JP3658024B2 - Image forming apparatus and method - Google Patents

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  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置及び方法に関し、例えばフルカラーの多値画像を形成可能な画像形成装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のフルカラーの多値画像を形成可能な画像形成装置には、例えば像担持体上に帯電、露光、現像によって形成された記録像を記録紙上に転写する行程を複数回繰り返すことによって、記録紙上に複数色の重ね画像を形成してカラー画像を得る構成をなすものが種々開発され、実用化されている。
【0003】
以下、添付図面を参照して上述したような従来の画像形成装置について説明する。図6に、従来のカラー画像を形成可能な画像形成装置の縦断面図を示す。
【0004】
図6において、電子写真感光ドラムと称される像担持体3(以下、感光ドラム3と称する)は図中矢印方向に回転し、帯電器10により一様に帯電され、不図示のレーザダイオード、及び高速モータによって回転駆動される回転多面鏡、レンズ等により構成される露光部11により光像照射されることにより、感光ドラム3上に静電潜像が形成される。この潜像は、例えばイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(BK)等のカラー現像剤をそれぞれ収容した各色現像器1a,1b,1c,1dからなる現像器1にて可視画像、即ちトナー画像として現像される。
【0005】
一方、転写材7は、例えばドラム形状である転写装置(転写ドラム)2の表面にグリッパ5で固定されて搬送され、吸着器8により静電吸着されて転写ドラム2上に保持される。そして感光ドラム3上のトナー画像は、転写ドラム2に巻き付いた転写材7に重ね転写される。
【0006】
更に詳細に説明すると、まず1色目の例えばイエローの画像信号に基づいた露光により、感光ドラム3上に形成された静電潜像をイエロー(Y)現像剤を収容する現像器1aにより可視化した後、転写ドラム2上に保持された転写材7に転写する。続いて、感光ドラム3上の残留現像剤をクリーナ12で除去した後、2色目の例えばマゼンタの画像信号に基づいた露光により感光ドラム3上に2色目の静電潜像を形成し、マゼンタ(M)現像剤を有した現像器1bにより可視化した後、1色目のイエロー可視画像を転写された転写ドラム2上の転写材7に重ねて転写する。次に、前述と同様な方法を繰り返し、転写ドラム2上の転写材7に例えば3色目としてシアン(C)、4色目としてブラック(BK)のトナー画像をそれぞれ重ね転写する。その後、分離器6により転写材7は転写ドラム2より分離され、定着器4によって定着されることにより、永久画像を得る。
【0007】
転写材7が分離した後の転写ドラム2は、不図示の転写体クリーナにより、その表面に付着した現像剤が除去され、更に除電器9により除電されて電気的にも初期化される。
【0008】
以上説明したようなカラー画像形成装置において多値画像を表現する場合、1画素表現をレーザのオン/オフのみによる2値表現とし、複数の画素のマトリックスによって多値の階調性を表現する方法(ディザ)や、レーザの点灯時間を可変とすることにより、基本画素の大きさを複数段階に可変とすることにより階調性を表現するパルス幅変調(PWM)、また、レーザの光量を可変とすることにより、基本画素の潜像の露光部電位を複数段階に可変とすることにより階調性を表現する輝度変調等の技術がある。
【0009】
一般的に、パルス幅変調(PWM)、又は輝度変調による階調表現の方が、ディザによる階調表現に比べて階調性に優れていることが知られている。しかしながら、PWMによる階調表現においても、画像のハイライト部では形成される基本画素の潜像の面積が小さくなるため、再現性が低下してしまう。また、輝度変調による階調表現においても、画像のハイライト部では形成される基本画素の潜像の電位コントラストが小さくなるため、やはり再現性が低下してしまう。この再現性の低下を防ぐ方法として、複数個の基本画素を1単位とすることにより、PWMにおける基本画素の面積や、輝度変調における基本画素の光量を集中させることにより階調性を表現する方法が用いられている。この方法を、以下、ブレンドγと称する。
【0010】
以下、PWMを例としてブレンドγについて詳細に説明する。
【0011】
図7は、PWMにおいてブレンドγを適用しない場合の基本画素の並びを示す図である。図7において、1矩形枠が1基本画素を示し、全部で6×3画素を示す。また、各画素の中央の所定幅を有する有色領域が、PWMにより実際に再現される画素幅を表わしている。図7によれば、特にハイライト部では各基本画素において再現される面積(画素幅)が小さいため、再現性が低下してしまう。
【0012】
ここで、図8にPWMにおいてブレンドγを適用した場合の基本画素の並びを示す。上述した図7と同様に6×3画素の並びを示しているが、ブレンドγを適用した場合においては、各3×1画素を単位として、その全3画素分の再現面積(画素幅)を2画素に分配することにより、光学的濃度を変化させること無く、安定した階調性を得ることができる。即ち、ブレンドγを適用しない場合と比べて、安定した階調表現が可能となる様に基本画素を集中させた状態で、同じ光学濃度の画像を表現することができるため、ハイライト部でも安定した階調性を再現することが可能となる。
【0013】
以上説明したようにブレンドγとは、基本画素を集中させた状態、即ち、複数個の基本画素を1単位として、安定に階調を表現するのに適した方法である。
【0014】
以下、上述したブレンドγを実現する方法の例として、入力される多値画像信号に対して、出力される多値画像の光学濃度がリニアになるように補正するためのルックアップテーブル(LUT)を複数用意する方法について説明する。
【0015】
図9のブロック図に示すように、入出力特性の異なる二つのLUTa,bを用意して、各LUTを切り替えながらPWM回路L1に出力することによって、ブレンドγを実現することができる。図9に示すLUTa,bの入出力特性を図11に示す。図11から分かるように、各LUTa,bの入出力特性は、ハイライト部において、同一入力信号に対して得られるそれぞれの出力信号の差が大きくなるように設定される。そしてこの出力信号の差は、ハイライト部から離れるにつれて縮まるように設定される。即ち、ハイライト部においては、LUTaを参照した際には広く再現される基本画素が得られ、LUTbを参照した際には狭く再現される基本画素が得られることになる。
【0016】
