JP3029748B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像記録装置に関し、
より詳細には、原稿画像や環境条件に応じてしきい値を
変化させる擬似中間処理装置を有する画像記録装置に関
するもので、例えば、ディジタル複写機、ファクシミリ
及びプリンタ等に利用される。

【０００２】

【従来の技術】原稿画像は、画像読取り装置の露光光学
系を介して光走査され原稿画像からの反射光を光電変換
素子（ＣＣＤ）に結像し、画像濃度に応じたアナログ電
圧に変換される。このアナログ電圧はアナログ／ディジ
タル（Ａ／Ｄ）変換器によりディジタル変換され、種々
の補正が行われた後、画像濃度を、例えば、２５６階調
（８ｂｉｔ)のディジタル信号として出力される。この
ディジタル信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザ出
力部により再び電光変換され画像記録装置により画像記
録される。しかし、各画素毎に２５６階調の濃度画像を
再現させることは、膨大なメモリを必要とし現実的では
ないので２５６階調（８ｂｉｔ）に量子化された濃度情
報を、例えば、４階調（２ｂｉｔ）に量子化する変換を
行い量子化された濃度に対し一定のしきい値を設けて簡
易化していた。

【０００３】このように、従来技術では、量子化による
量子化値や、しきい値は固定のままで、原稿画像の種類
により切換える切換えモードもなかったので、階調表現
は固定のままであった。すなわち、原稿の種類に関係な
く中間調表現が一定であるから、レーザ階調を設定する
ことによって、レーザのＯＮ・ＯＦＦ時間を変えて記録
時の階調調整を行っていた。

【０００４】上述の従来技術を詳述すると、まず、入力
されたデータは画像読取り装置により１画素２５６階調
の濃度を有するディジタル情報として読み取られる。次
に、１画素２５６階調の高値データを低値データにする
量子化値と、量子化された濃度階調のしきい値が定めら
れる。図２１は、量子化としきい値との関係の一例を示
す図で、濃度レベル０〜２５５のデータをＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄの４値のデータに量子化し、濃度Ａ，Ｂ間のしきい値
をｔ₁と定める。同様に濃度Ｂ，Ｃ間、Ｃ，Ｄ間のしき
い値を各々ｔ₂，ｔ₃に定めたものである。次に、２値の
面積変化による中間調を表現するためにレーザ階調を設
定する。

【０００５】図２２（ａ）,（ｂ）,（ｃ）,（ｄ）は、
レーザ階調の１例を示す図で、縦軸はレーザの出力、横
軸は１画素（１pixel）でのレーザのＯＮ−ＯＦＦ時間
を表わし、階調はレーザ出力一定でレーザのＯＮ時間の
長さで表している。４値化時のレーザ階調の設定は、
（ａ）図では０、（ｂ）図では１、（ｃ）図では２、
（ｄ）図では３を示し、１pixelは１画素に対応する時
間ｔ(０〜ｔｐ)で、（ａ）図の階調０では、１pixel間
でレーザはＯＮ−ＯＦＦせず階調３ではすべてＯＮして
おり、階調１，２では、０〜ｔｐ時間内の所定時間を定
めている。

【０００６】図２３は、４値化されたレーザ階調構成の
例を示す図で、濃度レベルを０〜２５５（白〜黒）に対
応させている。図２４は、図２３の階調に対する濃度曲
線を示したもので、レーザの階調は図２３に示されるよ
うに、レーザ階調と、このレーザ階調としきい値間とで
定められるレーザ階調が０（白），０〜１，１，１〜
２，２，２〜３及び３（黒）の７階調の濃度レベルが得
られる。しかし、この濃度曲線は、図２４に示すように
高濃度範囲の階調Ｂ〜Ａ間では濃度変化は階調が増すに
従って徐々に小さくなる飽和した形になっている。

【０００７】上述のように、従来技術においては、中間
調処理するための量子化を行う際、量子化値やしきい値
が固定であったために、画像記録装置で印字を行う時の
面積階調の変化には、図２２に示すように、レーザ階調
の各階調を表現している１画素間のレーザのＯＮ時間幅
を変化させなければならなかったが、更に、露光ランプ
の光度が、時間と経過に従って変化する等の環境変化に
あわせた設定が難しいという問題があった。

【０００８】また、特公昭６１−２９５０２号公報にお
ける「画像安定化装置」は、予め定められた強度の光で
照射して得られた感光体上の明部と暗部（光を照射しな
い場合）のトナー像の濃度を光学的な濃度検出器により
検出し、暗部のトナー像に基いて帯電出力電圧を制御
し、更に明部信号により露光条件又は現像バイアス電圧
を制御して感光体上の静電潜像の形成を制御することに
より、電子写真のプロセス制御を行うというものであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来技
術の中間調処理での量子化において、量子化値、しきい
値は固定されており、階調の調整を行うにはレーザ側で
の階調を設定しなければならなかったので、操作は複雑
であり、原稿の種類によって最適な階調を得ることが難
しかった。また、露光ランプの光度が変化する等の環境
変化が生じた場合には、階調は変化するが、このような
環境変化に合せて最適な階調に調整を行うことが困難で
あった。また、前記特公昭６１−２９５０２号公報にお
ける画像安定化装置では、トナー像の明部と暗部の信号
に基いて電子写真のプロセスを制御するので、中間調
（グレーレベル）濃度１ポイントを設定して制御するこ
とは可能であるが、２つ以上の中間調濃度を独立して制
御することができず、原稿濃度に対するコピーの再現性
を微調整し、高画質のコピーを得ることはできなかっ
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）画像データ出力手段より出力され
た高階調のディジタルデータに低階調の固定しきい値を
設定し、該固定しきい値に基いて低階調の量子化値を定
める固定モード設定手段と、前記ディジタルデータに画
像の画質に基いて可変しきい値を設定し、該可変しきい
値に基いて量子化値を定める可変モード設定手段と、前
記固定モード設定手段による固定しきい値又は前記可変
モード設定手段により設定された低階調の前記可変しき
い値に基いて定めた量子化値の前記高階調のディジタル
データに対する誤差を処理注目画素ごとに該処理注目画
素周辺の画素に配分する中間調処理手段と、前記固定モ
ード設定手段と可変モード設定手段とを切換えるモード
切換手段とを有する画像処理装置であって、基準原稿か
ら初期に読取り前記画像データ出力手段より出力された
画像基準データを記憶する第１基準データ記憶手段と、
その後に読取り前記画像データ出力手段より出力された
基準データを記憶する第２基準データ記憶手段と、前記
第１基準データ記憶手段に記憶された第１の基準データ
と第２基準データ記憶手段に記憶された第２の基準デー
タとを比較し、比較値を差分として出力する比較手段
と、該比較手段より出力された差分に基いて前記固定し
きい値と前記可変しきい値及び前記量子化値を補正する
補正手段とを備えること、更には、（２）前記（１）に
おいて、担持体上に形成した基準トナー像の濃度を光学
的に検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段により検
知された前記基準トナー像の濃度が許容レベルか否かを
判定する基準トナー像濃度判定手段と、該基準トナー像
濃度判定手段による判定結果が許容レベルでない場合に
前記しきい値及び前記量子化値を補正する補正手段とを
備えることを特徴としたものである。

