JP2760160B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンタ
や、複写機等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やワー
クステーション等の出力端末装置として、様々な原理の
プリンタが提案されているが、その中で特に電子写真プ
ロセスとレーザ技術を用いたレーザビームプリンタ（以
降ＬＢＰと書く）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ＬＢＰ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、画像データを出力対象
とする要求が強く、このような場合は一般的なＬＢＰ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
定した階調数はせいぜい３，４階調が確保出来る程度で
ある。

【０００５】今日例えば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
画像を記録する方式として、二値ディザ法がよく用いら
れている。しかしながら、二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、階調性を高くするに従って解像力が低
下したり、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】上記の欠点を改善するために多値ディザ法
が提案されている。多値ディザ法について図２を用いて
説明する。図２は従来の画像形成装置のブロック図であ
る。説明を簡単にするため、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）の加色混合の３原色成分よりなる画像信号（以下
ＲＧＢ信号と書く）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によりアクセスされ、
Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色を表す信号が揃って先頭から読
みだされる。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号はそれぞれの色を表す輝度
信号であるから、濃度変換部４で濃度変換を施し濃度信
号シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），黄（Ｙ）よりなる減
色混合の３原色信号（以下ＣＭＹ信号と書く）に変換す
る。

【０００８】この変換は通常読みだし専用メモリ（以下
ＲＯＭと書く）もしくは読み書き自在メモリ（以下ＲＡ
Ｍと書く）等の記憶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こと
によって読み出す。

【０００９】実際のテーブル内容は、例えば図３の従来
の画像形成装置の濃度変換特性を示すグラフに基づく値
が書き込まれている。

【００１０】濃度変換された画素データは３色揃って色
補正部５に入力される。色補正部５では濃度データに対
して周知の技術である下地除去（以下ＵＣＲと書く）や
墨版生成、及びマスキング等が行われる。色補正部５に
よって画像データには墨が追加され、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。次にこれ
らの４色データはデータセレクタ６により、例えば転送
先がフルカラープリンタのエンジンであれば、例えば黒
（Ｂｋ），Ｃ，Ｍ，Ｙの色に従って各色毎に面順次にデ
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憶デバイス７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。記憶デバイス７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７に格納されるディザ
閾値マトリクスは例えば図４に示した８＊８のディザ閾
値マトリクス等が考えられる。

【００１２】記憶デバイス７から出力された閾値は、比
較器８に入力されデータセレクタ６から出力された濃度
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８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、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として出力する。

【００１３】一方、データセレクタ６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９に接続されており、比較器８から出力される
比較結果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１２を出力する。図５にデータセレク
タ６の出力の上位２ビットを濃度レベル信号１０、比較
器８の比較出力を比較結果１１としたときの、多値ディ
ザ法における最終出力値の例を示す。

【００１４】以上の説明は、画像信号を多値階調ディザ
法を用いて印刷する信号に変換するハードウェアを構成
する際にとられる手法であり、図５で示したように多値
レベル数は０，３Ｆ，７Ｆ，ＢＦ，ＦＦの５つの１６進
数によって表される。即ち５値ディザとなる。

【００１５】一般に階調レベル数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 ８＊８＊（４−１）＋１＝１９３ の１９３段階の階調を得ることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で詳細に説明
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装
置には、多値ディザ法を含めて疑似的な面積階調技術が
広く用いられている。

【００１７】これらはディザ閾値マトリクスの網点タイ
プのものを工夫した例えば、一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の手法によりある
程度の画質を得ることが可能となった。

【００１８】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。

【００１９】また低階調部ほど滑らかさが必要なのにも
かかわらず、どの階調部においても一様な離散的な濃度
レベルしか持たないため、最低濃度に近い濃度の記録画
素が白地に形成される時は、人間の視覚特性上、画像に
ざらつき感やテクスチャが発生する。このように特に低
階調部で画質を劣化させている。

【００２０】更に画素の成長に伴って熱定着後、あるド
ットの四方の隣接ドットが完全に融着する、いわゆるつ
ぶれの発生の抑制と、つぶれを積極的に利用した高濃度
なベタ部分の再現は両立できない。即ちつぶれを完全に
抑制した階調レベルとディザマトリクスの設定では、確
かに高濃度部の階調性は向上するが、絶対的な濃度レベ
ルが不足がちになり、一方つぶれを許容してしてしまう
と絶対的な濃度レベルは確保出来るが、高濃度域の階調
性が損なわれてしまうのである。