ここで、入力される画像信号に対して、LUTをLUTa,LUTa,LUTbという順序で繰り返し参照するようにすれば、例えば、信号Iが入力された場合、PWM回路L1には信号Oa,Oa,Obの順で出力信号が送出される。出力信号はOa>Obが成り立つため、PWM回路L1に送出される信号は、再現幅の大きな基本画素を副走査方向に集中させた状態、即ち、上述した図8に示す様な状態で画像を出力することができる。
【0017】
また、図10のブロック図に示すように、LUTcは一つとし、入出力特性の異なる複数個のPWM回路L2,L3を用意して各PWM回路を切り替えながら出力することによっても、ブレンドγを実現することが可能である。
【0018】
以上、PWMの場合を例として説明を行ったが、これは輝度変調の場合でも同様であり、ブレンドγを適用することによって、電位コントラストの大きな基本画素を用いて階調を表現することが可能となるため、ハイライト部においても階調再現性が向上する。また、実現方法もPWMの場合と同様に、複数のLUTを用意する方法と、複数の輝度変調回路を用意する方法とがある。
【0019】
ところで、上述した様なカラー画像形成装置においては、スクリーン角を各色毎に異なる角度とすることにより、モアレ周波数を高周波側にシフトさせ、低周波の目につき易い色でのモアレ縞の発生を抑えている。また、4色の現像を順次行う際に機械的振動が異なる場合には色ずれが生じてしまうが、この手法を用いることにより、色ずれを目立ちにくくしていた。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のカラー画像形成装置においては、PWMや輝度変調等にブレンドγを適用した際にスクリーン角を持たせると、図12に示すように、集中していた基本画素が離散してしまう。従って、ブレンドγによるハイライト部の再現性向上の効果が低下してしまうという問題があった。
【0021】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、上述した課題を解決するために、多値画像信号が入力された際に、基本画素単位はもちろん複数画素単位でも階調を表現することができ、スクリーン角を持たせた場合にも、安定してハイライト部が表現可能な画像形成装置及び方法を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明は以下の構成を備える。
【0023】
即ち、多値画像信号と基準信号とを比較して画像を形成する画像形成装置であって、前記基準信号の位相を、複数の基本画素により表される表現画素を単位として変更する第1の変更手段と、前記基準信号の位相を、前記基本画素単位で変更する第2の変更手段と、前記多値画像信号のハイライト部では、前記第1の変更手段に切り替え、前記多値画像信号のハイライト部以外では、前記第2の変更手段に切り替える切替手段と、前記第1または第2の変更手段により位相が変更された前記基準信号と、前記多値画像信号とを比較して、前記表現画素を単位として階調を再現する再現手段とを有することを特徴とする。
【0024】
更に、前記再現手段は、前記第1または第2の変更手段により位相が変更された前記基準信号と、前記多値画像信号を入出力特性の異なる複数のルックアップテーブルを選択的に使用して変換することにより得られた信号と、に基づいて前記階調を再現することを特徴とする。
【0025】
更に、前記再現手段は、前記第1または第2の変更手段により位相が変更された前記基準信号と前記多値画像信号とを比較してパルス幅変調を行う、入出力特性の異なる複数のパルス幅変調回路を選択的に使用することにより、前記階調を再現することを特徴とする。
【0026】
更に、前記第1または第2の変更手段により変更される前記基準信号の位相は、前記多値画像信号を構成する色毎に異なることを特徴とする。
【0027】
更に、前記基準信号は、三角波であることを特徴とする。
【0028】
更に、前記多値画像信号と基準信号とを比較して形成された画像に基づいて、像担持体上に帯電、露光、現像によって記録像を形成し、該記録像を用いて転写紙に転写することを特徴とする。
【0029】
【作用】
以上の構成により、多値画像信号に対して、ハイライト部においては複数画素単位により階調表現を行い、スクリーン角を持たせた場合にも安定した階調表現が可能となる。更に、ハイライト部以外においては基本画素単位でスクリーン角を表現するように切り替えることにより、ハイライト部では安定した階調表現を、それ以外の部分では滑らかなスクリーン角を得ることができる。従って、各色で異なる角度のスクリーン角を持たせて各色の画像を出力することができ、モアレや色ずれを防ぎつつ、ハイライト部の画像も安定して出力することができるという特有の作用効果が得られる。
【0030】
【実施例】
以下、本発明に係る一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【0031】
<第1実施例>
本実施例においては、PWMにブレンドγを適用した例について説明する。尚、ブレンドγについては上述した従来例で説明したため、ここでの詳しい説明は省略する。また、本実施例が適用される装置構成も、上述した従来例と同様であるため、説明を省略する。
【0032】
本実施例においては、PWMのパルス出現同期をずらすことによって、スクリーン角を持たせることを特徴とする。以下、図1を参照して本実施例におけるスクリーン角の発生について説明する。
【0033】
PWM回路の内部においては、基準となるパターン信号S(本実施例では三角波)と入力される画像信号Iのレベルを比較してパルス信号Pを得、不図示のレーザダイオードの発光パルス時間Tを制御している。本実施例においては、このパルス信号Pの出現同期をずらすことにより、スクリーン角を持たせている。即ち、三角波の位相をずらすことにより、パルス信号Pの出現同期をずらしている。
【0034】
次に、本実施例におけるスクリーン角とブレンドγについて説明する。例えば、上述した従来で示した様に、図11に示す二つのLUTa,LUTbを用い、3つの基本画素を1単位として階調を表現する様なブレンドγを例として説明する。
【0035】
入力された画像信号は、LUTa,LUTa,LUTbのくり返しで各LUTを参照する。図2に示すように、各三角波S1,S2,S3,S4の位相を、階調を表現する3基本画素毎に、位相差Pでずらす。即ち、三角波S1,S2,S3は同位相で、三角波S4は三角波S1,S2,S3に対してPだけ位相がずれる。
【0036】
以上説明したようにして、本実施例では図2に示すスクリーン角Aを持つことができる。従って、出力される画像の基本画素は、図12に示すように副走査方向に離散したものではなく、図3に示すように副走査方向に隣接し、集中したものとなる。
【0037】