【００１１】

【作用】露光光学系を介して伝送された原稿画像を光電
変換したアナログ電圧を一画素濃度を例えば０（白）〜
２５５（黒）のｂｉｔの高階調の値のディジタル画像デ
ータとし、更に、例えば２ｂｉｔの低階調の値のディジ
タル画像データに変換される。この変換は画像に応じて
切換えられる量子化値及びしきい値を有してレーザの面
積階調は一定にしている。また、低階調へ量子化するこ
とにより生ずる濃度変化による画質低下に対しては、低
階調で量子化したときのデータと原データとの差を処理
注目画像の周りの画素に誤差配分して画質を誤差のない
なめらかな画質としている。また、露光ランプの光度変
化に対しては、基準原稿による初期の白基準レベルを記
憶し、この記憶値に対してその後に求められた白基準レ
ベルとの変化を算出し、算出結果に基いてしきい値を補
正し、量子化値を定め、露光ランプの光度が時間や環境
により変化する変化影響をなくした。また、担持体（感
光体）上に形成された基準トナー像の濃度を光学的に検
知し、まず、低濃度側では、地カブリレベルが許容範囲
内となるように現像固定バイアス電圧に対する帯電出力
電圧の電位差を決定して地カブリの発生をなくし、次に
高濃度側で高濃度が許容範囲となるように、前記電位差
を一定に保ったまま現像固定バイアス電圧及び帯電出力
電圧の絶対電圧を決定し、最後に中間調濃度のしきい値
と量子化値を２つ以上各々独立して変更し、コピー画質
を安定化し中間調の微調整を行う。

【００１２】

【実施例】まず、本発明に係るディジタル複写機を説明
する。図１は、本発明に係るディジタル複写機の一実施
例における全体構成を示す断面図であり、このディジタ
ル複写機１０には、スキャナ１１，レーザプリンタ部１
２，多段給紙ユニット１３及びソータ１４が備えられて
いる。スキャナ部１１は、透明ガラスから成る原稿載置
台１５，両面対応自動原稿送り装置（ＲＤＦ）１６及び
スキャナユニット２０から構成されている。多段給紙ユ
ニット１３は、第１カセット３１，第２カセット３２，
第３カセット３３及び選択により追加可能な第５カセッ
ト３５を有している。多段給紙ユニット１３では、各段
のカセットに収容された用紙の上から用紙が１枚ずつ送
り出され、レーザプリンタ部１２へ向けて搬送される。
ＲＤＦ１６は、複数枚の原稿を一度にセットしておき、
自動的に原稿を１枚ずつスキャナユニット２０へ送給し
て、オペレータの選択に応じて原稿の片面又は両面をス
キャナユニット２０に読み取らせる。スキャナユニット
２０は原稿を露光するランプリフレクタアセンプリ２
１、原稿からの反射光像を光電変換素子（ＣＣＤ）２２
に導くための複数の反射ミラー２３、及び原稿からの反
射光像をＣＣＤ２２に結像させるためのレンズ２４を含
んでいる。

【００１３】スキャナ部１１は、原稿載置台１５に載置
された原稿を走査する場合には、原稿載置台１５の下面
に沿ってスキャナユニット２０が移動しながら原稿画像
を読み取るように構成されており、ＲＤＦ１６を使用す
る場合には、ＲＤＦ１６の下方の所定位置にスキャナユ
ニット２０を停止させた状態で原稿を搬送しながら原稿
画像を読み取るように構成されている。原稿画像をスキ
ャナユニット２０で読み取ることにより得られた画像デ
ータは、画像処理部へ送られ各種処理が施された後、画
像処理部のメモリに一旦記憶され、出力指示に応じてメ
モリ内の画像データをレーザプリンタ部１２に与えて用
紙上に画像を形成する。