【００２１】本発明の目的は上述の問題点を解決し、解
像度の劣化や、テクスチャの発生がなく、全ての濃度域
に対して階調性に優れ、特に高濃度域におけるつぶれを
抑制するとともに、絶対的な最高濃度を確保できる高品
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。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、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階調記録を行う画像形成方法で
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、
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
ルに変換する第２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所定の濃度レベルに達するまでは
ドットの記録を行わない濃度レベルに変換し、所定の濃
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３の変換特性とし、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
し、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
録を行うものである。また、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
ルに変換する第２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所定の濃度レベルに達するまでは
ドットの記録を行わない濃度レベルに変換し、所定の濃
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３の変換特性とからなる変換処理
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
手段とを備えたものである。

【００２３】

【作用】本発明は上記した方法および構成により、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、分割されたブロック内における第２
および第３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３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が所定の濃度レベルに達したときの
み最大の大きさのドットを記録する濃度レベルに変換す
ることができる。

【００２４】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の実施例における画像形成装置
のブロック図であり、図１において２２はデジタルデー
タ出力装置であり、イメージスキャナやビデオカメラ
（図示せず）などからの画像信号を入力とし、アナログ
・デジタル変換（以下Ａ／Ｄ変換と書く）や所定の画像
処理を施して出力するものである。またこのデジタルデ
ータ出力装置２２は、画像データを一旦メモリにストア
するよう構成されていても構わないし、直接通信手段か
らの画像信号のインターフェースを行うものであっても
構わない。

【００２５】プリントエンジン２１が起動するととも
に、デジタルデータ出力装置２２はデジタル画像データ
を画像処理部２３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。画像処理部２３に入力されたＲＧＢデータは輝度デ
ータであり、濃度変換部２４で輝度データから濃度デー
タ即ち印刷の３原色であるＣ・Ｍ・Ｙ（シアン・マゼン
タ・イエロー）信号に変換される。

【００２６】一般にこの変換はＲＡＭ・ＲＯＭ等の記憶
デバイス上に変換テーブルデータ２５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２４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。

【００２７】ＲＧＢ（輝度）データは、濃度変換後ＣＭ
Ｙ（濃度）データ２６，２７，２８に変換されており、
ＣＭＹデータを用いて次にＵＣＲ／墨版生成部２９でＵ
ＣＲ（下色除去）・墨版生成を行う。ＵＣＲはＣＭＹデ
ータ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
通量を墨で置き換え、色材（トナー）の節約を行うこと
である。しかし今日では純粋にトナー節約のためにＵＣ
Ｒ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３０，Ｍデータ３１，Ｙデータ３２及
びＢｋ（ブラック）データ３３が生成されている。

【００２８】この後無彩色成分であるＢｋデータ３３以
外は色補正部３４に入力される。色補正部３４ではマス
キング等の処理が彩色成分（ＣＭＹ）に対してほどこさ
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。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。

【００２９】この手法としては通常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結果を得る。

【００３０】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、Ｃ
ＭＹ空間以外で写像関数を求める新方式の色補正方式も
多数提案されている。色補正部３４により入力データＣ
データ３０，Ｍデータ３１，Ｙデータ３２はＣ’データ
３５，Ｍ’データ３６，Ｙ’データ３７に変換される。
一方Ｂｋデータ３３は、無彩色データであるので色補正
には関与しない。

【００３１】色補正部３４により色補正を施されたＣ’
データ３５，Ｍ’データ３６，Ｙ’データ３７（彩色デ
ータ）及びＢｋデータ３３（無彩色データ）は、データ
セレクタ３８により一色のデータのみが選択され、階調
処理部３９に入力され、本発明に関わる画像信号の階調
処理を行う。階調処理を行った画像信号はプリンタエン
ジン２１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。

【００３２】ここで本発明に関わる階調処理の内容を図
６を用いて詳細に説明する。図６は図１における階調処
理部３９のブロック図であり、図６の５０は水平同期信
号発生回路であり、画像の水平同期信号５１を出力す
る。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。図６の５２は水平２進カウンタで
あり、水平同期信号５１をカウントし、水平同期信号５
１が入力されるごとに出力信号はハイ，ローが入れ替わ
る。

