JP3103571B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ホストコンピュータ、イメージリーダ、及
びコントローラ等の外部装置から画像信号を高品位な可
視画像として出力するための画像処理装置に関する。

［従来の技術］ 従来、電子写真技術を応用したレーザプリンタなどの
記録装置（以下、プリンタと称する）では、中間調画像
を出力する場合に、記録用の画像信号に対して、まず外
部装置のホストコンピュータ等により網点処理や、ディ
ザ処理などの必要な画像処理を行い、かつ２値化してか
ら、プリンタに入力するという方法が一般に採用されて
いる。また、米国特許4,800,442号明細書に開示されて
いる様なレーザプリンタなどでは、ホストコンピュータ
側においてレーザの点灯時間（すなわち、主走査方向の
画像クロック）を制御して、レーザON時間を通常の１ド
ットON時間よりも短くすることにより、中間調画像を出
力するということも行われている。

このように、ホストコンピュータ側で種々の画像処理
を行うことは、データ記憶能力等から好都合であり、ま
た、ホストコンピュータとプリンタ間の伝送では２値信
号を取り扱えばよいことになるので、データ量が少なく
なり、データ転送などに非常に好都合となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来のプリンタでは、一
般的に中間調画像を出力した場合にプリンタの機種によ
り階調特性が異なるので、たとえ同じイメージデータが
供給されても濃度の異なった出力画像が得られることと
なる。例えば、第２図に示すような４×４画素のディザ
パターンを外部装置から出力したとしても、実際に記録
した場合は、第３図に示すようにあるプリンタでは本図
中のＡの実線曲線のような特性を示し、また別のプリン
タでは本図中のＢの破線曲線のような特性となる。この
結果、同じディザパターンをプリンタに入力しても、あ
るプリンタでは白地側が飛んでしまったり、また別のプ
リンタでは黒に近い側がつぶれて判別できなくなったり
するという不都合が生じていた。

厳密にいえば、写真画像ばかりでなく、文字画像にお
いても特に細線で出力される小さな文字の画像は、その
印字ライン幅がプリンタによって異なるので、あるプリ
ンタでは太めに、他のプリンタでは細めになってしまう
という不都合が生じていた。

従って、以上述べたような原因により、同一のホスト
コンピュータを使用して、異なった特性の複数種のプリ
ンタを用いて１つの画像処理システムを構成した場合に
は、被記録媒体（一般には紙）上に得られる画像が全体
的に薄ぼけてしまって文字が細かったり、あるいは逆に
全体的に濃くなって文字もつぶれているなどの不都合が
生じていた。

本発明の目的は、上述のような欠点を除去し、例えば
共通の外部装置と異なった特性の複数種のプリンタとを
用いて１つのシステムを構成した場合でも、各プリンタ
の特性に合わせてプリンタ毎に最適な高品位の可視画像
出力が常に得られる画像処理装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 斯かる目的下において、本発明の画像処理装置は、外
部装置から補正された画像信号を受信する受信手段と、
前記補正された画像信号を記録する記録手段と、前記外
部装置において前記補正された画像信号を得るために使
用される前記記録手段の記録特性に応じた補正テーブル
を前記外部装置に出力する出力手段とを有することを特
徴とする。

また、本発明の画像処理装置は、画像信号を入力する
入力手段と、外部記録装置の記録特性に応じた補正テー
ブルを受信する受信手段と、前記受信手段によって受信
された補正テーブルに基づいて前記入力手段によって入
力された画像信号を補正する補正手段と、前記補正手段
によって補正された画像信号を前記外部記録装置に出力
する出力手段とを有することを特徴とする。

［作用］ 上記構成により、本発明では、記録装置毎に異なって
いた画像品質の制御を外部装置が記録装置にかかわら
ず、一定の高品位に常に保守することができる。また、
画像信号を補正する装置側で様々な記録特性に応じた補
正テーブルを予め用意しておく必要がないので、補正テ
ーブルを記憶しておくメモリを削減することができる。

［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。

A.第１実施例 まず、本発明の第１実施例について説明する。

第１図は本発明実施例のプリンタとコントローラ（外
部装置）とからなる回路構成を示す。

また、第２図に示すディザマトリックスで出力したプ
リンタの階調特性を第３図に示す。第３図の曲線Ａは通
常環境にて出力した場合であり、第３図の曲線Ｂは高温
高湿環境にて出力した場合であるとする。