【００１４】レーザプリンタ部１２は手差し原稿トレイ
２５、レーザ書き込みユニット２６及び画像を形成する
ための電子写真プロセス部２７を備えている。レーザ書
き込みユニット２６は、上述のメモリからの画像データ
に応じたレーザ光を出射する半導体レーザ、レーザ光を
等角速度偏向するポリゴンミラー、等角速度偏向された
レーザ光が静電写真プロセス部２７の感光体ドラム２８
上で等速度傾向されるように補正するｆ−θレンズ等を
有している。電子写真プロセス部２７は、周知の態様に
従い、感光体ドラム２８の周囲に帯電器、現像器、転写
器、剥離器、クリーニング器、除電器及び定着器２９を
配置して成っており、また、感光体ドラム２８上に形成
された基準トナー像の反射光を光学的に検知する光学的
読取手段１００が、クリーニング器の上流部に配設され
ている。定着器２９より画像が形成されるべき用紙の搬
送方向下流側には搬送路３０が設けられており、搬送路
３０はソータ１４へ通じている搬送路３７と多段給紙ユ
ニット１３へ通じている搬送路３８とに分岐している。

【００１５】搬送路３８は多段給紙ユニット２３におい
て分岐しており、分岐後の搬送路として反転搬送路３０
ａ及び両面／合成搬送路３０ｂが設けられている。反転
搬送路３０ａは原稿の両面を複写する両面複写モードに
おいて、用紙の裏表を反転するための搬送路である。両
面／合成搬送路３０ｂは、両面複写モードにおいて反転
搬送路３０ａから感光ドラム２８の画像形成位置まで用
紙を搬送したり、用紙の片面に異なる原稿の画像や異な
る色のトナーで画像を形成する合成複写を行う片面合成
複写モードにおいて用紙を反転することなく感光ドラム
２８の画像形成位置まで搬送するための搬送路である。

【００１６】多段給紙ユニット１３は共通搬送路３６を
含んでおり、共通搬送路３６は第１カセット３１、第２
カセット３２、第３カセット３３からの用紙を電子写真
プロセス部２７に向かって搬送するように構成されてい
る。共通搬送路３６は電子写真プロセス部２７へ向かう
途中で第５カセット３５からの搬送路３９と合流して搬
送路４０に通じている。搬送路４０は両面／合成搬送路
４０ｂ及び手差し原稿トレイ２５からの搬送路４１と合
流点４２で合流して静電写真プロセス部２７の感光体ド
ラム２８と転写器との間の画像形成位置へ通じるように
構成されており、これら３つの搬送路の合流点４２は画
像形成位置に近い位置に設けられている。従って、レー
ザ書き込みユニット２６及び電子写真プロセス部２７に
おいて、上述のメモリから読み出された画像データは、
レーザ書き込みユニット２６によってレーザ光線を走査
させることにより感光体ドラム２８の表面上に静電潜像
として形成され、トナーにより可視像化されたトナー像
は多段給紙ユニット１３から搬送された用紙の面上に静
電転写され定着される。このようにして画像が形成され
た用紙は定着器２９から搬送路３０及び１７を介してソ
ータ１４へ送られたり、搬送路３０及び３８を介して反
転搬送路３０ａへ搬送される。次に、図１のディジタル
複写機１０の上部に設けられている操作／表示パネルを
説明する。

【００１７】図２は、図１のディジタル複写機１０の操
作パネルの一例を示す平面図で、ディジタル複写機１０
の操作パネル５０には、図示のように中央部に表示部５
０ａ，右端部にプリントスイッチ５０ｂ及びモード選択
キー５０ｃが配設されている。表示部５０ａは、例え
ば、ドットマトリックス状の液晶表示部の表示面に透明
なタッチパネルから構成するようにしてもよい。

【００１８】図３は、図２の操作パネルの表示部５０ａ
の複写モード等設定画面の一例を示す説明図である。図
３に示す複写モード等設定画面には、倍率５１，用紙サ
イズエリア５２，コピー濃度５３，コピー枚数５４,ソ
ータ５５,プラス機能５６の各タッチパネルが設けられ
ており、プラス機能５６に触れると、モード設定許可５
８、Ａモード設定５７ａ又はＢモード設定５７ｂが選択
される。本発明のモード設定は、図の操作パネルの表示
部５０ａの表示画面において、処理モードをタッチパネ
ル５０ａの操作によって行われる。即ち、タッチパネル
のモード設定許可５８よりモード設定が可能となり、Ａ
モード（写真）設定５７ａ又はＢモード（文字）設定５
７ｂにより目的とする画像を選択し設定する。

【００１９】次に、このディジタル複写機１０に含まれ
ている画像処理部及び各制御系の構成及び機能を説明す
る。図４は、図１に示したディジタル複写機１０に含ま
れている画像処理部及び各制御系のブロック構成図であ
る。ディジタル複写機１０に含まれている画像処理部
は、画像データ入力部６０，画像処理部６１，画像デー
タ出力部６２，ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等か
ら構成されるメモリ６３及び画像処理中央処理演算装置
（ＣＰＵ）６４を備えている。

【００２０】画像データ入力部６０はＣＣＤ部６０ａ、
ヒストグラム処理部６０ｂ及び誤差拡散処理部６０ｃを
含んでいる。画像データ入力部６０は図１のＣＣＤ２２
から読み込まれた原稿の画像データを２値化変換して、
２値のデジタル量としてヒストグラムをとりながら、誤
差拡散法により画像データを処理して、メモリ６３に一
旦記憶するように構成されている。即ち、ＣＣＤ部６０
ａでは、画像データの各画像濃度に応じたアナログ電気
信号がＡ／Ｄ変換された後、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ ＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）補正、白黒
補正又はガンマ補正が行われ、２５６階調（８ビット）
のデジタル信号としてヒストグラム処理部６０ｂへ出力
される。ヒストグラム処理部６０ｂでは、ＣＣＤ部６０
ａから出力されたデジタル信号が２５６階調の画素濃度
別に加算されて濃度情報（ヒストグラムデータ）が得ら
れると共に、必要に応じて、得られたヒストグラムデー
タは画像処理ＣＰＵ６４へ送られ、又は画素データとし
て誤差拡散処理部６０ｃへ送られる。誤差拡散処理部６
０ｃでは、擬似中間調処理部の一種である誤差拡散法、
即ち４値化の誤差を隣接画素の４値化判定に反映させる
方法により、ＣＣＤ部６０ａから出力された８ビット／
画素のデジタル信号が２ビット（４値）に変換され、原
稿における局所領域濃度を忠実に再現するための再配分
演算が行われる。