以上説明したように本実施例によれば、スクリーン角を持たせても、ブレンドγによる基本画素集中の効果が低下することなく、安定してハイライト部分の階調再現が可能となる。
【0038】
また、各色で異なる角度のスクリーン角を持たせて各色の画像を出力することにより、モアレや色ずれを防ぎつつ、ハイライト部の画像も安定して出力することができる。
【0039】
尚、本実施例においては、二つのLUTを用い、副走査方向に関して3基本画素を1単位として階調を表現するブレンドγを例として説明を行ったが、本実施例はこの例に限定されるものではない。例えば二つ以上のLUTを用意してもかまわないし、基本画素の集中の組み合わせ方もこれに限定されない。
【0040】
また、複数のLUTを用意した例について説明を行ったが、従来例で説明したように、複数のPWM回路を用意することによっても同様の効果を得ることができる。もちろん、PWMではなく、輝度変調による階調表現を行ってもかまわない。
【0041】
<第2実施例>
以下、本発明に係る第2実施例について詳細に説明する。
【0042】
上述した第1実施例においては、ブレンドγにおいて適切なスクリーン角を持たせるために、PWMの基準信号となる三角波を、階調を表現する3基本画素毎に、位相差Pでずらす例について説明した。即ち、図2に示したように三角波S1,S2,S3は同位相で、三角波S4は三角波S1,S2,S3に対してPだけ位相をずらした。これに対し、第2実施例においては、各基本画素に対する三角波を、それぞれずらす方法について説明する。
【0043】
第2実施例が適用される装置構成も、上述した第1実施例と同様であるため、説明を省略する。また、第2実施例においても、上述した第1実施例と同様、図11に示す二つのLUTa及びLUTbを用い、3基本画素を1単位として階調を表現するブレンドγを例として説明を行う。
【0044】
第2実施例において、ハイライト部分を表わす画像信号が入力された場合には、上述した第1実施例と同様、図2に示すように3基本画素毎に位相差Pで三角波の位相をずらすことにより、スクリーン角Aを持たせる。そして、ハイライト部分以外の領域を表わす画像信号が入力された場合には、図4に示すように、1基本画素毎に位相差P3で各三角波の位相をずらすことにより、スクリーン角Aを持たせる。尚、この時、P3=P/3の関係が成立するため、スクリーン角の角度はハイライト部分とそうでない部分とで同一となる。
【0045】
尚、第2実施例における画像信号のハイライト部分とそうでない部分との区別は、装置によって最適な出力画像が得られるように、実験的に最適な境界値を決定すれば良い。
【0046】
第2実施例においては、以上のようにしてハイライト部とハイライト部以外とでスクリーン角の持たせ方を切り替えることにより、ハイライト部では図3に示すように基本画素を集中して画像を形成し、スクリーン角を表現させるため、ハイライト部分を安定して再現することができる。一方、ハイライト部以外の領域では、図5に示すようにより解像度が高い基本画素単位でスクリーン角が形成されるため、ジャギー(ギザギザ)の少ない滑らかな画像を形成することができる。
【0047】
尚、第2実施例において、上述したようにスクリーン角の持たせ方を切り替える境界値としては、光学濃度0.3程度が適当であることが実験により分かっている。
【0048】
以上説明したように第2実施例によれば、ハイライト部においては複数画素単位でスクリーン角を持たせるため安定した再現ができ、ハイライト部以外の領域においては、基本画素単位でスクリーン角を持たせるためジャギーの少ない滑らかな画像を得ることができる。
【0049】
尚、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることはいうまでもない。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、多値画像信号に対して、ハイライト部においては複数画素により階調表現を行い、スクリーン角を持たせた場合にも安定した階調表現が可能となる。
【0051】
更に、ハイライト部以外においては基本画素単位でスクリーン角を表現するように切り替えることにより、ハイライト部では安定した階調表現を、それ以外の部分では滑らかなスクリーン角を得ることができる。
【0052】
従って、各色で異なる角度のスクリーン角を持たせて各色の画像を出力することができ、モアレや色ずれを防ぎつつ、ハイライト部の画像も安定して出力することができる。
【0053】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例におけるPWMの基本概念を示す図である。
【図2】本実施例におけるPWM基準波の位相を示す図である。
【図3】本実施例においてスクリーン角を持ったハイライト部の基本画素群を示すである。
【図4】本発明に係る第2実施例におけるPWM基準波の位相を示す図である。
【図5】第2実施例においてスクリーン角を持ったハイライト部以外の基本画素群を示す図である。
【図6】従来のカラー画像形成装置の断面図である。
【図7】従来のPWMによる基本画素群を示す図である。
【図8】従来のブレンドγによる基本画素群を示す図である。
【図9】従来のブレンドγを実現するブロック構成図である。
【図10】従来のブレンドγを実現するブロック構成図である。
【図11】従来のLUTの入出力特性例を示す図である。
【図12】従来のブレンドγにおいてスクリーン角を持たせた場合の基本画素群を示す図である。
【符号の説明】
1 現像器
2 転写ドラム
3 感光ドラム
4 定着器
5 グリッパ
6 分離器
7 転写材
8 吸着器
9 除電器
10 帯電器
11 露光部
12 クリーナ
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an image forming apparatus and method, and more particularly to an image forming apparatus and method capable of forming a full-color multi-value image.
[0002]
[Prior art]
In a conventional image forming apparatus capable of forming a full-color multi-value image, for example, a process of transferring a recording image formed on an image carrier by charging, exposure, and development onto the recording paper is repeated a plurality of times, whereby Various types have been developed and put into practical use for forming a color image by forming a plurality of color superimposed images.
