JP3918351B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置においては、入力された画像データに基づいて出力画像を形成し、印刷等する処理が行われる。例えば複写機を例にとって説明すると、原稿読取部から入力された濃淡画像は、画素毎にその濃度が量子化され、必要に応じて変換処理（色空間変換等）がなされた後、入力濃度値として画素毎に格納される。その後、画像形成部によって、当該入力濃度値に基づき出力画像が形成される。出力画像の形成は、例えば、帯電体にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナーを付着させ、このトナーを紙等に転写することによって得られる。この場合、上記レーザ光の出力強度、出力パルス幅、あるいはこれらの双方を制御することによって、出力画像の濃淡を表現することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の画像形成装置は、以下に示すような問題点があった。すなわち、レーザ光の出力パルス幅を用いて出力画像の濃淡を制御する場合は、図５（ａ）に示すように、入力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によりレーザ光源を駆動して帯電体にレーザ光を照射する。その結果、各画素には、図５（ｂ）に示すように幅（大きさ）の異なるドットが形成され、かかるドットの面積率によって濃淡が表現される。しかし、レーザ光源の応答には一定の時間遅れが生ずる。従って、中濃度に関しては、図６（ａ）に示すように、レーザ出力が、駆動信号であるパルス信号を比較的良好に再現している。これに対して、低濃度に関しては、図６（ｂ）に示すように、レーザ出力がパルス信号を良好に再現することができない（Ａ部分参照）。同様に、高濃度に関しても、図６（ｃ）に示すように、レーザ出力がパルス信号を良好に再現することができない（Ｂ部分参照）。かかる問題は、レーザ光をもちいて画像形成を行う場合に限らず、他の手段を用いて画像形成を行う際にも生ずる。
【０００４】
これに対して、例えば特開平５−１６７８１０に記載された画像処理方法の如く、低濃度の画素については隣接画素と組み合わせ、一定以上の中濃度として表現する方法が考えられるが、隣接画素と組み合わせても尚低濃度の場合は、組み合わせる範囲が拡大し、出力画像の解像度が劣化する。
【０００５】
そこで本発明は、低濃度領域あるいは高濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、上記変換手段により変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段とを備え、上記変換手段は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第１のしきい値以上となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成手段は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としている。
【０００７】
出力濃度値を第１のしきい値以上とすることで、画像形成手段によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置においては、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、上記変換手段により変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段とを備え、上記変換手段は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第２のしきい値以下となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成手段は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから上記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【０００９】
出力濃度値を第２のしきい値以下とすることで、画像形成手段によって入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置においては、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、上記変換手段により変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段とを備え、上記変換手段は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成手段は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定され、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから上記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１１】
出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下とすることで、画像形成手段によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域と高濃度領域との双方の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置においては、上記画像形成手段は、上記出力濃度分布画像を形成するための書き込み部を備え、上記第１のしきい値は、上記書き込み部の出力特性に基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１３】
第１のしきい値を書き込み部の出力特性に基づいて決定することで、かかる書き込み部によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を効率よく回避することができる。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置においては、上記書き込み部は、帯電体に上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記レーザ光の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置においては、上記画像形成手段は、上記出力濃度分布画像を形成するための書き込み部を備え、上記第２のしきい値は、上記書き込み部の出力特性に基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１６】