【００２１】画像処理部６１は多値化処理部６１ａ、及
び６１ｂ、濃度変換処理部６１ｃ、１／８変倍処理部６
１ｄ、画像プロセス部６１ｅ、変倍処理部６１ｆ、濃度
変換処理部６１ｇ、誤差拡散処理部６１ｈ並びに圧縮処
理部６１ｉを含んでいる。画像処理部６１は、入力され
た画像データをオペレータが希望する画像データに最終
的に変換する処理部であり、メモリ６３に最終的に変換
された出力画像データとして記憶されるまでこの処理部
にて処理するように構成されている。但し、画像処理部
６１に含まれている上述の各処理部は必要に応じて機能
するものであり、機能しない場合もある。

【００２２】即ち、多値化処理部６１ａ及び６１ｂで
は、誤差拡散処理部６１ｈで４値化されたデータが再度
256階調に変換される。画像プロセス部６１ｅでは、入
力された画素データに対して様々な画像処理が行われ、
又、特徴抽出等データ列に対する情報収集が行われ得
る。変倍処理部６１ｆでは、指示された変倍率に応じ
て、入力される既知データにより補間処理を行うことに
よって、変倍後の対象画素に対する画素データ（濃度
値）が求められ、副走査が変倍された後に主走査が変倍
処理される。濃度変換処理部６１ｇでは、256階調のデ
ジタル信号に対して、所定の階調変換テーブルに基づい
て入力濃度に対する出力濃度の関係が任意に設定され
る。誤差拡散処理部６１ｈでは、画像データ入力部６０
の誤差拡散処理部６０ｃと同様な処理が行われる。圧縮
処理部６１ｈでは、ランレングスという符号化により２
値データが圧縮される。又、画像データの圧縮に関して
は、最終的な出力画像データが完成した時点で最後の処
理ループにおいて圧縮が機能する。画像データ出力部６
２は復元部６２ａ、及びレーザ出力部６２ｂを含んでい
る。

【００２３】画像データ出力部６２は、圧縮状態でメモ
リ６３に記憶されている画像データを復元し、もとの25
6階調に再度変換し、２値データより滑らかな中間調表
現となる４値データの誤差拡散を行い、レーザ出力部６
２へデータを転送するように構成されている。即ち、復
元部６２ａでは、圧縮処理部６１ｉによって圧縮された
画像データが復元される。レーザ出力部６２ｂでは、プ
リント部制御用ＣＰＵからの制御信号に基づき、デジタ
ル画像データがレーザのオン／オフ信号に変換され、レ
ーザがオン／オフ状態となる。次に、本発明における画
像形成装置に使用する中間調処理について説明する。

【００２４】原稿画像の反射光を露光光学系を介してＣ
ＣＤに結像して光電変換されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ
変換回路によりディジタル変換され、これをディジタル
情報として原稿画像データを抽出する。この抽出された
画像データを、例えば、０（白）〜２５５（黒）の階調
で１画素が読み込まれたとする。このままの状態では、
１画素は０〜２５５の何れかの階調で表現されるため８
ｂｉｔの情報が必要であり、これを画像全体で記憶しよ
うとすると膨大なメモリが必要となる。更に、このまま
の状態では、１画素を０〜２５５の階調で印字できる画
像記録装置がないと読み取った画像を印字することがで
きない。そこで、本発明においては、１画素のデータ量
を減らして印字の際の１画素の階調を少なくすることに
よってメモリ量が少なく、階調性が高くない印字装置に
よっても表現できるようにした中間調記録回路を使用す
る。

【００２５】画像入力時における画素の階調が、０
（白）〜２５５（黒）のレベルで読み込まれたとして、
まず、読み取られた上記画素階調０〜２５５のデータに
対し０〜２５５に対応して設定した低階調の値への量子
化を行う。以下、量子化の設定の方法について述べる。

【００２６】図５（ａ）,（ｂ）は、画像濃度の量子化
値及びしきい値の例を示す図で、（ａ）図は、Ｂモード
（文字画像等）、（ｂ）図はＡモード（写真画像等）の
ものである。まず、（ａ）図のＢモードにおいて或る固
定のしきい値ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃を設定し、次に、下記の判
定式（１）により量子化値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを求める。こ
こで、入力データをｆとする。 ２５５≧ｆ＞ｔ₁の時 …Ａ ｔ₁≧ｆ＞ｔ₂の時 …Ｂ ｔ₂≧ｆ＞ｔ₃の時 …Ｃ （１） ｔ₃≧ｆ≧０の時 …Ｄ 同様に（ｂ）図のＡモードにおいてもしきい値ｔ₁′，
ｔ₂′，およびｔ₃′を定めて上記判定式を用いて、
Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′を求める。

【００２７】上記（ａ）図のＢモードは文字等の２値原
稿等の場合に選択されるモードで、画素階調濃度曲線か
ら量子化値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びしきい値ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃
は略等間隔に選ばれている。これに対して、（ｂ）図の
Ａモードでは中間調画像の忠実度を増すため量子化値と
画像濃度とが比例するような量子化値Ａ′，Ｂ′，
Ｃ′，Ｄ′及びしきい値ｔ₁′，ｔ₂′，ｔ₃′が選ばれ
ている。例えば、しきい値は Ａモードで（ｔ₁′：２２４、ｔ₂′：１６１、ｔ₃′：
６４） Ｂモードで（ｔ₁：２１２、ｔ₂：１２８、ｔ₃：４２） 量子化量は Ａモードで（Ａ′：２５５、Ｂ′：１９２、Ｃ′：１２
８：Ｄ′：０） Ｂモードで（Ａ ：２５５、Ｂ ：１７０、Ｃ ： ８
５、Ｄ ：０） である。

