ており、画像の空間座標によって一意に定まる閾値を出力する。 【００１２】 この記憶デバイス８をアクセスするアドレスは全部で６ビット、即ち64個のデ
ータにアクセスが可能である。この場合、記憶デバイス８に格納されるディザ閾
値マトリクスは例えば図19に示した８×８のディザ閾値マトリクス等が考えられ
る。 【００１３】 記憶デバイス８から出力された閾値は、比較器９に入力されデータセレクタ７
から出力された濃度レベル信号10の濃度データ８ビットのうちの下位６ビットと
比較される。比較器９では、濃度データが閾値より大きいか等しければ、例えば
「１」を比較結果11として出力する。また、濃度データが閾値より小さければ、
例えば「０」を比較結果11として夫々出力する。 【００１４】 一方、デ一タセレクタ７から出力される濃度データのうち上位２ビットは、画
素値再決定用の記憶デバイス12に入力されるように接続されており、比較器９か
ら出力される比較結果11の１ビットと共に合計３ビットのデータをアクセスし、
最終出力値13を出力する。 【００１５】 図20に多値ディザ法における出力値の一例を示し、データセレクタ７の出力の
上位２ビットを濃度レベル信号10、比較器９の比較出力を比較結果11としたとき
の、最終出力値13の例を示す。 【００１６】 以上は、多値ディザをバードウェア化する際にとられる手段であり、図20で示
したように最終出力値13の多値レベル数は０，３Ｆ，７Ｆ，ＢＦ，ＦＦの５つ、
即ち、５値ディザとなる。 【００１７】 一般に多値レベルが少ない画像出力機器でフルカラー画像を出力する場合、こ
こで示したような、多値ディザ法等が広く採用されている。例えば画像出力機器
そのものの出力可能階調数が４値であっても、８×８等の比較的大きなディザ閾
値マトリクスを組み合わせれば、疑似階調により下式のように 【００１８】 【数１】 【００１９】 階調を得ることができる。 【００２０】 【発明が解決しようとする課題】 上記、従来の技術で説明したように、ＬＢＰや熱転写プリンタのようにプロセ
スあるいは転写原理そのものの階調数が少ない画像出力機器には、多値ディザ法
を含めて疑似的な画像階調技術が広く用いられている。 【００２１】 これらはディザ閾値マトリクスの網点タイプのものを工夫(１つのマトリクス
内で複数のドット集中を発生させ解像度と階調性の両立を狙った閾値マトリクス
を採用)したり、画像出力機器の最小記録ドットの解像度向上、あるいは濃度レ
ベルに応じてディザマトリクスを変則的に切り換える等によりある程度の画質を
得ることが可能となった。 【００２２】 しかし多値ディザの場合でも階調数を増加させたい場合に解像度の劣化は避け
られず、また原理的に１つの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い。 【００２３】 また視覚特性上、低階調部ほど滑らかさが必要なのにもかかわらず、数個の離
散的な濃度レベルしか持たないため、最低濃度の記録画素が白地に形成されると
きに、ザラツキ感やテクスチャが発生し、特に低階調部で画質を劣化させている
。 【００２４】 本発明の目的は上述の問題点を解決し、解像度の劣化が少なく、テクスチャの
発生がなく、全ての濃度域で階調性に優れた高品位な記録画像が得られる画像形
成装置を提供することにある。 【００２５】 【課題を解決するための手段】 本発明の画像形成装置は、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、複数の変換特性は、画像データの濃度レベルが高くなっていく
過程において、画像データの濃度レベルをこの濃度レベルが最高濃度レベルより
低い第１の濃度レベルに達するまでは画像データの濃度レベルに応じてドットを
記録する濃度レベルが徐々に最大の大きさのドットを記録する濃度レベルまで高
くなっていくようドットの記録を行う濃度レベルに変換するとともに、画像デー
タの濃度レベルをこの濃度レベルが最高濃度レベルより低い第１の濃度レベルに
達すると最大の大きさのドットを記録する濃度レベルに変換する第１の変換特性
と、画像データの濃度レベルをこ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とともに、画像データの濃度レベルをこの
濃度レベルが第１の濃度レベルより低い第２の濃度レベルに達すると画像データ
の濃度レベルに応じてドットを記録する濃度レベルが徐々に高くなっていくよう
ドットの記録を行う濃度レベルに変換する第２の変換特性とからなり、画像デー
タの濃度レベルを入力としドットの記録を行うための濃度レベルを出力とする複
数の階調変換テーブルにこれら複数の異なる変換特性をそれぞれ持たせた変換処
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、異なる変換特性をそれぞれ持たせた複
数の階調変換テーブルを順次選択して対応させ、階調変換テーブルの変換特性に
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を備え
たものである。 【００２６】 【作用】 本発明によれば、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第２
の変換特性が対応する位置の画素に対しては、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第１の変換特性が対
応する位置の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、さらに、ブロック内における第１の変換特性