[0003]
A conventional image forming apparatus as described above will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 6 shows a longitudinal sectional view of a conventional image forming apparatus capable of forming a color image.
[0004]
In FIG. 6, an image carrier 3 called an electrophotographic photosensitive drum (hereinafter referred to as a photosensitive drum 3) rotates in the direction of the arrow in the figure and is uniformly charged by a charger 10, and a laser diode (not shown), An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 3 by irradiating a light image with the exposure unit 11 constituted by a rotary polygon mirror, a lens and the like that are rotationally driven by a high-speed motor. This latent image is transferred to the developing device 1 composed of each color developing device 1a, 1b, 1c, 1d containing a color developer such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), black (BK). And developed as a visible image, that is, a toner image.
[0005]
On the other hand, the transfer material 7 is conveyed by being fixed to the surface of a transfer device (transfer drum) 2 having a drum shape, for example, by a gripper 5, electrostatically adsorbed by an adsorber 8, and held on the transfer drum 2. The toner image on the photosensitive drum 3 is transferred onto the transfer material 7 wound around the transfer drum 2 in an overlapping manner.
[0006]
More specifically, after the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3 is first visualized by the developing device 1a containing a yellow (Y) developer by the exposure based on the image signal of the first color such as yellow. Then, the image is transferred to the transfer material 7 held on the transfer drum 2. Subsequently, after the residual developer on the photosensitive drum 3 is removed by the cleaner 12, an electrostatic latent image of the second color is formed on the photosensitive drum 3 by exposure based on an image signal of the second color, for example, magenta. M) After being visualized by the developing device 1b having a developer, the yellow visible image of the first color is transferred onto the transfer material 7 on the transferred transfer drum 2 in an overlapping manner. Next, the same method as described above is repeated to transfer, for example, cyan (C) as the third color and black (BK) as the fourth color onto the transfer material 7 on the transfer drum 2. Thereafter, the transfer material 7 is separated from the transfer drum 2 by the separator 6 and fixed by the fixing device 4 to obtain a permanent image.
[0007]
The transfer drum 2 from which the transfer material 7 has been separated is removed from the developer adhering to the surface thereof by a transfer body cleaner (not shown), further neutralized by the static eliminator 9, and electrically initialized.