【００２８】図６は、モード階調構成を示す図で、
（ａ）図はＢモード、（ｂ）図はＡモードの階調構成を
示す。図においては、量子化値Ｄ，Ｄ′は白画像
（０）、Ａ，Ａ′は黒画像（２５５）に対応してある。

【００２９】図７は、図６の階調変化と濃度曲線を示す
図で、図（ａ）はＢモード、（ｂ）図はＡモードのもの
で、縦軸に濃度（ＩＤ）、横軸に量子値をとってある。
（ｂ）図のＡモードでは階調変化に対し濃度は直線的に
変化しているのに対し（ａ）図のＢモードでは高濃度に
なるに従って飽和する曲線となっている。これらの曲線
は、入力データ０〜２５５について、中間処理後の印写
濃度をマクベス測定器で測定して得られたもので、例え
ば、入力データ１００のときは、横軸１００に対応する
縦軸のＩＤ濃度を示している。

【００３０】図８は、本発明に係るＡモードとＢモード
の入力濃度値を変えた場合の中間調処理例を説明するた
めの図で、図８は、同一画像を１０×１０のドットに区
画し、このドットの入力濃度１００と２００とに対し
て、各々図５（ｂ）のＡモードと図５（ａ）のＢモード
の量子化値としきい値を適用して得られたものである。
入力濃度１００の低濃度の場合は、ＡモードとＢモード
とでは中央部のドットの階調は、０,１,２で構成され階
調変化が大きいが、入力濃度２００の高濃度では中央部
のドットの階調は２，３で構成され、階調変化が小さく
なる。

【００３１】しかし、上述の如く、量子化を行っただけ
では、画像の小領域における原データとの濃度保存がで
きていないために、中間調部分での画質になめらかさが
なくなる。これをなくすために、量子化の際に発生する
原データとの差を誤差分として、これを、処理注目画素
の周りの画素濃度に影響を与えるような処理を行うこと
で、小領域での濃度保存を行う。以下に、この処理の原
理を説明する。この処理は、Ｓｔｅｐ１とＳｔｅｐ２と
に分れて行われる。

【００３２】図９は、処理注目画素の量子化誤差εを周
囲画素へ分配するStep１の分配の方法を示す図で、ｉ＋
１行目の処理注目画素Ｅに発生する原データとの誤差ε
分を一つ前の行（ｉ行）の処理注目画素Ｅの先に左上：
Ａ、真上：Ｂ、右上：Ｃの各画素と処理注目画素Ｅと同
一ラインｉ＋１行の処理注目画素Ｅの直前に走査された
左側の画素Ｄに各々ある分配比率で分配する。このよう
にｉ＋１行にあるすべての処理注目画素からｉ行のすべ
ての画素に誤差分配が完了すると、逆に処理注目画素を
ｉ行目に移しｉ＋１行の各画素に誤差を分配するStep２
の処理が行われる。Step２の処理を以下に述べる。

【００３３】図１０は、処理注目画素量子化誤差ε′を
周囲画素に分配する Step２の分配の方法を示す図で、
ｉ行の処理注目画素Ｂからｉ＋１行の左側：Ｄ、真下：
Ｅ、右側Ｆ及びｉ行の処理注目画素Ｂの次に読み込まれ
る右側：Ｃに誤差ε′が所定比率で分配される。このよ
うに処理注目画素を移動し乍ら再度量子化を行いこの量
子化された値を結果とする。このとき、計算結果で得ら
れた誤差の残分は、乱数を使用することによりＣ，Ｄ，
Ｅ，Ｆの４点の１ケ所を指定して分配する。次に、注目
ラインをｉ＋２行目に移動し上記 Step１と同様の処理
を行い、次に Step２の処理を行う。この処理操作を入
力画像データの最終まで行う。次に、前記 Step１，Ste
p２の処理注目画素の誤差を配分する中間調処理手段に
ついて述べる。

【００３４】図１１は、本発明における画像記録装置の
中間調処理回路ブロック図であり、図中、１は中間処理
回路、２は Step１処理部、３は Step２処理部、５，
６，７，８は加算部、９ａは入力部、９ｂは出力部であ
る。操作パネル５０ａのＡモード５７ａ又はＢモード５
７ｂの切換信号に基いて、ＣＰＵ６４はモードに応じた
量子化値及びしきい値を Step１処理部２に設定され
る。入力データは、例えば、０〜２５５（８ｂｉｔ）の
濃度情報をもって入力部９ａを介して Step１処理部２
に入力され、画素毎に濃度値を量子化され、同時に入力
データと量子化後のデータとの誤差εが求められる。誤
差εは前記 Step１の動作に従って分配される。

【００３５】図１２（ａ）,（ｂ）は、Step１処理部２
における誤差分配を説明するための図で、（ａ）図は、
Step１処理部２部分の入出力信号、（ｂ）図は、誤差配
分の方法を示す図である。図１１において、入力部９ａ
からの入力データは、左より図１２に示したStep１処理
部２の処理を行い、量子化を行う。ｉ＋１行の処理注目
画素の量子化誤差εは、画素毎に図１２（ｂ）のよう
に、ｉ行の左上の画素ａ，真上の画素ｂ，左上の画素ｃ
及びｉ＋１の画素ｄに振りまかれる。ｉ＋１行の画素
ａ,ｂ,ｃに配分された誤差は、Step２処理部３の処理の
ためにａ,ｂ,ｃ方向に、画素毎に順次加算回路５,６,７
により加算される。また、処理注目画素の直前の画素ｄ
への配分誤差は、加算回路８を介してエラーバッファ４
に加算される。