が対応する位置の画素の画像データの濃度レベルが最大の大きさのドットを記録
する濃度レベルに変換されるレベルに達する前にブロック内における第２の変換
特性が対応する位置の画素の画像データの濃度レベルをドットの記録を行う濃度
レベルに変換することができる。 【００２７】 【実施例】 図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である
。図において、15は画像処理装置であって、濃度変換部15-1，変換テーブル15-2
，墨／ＵＣＲ部15-3，色補正部15-4，データセレクタ15-5，階調処理部15-6で構
成され、入力側には、デジタルデータ出力装置16が、また出力側にはプリントエ
ンジン14が接続される。 【００２８】 上記、デジタルデータ出力装置16は、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信号を入力とし、Ａ／Ｄ変換や所定の画像処理を施したり
、画像データを一旦メモリに格納されていてもよいし、直接通信手段からの画像
信号のインターフェースであってもよい。 【００２９】 次に動作を、図２ないし図８を用いて説明する。 【００３０】 いま、プリントエンジン14が起動するとともに、デジタルデータ出力装置16は
デジタル画像データを画像処理装置15に転送を開始する。画像処理の対象となる
データはＲＧＢ各色８ビットの計24ビットである。この画像処理装置15に入力さ
れたＲＧＢデータは輝度データであり、濃度変換部15-1で輝度データから濃度デ ータ、すなわち印刷の３原色であるＣ，Ｍ，Ｙ(シアン，マゼンタ，イエロー)に
変換される。 【００３１】 一般にこの変換は変換テーブル15-2を構成するＲＡＭ，ＲＯＭ等の記憶デバイ
ス上に変換テーブルデータを書き込んでおき、例えば入力データ値を適当にオフ
セットしてアクセスすれば容易に実現できる。通常、濃度変換部15-1で入力画像
の単色濃度・全体濃度・コントラスト・下地色制御等(濃度及び色調整)を行うこ
とができる。 【００３２】 ＲＧＢ(輝度)データは、濃度変換後、ＣＭＹ(濃度)データ17，18，19に変換さ
れており、このＣＭＹデータを用いて次に墨／ＵＣＲ部15-3において、ＵＣＲ(
下色除去)・墨版生成を行う。ＵＣＲはＣＭＹデータ17，18，19の共通分量に対
して一定の割合でデータを削減する。基本的にはこの削減量を墨版として生成す
る。元来ＵＣＲ及び墨版生成の目的は、１画素単位でＣＭＹの共通量をブラック
Ｂｋ(墨)で置き換え、色材(トナー)の節約を行うことである。 【００３３】 しかし最近では純粋にトナー節約のためにＵＣＲ及び墨版生成を行うことはほ
とんどなく、例えば高濃度域の階調性劣化防止、コントラストの確保、高濃度域
のグレーバランス確保等を目的としており、ＵＣＲ及び墨版の量を積極的に変化
させ、更に高画質な画像を出力することが可能である。上記処理によりＵＣＲ・
墨版生成後は、Ｃデータ20，Ｍデータ21，Ｙデータ22及びＢｋデータ23が発生し
ている。 【００３４】 この後、無彩色成分であるＢｋデータ23以外は色補正部15-4に入力される。こ
の色補正部15-4ではマスキング等の処理が彩色成分(ＣＭＹ)に対して施される。
マスキングは各色色材の不要吸収帯の影響を補正するのが目的である。 【００３５】 例えばＣ(シアン)色材はＣ以外の波長領域で不要吸収帯を有する。具体的には
例えばＹ(イエロー)色成分を有する。またＭ(マゼンタ)に対しても同様にＹが含 まれる。従ってＹを記録する際には、ＣとＭが記録されるべき濃度に応じてＣと
Ｍに含まれるＹ成分を減じる必要がある。通常はＣＭＹのデジタル信号に対して
３×３のマトリクス演算、もしくは演算結果をＲＯＭ等の記憶デバイスに書き込
んでおき、これを各色アクセス後、加減算しその結果を得る。 【００３６】 従来３×３の線形マスキング(１次マスキング)が主流であったが、１次マスキ
ングは効果が不十分であり最近では２次以上の非線形マスキング、または色補正
自体をブラックボックス内で行う写像と捉え、ＣＭＹ空間以外で写像関数を求め
る色補正方式も多数ある。 【００３７】 次に色補正部15-4により入力データのＣデータ20，Ｍデータ21，Ｙデータ22は
夫々Ｃ’データ24，Ｍ’データ25，Ｙ’データ26に変換される。一方、Ｂｋデー
タ23は、無彩色データであるので色補正には関与しない。 【００３８】 上記、色補正部15-4により色補正を施されたＣ’データ24，Ｍ’データ25，Ｙ
’データ26(以上が彩色データ)及びＢｋデータ23(無彩色データ)は、データセレ
クタ15-5により１色のデータのみが選択され、階調処理部15-6に入力され、本発
明に関わる画像信号の階調処理を行う。階調処理を行った出力画像信号37(図２
参照)はプリントエンジン14に送られ、本発明の目的とする高画質の記録画像が
得られる。 【００３９】 ここで本発明に関わる階調処理の内容を図２を用いて詳細に説明する。この図
２は図１における階調処理部15-6の構成を示すブロック図であり、図中、27は水
平同期信号発生回路であって、画像の水平同期信号28を出力する。この水平同期
信号の発生源としては、例えばレーザビームプリンタの場合であれば、レーザ走
査光学系(図示せず)からのビームディテクト信号に波形整形等を施して用いるこ
とができる。29は水平２進カウンタであり、前記水平同期信号28をカウントし、
この水平同期信号28が入力されるごとに水平２進カウンタ出力30のＯＮ−ＯＦＦ
が入れ替わる。 【００４０】 31は垂直同期信号発生回路であって、画像の垂直同期信号32を出力する。この