第１図において、コントローラＡとプリンタＢは夫々
別箇体であり、画像データ１は読取りリーダ（図示しな
い）、あるいは磁気ディスク装置（図示しない）等から
外部装置であるコントローラＡへ入力されて、ページメ
モリ２に記憶される。本実施例ではこの画像データ１の
一画素は４ビット（bit）のデータとして説明する。メ
モリ２内に４ビットの多値信号として配列された画像デ
ータは、プリンタＢのプリント開始とともに、逐次ライ
ンバッファ３に読み出され、ビデオ信号Ｒと同期をとら
れた後、ルックアップテーブルであるRAM（ランダムア
クセスメモリ）５によってデジタル−デジタル変換を受
ける。このRAM5は接続されているプリンタＢの記録特性
に従って、濃度階調補正を行うものである。

一方、プリンタＢのROM（リードオンメモリ）８に
は、第４図の曲線（ａ），（ｂ）に示すような入力画像
濃度データを読み出しアドレスとし、プリンタ入力階調
補正データを出力データとする複数のルックアップテー
ブルが格納されている。セレクタ10により選択されたRO
M8のルックアップテーブルの内容は装置特性信号25とし
てRAM5に転送され、RAM5の内容が更新される。信号25が
RAM5にロードされるときのタイミングは、コントローラ
ＡおよびプリンタＢの両方の電源が入った直後、又は、
セレクタ10により新たなルックアップテーブルの選択が
なされた時が好ましい。

このようにROM8が複数のルックアップテーブルを格納
しているのは、プリンタＢの記録特性の使用環境による
変化、あるいはプリンタＢの使い込み等による変化を補
正するためである。また、複数のルックアップテーブル
は、読取りリーダの機種を変える等により、画像データ
１の構成内容が変化した場合も、適切な対応を容易に可
能にするという利点も合わせもっている。なお、本実施
例での第４図の曲線（ａ），（ｂ）のデータは、プリン
タＢの出力特性である第３図の曲線A,Bの画像濃度補正
を行うための装置特性信号としてのデータであるとす
る。

以下では、ROM8の複数のルックアップテーブルから第
４図の曲線（ａ）に相当するルックアップテーブルがセ
レクタ10により選択された場合の動作について説明す
る。

いま、RAM5にROM8から第４図の曲線（ａ）の変換デー
タ（装置特性信号）25が入力されると、そのRAM5に書か
れたデータは全て第４図の曲線（ａ）の変換データの内
容に更新される。従って、その後、例えば画像濃度デー
タとして“3"がRAM5のアドレスラインに入力されると、
“5"に変換されたデータがRAM5のデータラインへ出力さ
れる。その結果、プリンタＢの非線形な出力画像濃度特
性（第３図参照）は、第５図に示すようにほぼ線形の出
力画像濃度特性に補正される。

さらに詳細に説明すると、コントローラＡに入力した
画像データ１はRAM5で変換を受けてから基準クロックに
同期してコンパレータ７の端子Ｐに送り込まれる。一
方、コンパレータ７の端子Ｑには、ディザパターン発生
回路６から例えば第２図に示すようなディザマトリック
スのデータが基準クロックに同期して転送されてくる。
ここで、端子ＰのデータをP,端子ＱのデータをＱとする
と、コンパレータ７からの出力データＲはＰ≧Ｑのとき
に“1",P＜Ｑのときに“0"として、プリンタＢに送出さ
れる。なお、各々の回路での信号のやりとりはCPU（中
央制御部）４とCPU9とでコントロールされるものとす
る。

プリンタＢに入力したコンパレータ７の出力信号Ｒ
は、レーザドライバ11に入力され、レーザドライバ11は
その出力信号Ｒの“1",“0"に応じてレーザダイオード1
2をON,OFF駆動する。

レーザダイオード12から発射したレーザ光は回転する
ポリゴンミラー13により走査光に変換され、感光体18上
を走査する。なお、この走査光の一部を図示しないビー
ム検出器で受光して、ビーム検出器からビデオ信号Ｒや
ディザパターン発生器６の同期信号として用いる信号を
発生している。感光体18は、帯電器15で均一な帯電を受
けた後、上述の走査光を受けて表面に潜像を形成し、次
にその潜像を現像器17で現像する。この感光体18上の現
像パターンは転写帯電器19により転写材（例えば記録用
紙）22上に転写され、熱定着ローラ23,24で転写材22上
に定着される。感光体18の表面に転写されずに残った現
像剤は、クリーナ20で回収される。さらに、前露光ラン
プ21により感光体18上の電荷が消去されて、再び上述と
同一の画像形成プロセスを繰り返す。