第２のしきい値を書き込み部の出力特性に基づいて決定することで、かかる書き込み部によって入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を効率よく回避することができる。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置においては、上記書き込み部は、帯電体に上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下がりから上記レーザ光の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置においては、上記変換手段は、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が直線的に増加するように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換することを特徴としてもよい。
【００１９】
入力濃度値に対して出力濃度値を直線的に増加させることで、入力濃度値の変化に対して出力濃度値の変化が一様となる。
【００２０】
また、本発明の画像形成装置においては、上記変換手段は、上記入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、上記入力濃度値と上記出力濃度値が等しくなるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換することを特徴としてもよい。
【００２１】
入力濃度値と出力濃度値が等しくなる濃度範囲を設けることで、かかる範囲においては入力濃度値と出力濃度値との差分が無くなり、近傍の画素にかかる差分を分配する処理が不要となる。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置においては、上記変換手段は、誤差拡散法により、各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配することを特徴としてもよい。
【００２３】
誤差拡散法を用いることで、入力濃度値と出力濃度値との差分をあまり目立たせることなく補償することができる。
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、上記変換工程において変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程とを備え、上記変換工程は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第１のしきい値以上となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成工程は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を用いて行われ、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としている。
【００２５】
出力濃度値を第１のしきい値以上とすることで、画像形成工程において入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００２６】
また、本発明の画像形成方法においては、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、上記変換工程において変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程とを備え、上記変換工程は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第２のしきい値以下となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成工程は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を用いて行われ、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから上記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００２７】
出力濃度値を第２のしきい値以下とすることで、画像形成工程において入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００２８】
また、本発明の画像形成方法においては、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、上記変換工程において変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程とを備え、上記変換工程は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成手段は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定され、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから上記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００２９】
出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下とすることで、画像形成工程において入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域と高濃度領域との双方の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００３０】
また、本発明の画像形成方法においては、上記画像形成工程は、上記出力濃度分布画像を形成するための書き込み部を用いて行われ、上記第１のしきい値は、上記書き込み部の出力特性に基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００３１】
第１のしきい値を書き込み部の出力特性に基づいて決定することで、かかる書き込み部によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を効率よく回避することができる。
【００３２】
また、本発明の画像形成方法においては、上記書き込み工程において用いられる上記書き込み部は、帯電体に上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記レーザ光の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００３３】
また、本発明の画像形成方法においては、上記画像形成工程は、上記出力濃度分布画像を形成するための書き込み部を用いて行われ、上記第２のしきい値は、上記書き込み部の出力特性に基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００３４】