垂直同期信号の発生源としては、例えばデータ転送クロックをそのまま使用でき
る。33は垂直２進カウンタであり、垂直同期信号32をカウントし、この垂直同期
信号が入力されるごとに垂直２進カウンタ出力34のＯＮ−ＯＦＦが入れ替わる。 【００４１】 以上の各信号をより詳細に説明するため、図３に水平同期信号28と垂直同期信
号32と水平２進カウンタ出力30と垂直２進カウンタ出力34の各時間軸方向の変化
を示す。即ち、水平同期信号28は１ライン分データの転送毎(ライン周期)に１度
、ラインデータの先頭で発生し、垂直同期信号32は１ライン中の個々のデータに
対応(画素周期)して発生し、発生回数は１ライン中に含まれる画素の数と等しい
。これらの信号をそれぞれの２進カウンタ29及び33で計数すれば、水平２進カウ
ンタ出力30と垂直２進カウンタ出力34の状態の組合せは４通りになる。 【００４２】 すなわち、図３に示すように水平２進カウンタ出力＝０、垂直２進カウンタ出
力＝０のときを状態Ａ、水平２進カウンタ出力＝１、垂直２進カウンタ出力＝０
のときを状態Ｂ、水平２進カウンタ出力＝０、垂直２進カウンタ出力＝１のとき
を状態Ｃ、水平２進カウンタ出力＝１、垂直２進カウンタ出力＝１のときを状態
Ｄと夫々定めれば、画素の空間的な位置に応じて各カウンタ出力の状態は一意に
対応し、各画素位置に対応するカウンタ出力の状態は図４に示すように状態Ａ，
状態Ｂ，状態Ｃ，状態Ｄに分類される。 【００４３】 以下Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの符号を空間に規則的に配置された画素位置を示す符号と
して用いれば、画像全体をＡ位置，Ｂ位置，Ｃ位置，Ｄ位置の画素から成る２×
２画素の画像領域に分割できる。 【００４４】 さて、図２にもどり、35は階調変換テーブルであり、入力画像信号36と水平２
進カウンタ出力30と、垂直２進カウンタ出力34をメモリアドレスとしてテーブル
に階調変換後の画素レベルをもつ。アドレスラインは10ビットで構成され入力画 像信号36はそのうち下位８ビットに割り付けられ、垂直２進カウンタ出力34は第
９ビット目、水平２進カウンタ出力30は第10ビット目に割り付けられる。 【００４５】 ここで、階調変換テーブル35について図５と図６を用いてさらに詳細に説明す
る。図５は階調変換テーブル35の内容を示したものである。入力画像信号36を８
ビット(256レベル)とすると、１つの画素に対する階調特性をあらわすにはテー
ブル内において256アドレス必要であり、本実施例においては、複数の画素を１
つのブロックとして優先順位を決めるため、例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分類され
た４つの階調特性を持たせているので合計1024アドレスとなる。 【００４６】 すなわち、図５において、アドレス０００Ｈ−０ＦＦＨにはＡ位置の画素に対
する階調特性を表すデータが、アドレス１００Ｈ−１ＦＦにはＣ位置の階調特性
を表すデータが、アドレス２００Ｈ−２ＦＦＨにはＢ位置の階調特性を表すデー
タが、アドレス３００Ｈ−３ＦＦＨにはＤ位置の階調特性を表すデータが夫々格
納されている。 【００４７】 図６は本実施例における階調変換特性(横軸：入力画像レベル，縦軸：出力)を
グラフで示したものである。本実施例ではＡ位置(1)の画素の優先度を最高に設
定し、以下Ｂ位置(2)，Ｃ位置(3)と続き、Ｄ位置(4)の画素の優先度を最低に設
定している。 【００４８】 このＡ位置(1)、すなわち優先度が最高の画素位置に対応した階調特性は、入
力画像レベルが００Ｈから３ＦＨまで出力は連続的に増加するが、入力画像レベ
ルが３ＦＨを越えた場合の出力はＦＦＨに固定される。 【００４９】 Ｂ位置(2)、すなわちＡ位置の次に優先度が高い画素位置に対応した階調特性
は、入力画像レベルが２ＦＨ未満のとき００Ｈを出力し、入力画像レベルが２Ｆ
Ｈから７ＦＨまで出力は連続的に増加し、入力画像レベルが７ＦＨを越えた場合
の出力はＦＦＨに固定される。 【００５０】 Ｃ位置(3)、すなわちＢ位置の次に優先度が高い画素位置に対応した階調特性
は、入力画像レベルが６ＦＨ未満のとき００Ｈを出力し、入力画像レベルが６Ｆ
ＨからＢＦＨまで出力は連続的に増加し、入力画像レベルがＢＦＨを越えた場合
の出力はＦＦＨに固定される。 【００５１】 Ｄ位置(4)、すなわち優先度が最低の画素位置に対応した階調特性は、入力画
像レベルがＡＦＨ未満のとき００Ｈを出力し、入力画像レベルがＢＦＨからＦＦ
Ｈまで出力は連続的に増加し、ＦＦＨに至る。 【００５２】 このように本実施例においては、切り出した画像ブロック内の複数の各画素に
対して優先度を付与して画素を成長させるとともに、各優先度の画素が完全に成
長してしまう以前に次の優先度を有する画素の成長を開始する。言い替えれば、
ある優先度の画素がまだ連続して成長中でも、次の優先度の画素が成長を開始す
るよう階調変換テーブル35の特性を設定する。 【００５３】 次に前記図６に示す階調変換特性と異なる図７及び図８に示す階調変換特性Ｉ
及びIIについて説明する。 【００５４】 図７及び図８において、優先度が低いドットは、それより優先度が高いドット
が連続的に成長を続ける時点で、成長を開始するよう設定されていることが共通
点である。 【００５５】 図７は階調変換特性Ｉをグラフで示したものである。図に示す階調変換特性Ｉ
は、例えばＡ位置(1)，Ｃ位置(3)等特定の優先度のドットの成長を抑制するもの