【００３３】図６の５６は垂直同期信号発生回路であ
り、画像の垂直同期信号５７を出力する。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。図６の５８は垂直２進カウンタであり、
垂直同期信号５７をカウントし、垂直同期信号が入力さ
れるごとに出力信号はハイ，ローが入れ替わる。

【００３４】以上の各信号をより詳細に説明するため、
図７は図６における各同期信号と各カウンタ出力の時間
軸方向の変化を示すタイミングチャートであり、水平同
期信号５１と垂直同期信号５７と水平２進カウンタ出力
５４と垂直２進カウンタ出力５９の時間軸方向の変化を
示す。水平同期信号は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２進カウンタで計数
すれば、水平２進カウンタ出力５４と垂直２進カウンタ
出力５９の組合せは２＊２の４通りになる。

【００３５】図７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の時を状態Ａ、水平２進
カウンタ出力＝１、垂直２進カウンタ出力＝０の時を状
態Ｂ、水平２進カウンタ出力＝０、垂直２進カウンタ出
力＝１の時を状態Ｃ、水平２進カウンタ出力＝１、垂直
２進カウンタ出力＝１の時を状態Ｄと定めれば、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的に
対応する。図８は各画素位置に対応するカウンタ出力の
状態を示す図で、状態Ａ，状態Ｂ，状態Ｃ，状態Ｄに分
類される。

【００３６】以降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画素の領域に分割できる。

【００３７】さて図６の５３は階調変換テーブルであ
り、入力画像信号５５と水平２進カウンタ出力５４，垂
直２進カウンタ出力５９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５５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５９は
第９ビット目、水平２進カウンタ出力は第１０ビット目
に割り付けられる。

【００３８】ここで、階調変換テーブル５３について図
９と図１０を用いてさらに詳細に説明する。図９は実施
例における階調変換テーブルの内容を示す図である。入
力画像信号の階調レベルを８ビット（２５６レベル）と
すると、１つの画素に対する階調変換特性をあらわすに
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Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分類された４つの階調
変換特性を持たせているので合計１０２４アドレスとな
る。

【００３９】すなわち、１６進数で表せられたアドレス
０００Ｈ−０ＦＦＨにはＡ位置の画素に対する階調変換
特性を表すデータが、１６進数で表せられたアドレス１
００Ｈ−１ＦＦＨにはＣ位置の階調変換特性を表すデー
タが、１６進数で表せられたアドレス２００Ｈ−２ＦＦ
ＨにはＢ位置の階調変換特性を表すデータが、１６進数
で表せられたアドレス３００Ｈ−３ＦＦＨにはＤ位置の
階調変換特性を表すデータが格納されている。

【００４０】図１０は実施例における階調変換特性のグ
ラフである。本実施例ではＡ位置の画素の優先度を最高
に設定し、以下Ｂ位置，Ｃ位置と続き、Ｄ位置の画素の
優先度を最低に設定にしている。

【００４１】Ａ位置即ち優先度が最高の画素位置に対応
した階調変換特性は、入力画像レベルが１６進数の００
Ｈから５２Ｈまで出力は連続的に増加し、入力画像レベ
ルが５３Ｈを越えた場合はＦＦＨを出力するよう設定さ
れる。

【００４２】Ｂ位置即ちＡ位置の次に優先度が高い画素
位置に対応した階調変換特性は、入力画像レベルが１６
進数の５３Ｈ未満の時００Ｈを出力し、入力画像レベル
が５３ＨからＡ５Ｈまで出力は連続的に増加し、入力画
像レベルが１６進数のＡ５Ｈを越えた場合の出力はＦＦ
Ｈに設定される。

【００４３】Ｃ位置即ちＢ位置の次に優先度が高い画素
位置に対応した階調変換特性は、入力画像レベルがＡ６
Ｈ未満の時００Ｈを出力し、入力画像レベルが１６進数
のＡ６ＨからＦ８Ｈまで出力は連続的に増加し、入力画
像レベルが１６進数のＦ８Ｈを越えた場合はＦＦＨを出
力するよう設定される。