第２のしきい値を書き込み部の出力特性に基づいて決定することで、かかる書き込み部によって入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を効率よく回避することができる。
【００３５】
また、本発明の画像形成方法においては、上記書き込み工程において用いられる上記書き込み部は、帯電体する書き込み装置に上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下がりから上記レーザ光の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００３６】
また、本発明の画像形成方法においては、上記変換工程は、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が直線的に増加するように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換することを特徴としてもよい。
【００３７】
入力濃度値に対して出力濃度値を直線的に増加させることで、入力濃度値の変化に対して出力濃度値の変化が一様となる。
【００３８】
また、本発明の画像形成方法においては、上記変換工程は、上記入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、上記入力濃度値と上記出力濃度値が等しくなるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換することを特徴としてもよい。
【００３９】
入力濃度値と出力濃度値が等しくなる濃度範囲を設けることで、かかる範囲においては入力濃度値と出力濃度値との差分が無くなり、近傍の画素にかかる差分を分配する処理が不要となる。
【００４０】
また、本発明の画像形成方法においては、上記変換工程は、誤差拡散法により、各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配することを特徴としてもよい。
【００４１】
誤差拡散法を用いることで、入力濃度値と出力濃度値との差分をあまり目立たせることなく補償することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１０の概略構成図である。
【００４３】
画像形成装置１０は主に、本体１２と、本体１２の上面に設置されたコピーガラス１４を開閉自在に覆うように設けられた自動原稿搬送装置１６とを備えて構成されている。
【００４４】
本体１２の内部には、自動原稿搬送装置１６によってコピーガラス１４上に搬送された移動原稿、または自動原稿搬送装置１６を開いてコピーガラス１４上に載置された固定原稿の画像を読み取って画像データに変換する原稿読取部１８と、原稿読取部１８から入力された画像データに基づいて記録紙に可視像を形成する画像形成部２０（画像形成手段）と、この画像形成部２０に対して記録紙を供給する給紙部２２とが設けられている。
【００４５】
画像形成部２０には、図１中のＡ方向（時計回り方向）に回転する感光体ドラム２４（帯電体）とＢ方向（反時計回り方向）に回転する転写ロール２５とが、所定位置（以下、転写位置Ｐという）にて近接するように設けられている。
【００４６】
感光体ドラム２４の周囲には、その回転方向に沿って、感光体ドラム２４を一様に帯電させる帯電装置２６、原稿読取部１８から入力された画像データに基づいてレーザビームを照射し、感光体ドラム２４の表面に静電潜像を形成する書き込み装置２８（書き込み部）、感光体ドラム２４上に形成された静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーで可視化し、現像画像を形成する４台の現像装置３０が設けられており、さらに転写位置Ｐを挟んで、転写後に感光体ドラム２４上に残留したトナーを除去するクリーニング装置３２が設けられている。
【００４７】
転写ロール２５の内側であって転写位置Ｐに対向する位置には、感光体ドラム２４の表面上に形成されたトナーによる現像画像を、給紙部２２から供給されて感光体ドラム２４と転写ロール２５との間を搬送される記録紙に転写する転写器３４が備えられている。
【００４８】
さらに、画像形成部２０には、上記転写器３４によって記録紙に転写された画像を当該記録紙に定着させる定着装置３６が備えられている。
【００４９】
給紙部２２は、本体１２の下部に設けられており、３つの給紙トレイ３８，４０，４２と、給紙トレイ３８，４０，４２のそれぞれに設けられた給紙機構４４とを備えている。各給紙トレイ３８，４０，４２は、記録紙をサイズ別または種類別に積層収容するもので、本体１２に対して脱着可能に装着されており、これらのうちの何れかの給紙トレイから記録紙が送り出される。給紙機構４４は、給紙トレイ３８，４０，４２の最も上にある記録紙に当接して記録紙を順次送り出すピックアップローラ４６と、このピックアップローラ４６により送り出された記録紙を受けて画像形成部２０に向けて重送を防止しながら記録紙を送り出すローラ対であるフィードローラ４８及びリタードローラ５０により構成されている。ピックアップローラ４６及びフィードローラ４８は、図示しないモータの駆動により回転し、フィードローラ４８と対をなすリタードローラ５０は、フィードローラ４８の回転に連れ回る。
【００５０】
また、各給紙トレイ３８，４０，４２から画像形成部２０に向けて、数組のガイドローラ５２によって記録紙搬送路５４が形成されている。従って、各給紙トレイ３８，４０，４２から送り出された記録紙は、記録紙搬送路５４に沿って、転写位置Ｐ、定着装置３６へと順次搬送され、定着装置３６の下流側に設けられた排出ローラ５６を介して、外部に排出される。
【００５１】
画像形成装置１０のシステムは、図２に示すように、上述の原稿読取部１８と書き込み装置２８とを変換部５８を介して接続した構成となっている。以下、各構成要素について説明する。尚、画像形成装置１０はカラー画像をも形成することができるが、簡単のため、白黒画像を形成する場合を例にとって、各構成要素について説明する。
【００５２】
原稿読取部１８は、上述の如く、固定原稿あるいは移動原稿の画像を読み取って画像データに変換する。原稿読取部１８は、白から黒の濃度域内（入力濃度域内）で表現された濃淡画像（入力濃度分布画像）を読み取り、各画素毎の濃度を得る。また、かかる濃度を２５６階調に量子化し、入力濃度値として変換部５８に出力する。
【００５３】
変換部５８は、原稿読取部１８から出力された各画素の入力濃度値を、書き込み装置２８の駆動に用いる出力濃度値に変換する。具体的には、図３に示すように、入力濃度域を構成する最小濃度値（０）より大きく最大濃度値（２５５）より小さい入力濃度範囲（１〜２５４）において、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加し、出力濃度値が第１のしきい値（ＴＨ１）以上かつ第２のしきい値（ＴＨ２）以下となるように、入力濃度値を出力濃度値に変換する。すなわち、入力濃度値と出力濃度値との関係は、入力濃度値が１〜２５４の範囲においては、図３中の座標（０，ＴＨ１）と（２５５，ＴＨ２）とを結ぶ直線となる。一方、入力濃度値が０の場合は、出力濃度値も０となり、入力濃度値が２５５の場合は、出力濃度値も２５５となる。入力濃度値を出力濃度値に変換する具体的手段としては、ハードウェアを用いて関数計算を行わせる、ルックアップテーブルを用いる等の手段が考えられる。