である。原則的に優先度の低いドットは、それより優先度の高いドットが疑似的
、あるいは本来の飽和領域に入る前に成長を開始するため、各階調変換特性が切
り替わる部分での階調性は良好に補正される。一方、高濃度域においては、画素
の成長に伴って熱定着後の四方の隣接ドットが完全に融着する、いわゆるツブレ
発 生を効率よく抑制し、この濃度領域での階調性を向上させる。 【００５６】 図８は階調変換特性IIをグラフで示したものである。図に示す階調変換特性II
は、例えばＡ位置(1)，Ｃ位置(3)等特定の優先度のドットの成長に関して、ある
入力画像レベルまで画素を連続して成長させ、その後、疑似的に成長を飽和させ
るが、入力画像レベルが非常に高い場合には、ドットを最大出力で記録するよう
に階調変換テーブルを設定したものである。原則的に優先度の低いドットは、そ
れより優先度の高いドットが疑似的、あるいは本来の飽和領域に入る前に成長を
開始するため、各階調変換特性が切り替わる部分での階調性は良好に補正される
。 【００５７】 一方、優先度の高い画素の成長を抑制する過程は、高濃度域で隣接画素のドッ
トが重なり合うツブレの現象を効率よく抑制し、この濃度領域での階調性を向上
させる。更に優先度の高い画素の入力画像レベルが非常に大きいとき最高濃度レ
ベルでドットを記録する過程は、例えば高濃度のベタ領域で非常に高濃度の再現
が必要な場合のみに対応する。従って各優先度の画素が切り替わる時点での階調
性も向上するうえ、画素の成長に伴って熱定着後の四方の隣接ドットが完全に融
着する、いわゆるツブレ発生の抑制と、ツブレを積極的に利用した高濃度なベタ
部分の再現を両立させることが可能となる。 【００５８】 本実施例では２×２のブロックを設定して詳細に説明したが、ブロックのサイ
ズにかかわらず適用できる。しかも優先順位とブロック内画素位置の関係やブロ
ック内で優先してドットを成長させる画素の個数等は容易に変更できる。この変
更はブロックの大きさに応じて(各方向のサイズが異なっていてもよい)カウンタ
のカウントビット数を変更し、カウンタの出力状態数分の階調変換テーブル領域
を確保し、各階調変換テーブル内容を記述・変更するのみで実現できる。 【００５９】 次に本発明の他の実施例を図９ないし図13により説明する。本実施例は２つの
画素を１つのブロックとして優先順位を決める場合である。 【００６０】 図９は、図１における階調処理部15-6の構成を示すブロック図であり、前述し
た図２において、垂直同期信号発生回路31及び垂直２進カウンタ33を省略し、水
平同期信号発生回路27，水平２進カウンタ29及び階調変換テーブル35で構成され
る。 【００６１】 上記、水平２進カウンタ29は水平同期信号28をカウントし、水平同期信号が入
力されるごとに水平２進カウンタ出力30のＯＮ−ＯＦＦが入れ替わり偶数ライン
(ＯＦＦ)か、奇数ライン(ＯＮ)かの区別を行なう。また、階調変換テーブル35は
入力画像信号36と水平２進カウンタ信号30をメモリアドレスとしてテーブルに階
調変換後の画素レベルをもつ。 【００６２】 ここで、階調変換テーブル35について図10と図11を用いてさらに詳細に説明す
る。図10は階調変換テーブルの内容を示したものである。入力画像信号を８ビッ
ト(256レベル)とすると、１つの階調特性を表すにはテーブル内において256アド
レス必要であり、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アドレスとなる。 【００６３】 すなわち、アドレス００Ｈ−ＦＦＨは偶数ラインの階調特性を表し、アドレス
１００Ｈ−１ＦＦＨは奇数ラインの階調特性を表している。 【００６４】 図11は本実施例における階調変換特性をグラフで示したものである。ここで偶
数ライン、すなわち、優先度の高いラインに対応した階調特性によれば、入力画
像レベルが例えば７ＦＨまで出力は連続的に増加するが、入力画像レベルが７Ｆ
Ｈを越えた場合、出力はＦＦＨに固定される。 【００６５】 一方、奇数ライン、すなわち、優先度の低いラインに対応した階調特性によれ
ば、入力画像レベルが例えば７０Ｈ迄は０に固定されており、その後入力レベル
が上昇するにつれて、出力は単純に増加し、最終的には最大出力であるＦＦＨに
至る。 【００６６】 図12及び図13は、前記図11で示した階調変換特性と異なる階調変換特性Ａ，Ｂ
であり、以下、これについて説明する。 【００６７】 図12及び図13において、優先度が低い奇数ラインのドットは、優先度が高い偶
数ラインのドットが連続的に成長を続ける過程で、成長を開始するよう設定され
ているが共通点である。 【００６８】 図12は階調変換特性Ａをグラフで示したものである。図に示す階調変換特性Ａ
は、偶数ライン、すなわち優先度の高いラインのドッドの成長を抑制し、最大濃
度に於けるツブレを防止したものである。一方、優先度の低い奇数ラインのドッ
トは、優先度の高い偶数ラインのドットが疑似的な飽和領域に入る前に成長を開
始するため、同時に中間濃度部の階調性が改善される。 【００６９】 図13は階調変換特性Ｂをグラフで示したものである。基本的には、画像濃度が
低い場合には、優先度の低い奇数ラインの画素は記録せずに優先度の高い偶数ラ
インの画素のドットの大きさを調節して階調再現し、画像濃度が中〜高の場合に
は、優先度の高い偶数ラインの画素のドットは予め定められた最大出力未満のレ
ベルを保って記録し、優先度の低い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。 【００７０】 更に画像濃度が非常に高い場合には、優先度の高い偶数ラインの画素のドット