【００４４】Ｄ位置即ち優先度が最低の画素位置に対応
した階調変換特性は、入力画像レベルが１６進数のＦ９
Ｈ未満の時００Ｈを出力し、入力画像レベルが１６進数
のＦ８Ｈを越えた場合はＦＦＨを出力する。このように
Ｄ位置（優先度が最低の画素位置）は他の記録画素位置
の処理と異なり２値記録を行うことが本発明の大きな特
徴である。

【００４５】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。

【００４６】一般に自然画像では隣接する画素間の相関
は非常に高いため、本実施例の方式に従えば容易にブロ
ック内の画素成長に優先度、即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た
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。言い替えれば本実施例の手法は画像に特定の空
間周波数成分を有するノイズを重畳させる新規な手法で
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階調のように階調レベル数の多い）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。

【００４７】さて本実施例では、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。

【００４８】即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。

【００４９】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。

【００５０】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法においては、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。しかし本実施例の手法では、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）、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。

【００５１】また本実施例で述べてきた手法では、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出
来るから、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
のざらつき感を抑制し、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。

【００５２】即ち本手法は、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。

【００５３】優先度が最低の画素を２値で記録する過程
は、自然画では隣接画素どうしの相関が非常に高いた
め、比較的広範囲な領域で濃度が非常に高い場合に行わ
れる。事実図１０に示すように、優先度が最も低い画素
を記録する時点で、優先度が最低の画素の周囲３／４の
画素はすべて成長してしまっているため、この領域の濃
度は比較的高濃度である（しかし１／４の非印字領域が
あるため、形成された隣接ドットが互いに融着するつぶ
れの現象は比較的発生しにくい）。

【００５４】周知のように低濃度域と比較して、高濃度
域での階調性は視覚特性上重要でないので、上記状況下
で最大記録濃度のドットを突然形成しても、疑似輪郭
（階調跳び）のような悪影響はほとんどない。むしろ優
先度が最低の画素を２値で記録すれば、高濃度のベタ印
字部のように非常に高濃度の再現が必要な場合のみに対
応して最高濃度の画素を形成することが可能となる。

【００５５】従って本実施例によれば画素の成長に伴っ
て熱定着後の四方の隣接ドットが完全に融着する、いわ
ゆるつぶれ発生の抑制と、つぶれ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。
即ち従来の、つぶれを抑制した階調レベルとディザマト
リクスの設定では高濃度部の階調性は向上するが、絶対
的な濃度レベルが不足がちになり、一方つぶれを許容し
てしてしまうと絶対的な濃度レベルは確保出来るが、高
濃度域の階調性が損なわれてしまうという欠点を効果的
に解決することができる。

【００５６】次に図１１及び図１２を用いて他の階調変
換特性を用いた実施例について説明する。

【００５７】図１１及び図１２において、優先度が最も
低いドットは、連続して成長する領域を持たず、２値記
録を行なうよう設定されていることが共通点である。

【００５８】図１１は階調変換特性Ｉのグラフである。
図１１に示す階調変換特性Ｉは、例えばＡ位置，Ｃ位置
等特定の優先度のドットの成長を積極的に抑制するもの
である。この処理により、高濃度のベタ印字部のように
最高濃度の再現が必要な場合に対応して画素を形成する
とともに、中高濃度域においては、画素の成長に伴って
熱定着後のあるドットの四方の隣接ドットが完全に融着
する、いわゆるつぶれの発生を更に効率よく抑制するこ
とが可能となる。

【００５９】図１２は階調変換特性IIのグラフである。
図１２に示す階調変換特性IIは、２値記録を行う最低の
優先度のドットを除いて、優先度の低いドットは、それ
より優先度の高いドット濃度が最大となる前に成長を開
始するよう設定したものである。各優先度の階調変換特
性が切り替わる部分での階調性が改善される。

【００６０】もちろん階調変換特性Ｉと階調変換特性II
を組合せることも可能であり、この場合には、各優先度
の画素の成長が切り替わる部分での階調性の改善と、中
高濃度部分のつぶれの抑制と、ベタ記録時の最大濃度確
保が実現できることになる。

【００６１】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本手法
を適用できる。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構わな
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、き
わめて容易である。

【００６２】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について図１３から図１５を
用いて詳細に説明する。