【００５４】
ここで、第１のしきい値及び第２のしきい値は、書き込み部である書き込み装置２８のレーザ光の出力特性によって決定される。具体的には、駆動指示であるパルス信号の立ち上がりからレーザ光の出力が目標値に達するまでの時間遅れｔ１に対応した濃度、すなわちｔ１のパルス幅によって表現される濃度が第１のしきい値として決定される。同様に、駆動指示であるパルス信号の立ち下がりからレーザ光の出力が停止するまでの時間遅れｔ２に対応した濃度、すなわちｔ２のパルス幅によって表現される濃度が第２のしきい値として決定される。
【００５５】
また、上記変換によっては、入力濃度値と出力濃度値との間に差分が生じるため、変換部５８は、かかる差分を誤差拡散法によって近傍の画素の出力濃度値に分配する。また、変換部５８は、上記の変換及び差分の拡散によって得られた各画素の出力濃度値を、書き込み装置２８に対して出力する。
【００５６】
書き込み装置２８は、変換部５８から出力された出力濃度値に基づいて、帯電した感光体ドラム２４の表面に静電潜像を形成する。具体的には、出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号を用いてレーザ光源を駆動し、感光体ドラム２４にレーザ光を照射する。その結果、感光体ドラム２４には大きさの異なるドットにより濃淡が表現された静電潜像が形成される。ここで、かかる静電潜像をトナーで可視化し、記録紙に転写することで、白から黒の濃度域内（出力濃度域内）で表現された濃淡画像（出力濃度分布画像）を記録紙上に形成することができる。
【００５７】
続いて、画像形成装置１０の動作について説明し、併せて、本実施形態にかかる画像形成方法について説明する。原稿が原稿読取部１８に配置されると、原稿が原稿読取部１８によって読み取られ、画像データに変換される。より具体的には、白から黒の濃度域内で表現された濃淡画像が原稿読取部１８によって読み取られ、各画素毎の濃度が得られる。また、かかる濃度は２５６階調に量子化され、入力濃度値として変換部５８に出力される。
【００５８】
上記入力濃度値は、変換部５８によって、書き込み装置２８の駆動に用いる出力濃度値に変換される。具体的には、図３に示すように、入力濃度域を構成する最小濃度値（０）より大きく最大濃度値（２５５）より小さい入力濃度範囲（１〜２５４）において、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加し、出力濃度値が第１のしきい値（ＴＨ１）以上かつ第２のしきい値（ＴＨ２）以下となるように、入力濃度値が出力濃度値に変換される。すなわち、入力濃度値と出力濃度値との関係は、入力濃度値が１〜２５４の範囲においては、図３中の座標（０，ＴＨ１）と（２５５，ＴＨ２）とを結ぶ直線となる。一方、入力濃度値が０の場合は、出力濃度値も０とされ、入力濃度値が２５５の場合は、出力濃度値も２５５とされる。
【００５９】
また、上記変換によっては、入力濃度値と出力濃度値との間に差分が生じるため、かかる差分は誤差拡散法によって近傍の画素の出力濃度値に分配される。上記の変換及び差分の拡散によって得られた各画素の出力濃度値は、書き込み装置２８に対して出力される。
【００６０】
その後、書き込み装置２８により、変換部５８から出力された出力濃度値に基づいて、帯電した感光体ドラム２４の表面に静電潜像が形成される。具体的には、出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号を用いてレーザ光源が駆動され、レーザ光が照射される。その結果、感光体ドラム２４には大きさの異なるドットにより濃淡が表現された静電潜像が形成される。ここで、かかる静電潜像がトナーにより可視化され、記録紙に転写されることで、白から黒の濃度域内で表現された濃淡画像が記録紙上に形成される。
【００６１】
続いて、本実施形態にかかる画像形成装置の作用及び効果について説明する。画像形成装置１０は、変換部５８において、出力濃度値が第１のしきい値以上となるように入力濃度値を出力濃度値に変換している。従って、書き込み装置２８の出力特性に起因して入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。その結果、低濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる
また、画像形成装置１０は、変換部５８において、出力濃度値が第２のしきい値以下となるように入力濃度値を出力濃度値に変換している。従って、書き込み装置２８の出力特性に起因して入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。その結果、高濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる
また、画像形成装置１０は、書き込み装置２８のレーザ光の出力特性に基づいて、第１のしきい値及び第２のしきい値を決定している。従って、書き込み装置２８（特にレーザ光源）の出力特性によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域及び高濃度領域の出力を効率よく回避することができる。その結果、出力画像の品質が向上する。
【００６２】
また、画像形成装置１０は、変換部５８において、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加するように、入力濃度値を出力濃度値に変換している。従って、入力濃度値の変化に対して出力濃度値の変化が一様となる。その結果、疑似輪郭、モアレ縞等の発生が防止され、出力画像の品質が向上する。
【００６３】
また、画像形成装置１０は、変換部５８において、誤差拡散法により、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素の出力濃度値に分配している。従って、入力濃度値と出力濃度値との差分をあまり目立たせることなく当該差分を補償することができる。
【００６４】