【００３６】図１３（ａ）,（ｂ）は、Step２処理部に
おける誤差配分を説明するための図で、（ａ）図はStep
２処理部２部の入出力信号、（ｂ）図は誤差配分の方法
を示す図である。図１１のStep２処理部３では、量子化
誤差を補正した画像データを出力部９ｂより出力する。
Step２処理部３は、図１３（ｂ）のように、ｉ行の処理
注目画素の誤差ε′と、ｉ＋１行の左下の画素ｅ，真下
の画素ｆ，右下の画素ｇ及び次に走査される画素ｈに振
り分けられる。ｉ＋１行のｅ,ｆ,ｇ方向の配分誤差は、
加算部８を介して順次エラーバッファ４に加算され、ｉ
行のｈ方向の配分誤差は、次の時間でのStep２処理部３
での処理のため、加算部６を介してStep２処理部に加算
される。

【００３７】図１４は、中間調処理を説明するための図
で、上述の Step１処理部２、および Step２処理部３の
処理を処理注目画素を番号順に選択し最終の対象となる
画素に移動してゆく様子を示したもので、ｉ＋１行のＰ
₂で示した処理注目画素ｎの誤差は矢印のようにｉ行の
左上の画素１、真上の画素２、右上の画素３は、Step２
処理部３に加算され、直前の画素ｎ−１は加算回路８を
介してエラーバッファ４に加算され、エラーバッファ４
からは右上の画素３に対応する誤差が出力され加算回路
７を介して画素３に加算され補正される。同様に、Step
２処理部３でのＰ₁で示した処理注目素子１において
も、画素ｎ−２の誤差がエラーバッファ４に入力され
る。このように番号順に Step１，Step２処理部２，３
及びエラーバッファ４を介して最終の対象画素が移動
し、画像全体の中間調処理が行われる。

【００３８】更に、環境条件が変化した場合、しきい値
を変化させる方法について説明する。環境条件が変化す
る具体例としては、露光ランプの光度の変化がある。露
光ランプの明るさは、時間とともに変動するために、原
稿読み取り時の画像データも変動する。そこで、画像デ
ータが変動するのを確認して、中間調画像処理回路の量
子化値、しきい値を変動させてやれば、読み込み時の明
るさが変わるたびに階調が変化するのをおさえることが
できる。図１５は、複写機の露光操作を示す図で、画像
走査においては、原稿載置台１５の下方から露光光学系
の露光ランプを有するランプリフレクタアセンブリ２１
を走査させてＣＣＤ２２に原稿画像を読み込ませるが原
稿載置台１５の端部には白色の基準原稿７０が配されて
おり、この基準原稿７０をＣＣＤ２２により走査毎に読
み込んで読み込んだ白データを白データの基準としてい
る。しかし、露光ランプの光度が変化すると白色基準デ
ータも変化する。

【００３９】図１６は、基準データ（白色）の時間変化
の一例を示すもので、毎回読み込まれる同じ基準データ
（白色）は時間と共に変化している。本発明において
は、基準データの変化影響をなくすため、このようなデ
ータの変動を検知して、中間調画像処理回路の量子化
値、しきい値を変動させる。つまり、原稿をまず走査し
て、読み取る前に基準原稿を読み取り、基準データがａ
１であったとする。これが、基準ａと比べて、どのくら
いの差があるのかを図４の画像処理部のＣＰＵ６４によ
って判定してやることで、ａ１とａとの差ｇを求める。
差ｇによって、量子化値、しきい値を設定する。

【００４０】図１７は、量子化値およびしきい値の再設
定を説明するための図で、ｇの計算は次の（２）式によ
って行われる。 ａ１−ａ＝ｇ …（２） ｇが限界誤差の大きさにより定められた一定値Ｋ₁より
も大きければ、量子化値Ｂ，Ｃを＋方向へ差ｇだけ変化
させる。次に、しきい値ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃は、＋方向へｇ
／２変化させる。逆に、ｇが−Ｋ₁よりも小さければ、
−方向へ変化させる。

【００４１】図１８は、本発明に係る環境により基準値
が変化した場合の量子化値及びしきい値を変更するため
のフローチャートである。以下、図に基いて動作を説明
する。

【００４２】step１：画像読み取り走査を行うとき基準
（白色）原稿を読み取り基準データａ１を記憶する。 step２：最初に読み取られ記憶していた基準データａと
step１で読み取られ記憶された基準データａ１とを比
較する。 step３：比較して得られた基準データａ１とａとの差ｇ
の絶対値と限界誤差値Ｋ₁と比較しその大小を判断す
る。 step４：差ｇがＫ₁より大きければ量子化値をｇだけ、
しきい値を１／２ｇプラス方向に補正し、ｇが−Ｋ₁よ
り小さければ−方向へ補正する。 step５：誤差ｇの絶対値がＫ₁よりも小さい場合及び st
ep４で補正が完了した場合には補正値に基いて中間調画
像処理を行う。 以上の操作が完了すると、次の原稿に対しても同様の s
tep 動作が行われる。

【００４３】以上、中間調処理するために画像に応じて
量子化のしきい値および量子化値を変化させるモードを
設定可能とし、更には、環境変化することによって基準
データが変化した場合でも、量子化のしきい値および量
子化値を変更することにより環境に影響されず、一定の
画質が得られることを述べたが、環境条件が一定であっ
ても、複写機を長期使用し、寿命変化が生じた場合、特
性が変化する。例えば、カブリは温度変化や現像剤の劣
化等、環境が変化した場合に発生するが、これらの環境
条件が一定でも、感光体の膜減りにより帯電電位が低下
し、現像バイアス電圧と帯電電位との電位差が小さくな
って低濃度におけるカブリが生ずる。本発明では、この
ような場合でも安定した画質のコピーを得るようにした
ものである。