上述のROM8内のルックアップテーブルの選択はセレク
タ10によるマニュアル（手動）切換でもよいが、センサ
を用いた使用環境の自動検知、またはカウンタを用いた
プリント枚数の記憶等の情報に応じて自動切換で選択す
るのが好ましい。また、第１図のコントローラＡ内のペ
ージメモリ２は必ずしも必要でなく、ページメモリ２を
除いて逐次処理で画像データの入力処理を行ってもよい
のは勿論である。

B.第２実施例 次に、本発明の第２実施例について説明する。

レーザプリンタにおけるレーザ光量の立上がり速度
は、特に半導体レーザの場合では発光特性のばらつきが
大きいことと、このばらつきにレーザドライバの電流立
上がり特性のばらつきも加わるので、大きく変化する。
このレーザ光量の立上がり速度の変化は、レーザプリン
タの出力画像品質に大きく影響する。次に、出力画像品
質への影響の一例を第６図および第７図（Ａ），（Ｂ）
を用いて説明する。

第６図はレーザ光量の立上がり特性を示すもので、横
軸に時間Ｔをとり、縦軸にレーザ光量Ｐをとったもので
ある。ここで、Ｔ＝０はレーザON信号がレーザドライバ
に入力された時間である。第６図の実線曲線（ａ）はレ
ーザパワーの立上がりの速いレーザの特性を示し、第６
図の破線曲線（ｂ）はレーザパワーの立上がりの遅いレ
ーザの特性を示している。通常、レーザ発光素子やレー
ザドライバの特性のばらつきにより同図の曲線（ａ）と
（ｂ）の差は数10nsec程度存在する。

また、第７図（Ａ）は第６図の曲線（ａ）または
（ｂ）の立上がり特性を有するレーザユニットを使用し
たレーザプリンタに、レーザON/OFF信号であるビデオ信
号Ｖを入力した時のレーザプリンタの感光ドラム（第１
図の符号18）上のレーザスポット形状を模式的に示した
ものである。第６図の曲線（ｂ）に示すようなレーザ光
量の立上がり速度の遅い特性を有するレーザプリンタを
使用した場合は、第７図（Ａ）のレーザスポット（ｂ）
に示すように、特に短時間のレーザON信号のときにレー
ザ光量の立上がり速度の速いもの（レーザスポット
（ａ））に比べて極端にレーザスポットの形状が小さく
なる。この影響は、小さな文字のプリントや、１ドット
信号の多いグラフィック画像のプリントにおいて、印字
が細くなり、画像が薄くなるという品位低下の結果とな
って現れる。

そこで、本実施例では、第１図と同じ構成の装置を使
い、プリンタＢのレーザ光学系（第１図では半導体レー
ザ12とレーザドライバ11）をレーザ光量の立上がり速度
によりあらかじめランク分けして、そのランクに応じた
ランク識別信号を装置特性信号25としてコントローラＡ
へ送ることにより、上記の不都合の解消を図っている。
そのため、各プリンタＢで使用されるレーザ光学系のレ
ーザ光量の立上がり速度をあらかじめ測定し、その測定
値に従ってレーザ光学系にラベル等によるランク表示
し、プリンタＢに設けたセレクトスイッチをその表示さ
れたランクに従って切替設定する。このようにすること
により、市場において、保守作業のためにレーザ光学系
を交換する場合も、容易に対応できることとなる。

本発明の第２実施例の構成を第８図（Ａ）に示す。第
８図（Ａ）において、第１図と同じ機能を有するものに
は同じ符号を付している。プリンタＢは、ランクを選択
するセレクトスイッチ51を有し、コントローラＡは、ラ
ンクを示す装置特性信号25′をデコードするデコーダ52
及び入力ビデオ信号Ｒ′のパルス幅を制御するパルス幅
コントローラ54を有する。パルス幅コントローラ54につ
いて第８図（Ｂ）を用いて説明する。

ランク識別信号がプリンタ装置特性信号25′として上
述のプリンタＢのセレクトスイッチ51からコントローラ
Ａに送られると、コントローラＡのパルス幅コントロー
ラ54では、第８図（Ｂ）のスイッチ102をそのランク識
別信号のランクに応じて接点ａまたは接点ｂに切り換え
る。同図において、103はパルス信号発生器であり、画
像データから作られた入力ビデオ信号Ｒ′の立下がりに
同期して、所定時間t1だけＨ（ハイレベル）となるパル
ス信号103aを発生する（第９図参照）。また、104はオ
アゲート回路であり、入力ビデオ信号Ｒ′とパルス信号
発生器103から出力されるパルス信号103aとの論理和
（オア）をとり、その結果得られる新たな変調信号M1
（第９図参照）をプリンタＢへ送る。この後は、第１図
の信号Ｒの場合と同じであって、変調信号M1はプリンタ
Ｂのレーザドライバ11に入力される。なお、第９図は第
８図（Ｂ）の各部の信号の出力タイミングを示す。