上記実施形態にかかる画像形成装置１０においては、変換部５８によって、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加するように、入力濃度値を出力濃度値に変換していたが、これは、単調増加であれば、以下に示すようなものであってもよい。すなわち、図４に示すように、入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、入力濃度値と出力濃度値が等しくなるように、入力濃度値を出力濃度値に変換してもよい。入力濃度値と出力濃度値が等しくなる濃度範囲を設けることで、かかる範囲においては入力濃度値と出力濃度値との差分が無くなり、近傍の画素にかかる差分を分配する処理が不要となる。また、入力濃度値と出力濃度値との関係は、図３に示す直線関係、図４に示す折れ線関係に限らず、曲線関係（例えばサインカーブ）となっていてもよい。また、ここで単調増加とは、入力濃度値に対する出力濃度値の変化率が常に０以上であることを言う。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置及び画像形成方法は、出力濃度値が第１のしきい値以上となるように入力濃度値を出力濃度値に変換し、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、低濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる。
【００６６】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、出力濃度値が第２のしきい値以下となるように入力濃度値を出力濃度値に変換し、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、高濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる。
【００６７】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、出力濃度分布画像を形成するための書き込み部の出力特性に基づいて、第１のしきい値あるいは第２のしきい値を決定することで、入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域あるいは高濃度領域の出力を効率よく回避することができる。その結果、出力画像の品質が向上する。
【００６８】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加するように、入力濃度値を出力濃度値に変換することで、入力濃度値の変化に対する出力濃度値の変化が一様となる。その結果、疑似輪郭、モアレ縞等の発生が防止され、出力画像の品質が向上する。
【００６９】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、入力濃度値と出力濃度値が等しくなるように、入力濃度値を出力濃度値に変換することで、入力濃度値と出力濃度値が等しくなる濃度範囲においては入力濃度値と出力濃度値との差分が無くなり、近傍の画素にかかる差分を分配する処理が不要となる。
【００７０】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、入力濃度値と出力濃度値との差分を、誤差拡散法によって近傍の画素の出力濃度値に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分をあまり目立たせることなく当該差分を補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】画像形成装置のシステム構成図である。
【図３】入力濃度値と出力濃度値との関係を示す図である。
【図４】入力濃度値と出力濃度値との関係を示す図である。
【図５】パルス幅により濃淡を制御する場合の説明図である。
【図６】パルス信号とレーザ出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０…画像形成装置、１２…本体、１４…コピーガラス、１６…自動原稿搬送装置、１８…原稿読み取り部、２０…画像形成部、２２…給紙部、２３…操作パネル、２４…感光体ドラム、２５…転写ロール、２６…帯電装置、２８…書き込み装置、３０…現像装置、３２…クリーニング装置、３４…転写器、３６…定着装置、３８，４０，４２…給紙トレイ、４４…給紙機構、４６…ピックアップローラ、４８…フィードローラ、５０…リタードローラ、５２…ガイドローラ、５４…記録紙搬送路、５６…排出ローラ、５８…変換部
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置においては、入力された画像データに基づいて出力画像を形成し、印刷等する処理が行われる。例えば複写機を例にとって説明すると、原稿読取部から入力された濃淡画像は、画素毎にその濃度が量子化され、必要に応じて変換処理（色空間変換等）がなされた後、入力濃度値として画素毎に格納される。その後、画像形成部によって、当該入力濃度値に基づき出力画像が形成される。出力画像の形成は、例えば、帯電体にレーザ光を照射することによって形成した静電潜像にトナーを付着させ、このトナーを紙等に転写することによって得られる。この場合、上記レーザ光の出力強度、出力パルス幅、あるいはこれらの双方を制御することによって、出力画像の濃淡を表現することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の画像形成装置は、以下に示すような問題点があった。すなわち、レーザ光の出力パルス幅を用いて出力画像の濃淡を制御する場合は、図５（ａ）に示すように、入力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によりレーザ光源を駆動して帯電体にレーザ光を照射する。その結果、各画素には、図５（ｂ）に示すように幅（大きさ）の異なるドットが形成され、かかるドットの面積率によって濃淡が表現される。しかし、レーザ光源の応答には一定の時間遅れが生ずる。従って、中濃度に関しては、図６（ａ）に示すように、レーザ出力が、駆動信号であるパルス信号を比較的良好に再現している。これに対して、低濃度に関しては、図６（ｂ）に示すように、レーザ出力がパルス信号を良好に再現することができない（Ａ部分参照）。同様に、高濃度に関しても、図６（ｃ）に示すように、レーザ出力がパルス信号を良好に再現することができない（Ｂ部分参照）。かかる問題は、レーザ光をもちいて画像形成を行う場合に限らず、他の手段を用いて画像形成を行う際にも生ずる。
【０００４】
これに対して、例えば特開平５−１６７８１０に記載された画像処理方法の如く、低濃度の画素については隣接画素と組み合わせ、一定以上の中濃度として表現する方法が考えられるが、隣接画素と組み合わせても尚低濃度の場合は、組み合わせる範囲が拡大し、出力画像の解像度が劣化する。
【０００５】
そこで本発明は、低濃度領域あるいは高濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、上記変換手段により変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段とを備え、上記変換手段は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第１のしきい値以上となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成手段は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としている。