を最大出力で記録する。一方、優先度の低い奇数ラインのドットは、優先度の高
い偶数ラインのドットが疑似的な飽和領域に入る前に開始する。 【００７１】 優先度の高い画素の成長を抑制する過程は、中〜高濃度領域で隣接画素のドッ
トが重なり合うツブレの現象を効率よく抑制し、この濃度領域での階調性を向上
させる。 【００７２】 更に優先度の高い画素の入力画像レベルが非常に大きいとき最高濃度レベルで
ドットを記録する過程は、例えば高濃度のベタ領域で非常に高濃度の再現が必要
な場合のみに対応する。 【００７３】 一方、優先度の低い奇数ラインのドットは、優先度の高い偶数ラインのドット
が疑似的な飽和領域に入る前に成長を開始するため、同時に中間濃度部の階調性
が改善される。 【００７４】 従って画素の成長に伴って熱定着後の四方の隣接ドットが完全に融着する、い
わゆるツブレ発生の抑制と、ツブレを積極的に利用した高濃度なベタ部分の再現
を両立させることが可能となるうえ、各優先度のラインが切り替わる時点での階
調性も向上する。 【００７５】 本実施例では簡単のために隣接するライン中の２画素に優先度を与えて説明し
たが、これに限定されることなく、任意の大きさに設定することが可能で、しか
も優先してドットを成長させる画素は１つに限ることなく複数個であってもよい
。 【００７６】 また、例えば、４ラインに対し優先度を設けて階調表現を行う場合、優先度の
最も高いドットを完全に成長させないことも、優先度の最も低いドット以外のド
ットを完全に成長させないことも、容易に変更できる。更に任意のラインと優先
度の関係もテーブルの書換えで容易に行え、ライン毎に優先度を簡単に設定でき
る。これらの変更はカウンタのビット数とカウンタの出力ステータス数分のテー
ブル領域とテーブル内容とを変更するのみであり非常に容易に行える。 【００７７】 また本実施例に従えば優先度の高いドットと低いドットは結果的にそれぞれ１
つずつで、グループを形成するため、解像度は殆ど維持されたままである。仮に
４ライン分のラインデータに対して優先度を設けたとしても、視覚的な変調が施
されるブロックサイズは１×４であり解像度は通常のディザ法で４×４のディザ
マトリクスを採用した場合と比較して非常に高く保たれる。 【００７８】 ところで、電子写真方式のプリンタにおいては画素形成に際して各画素のドッ
トを一様に成長させるよりも、上述してきたように特定画素に優先度を設け、特
定の画素のドットを優先させて成長させたほう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。 【００７９】 一般に自然画像では隣接する画素画の相関は非常に高いため、本実施例にした
がえば容易にブロック内の画素成長に優先度、もしくはライン毎の成長に優先度
、すなわち差異を与えることができ、潜像レベルで階調性の向上がはかれる。そ
ればかりか結果的に画像に特定の空間周波数成分を重畳させるめ、例えば駆動系
の発する駆動ムラ等に対する耐性も向上する。 【００８０】 このように本実施例は画像に特定の空間周波数成分を有するノイズを重畳させ
る新規な手段であるとともに、前記のノイズレベルが例えばディザマトリクス等
で規定されたような空間的に定められた周期的な閾値に影響をうけず、画素の持
つアナログに近い(例えば256階調)濃度レベルそのものに由来することが大きな
特徴であり、これまでのディザ法等の離散的なノイズレベル(例えば４階調)を与
える階調再現法と大きく異なる。 【００８１】 上記本実施例では、ブロック内の画素に対して厳密に成長する順番が保証され
る訳ではない。例えば１つのブロック内で、最高優先度の画素が完全に成長しな
い場合でも、最低優先度の画素が成長する場合がある。特にデータに起伏のある
画像、例えば文字・線画等画像のエッジが急峻な部分では、ブロックのとりかた
によって画素の成長順位が逆転する場合がある。 【００８２】 すなわち、本実施例における優先度とは画素の成長順位を定めるものではなく
、各画素が成長する入力濃度レベルを規定しているにすぎない。しかし一般的な
自然画では隣接画素の相関は非常に高いから、ある程度空間的にマクロな領域の
入力濃度レベルに応じて階調再現にかかわる(成長段階にある)画素が選択され、
結 果的に成長順位が規定されたのと同じ効果が得られる。 【００８３】 また完全に画素成長の順序が決まっていないことは、解像度の劣化を最小に抑
制する。例えば何等かの方法で、ブロック内の画素データを処理し、データを各
画素位置に優先度をつけて再配置するような手段においては、実際には画像デー
タが存在しない(或はその値が小さい)場所にデータの重み付けが行われる可能性
を有し、解像度は確実に劣化する。しかし本実施例では、例えば線画等であって
も画素値がある程度大きく高濃度であれば(文字や線画は最大濃度で出力する場
合が殆どである)、対象となる画素は確実に成長するため解像度は全く劣化しな
いことになる。 【００８４】 また本実施例では、全ての濃度領域で視覚特性上殆どアナログ的な濃度制御が
できるから、白地に突然高濃度の記録ドットが現れることはなく、特に自然画等
の滑らかな画像に対して低階調部のザラツキ感を抑制し、かつ低階調部の階調性
を大幅に改善することが可能である。 【００８５】 すなわち、滑らかな画像に対しては、特に低階調部で階調性を重視した特性を
示し、文字や線画等の通常高濃度で表される部分に対しては解像度を重視した特
性を示すのである。 【００８６】 また他の実施例は、各優先度のドットの成長過程において、偶数ライン、すな
わち優先度の高いドットが成長途上にある段階で、次の奇数ライン、すなわち優