【００６３】電子写真プロセス技術を応用したカラー画
像を形成するレーザビームプリンタは、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、それらの単色の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。

【００６４】図１３はレーザビームプリンタの概略構成
図、図１４は感光体基準検知の動作説明図、図１５は中
間転写体基準検知の動作説明図である。

【００６５】図１３において、１０１は感光体であり、
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ている。この
感光体１０１は２本の感光体搬送ローラ１０２，１０３
によって垂直平面を感光体搬送ローラ１０２，１０３間
で形成する様に支持され、駆動モータ（図示せず）によ
って感光体搬送ローラ１０２，１０３に沿って矢印Ａ方
向に周回動する。

【００６６】ベルト状の感光体１０１の周面には矢印Ａ
で示す感光体回転方向の順に帯電器１０４，露光光学系
１０５、ブラック（Ｂ），シアン（Ｃ），マゼンタ
（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色の現像器１０６Ｂ，１０
６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ、中間転写体ユニット１０
７，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サー１１０が設けられている。

【００６７】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。帯電線１
１１へ高電圧を印加することによって帯電線１１１がコ
ロナ放電を起こしグリッド板１１３を介して感光体１０
１を一様に帯電する。１１４は露光光学系１０５から発
射される画像データの露光光線である。

【００６８】レーザビームプリンタでは、この露光光線
１１４は階調変換装置２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、感光体１０１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。図１４に示す様に、感光体基準検
知センサー１１０は感光体１０１の継ぎ目１０１ａの位
置を検出するものであり、感光体１０１の一端部で感光
体１０１の継ぎ目１０１ａ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１０１ｂを
検知する。

【００６９】各色の現像器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選択された現像器例えば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，１０６
Ｙは感光体１０１から離間している。

【００７０】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１
１６と、中間転写体１１６を支持している２本の中間転
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１
１６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。

【００７１】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
様に設定されている。

【００７２】次に図１５に示すように、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。１２１は感光体クラッチ機構であり、駆動
源（図示せず）からの動力をオン−オフして感光体の回
動を制御するものでり、感光体搬送ローラ１０３の駆動
軸に設けられている。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。

【００７３】１２３は転写材１２４を収納している転写
体カセットである。転写材１２４は転写材カセット１２
３から半月形をした給紙ローラ１２５によって１枚ずつ
用紙搬送路１２６へ送り出される。１２７は転写材１２
４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１２４に転写するための転写ローラであり、
合成像を転写材１２４に転写する時のみ中間転写体１１
６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の挟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。

【００７４】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、以下その動作について説明する。

【００７５】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、互いの周速が
同一の一定速度になるように制御される。さらに中間転
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サー
１２０により予め画像形成領域を設定してあり、この領
域内に於いて感光体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。

【００７６】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
行なわせ、感光体１０１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を照射する
と、感光体１０１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体基準検知センサ
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。

【００７７】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１０
１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中間転写体１１
６に各色毎に感光体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転写される。

【００７８】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１０
８により除去され、さらに除電器１０９により残留トナ
ーが掻き取られた感光体１０１上の電荷は除去される。

【００７９】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１１６上に４色Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナ
ー像を重ね合成像を形成する。この様にして形成された
合成像は今まで離間していた転写ローラ１２９が中間転
写体１１６に接触し、転写ローラ１２９に高圧を印加す
ると共に圧力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。続い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の挟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
上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、合成像が得られ合成像が用紙転
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。

【００８０】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。

【００８１】なお、本発明の画像形成装置は本実施例の
レーザビームを用いた電子写真方式の印字装置に限定さ
れることなく熱転写方式やインクジェット方式などの印
字措置であってもかまわない。またレーザビームに代わ
って電子写真方式の印字装置であるＬＥＤ方式や液晶シ
ャター方式等の印字装置であってもかまわない。

【００８２】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
っても構わない。さらに、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方式をとったが、感光体上に
重ね合わせる方式や転写紙上に重ね合わせる方式などで
あってもかまわない。