【０００７】
出力濃度値を第１のしきい値以上とすることで、画像形成手段によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置においては、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、上記変換手段により変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段とを備え、上記変換手段は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第２のしきい値以下となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成手段は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから上記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【０００９】
出力濃度値を第２のしきい値以下とすることで、画像形成手段によって入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置においては、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、上記変換手段により変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段とを備え、上記変換手段は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成手段は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定され、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから上記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１１】
出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下とすることで、画像形成手段によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域と高濃度領域との双方の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置においては、上記画像形成手段は、上記出力濃度分布画像を形成するための書き込み部を備え、上記第１のしきい値は、上記書き込み部の出力特性に基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１３】
第１のしきい値を書き込み部の出力特性に基づいて決定することで、かかる書き込み部によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を効率よく回避することができる。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置においては、上記書き込み部は、帯電体に上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記レーザ光の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置においては、上記画像形成手段は、上記出力濃度分布画像を形成するための書き込み部を備え、上記第２のしきい値は、上記書き込み部の出力特性に基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１６】
第２のしきい値を書き込み部の出力特性に基づいて決定することで、かかる書き込み部によって入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を効率よく回避することができる。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置においては、上記書き込み部は、帯電体に上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下がりから上記レーザ光の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置においては、上記変換手段は、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が直線的に増加するように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換することを特徴としてもよい。
【００１９】
入力濃度値に対して出力濃度値を直線的に増加させることで、入力濃度値の変化に対して出力濃度値の変化が一様となる。
【００２０】
また、本発明の画像形成装置においては、上記変換手段は、上記入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、上記入力濃度値と上記出力濃度値が等しくなるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換することを特徴としてもよい。
【００２１】
入力濃度値と出力濃度値が等しくなる濃度範囲を設けることで、かかる範囲においては入力濃度値と出力濃度値との差分が無くなり、近傍の画素にかかる差分を分配する処理が不要となる。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置においては、上記変換手段は、誤差拡散法により、各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配することを特徴としてもよい。
【００２３】
誤差拡散法を用いることで、入力濃度値と出力濃度値との差分をあまり目立たせることなく補償することができる。
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、上記変換工程において変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程とを備え、上記変換工程は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第１のしきい値以上となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成工程は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を用いて行われ、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としている。