【００４４】図１９，２０は、本発明における画像処理
装置の他の実施例を説明するためのフローチャートであ
り、図１９と図２０のフローチャートはＡで接続してい
る。以下、図示のフローチャートに基いて動作を説明す
る。なお、複写機は、感光体の帯電極性とトナーの帯電
特性とが同じである反転現像のディジタル複写機であ
り、該複写機のプロセスコントロールが開始された以後
における動作を示している。

【００４５】ここで、本発明の画像処理装置は、画像処
理のための低濃度において、カブリを生じないように現
像バイアス電圧とグリッド電圧との電圧差を定める第１
の制御手段と、黒濃度を定めるために前記電位差を保っ
たまま絶対値を上昇させる第２制御手段と、中間調レベ
ルにおいて、少くとも２つ以上のしきい値と量子化値を
調整する第３の制御手段とを有している。

【００４６】第１段の制御手段においては、step１ ：低濃度のカブリレベルを制御するために、感光
体２７ａにトナー像ａを作成し、基準となる濃度データ
をもったトナー像ａを形成する。step２ ：トナー像ａの濃度の関数である反射率を光学的
読取手段１００で測定する。step３ ：低濃度、すなわち、地カブリレベルが許容範囲
にあるか否かの判定を行う。step４ ：許容範囲でない場合、帯電出力を上昇させる。
この時、現像バイアス電圧は固定されているため、帯電
出力の上昇と共に地カブリは減少する。step５ ：低濃度の地カブリレベルが許容範囲にある場
合、このステップにおいて、現像バイアスと帯電出力
（グリッド電圧）の電位差が決定される。

【００４７】第２段の制御段においては、前記step５に
続いて以下の制御が行われる。step６ ：感光体２７ａ上に黒ベタレベルに相当するトナ
ー像ｂを印字する。step７ ：トナー像ｂの濃度を光学的読取手段１００によ
り測定する。step８ ：高濃度、すなわち黒濃度が許容範囲にあるかの
判定を行う。step９ ：トナー像ｂの濃度が許容範囲でない場合（すな
わち、黒が黒として再現されていない場合）、第１の制
御手段で得た現像バイアスと帯電出力（グリッド電圧）
の電位差を固定した状態で、両者の電圧の絶対値を上昇
させる。黒濃度は現像バイアスと感光体がレーザー照射
を受けた明部電位との電位差が大きい程、トナーを静電
気的に引き付けやすくなるため、トナー像はより黒くな
る。このとき、現像バイアスのみを上昇させると、ステ
ップ１で補正した地カブリが再び発生するため、現像バ
イアスと帯電出力の電位差を変化させずに、両者電圧の
絶対値を上昇させる。これを繰り返す。step10 ：トナー像ｂの濃度が、許容レベルに達したと
き、現像バイアス電圧および帯電電圧の絶対値を決定す
る。

【００４８】第３の制御手段 前記第１,２の制御手段により、地カブリ，黒ベタ濃度
の補正が行われたが、中間調整度（グレーレベル）の設
定が必要となる。従来のアナログ機で中間調濃度を制御
するために、コピーランプ等の光量を変化させて行う方
法があるが、この方法では、中間調濃度の１ポイントの
みを調整できるのみであるが、本発明では、中間調の少
なくとも２つ以上の濃度を調整可能とする。ここでは、
３つの濃度調整の場合を示す。step11 ：感光体２７ａ上に予め設定された中間調濃度の
トナー像ｃ₁，ｃ₂およびｃ₃の印字を行う。step12 ：トナー像ｃ₁，ｃ₂およびｃ₃の３段階の濃度を
光学的読取手段１００で読み取る。step13 ：まず、トナー像ｃ₁の濃度が許容レベルかを判
定する。step14 ：若し、トナー像ｃ₁の濃度が許容レベルでない
場合、しきい値ｔ₁を制御し、これをトナー像ｃ₁の濃度
が許容レベルに達するまで繰り返す。step15 ：トナー像ｃ₁の濃度が許容レベルに達するよう
に、しきい値ｔ₁が制御された後は、トナー像ｃ₂の濃度
が許容レベルであるか否かを判定する。

【００４９】step16：トナー像ｃ₂の濃度が許容レベル
でない場合、許容レベルとなるまで、しきい値ｔ₂を制
御する。step17 ：最後に、トナー像ｃ₁の濃度が許容レベルであ
るか否かを調べる。step18 ：トナー像ｃ₁の濃度が許容レベルに達するまで
しきい値ｔ₃の制御を行い、step11に戻り、以上の操作
を繰り返す。step19 ：トナー像ｃ₁，ｃ₂及びｃ₃のすべての濃度が許
容レベルにあるか否かを判定する。もし、許容レベルに
達しないときは、step11に戻り、以上の操作を繰り返
す。step20 ：中間調のトナー像ｃ₁，ｃ₂及びｃ₃が許容レベ
ルに達したとき、複写機のプロセスコントロールが終了
する。