このようにして、第７図（Ａ）のビデオ信号Ｖ（第９
図では信号Ｒ′に相当）は、所定時間t1の分だけレーザ
ON時間が長くなった第７図（Ｂ）のビデオ信号Ｖ′（第
９図では信号M1に相当）となる。これにより、実質的な
レーザ発光時間をレーザ光量立上がり速度の速いレーザ
（ａ）とほぼ同じにでき、レーザスポット形状（ｂ′）
はそのレーザ（ａ）の形状とほぼ同じになる。その様子
を第７図（Ｂ）のビデオ信号Ｖ′とレーザスポット
（ｂ′）で示す。

本実施例では、デコーダ52からの信号はスイッチ102
だけをコントロールしているが、この信号でパルス信号
発生器103が発生するパルス幅を制御すれば、多段階に
パルス幅を変更できる。

また、本実施例では、ランク識別信号を発生するプリ
ンタ本体Ｂに設けたセレクトスイッチ51をレーザ光量立
上がり速度のランクに合わせてマニュアルで設定すると
したが、レーザ光学系のランクデータを自動読取可能な
センサやスイッチを設けることにより、レーザ光学系を
プリンタ本体にセットすると、自動的にランク識別信号
がコントローラＡへ送られるようにしてもよい。

C.第３実施例 次に、本発明の第３実施例を第10図および第11図を参
照して説明する。

第10図は画像形成の主要部である感光ドラム，帯電
器，現像器，転写帯電器およびクリーナ等をまとめて交
換可能とした、いわゆるプロセスカートリッジを使用し
たレーザプリンタ,LEDプリンタ,LCDプリンタ等の電子写
真方式のプリンタの外観構成を示す。また、同図はプリ
ンタ本体Ｐからプロセスカートリッジ201を着脱する場
合を示しており、Ｓは用紙積載台、および202は排紙ト
イレである。

上記のプロセスカートリッジ201内に内蔵されている
感光ドラムは、その製造条件、および環境に応じてその
製造ロット毎、あるいは製品毎等に感度がばらつくのが
普通である。このように感光ドラムの感度がばらつく
と、例えばレーザプリンタでは、一定のレーザ光量では
所定の潜像電位が得られず、その結果カートリッジ交換
毎に出力画像は文字ライン幅が太くなったり、細くなっ
たり、また画像濃度が濃くなったり、薄くなったりす
る。さらにまた、感光ドラム感度のばらつきは、特に米
国特許4,800,442号明細書に開示されている様な、パル
ス幅変調方式によって中間調画像を出力する場合におい
て、ハーフトーン部分の濃度に極端に影響し、階調再現
性を大きく低下させる。

そこで、本実施例では、第11図に示すように、使用し
た感光ドラムの感度に合わせて、カートリッジ201の一
部分に１個または複数個の感度コマ220b〜224bを取りつ
けてある。この感度コマ220b〜224bは感光ドラムの感度
値を示すもので、感度レベルのコードに対応して取り付
け位置，個数等が定められる。

そして、カートリッジン201をプリンタ本体Ｐに差し
込んだ時に、感度コマ220b〜224bはプリンタ本体Ｐ内に
取り付けられたマイクロスイッチ220a〜224aをスイッチ
ONし、このスイッチONにより感光ドラムの感度情報が図
示しないインタフェースケーブルを通して装置特性信号
としてコントローラに出力される。この感光ドラムの感
度情報に従って、コントローラは、文字フォントの変更
や、文字の太さの補正を行い、またパルス幅変調方式の
場合はパルス幅補正を行って、中間調画像濃度の最適化
をはかった後、プリンタのレーザドライバ（第１図の11
に相当）に補正後の画像データを出力する。

また、電子写真方式のプリンタでは、現像器に投入す
る現像剤にも、製造条件や製造環境により特性上のばら
つきが存在し、出力画像の濃度変化となって現れる。こ
の場合も、上述の実施例の感度コマ220b〜224bの場合と
同様な特性情報入力方法によって現像剤の特性情報を装
置特性信号としてコントローラへ知らせてもよい。