【００２５】
出力濃度値を第１のしきい値以上とすることで、画像形成工程において入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００２６】
また、本発明の画像形成方法においては、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、上記変換工程において変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程とを備え、上記変換工程は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第２のしきい値以下となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成工程は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を用いて行われ、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから上記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００２７】
出力濃度値を第２のしきい値以下とすることで、画像形成工程において入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００２８】
また、本発明の画像形成方法においては、所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、上記変換工程において変換された上記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程とを備え、上記変換工程は、上記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が単調増加し、上記出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下となるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換し、上記各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、上記画像形成手段は、上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより上記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定され、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから上記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００２９】
出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下とすることで、画像形成工程において入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域と高濃度領域との双方の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。
【００３０】
また、本発明の画像形成方法においては、上記画像形成工程は、上記出力濃度分布画像を形成するための書き込み部を用いて行われ、上記第１のしきい値は、上記書き込み部の出力特性に基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００３１】
第１のしきい値を書き込み部の出力特性に基づいて決定することで、かかる書き込み部によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を効率よく回避することができる。
【００３２】
また、本発明の画像形成方法においては、上記書き込み工程において用いられる上記書き込み部は、帯電体に上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、上記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから上記レーザ光の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００３３】
また、本発明の画像形成方法においては、上記画像形成工程は、上記出力濃度分布画像を形成するための書き込み部を用いて行われ、上記第２のしきい値は、上記書き込み部の出力特性に基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００３４】
第２のしきい値を書き込み部の出力特性に基づいて決定することで、かかる書き込み部によって入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を効率よく回避することができる。
【００３５】
また、本発明の画像形成方法においては、上記書き込み工程において用いられる上記書き込み部は、帯電体する書き込み装置に上記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、上記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下がりから上記レーザ光の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定されることを特徴としてもよい。
【００３６】
また、本発明の画像形成方法においては、上記変換工程は、上記入力濃度値に対して上記出力濃度値が直線的に増加するように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換することを特徴としてもよい。
【００３７】
入力濃度値に対して出力濃度値を直線的に増加させることで、入力濃度値の変化に対して出力濃度値の変化が一様となる。
【００３８】
また、本発明の画像形成方法においては、上記変換工程は、上記入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、上記入力濃度値と上記出力濃度値が等しくなるように、上記入力濃度値を上記出力濃度値に変換することを特徴としてもよい。
【００３９】
入力濃度値と出力濃度値が等しくなる濃度範囲を設けることで、かかる範囲においては入力濃度値と出力濃度値との差分が無くなり、近傍の画素にかかる差分を分配する処理が不要となる。
【００４０】
また、本発明の画像形成方法においては、上記変換工程は、誤差拡散法により、各画素における上記入力濃度値と上記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配することを特徴としてもよい。
【００４１】