先度のドットの成長を開始するのが大きな特徴になっている。 【００８７】 原理的には優先度の高いドットの成長が終了した直後に、優先度の低いドット
の成長を開始すれば良いが、一般にある程度の高濃度域を確保すべく階調特性を
設定した場合、高濃度部では隣接ドット相互の重なりが進んでくるため視覚上認
知される濃度は高濃度部になるほど鈍化する。従って優先度の高いドットが成長
を終える濃度領域と、優先度の低いドットが成長を開始するつなぎの部分で階調 性が劣化するものである。 【００８８】 しかし、本実施例では前述したように優先度の高いドットが成長途上にある段
階で、次の優先度のドットの成長を開始することで、優先度の高いドットが成長
を終える濃度領域と優先度の低いドットが成長を開始するつなぎの部分の階調性
を滑らかに補正することができる。 【００８９】 次に、本実施例に記載した階調処理を採用したレーザビームプリンタ(ＬＢＰ)
について図14ないし図16を用いて詳細に説明する。 【００９０】 電子写真プロセス技術を応用したカラー画像を形成するＬＢＰは、感光層を有
する感光体上へ各色に対応した光線を選択的に照射して結像し、複数の所定のカ
ラー成分の中の特定の成分にそれぞれ対応する複数の静電潜像をそれぞれの所定
のトナーで現像し、それらの単色にトナー像を重ね合わせることにより１枚の転
写材にカラー画像を形成する方法を採用している。 【００９１】 図14はＬＢＰの要部構成を示す側面断面図、図15は感光体基準検知機構の要部
斜視図、図16は中間転写体基準検知機構の要部斜視図である。 【００９２】 図14において、38はベルト状の感光体で、継ぎ目38a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ている。このベルト状の感光体38は２本の感光体搬
送ローラ39a，39bによって垂直平面を形成するように支持され、駆動モータ(図
示せず)によって感光体搬送ローラが回転し、ベルト状の感光体38を矢印Ａ方向
に周回動する。 【００９３】 ベルト状の感光体38の周面には矢印Ａで示す感光体回転方向の順に帯電器40、
露光光学系41，ブラック(Ｂｋ)，シアン(Ｃ)，マゼンタ(Ｍ)，イエロー(Ｙ)の各
色の現像器42Ｂｋ，42Ｃ，42Ｍ，42Ｙ、中間転写体ユニット43、感光体クリーニ ング装置44、除電器45及び感光体基準検知センサー46が設けられている。 【００９４】 ここで、各色現像器42Ｂｋ〜42Ｙ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48Ｂｋ，48Ｃ，48Ｍ，48Ｙが色選択信号に対応して回転し選
択された現像器例えば42Ｂｋをベルト状の感光体38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42Ｃ，42Ｍ，42Ｙはベルト状の感光体38か
ら離間している。 【００９５】 上記帯電器40はタングステンワイヤ等からなる帯電線40aと金属板からなるシ
ールド板40b及びグリッド板40cによって構成されている。帯電線40aへ高電圧を
印加することによって帯電線40aがコロナ放電を起こしグリッド板40cを介してベ
ルト状の感光体38を一様に帯電する。 【００９６】 47は露光光学系41から発射される画像データの露光光線である。ＬＢＰでは、
この露光光線47は階調変換装置から画像信号をレーザドライブ回路(図示せず)に
より光強度変調あるいはパルス幅変調された画像信号を半導体レーザ(図示せず)
に印加することによって得られ、ベルト状の感光体38上に複数の所定のカラー成
分の中の特定の成分にそれぞれ対応する複数の静電潜像を形成する。 【００９７】 図15に示すように、感光体基準検知センサー46は感光体38の継ぎ目38aの位置
を検出するものであり、該ベルト状の感光体38の一端部で継ぎ目38aに対して予
め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38bを検知する。 【００９８】 49は感光体クラッチ機構であり、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ものであり、感光体搬送ローラ39bの駆動軸に設け
られている。 【００９９】 次に図14にもどり、中間転写体ユニット43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43Ａと、この中間転写体を支持している２本の
中間転写体搬送ローラ43Ｂ，43Ｃと、中間転写体43Ａへベルト状の感光体38上の
トナー像を転写するため中間転写体43Ａを間に挟んでベルト状の感光体38に対向
して配置される中間転写体転写ローラ43Ｄとを有している。 【０１００】 ここでベルト状の感光体38の表面周長Ｌ１は中間転写体43Ａ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
様に設定されている。 【０１０１】 次に図16に示すように、43Ｅは中間転写体43Ａ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43Ａ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43aで基準位置を検知する。 【０１０２】 次に図14にもどり、43Ｆは中間転写体43Ａ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43Ａ上に合成像を形成している間