【００５０】以上の説明に示すように、量子化的のしき
い値および量子化値の変更は、感光体２７ａに形成され
た基準トナー像ａ，ｂ，ｃ₁，ｃ₂及びｃ₃から読み取ら
れた濃度データと、予め定められた所定濃度データとの
差に基いて行われる。また、図１１の中間調処理ブロッ
ク図においては、基準トナー像と所定濃度との差は、Ｃ
ＰＵ６４を介してstep１，step２のしきい値及び量子化
値を変更させる。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、（１）印字する時の面積階調を変化させる方
法として画像記録装置のレーザ階調設定値を固定させ、
中間調処理側で高値画像濃度階調から低値画像階調とす
る量子化のしきい値および量子化値を画像に応じて変化
させるモードと固定しきい値と量子化値を有するモード
とを切り換えることができるようにしたので、簡易操作
ができ、画質も向上し、従来のように固定したしきい値
と量子化値が定められていて中間調をレーザの階調設定
して行うという煩雑でしかも画質も悪くなるという欠点
をなくした。更には、環境変化により基準データが変化
しても、最初の記憶された基準データと比較し、この比
較に基いてしきい値及び量子化値を補正するので、環境
が変化しても常に変化のない一定の画像が得られる。ま
た、感光体上に基準となるトナー像を形成して、これを
光学的に検出して、低濃度でカブリを生じないように現
像バイアス電圧固定状態で帯電出力電圧を制御して電位
差を決定し、高濃度では所定濃度となるように、前記電
位差を保ったまま絶対電圧を制御し、制御された低濃度
と高濃度の範囲内で中間調濃度における少くとも２つ以
上のしきい値と量子化値を決定したので、環境変化した
とき、又は長期間使用して帯電体上の薄膜厚が変化した
ような場合でも、安定したコピー画質が得られ、中間調
レベルの複数のポイントを独立して微調整が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディジタル複写機の一実施例にお
ける全体構成を示す断面図である。

【図２】図１のディジタル複写機１０の操作パネルの一
例を示す平面図である。

【図３】図２の操作パネルの表示部５０ａの複写モード
等設定画面を示す説明図である。

【図４】図１に示したディジタル複写機１０に含まれて
いる画像処理部及び各制御系のブロック構成図である。

【図５】画像濃度の量子化値及びしきい値の例を示す図
である。

【図６】モード階調構成を示す図である。

【図７】図６の階調変化と濃度曲線を示す図である。

【図８】本発明に係るＡモードとＢモードの入力濃度値
を変えた場合の中間調処理例を説明するための図であ
る。

【図９】処理注目画素の量子化誤差εを周囲画素へ分配
するstep１の分配の方法を示す図である。

【図１０】処理注目画素量子化誤差εを周囲画素に分配
する step２の分配の方法を示す図である。

【図１１】本発明における画像記録装置の中間調処理回
路ブロック図である。

【図１２】step１処理部における誤差分配を説明するた
めの図である。

【図１３】step２処理部における誤差配分を説明するた
めの図である。

【図１４】中間調処理を説明するための図である。

【図１５】複写機の露光操作を示す図である。

【図１６】基準データ（白像）の時間変化の一例を示す
ものである。

【図１７】量子化値およびしきい値の再設定を説明する
ための図である。

【図１８】本発明に係る環境により基準値が変化した場
合の量子化値及びしきい値を変更するためのフローチャ
ートである。

【図１９】本発明における画像処理装置の他の実施例を
説明するためのフローチャートである（フローチャー
ト：その１）。

【図２０】本発明における画像処理装置の他の実施例を
説明するためのフローチャートである（フローチャー
ト：その２）。

【図２１】量子化としきい値との関係の一例を示す図で
ある。

【図２２】レーザ階調の１例を示す図である。

【図２３】４値化されたレーザ階調構成の例を示す図で
ある。

【図２４】図２２の階調に対する濃度回線を示したもの
である。

【符号の説明】

１…中間処理回路、２… step１処理部、３… step２処
理部、１０…ディジタル複写機、１１…スキャナ、１２
…レーザプリンタ部、１３…多段給紙ユニット、１４…
ソータ、１５…原稿載置台、１６…両面対応自動原稿送
り装置（ＲＤＦ）、２０…ユニット、２２…光電変換素
子（ＣＣＤ）、２３…反射ミラー、５０…操作パネル、
５０ａ…表示部、５１…倍率、５２…用紙サイズエリ
ア、５３…コピー濃度、５４…コピー枚数、５５…ソー
タ、５６…プラス機能、６０…画像データ入力部、６１
…画像処理部、６２…画像データ出力部、６３…メモ
リ、６４…画像処理中央処理演算装置（ＣＰＵ）、１０
０…光学的読取手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−80970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−57088（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−210963（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データ出力手段より出力された高階
   調のディジタルデータに低階調の固定しきい値を設定
   し、該固定しきい値に基いて低階調の量子化値を定める
   固定モード設定手段と、前記ディジタルデータに画像の
   画質に基いて可変しきい値を設定し、該可変しきい値に
   基いて量子化値を定める可変モード設定手段と、前記固
   定モード設定手段による固定しきい値又は前記可変モー
   ド設定手段により設定された低階調の前記可変しきい値
   に基いて定めた量子化値の前記高階調のディジタルデー
   タに対する誤差を処理注目画素ごとに該処理注目画素周
   辺の画素に配分する中間調処理手段と、前記固定モード
   設定手段と可変モード設定手段とを切換えるモード切換
   手段とを有する画像処理装置であって、基準原稿から初
   期に読取り前記画像データ出力手段より出力された画像
   基準データを記憶する第１基準データ記憶手段と、その
   後に読取り前記画像データ出力手段より出力された基準
   データを記憶する第２基準データ記憶手段と、前記第１
   基準データ記憶手段に記憶された第１の基準データと第
   ２基準データ記憶手段に記憶された第２の基準データと
   を比較し、比較値を差分として出力する比較手段と、該
   比較手段より出力された差分に基いて前記固定しきい値
   と前記可変しきい値及び前記量子化値を補正する補正手
   段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 担持体上に形成した基準トナー像の濃度
   を光学的に検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段に
   より検知された前記基準トナー像の濃度が許容レベルか
   否かを判定する基準トナー像濃度判定手段と、該基準ト
   ナー像濃度判定手段による判定結果が許容レベルでない
   場合に前記しきい値及び前記量子化値を補正する補正手
   段とを備えることを特徴とする請求項１記載の画像処理
   装置。