また、本実施例では、プロセスカートリッジ方式での
適用について説明したが、カートリッジ方式以外におい
ても、感度コマのかわりにマニュアルによりセレクタ切
換え等により電子写真記録の画像形成特性に関する情報
を、コントローラへ出力することも可能である。

D.第４実施例 第12図は、上述の本発明の第1,第２及び第３の実施を
組合せた本発明の第４の実施例の構成を示す。なお、第
12図において第１〜第３の実施例と同じ機能を有する部
材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

第12図に示すように、ROM8はそのプリンタＢに最適
な、階調変換テーブルを示す第１装置特性信号25をコン
トローラＡのRAM5に送る。また、レーザ光学系の立上り
特性及び感光体18の感度特性信号を組合わせた第２装置
特性信号25″がプリンタＢからコントローラＡのデコー
ダ52″へ送られ、デコーダ52′は第２装置特性信号25″
を解析し、パルス幅制御器54′に制御信号を出力する。
パルス幅制御器54′はこの制御信号に応じて、ビデオ信
号Ｒのパルス幅を最適に制御する。

なお、第４の実施例においては、第１〜３実施例の組
合わせを示したが、第1,第２の実施例の組合わせ、その
他の組合わせも勿論可能である。

また、ラインの太さや、画像濃度がプリンタの記録特
性に依存するタイプの他のプリンタにも勿論本発明は適
用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、記録装置毎に
異なる記録特性に応じた補正テーブルを外部装置に出力
するように構成し、外部装置においてその補正テーブル
に基づいて前記記録装置の記録特性に対応した最適な補
正を画像信号に対して行って、前記記録装置へ出力でき
るようにしたので、記録装置毎に異なっていた画像品質
の制御を外部装置が記録装置にかかわらず、一定の高品
位に常に保守することができる。また、画像信号を補正
する装置側で様々な記録特性に応じた補正テーブルを予
め用意しておく必要がないので、補正テーブルを記憶し
ておくメモリを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック
図、 第２図はディザマトリックス例を示す図、 第３図はプリンタの階調特性の一例を示す図、 第４図は本発明実施例における階調特性補正用ルックア
ップテーブルの内容を示す図、 第５図は本発明実施例による補正後の階調特性を示す
図、 第６図はレーザ光学系のレーザ光量立上がり特性の例を
示す図、 第７図（Ａ），（Ｂ）はレーザ光量立上がり特性の画像
への影響を説明する図、 第８図（Ａ）は本発明の第２の実施例の構成を示すブロ
ック図、 第８図（Ｂ）は本発明の第２の実施例における信号補正
処理回路の構成を示すブロック図、 第９図は第８図の各部における信号の出力タイミングを
示すタイミングチャート、 第10図はカートリッジタイプのプリンタの外観を示す斜
視図、 第11図は本発明の第３の実施例におけるカートリッジの
構成を示す斜視図、 第12図は本発明の第４の実施例を示すブロック図であ
る。 １……画像データ、 ２……ページメモリ、 ３……バッファ、 4,9……CPU、 ６……ディザパターン発生回路、 ７……コンパレータ、 ８……ROM、 10……セレクタ、 11……レーザドライバ、 12……レーザダイオード、 14……帯電器、 17……現像器、 18……感光ドラム、 19……転写帯電器、 20……クリーナ、 25……装置特性信号、 51……セレクトスイッチ、 52,52′……デコーダ、 54,54′……パルス幅コントローラ、 103……パルス信号発生器、 104……オアゲート回路、 201……プロセスカートリッジ、 202……排紙トレイ、 220a,221a,223a,224a……マイクロスイッチ、 220b,221b,223b,224b……カートリッジ感度コマ、 Ｓ……用紙積載台、 Ｐ……プリンタ。

フロントページの続き (72)発明者 山田 博通 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 尾島 磨佐基 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 瀬戸 薫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 真野 宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 柏原 淳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 川名 孝 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−123270（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−29165（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−251240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−214078（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部装置から補正された画像信号を受信す
   る受信手段と、 前記補正された画像信号を記録する記録手段と、 前記外部装置において前記補正された画像信号を得るた
   めに使用される前記記録手段の記録特性に応じた補正テ
   ーブルを前記外部装置に出力する出力手段とを有するこ
   とを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】画像信号を入力する入力手段と、 外部記録装置の記録特性に応じた補正テーブルを受信す
   る受信手段と、 前記受信手段によって受信された補正テーブルに基づい
   て前記入力手段によって入力された画像信号を補正する
   補正手段と、 前記補正手段によつて補正された画像信号を前記外部記
   録装置に出力する出力手段とを有することを特徴とする
   画像処理装置。