[0008]
When expressing a multi-valued image in the color image forming apparatus as described above, a method of expressing multi-value gradation by a matrix of a plurality of pixels in which one-pixel expression is a binary expression only by turning on / off the laser (Dither) and pulse width modulation (PWM) to express gradation by changing the basic pixel size in multiple stages by changing the laser lighting time, and also changing the laser light quantity Thus, there is a technique such as luminance modulation that expresses gradation by changing the exposure portion potential of the latent image of the basic pixel in a plurality of stages.
[0009]
In general, it is known that gradation expression by pulse width modulation (PWM) or luminance modulation is superior in gradation characteristics compared to gradation expression by dither. However, even in the gradation expression by PWM, the area of the latent image of the basic pixel formed in the highlight portion of the image becomes small, so the reproducibility is lowered. Also in the gradation expression by luminance modulation, the potential contrast of the latent image of the basic pixel formed in the highlight portion of the image becomes small, so the reproducibility is also lowered. As a method for preventing this deterioration in reproducibility, a method of expressing gradation by concentrating the area of basic pixels in PWM and the amount of light of basic pixels in luminance modulation by setting a plurality of basic pixels as one unit. Is used. This method is hereinafter referred to as blend γ.
[0010]
Hereinafter, the blend γ will be described in detail using PWM as an example.
[0011]
FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of basic pixels when the blend γ is not applied in PWM. In FIG. 7, one rectangular frame represents one basic pixel and 6 × 3 pixels in total. A colored area having a predetermined width at the center of each pixel represents a pixel width that is actually reproduced by PWM. According to FIG. 7, especially in the highlight portion, the reproducibility deteriorates because the area (pixel width) reproduced in each basic pixel is small.
[0012]
Here, FIG. 8 shows an arrangement of basic pixels when blend γ is applied in PWM. Although the arrangement of 6 × 3 pixels is shown in the same manner as in FIG. 7 described above, in the case where the blend γ is applied, the reproduction area (pixel width) for all three pixels is set in units of 3 × 1 pixels. By distributing to two pixels, stable gradation can be obtained without changing the optical density. In other words, compared to the case where blend γ is not applied, images with the same optical density can be expressed with the basic pixels concentrated so that stable gradation expression is possible. It is possible to reproduce the tonal characteristics.
[0013]
As described above, the blend γ is a method suitable for stably expressing gradation in a state where basic pixels are concentrated, that is, with a plurality of basic pixels as one unit.
[0014]
Hereinafter, as an example of a method for realizing the blend γ described above, a lookup table (LUT) for correcting the input multi-value image signal so that the optical density of the output multi-value image is linear. A method of preparing a plurality of items will be described.
[0015]
As shown in the block diagram of FIG. 9, blending γ can be realized by preparing two LUTa, b having different input / output characteristics and outputting each LUT to the PWM circuit L1 while switching. The input / output characteristics of LUTa, b shown in FIG. 9 are shown in FIG. As can be seen from FIG. 11, the input / output characteristics of each LUTa, b are set so that the difference between the respective output signals obtained with respect to the same input signal becomes large in the highlight portion. The difference between the output signals is set so as to decrease as the distance from the highlight portion increases. That is, in the highlight portion, basic pixels that are widely reproduced are obtained when the LUTa is referred to, and basic pixels that are reproduced narrowly are obtained when the LUTb is referenced.
[0016]
Here, if the LUT is repeatedly referred to in the order of LUTa, LUTa, and LUTb with respect to the input image signal, for example, when the signal I is input, the PWM circuit L1 receives the signals Oa, Oa, Output signals are sent in the order of Ob. Since the output signal satisfies Oa> Ob, the signal sent to the PWM circuit L1 is an image in a state where basic pixels having a large reproduction width are concentrated in the sub-scanning direction, that is, as shown in FIG. Can be output.
[0017]
In addition, as shown in the block diagram of FIG. 10, a single LUTc is used, and a plurality of PWM circuits L2 and L3 having different input / output characteristics are prepared and output while switching each PWM circuit. It is possible to realize.
[0018]
As described above, the case of PWM has been described as an example, but this is the same in the case of luminance modulation. By applying blend γ, gradation can be expressed using basic pixels having a large potential contrast. Therefore, the gradation reproducibility is improved even in the highlight portion. As in the case of PWM, there are a method of preparing a plurality of LUTs and a method of preparing a plurality of luminance modulation circuits.
[0019]
By the way, in the color image forming apparatus as described above, the moiré frequency is shifted to the high frequency side by setting the screen angle to be different for each color, thereby suppressing the occurrence of moiré fringes in colors that are easily noticeable at low frequencies. ing. Further, when the mechanical vibrations are different during the sequential development of the four colors, color misregistration occurs. However, by using this method, the color misregistration is made inconspicuous.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional color image forming apparatus, if the screen angle is given when the blend γ is applied to PWM, luminance modulation, etc., the concentrated basic pixels are dispersed as shown in FIG. . Accordingly, there is a problem that the effect of improving the reproducibility of the highlight portion by the blend γ is lowered.