【００８３】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
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および第３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および第３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３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が所定の濃度レベルに達
したときのみ最大の大きさのドットを記録する濃度レベ
ルに変換することで、画像データの濃度レベルが所定の
濃度レベルに達するまでは、例えば、ドットの記録にト
ナーを用いた場合など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
の抑制を確実に行うことができ、画像データの濃度レベ
ルが所定の濃度レベルに達すると、ツブレを積極的に利
用した高濃度なベタ部分の再現を行うことができ高品位
な記録画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置のブロック図

【図２】従来の画像形成装置のブロック図

【図３】従来例の濃度変換特性を示すグラフ

【図４】８＊８ディザ閾値マトリクス

【図５】多値ディザ法における出力値

【図６】実施例の階調処理部のブロック図

【図７】図６における各同期信号と各カウンタ出力の時
間軸方向の変化を示すタイミングチャート

【図８】各画素位置に対するカウンタ出力の状態を示す
図

【図９】実施例の階調変換テーブル内容を示す図

【図１０】実施例における階調変換特性のグラフ

【図１１】階調変換特性Ｉのグラフ

【図１２】階調変換特性IIのグラフ

【図１３】レーザビームプリンタの概略構成図

【図１４】感光体基準検知の動作説明図

【図１５】中間転写体基準検知の動作説明図

【符号の説明】

１ 画像メモリ ２ 主走査方向カウンタ ３ 副走査方向カウンタ ４ 濃度変換部 ５ 色補正部 ６ データセレクタ ７ 記憶デバイス ８ 比較器 ９ 記憶デバイス １０ 濃度レベル信号 １１ 比較結果 １２ 最終出力値 ２１ プリントエンジン ２２ デジタルデータ出力装置 ２３ 画像処理部 ２４ 濃度変換部 ２５ 濃度変換テーブル ２６ ＣＭＹ（濃度）データ ２７ ＣＭＹ（濃度）データ ２８ ＣＭＹ（濃度）データ ２９ ＵＣＲ／墨版生成部 ３０ Ｃ（シアン）データ ３１ Ｍ（マゼンタ）データ ３２ Ｙ（イエロー）データ ３３ Ｂｋ（ブラック）データ ３４ 色補正部 ３５ Ｃ’データ ３６ Ｍ’データ ３７ Ｙ’データ ３８ データセレクタ ３９ 階調処理部 ５０ 水平同期信号発生回路 ５１ 水平同期信号 ５２ 水平２進カウンタ ５３ 階調変換テーブル ５４ 水平２進カウンタ出力 ５５ 入力画像信号 ５６ 垂直同期信号発生回路 ５７ 垂直同期信号 ５８ 垂直２進カウンタ ５９ 垂直２進カウンタ出力 １０１ 感光体 １０１ａ 感光体の継目 １０１ｂ 感光体基準マーク １０２ 感光体搬送ローラ １０３ 感光体搬送ローラ １０４ 帯電器 １０５ 露光光学系 １０６Ｙ 現像器 １０６Ｍ 現像器 １０６Ｃ 現像器 １０６Ｂ 現像器 １０７ 中間転写体ユニット １０８ 感光体クリーニング装置 １０９ 除電器 １１０ 感光体基準検知センサー １１１ 帯電線 １１２ シールド板 １１３ グリッド板 １１４ 露光光線 １１５Ｙ 離接カム １１５Ｍ 離接カム １１５Ｃ 離接カム １１５Ｂ 離接カム １１６ 中間転写体 １１７ 中間転写体搬送ローラ １１８ 中間転写体搬送ローラ １１９ 中間転写ローラ １２０ 中間転写体基準検知センサー １２１ 感光体クラッチ機構 １２２ 中間転写体クリーニング装置 １２３ 転写材カセット １２４ 転写材 １２５ 給紙ローラ １２６ 用紙搬送路 １２７ レジストローラ １２８ 従動ローラ １２９ 転写ローラ １３０ 定着器 １３１ ヒートローラ １３２ 加圧ローラ

Claims (2)

(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階調記録を行う画像形成方法
   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、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第２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所定の濃度
   レベルに達するまではドットの記録を行わない濃度レベ
   ルに変換し、前記所定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３の変
   換特性とし、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し、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こと
   を特徴とする画像形成方法。
2. 【請求項２】 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第２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所定の濃度レベルに
   達するまではドットの記録を行わない濃度レベルに変換
   し、前記所定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３の変換特性と
   からなる変換処理手段と、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。