は中間転写体43Ａから離間しており、クリーニングに供するときのみ当接する。 【０１０３】 50は転写材51を収納している転写材カセットである。この転写材51は転写材カ
セット50から半月形をした絵紙ローラ52によって１枚ずつ用紙搬送路53へ送り出
される。 【０１０４】 54は転写材51と中間転写体43Ａ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51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55
と圧接している。56は中間転写体43Ａ上に形成された合成像を転写材51に転写す
るための転写ローラであり、合成像を転写材51に転写するときのみ中間転写体43
Ａと接触回動する。 【０１０５】 57は内部に熱源を有するヒートローラ57aと加圧ローラ57bとからなる定着器で
あり、転写材51上に転写された合成像をヒートローラ57aと加圧ローラ57bの挾持 回転に伴い圧力と熱によって転写材51に定着させカラー画像を形成する。 【０１０６】 以上のように構成されたＬＢＰについて、以下その動作について説明する。 【０１０７】 ベルト状の感光体38と中間転写体43Ａは、それぞれ駆動源(図示せず)により駆
動され、互いの周速が同一の一定速度になるように制御される。更に中間転写体
43Ａは基準位置を決定するための中間転写体基準マーク43aを検知する中間転写
体基準検知センサー43Ｅにより予め画像形成領域を設定してあり、この領域内に
おいてベルト状の感光体38の継ぎ目38aが中間転写体転写ローラ43Ｄ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。 【０１０８】 この状態で先ず高圧電源に接続された帯電器40内の帯電線40aに高圧を印加し
コロナ放電を行わせ、感光体38の表面を一様に−700Ｖ〜−800Ｖ程度に帯電させ
る。 【０１０９】 次にベルト状の感光体38を矢印Ａ方向に回転させ一様に帯電された該感光体38
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(Ｂｋ)に相当するレー
ザビームの露光光線47を照射すると、感光体38上の照射された部分は電荷が消え
静電潜像が形成される。このとき、この静電潜像は中間転写体43Ａの基準位置を
検出する中間転写基準検知センサー43Ｅからの信号により予め設定されている中
間転写体43Ａ上の画像領域内の位置にベルト状の感光体38の継ぎ目38aを避けて
形成される。 【０１１０】 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42Ｂｋは色選択
信号による離接カム48Ｂｋの回転により矢印Ｂ方向に押されベルト状の感光体38
に当接する。この当接に伴い該感光体38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42Ｂｋは離接カ
ム48Ｂｋの180度回転により、ベルト状の感光体38との当接位置から離間位置へ
移動する。 【０１１１】 現像器42Ｂｋによりベルト状の感光体38上に形成されたトナー像は中間転写体
43Ａに各色毎にベルト状の感光体38と接触配置された中間転写体転写ローラ43Ｄ
に高圧印加することにより転写される。そして、ベルト状の感光体38から中間転
写体43Ａ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44により除去
され、さらに除電器45により残留トナーが掻き取られた感光体38上の電荷は除去
される。 【０１１２】 次に例えばシアン(Ｃ)の色が選択されると、離接カム48Ｃが回転し今度は現像
器42Ｃをベルト状の感光体38の方向へ押し該感光体38へ当接させシアン(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現像の動作
を４回順次繰り返し行い中間転写体43Ａ上に４色Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー像を
重ね合成像を形成する。 【０１１３】 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56が中
間転写体43Ａに接触し、転写ローラ56に高圧を印加すると共に圧力によって転写
材カセット50から用紙搬送路53に沿って送られてきた転写材51に一括転写される
。続いてトナー像が転写された転写材51は定着器57に送られ、ここでヒートロー
ラ57aの熱と加圧ローラ57bの挟持圧によって定着されカラー画像として出力され
る。 【０１１４】 転写ローラ56により転写材51上に完全に転写されなかった中間転写体43Ａ上の
残留トナーは中間転写体クリーニング装置43Ｆにより、除去される。 【０１１５】 また、中間転写体クリーニング装置43Ｆは１回の合成像が得られるまで、中間
転写体43Ａに対して離間の位置にあり、合成像が得られ合成像が転写ローラ56に
より転写材51に転写された後、接触状態になり、残留トナーを除去される。 【０１１６】 以上の動作にて１枚の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。 【０１１７】 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クジェット方式などに実施可能である。また同じ電子