[0021]
The present invention has been made to solve the above-described problem. To solve the above-described problem, when a multi-value image signal is input, gradation is expressed not only in a basic pixel unit but also in a plurality of pixel units. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and method capable of stably expressing a highlight portion even when a screen angle is provided.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention has the following configuration.
[0023]
That is, an image forming apparatus that forms an image by comparing a multi-value image signal and a reference signal, wherein the phase of the reference signal is changed in units of expression pixels represented by a plurality of basic pixels. In the highlight unit of the change means, the second change means for changing the phase of the reference signal in units of the basic pixels, and the highlight portion of the multi-value image signal, the multi-value image signal is switched to the first change means. Other than the highlight portion, the switching means for switching to the second changing means, the reference signal whose phase has been changed by the first or second changing means, and the multi-value image signal are compared, Reproduction means for reproducing gradation in units of the expression pixels .
[0024]
Further, the reproducing means selectively uses the reference signal whose phase has been changed by the first or second changing means and the multi-value image signal by using a plurality of lookup tables having different input / output characteristics. The gradation is reproduced based on the signal obtained by the conversion .
[0025]
Further, the reproduction means performs a pulse width modulation by comparing the reference signal whose phase has been changed by the first or second changing means and the multilevel image signal, and a plurality of pulses having different input / output characteristics. The gradation is reproduced by selectively using a width modulation circuit .
[0026]
Further, the phase of the reference signal changed by the first or second changing unit is different for each color constituting the multi-value image signal .
[0027]
Further, the reference signal is a triangular wave .
[0028]
Further, based on the image formed by comparing the multi-value image signal and the reference signal, a recorded image is formed on the image carrier by charging, exposing and developing, and transferred to the transfer paper using the recorded image. It is characterized by doing.
[0029]
[Action]
With the configuration described above, gradation expression can be performed with respect to a multi-value image signal in a highlight portion in units of a plurality of pixels, and stable gradation expression can be achieved even when a screen angle is provided. Furthermore, by switching so that the screen angle is expressed in units of basic pixels in areas other than the highlight area, it is possible to obtain a stable gradation expression in the highlight area and a smooth screen angle in the other areas. Therefore, it is possible to output each color image with different screen angles for each color, and it is possible to output the highlight portion image stably while preventing moire and color shift. Is obtained.
[0030]
【Example】
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
<First embodiment>
In this embodiment, an example in which a blend γ is applied to PWM will be described. Since blend γ has been described in the above-described conventional example, detailed description thereof is omitted here. The apparatus configuration to which the present embodiment is applied is also the same as that of the above-described conventional example, and thus the description thereof is omitted.
[0032]
In this embodiment, the screen angle is given by shifting the PWM pulse appearance synchronization. Hereinafter, generation of a screen angle in the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0033]
Inside the PWM circuit, the pulse signal P is obtained by comparing the level of the input image signal I with the reference pattern signal S (triangular wave in this embodiment), and the emission pulse time T of a laser diode (not shown) is obtained. I have control. In the present embodiment, the screen angle is given by shifting the appearance synchronization of the pulse signal P. That is, the appearance synchronization of the pulse signal P is shifted by shifting the phase of the triangular wave.
[0034]
Next, the screen angle and blend γ in this embodiment will be described. For example, as described above with reference to the related art, a blend γ that uses two LUTa and LUTb shown in FIG. 11 and expresses gradation with three basic pixels as one unit will be described as an example.
[0035]
The input image signal refers to each LUT by repeating LUTa, LUTa, and LUTb. As shown in FIG. 2, the phases of the triangular waves S1, S2, S3, and S4 are shifted by the phase difference P for every three basic pixels that express gradation. That is, the triangular waves S1, S2, S3 are in phase, and the triangular wave S4 is out of phase by P with respect to the triangular waves S1, S2, S3.
[0036]
As described above, this embodiment can have the screen angle A shown in FIG. Accordingly, the basic pixels of the output image are not discrete in the sub-scanning direction as shown in FIG. 12, but are adjacent and concentrated in the sub-scanning direction as shown in FIG.
[0037]
As described above, according to the present embodiment, even if a screen angle is given, the gradation reproduction of the highlight portion can be stably performed without reducing the effect of the basic pixel concentration by the blend γ.
[0038]
Further, by outputting the image of each color with a different screen angle for each color, it is possible to stably output the image of the highlight portion while preventing moiré and color misregistration.
[0039]
In this embodiment, two LUTs are used and an example of blend γ that expresses a gradation with three basic pixels as one unit in the sub-scanning direction has been described. However, this embodiment is limited to this example. It is not something. For example, two or more LUTs may be prepared, and the method of combining the concentration of basic pixels is not limited to this.
[0040]
Further, an example in which a plurality of LUTs are prepared has been described. However, as described in the conventional example, the same effect can be obtained by preparing a plurality of PWM circuits. Of course, gradation expression by luminance modulation may be performed instead of PWM.
[0041]
<Second embodiment>
Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described in detail.
[0042]
In the first embodiment described above, an example is described in which the triangular wave serving as the PWM reference signal is shifted by the phase difference P for each of the three basic pixels expressing the gradation in order to have an appropriate screen angle in the blend γ. did. That is, as shown in FIG. 2, the triangular waves S1, S2, and S3 have the same phase, and the triangular wave S4 is shifted in phase by P with respect to the triangular waves S1, S2, and S3. In contrast, in the second embodiment, a method of shifting the triangular wave for each basic pixel will be described.
[0043]
The apparatus configuration to which the second embodiment is applied is also the same as that of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted. Also in the second embodiment, as in the first embodiment described above, the two γTa and LUTb shown in FIG. 11 are used, and a blend γ that expresses gradation with three basic pixels as one unit will be described as an example. .
[0044]
In the second embodiment, when an image signal representing a highlight portion is input, the phase of the triangular wave is shifted by the phase difference P every three basic pixels as shown in FIG. 2 as in the first embodiment described above. Therefore, the screen angle A is given. When an image signal representing an area other than the highlight portion is input, the screen angle A is obtained by shifting the phase of each triangular wave by a phase difference P3 for each basic pixel as shown in FIG. Make it. At this time, since the relationship of P3 = P / 3 is established, the angle of the screen angle is the same for the highlight portion and the portion that is not.
[0045]
Note that the optimum boundary value may be determined experimentally so that the optimum output image can be obtained by the apparatus in order to distinguish the highlighted portion of the image signal from the non-lighted portion in the second embodiment.
[0046]
In the second embodiment, the screen angle is switched between the highlight portion and other than the highlight portion as described above, whereby the basic pixels are concentrated in the highlight portion as shown in FIG. Since the screen angle is expressed, the highlight portion can be reproduced stably. On the other hand, in the area other than the highlight portion, the screen angle is formed in units of basic pixels having a higher resolution as shown in FIG. 5, so that a smooth image with less jaggy (jaggedness) can be formed.
[0047]
In the second embodiment, as described above, it has been experimentally known that an optical density of about 0.3 is appropriate as the boundary value for switching how the screen angle is given.
[0048]
As described above, according to the second embodiment, since the highlight portion has a screen angle in units of a plurality of pixels, stable reproduction can be performed. In areas other than the highlight portion, the screen angle can be set in units of basic pixels. Therefore, a smooth image with little jaggy can be obtained.
[0049]
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. Needless to say, the present invention can also be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a program to a system or apparatus.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for a multi-value image signal, gradation expression is performed by a plurality of pixels in a highlight portion, and stable gradation expression is possible even when a screen angle is given. Become.
[0051]
Furthermore, by switching so that the screen angle is expressed in units of basic pixels in areas other than the highlight area, it is possible to obtain a stable gradation expression in the highlight area and a smooth screen angle in the other areas.
[0052]
Accordingly, it is possible to output images of each color with different screen angles for each color, and it is possible to stably output an image of a highlight portion while preventing moiré and color shift.
[0053]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic concept of PWM in an embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a phase of a PWM reference wave in the present embodiment.
FIG. 3 shows a basic pixel group of a highlight portion having a screen angle in the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a phase of a PWM reference wave in the second embodiment according to the invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a basic pixel group other than a highlight portion having a screen angle in the second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional color image forming apparatus.
FIG. 7 is a diagram showing a basic pixel group by conventional PWM.
FIG. 8 is a diagram illustrating a basic pixel group based on a conventional blend γ.
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional blend γ.
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional blend γ.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of input / output characteristics of a conventional LUT.
FIG. 12 is a diagram showing a basic pixel group when a screen angle is given in a conventional blend γ.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing device 2 Transfer drum 3 Photosensitive drum 4 Fixing device 5 Gripper 6 Separator 7 Transfer material 8 Adsorber 9 Charger 10 Charger 11 Exposure unit 12 Cleaner

Claims (12)

多値画像信号と基準信号とを比較して画像を形成する画像形成装置であって、
前記基準信号の位相を、複数の基本画素により表される表現画素を単位として変更する第1の変更手段と、
前記基準信号の位相を、前記基本画素単位で変更する第2の変更手段と、
前記多値画像信号のハイライト部では、前記第1の変更手段に切り替え、前記多値画像信号のハイライト部以外では、前記第2の変更手段に切り替える切替手段と、
前記第1または第2の変更手段により位相が変更された前記基準信号と、前記多値画像信号とを比較して、前記表現画素を単位として階調を再現する再現手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus that forms an image by comparing a multi-value image signal and a reference signal,
First changing means for changing the phase of the reference signal in units of expression pixels represented by a plurality of basic pixels ;
Second changing means for changing the phase of the reference signal in units of the basic pixels;
Switching means for switching to the first changing means in the highlight portion of the multi-valued image signal, and switching to the second changing means in other than the highlight portion of the multi-valued image signal;
Reproduction means for comparing the reference signal, the phase of which has been changed by the first or second changing means, with the multi-valued image signal, and reproducing gradation in units of the expression pixels. An image forming apparatus.