写真方式であるＬＥＤ方式や液晶シャッター方式等であってもよい。 【０１１８】 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。更に本実施例ではカラー画像を中間転写体上に
重ね合わせるようにしたが、感光体上に重ね合わせるか転写紙上に重ね合わせる
かいずれであってもよい。 【０１１９】 【発明の効果】 以上説明したように本発明の画像形成装置は、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第２の変換特性が対応する位置の画素に対しては、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
における第１の変換特性が対応する位置の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
る第２の変換特性が対応する位置の画素の画像データをブロック内における第１
の変換特性が対応する位置の画素に含めてこの第１の変換特性が対応する位置の
画素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。 さらに、ブロック内における第１の変換特性が対応する位置の画素の画像デー
タの濃度レベルが最大の大きさのドットを記録する濃度レベルに変換されるレベ ルに達する前にブロック内における第２の変換特性が対応する位置の画素の画像
データの濃度レベルをドットの記録を行う濃度レベルに変換することで、ブロッ
ク内における第２の変換特性が対応する位置の画素のドットが記録され始める濃
度での階調を滑らかに再現することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施例に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 【図２】 図１の階調処理部の構成を示すブロック図である。 【図３】 図２の各回路の動作を説明する出力波形図及びカウンタ出力を示す図である。 【図４】 図２の各画素位置に対応するカウンタ出力の状態を示す図である。 【図５】 図２の階調変換テーブルの内容を示す図である。 【図６】 本実施例における階調変換特性のグラフである。 【図７】 本実施例におけ階調変換特性Ｉのグラフである。 【図８】 本実施例におけ階調変換特性IIのグラフである。 【図９】 本発明の他の実施例に係る階調処理部の構成を示すブロック図である。 【図１０】 図９の階調変換テーブルの内容を示す図である。 【図１１】 本実施例における階調変換特性のグラフである。 【図１２】 本実施例における階調変換特性Ａのグラフである。 【図１３】 本実施例における階調変換特性Ｂのグラフである。 【図１４】 本発明が実施されるレーザビームプリンタの要部構成を示す側面図である。 【図１５】 図14の感光体基準検知機構の要部斜視図である。 【図１６】 図14の中間転写体基準検知機構の要部斜視図である。 【図１７】 従来の多種ディザ法による画像処理装置の構成を示すブロック図である。 【図１８】 図17の濃度変換部における濃度変換特性を示すグラフである。 【図１９】 従来の８×８のディザ閾値マトリクスの一例を示す図である。 【図２０】 図17により得られる多値ディザ法における出力値の一例である。 【符号の説明】 14…プリントエンジン、 15…画像処理装置、 15-1…濃度変換部、 15-2…変
換テーブル、 15-3…墨／ＵＣＲ部、 15-4…色補正部、 15-5…データセレク
タ、 15-6…階調処理部、 16…デジタルデータ出力装置、 27…水平同期信号
発生回路、 29…水平２進カンウタ、 31…垂直同期信号発生回路、 33…垂直
２進カウンタ、 35…階調変換テーブル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【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は、前記画像データの濃度レベルが高くなってい
   く過程において、前記画像データの濃度レベルをこの濃度レベルが最高濃度レベ
   ルより低い第１の濃度レベルに達するまでは前記画像データの濃度レベルに応じ
   てドットを記録する濃度レベルが徐々に最大の大きさのドットを記録する濃度レ
   ベルまで高くなっていくようドットの記録を行う濃度レベルに変換するとともに
   、前記画像データの濃度レベルをこの濃度レベルが最高濃度レベルより低い前記
   第１の濃度レベルに達すると最大の大きさのドットを記録する濃度レベルに変換
   する第１の変換特性と、前記画像データの濃度レベルをこ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とともに、前記画
   像データの濃度レベルをこの濃度レベルが前記第１の濃度レベルより低い第２の
   濃度レベルに達すると前記画像データの濃度レベルに応じてドットを記録する濃
   度レベルが徐々に高くなっていくようドットの記録を行う濃度レベルに変換する
   第２の変換特性とからなり、前記画像データの濃度レベルを入力としドットの記
   録を行うための濃度レベルを出力とする複数の階調変換テーブルにこれら複数の
   異なる前記変換特性をそれぞれ持たせた変換処理手段と、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それぞれ持たせた複数の前記階調変換テ
   ーブルを順次選択して対応させ、前記階調変換テーブルの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。