前記再現手段は、
前記第1または第2の変更手段により位相が変更された前記基準信号と、前記多値画像信号を入出力特性の異なる複数のルックアップテーブルを選択的に使用して変換することにより得られた信号と、に基づいて前記階調を再現することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
The reproduction means includes
Obtained by selectively converting the reference signal whose phase has been changed by the first or second changing means and the multi-valued image signal by using a plurality of lookup tables having different input / output characteristics. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the gradation is reproduced based on the signal .
前記再現手段は、
前記第1または第2の変更手段により位相が変更された前記基準信号と前記多値画像信号とを比較してパルス幅変調を行う、入出力特性の異なる複数のパルス幅変調回路を選択的に使用することにより、前記階調を再現することを特徴とする請求項記載の画像形成装置。
The reproduction means includes
A plurality of pulse width modulation circuits having different input / output characteristics for selectively performing pulse width modulation by comparing the reference signal whose phase has been changed by the first or second changing means and the multilevel image signal. by using the image forming apparatus according to claim 1, wherein the reproducing the gradation.
前記第1または第2の変更手段により変更される前記基準信号の位相は、前記多値画像信号を構成する色毎に異なることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the phase of the reference signal changed by the first or second changing unit is different for each color constituting the multi-value image signal . 前記基準信号は、三角波であることを特徴とする請求項記載の画像形成装置。The reference signal is an image forming apparatus according to claim 1, characterized in that it is a triangular wave. 前記多値画像信号と基準信号とを比較して形成された画像に基づいて、像担持体上に帯電、露光、現像によって記録像を形成し、該記録像を用いて転写紙に転写することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。 Based on the image formed by comparing the multi-value image signal and the reference signal, a recorded image is formed on the image carrier by charging, exposing, and developing, and transferred to the transfer paper using the recorded image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: 多値画像信号と基準信号とを比較して画像を形成する画像形成方法であって、
前記基準信号の位相を、複数の基本画素により表される表現画素を単位として変更する第1の変更工程と、
前記基準信号の位相を、前記基本画素単位で変更する第2の変更工程と、
前記多値画像信号のハイライト部では、前記第1の変更工程に切り替え、前記多値画像信号のハイライト部以外では、前記第2の変更工程に切り替える切替工程と、
前記第1または第2の変更工程により位相が変更された前記基準信号と、前記多値画像信号とを比較して、前記表現画素を単位として階調を再現する再現工程と
を有することを特徴とする画像形成方法。
An image forming method for forming an image by comparing a multi-value image signal and a reference signal,
A first changing step of changing the phase of the reference signal in units of expression pixels represented by a plurality of basic pixels;
A second changing step of changing the phase of the reference signal in units of the basic pixels;
In the highlight portion of the multi-valued image signal, switching to the first changing step, and in a portion other than the highlight portion of the multi-valued image signal, switching step to switch to the second changing step;
Comparing the reference signal whose phase has been changed in the first or second changing step with the multi-valued image signal, a reproduction step for reproducing gradation in units of the expression pixels An image forming method.
前記再現工程は、
前記第1または第2の変更工程により位相が変更された前記基準信号と、前記多値画像信号を入出力特性の異なる複数のルックアップテーブルを選択的に使用して変換することにより得られた信号と、に基づいて前記階調を再現することを特徴とする請求項7記載の画像形成方法。
The reproduction process includes
Obtained by selectively converting the reference signal whose phase has been changed in the first or second changing step and the multi-value image signal by using a plurality of lookup tables having different input / output characteristics. The image forming method according to claim 7, wherein the gradation is reproduced based on the signal .
前記再現工程は、
前記第1または第2の変更工程により位相が変更された前記基準信号と前記多値画像信号とを比較してパルス幅変調を行う、入出力特性の異なる複数のパルス幅変調回路を選択的に使用することにより、前記階調を再現することを特徴とする請求項記載の画像形成方法。
The reproduction process includes
A plurality of pulse width modulation circuits having different input / output characteristics for selectively performing pulse width modulation by comparing the reference signal whose phase has been changed by the first or second changing step and the multi-value image signal. 8. The image forming method according to claim 7 , wherein the gradation is reproduced by use.
前記第1または第2の変更工程により変更される前記基準信号の位 相は、前記多値画像信号を構成する色毎に異なることを特徴とする請求項7記載の画像形成方法。The position phase of the first or the second of said reference signal is modified by the changing step, the image forming method according to claim 7, wherein different for each color constituting the multi-value image signal. 前記基準信号は、三角波であることを特徴とする請求項に記載の画像形成方法。The image forming method according to claim 7 , wherein the reference signal is a triangular wave . 前記多値画像信号と基準信号とを比較して形成された画像に基づいて、像担持体上に帯電、露光、現像によって記録像を形成し、該記録像を用いて転写紙に転写することを特徴とする請求項7乃至11のいずれかに記載の画像形成方法。 Based on the image formed by comparing the multi-value image signal and the reference signal, a recorded image is formed on the image carrier by charging, exposing, and developing, and transferred to the transfer paper using the recorded image. The image forming method according to claim 7, wherein:
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