誤差拡散法を用いることで、入力濃度値と出力濃度値との差分をあまり目立たせることなく補償することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１０の概略構成図である。
【００４３】
画像形成装置１０は主に、本体１２と、本体１２の上面に設置されたコピーガラス１４を開閉自在に覆うように設けられた自動原稿搬送装置１６とを備えて構成されている。
【００４４】
本体１２の内部には、自動原稿搬送装置１６によってコピーガラス１４上に搬送された移動原稿、または自動原稿搬送装置１６を開いてコピーガラス１４上に載置された固定原稿の画像を読み取って画像データに変換する原稿読取部１８と、原稿読取部１８から入力された画像データに基づいて記録紙に可視像を形成する画像形成部２０（画像形成手段）と、この画像形成部２０に対して記録紙を供給する給紙部２２とが設けられている。
【００４５】
画像形成部２０には、図１中のＡ方向（時計回り方向）に回転する感光体ドラム２４（帯電体）とＢ方向（反時計回り方向）に回転する転写ロール２５とが、所定位置（以下、転写位置Ｐという）にて近接するように設けられている。
【００４６】
感光体ドラム２４の周囲には、その回転方向に沿って、感光体ドラム２４を一様に帯電させる帯電装置２６、原稿読取部１８から入力された画像データに基づいてレーザビームを照射し、感光体ドラム２４の表面に静電潜像を形成する書き込み装置２８（書き込み部）、感光体ドラム２４上に形成された静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーで可視化し、現像画像を形成する４台の現像装置３０が設けられており、さらに転写位置Ｐを挟んで、転写後に感光体ドラム２４上に残留したトナーを除去するクリーニング装置３２が設けられている。
【００４７】
転写ロール２５の内側であって転写位置Ｐに対向する位置には、感光体ドラム２４の表面上に形成されたトナーによる現像画像を、給紙部２２から供給されて感光体ドラム２４と転写ロール２５との間を搬送される記録紙に転写する転写器３４が備えられている。
【００４８】
さらに、画像形成部２０には、上記転写器３４によって記録紙に転写された画像を当該記録紙に定着させる定着装置３６が備えられている。
【００４９】
給紙部２２は、本体１２の下部に設けられており、３つの給紙トレイ３８，４０，４２と、給紙トレイ３８，４０，４２のそれぞれに設けられた給紙機構４４とを備えている。各給紙トレイ３８，４０，４２は、記録紙をサイズ別または種類別に積層収容するもので、本体１２に対して脱着可能に装着されており、これらのうちの何れかの給紙トレイから記録紙が送り出される。給紙機構４４は、給紙トレイ３８，４０，４２の最も上にある記録紙に当接して記録紙を順次送り出すピックアップローラ４６と、このピックアップローラ４６により送り出された記録紙を受けて画像形成部２０に向けて重送を防止しながら記録紙を送り出すローラ対であるフィードローラ４８及びリタードローラ５０により構成されている。ピックアップローラ４６及びフィードローラ４８は、図示しないモータの駆動により回転し、フィードローラ４８と対をなすリタードローラ５０は、フィードローラ４８の回転に連れ回る。
【００５０】
また、各給紙トレイ３８，４０，４２から画像形成部２０に向けて、数組のガイドローラ５２によって記録紙搬送路５４が形成されている。従って、各給紙トレイ３８，４０，４２から送り出された記録紙は、記録紙搬送路５４に沿って、転写位置Ｐ、定着装置３６へと順次搬送され、定着装置３６の下流側に設けられた排出ローラ５６を介して、外部に排出される。
【００５１】
画像形成装置１０のシステムは、図２に示すように、上述の原稿読取部１８と書き込み装置２８とを変換部５８を介して接続した構成となっている。以下、各構成要素について説明する。尚、画像形成装置１０はカラー画像をも形成することができるが、簡単のため、白黒画像を形成する場合を例にとって、各構成要素について説明する。
【００５２】
原稿読取部１８は、上述の如く、固定原稿あるいは移動原稿の画像を読み取って画像データに変換する。原稿読取部１８は、白から黒の濃度域内（入力濃度域内）で表現された濃淡画像（入力濃度分布画像）を読み取り、各画素毎の濃度を得る。また、かかる濃度を２５６階調に量子化し、入力濃度値として変換部５８に出力する。
【００５３】
変換部５８は、原稿読取部１８から出力された各画素の入力濃度値を、書き込み装置２８の駆動に用いる出力濃度値に変換する。具体的には、図３に示すように、入力濃度域を構成する最小濃度値（０）より大きく最大濃度値（２５５）より小さい入力濃度範囲（１〜２５４）において、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加し、出力濃度値が第１のしきい値（ＴＨ１）以上かつ第２のしきい値（ＴＨ２）以下となるように、入力濃度値を出力濃度値に変換する。すなわち、入力濃度値と出力濃度値との関係は、入力濃度値が１〜２５４の範囲においては、図３中の座標（０，ＴＨ１）と（２５５，ＴＨ２）とを結ぶ直線となる。一方、入力濃度値が０の場合は、出力濃度値も０となり、入力濃度値が２５５の場合は、出力濃度値も２５５となる。入力濃度値を出力濃度値に変換する具体的手段としては、ハードウェアを用いて関数計算を行わせる、ルックアップテーブルを用いる等の手段が考えられる。
【００５４】
ここで、第１のしきい値及び第２のしきい値は、書き込み部である書き込み装置２８のレーザ光の出力特性によって決定される。具体的には、駆動指示であるパルス信号の立ち上がりからレーザ光の出力が目標値に達するまでの時間遅れｔ１に対応した濃度、すなわちｔ１のパルス幅によって表現される濃度が第１のしきい値として決定される。同様に、駆動指示であるパルス信号の立ち下がりからレーザ光の出力が停止するまでの時間遅れｔ２に対応した濃度、すなわちｔ２のパルス幅によって表現される濃度が第２のしきい値として決定される。
【００５５】
また、上記変換によっては、入力濃度値と出力濃度値との間に差分が生じるため、変換部５８は、かかる差分を誤差拡散法によって近傍の画素の出力濃度値に分配する。また、変換部５８は、上記の変換及び差分の拡散によって得られた各画素の出力濃度値を、書き込み装置２８に対して出力する。
【００５６】
書き込み装置２８は、変換部５８から出力された出力濃度値に基づいて、帯電した感光体ドラム２４の表面に静電潜像を形成する。具体的には、出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号を用いてレーザ光源を駆動し、感光体ドラム２４にレーザ光を照射する。その結果、感光体ドラム２４には大きさの異なるドットにより濃淡が表現された静電潜像が形成される。ここで、かかる静電潜像をトナーで可視化し、記録紙に転写することで、白から黒の濃度域内（出力濃度域内）で表現された濃淡画像（出力濃度分布画像）を記録紙上に形成することができる。
【００５７】
続いて、画像形成装置１０の動作について説明し、併せて、本実施形態にかかる画像形成方法について説明する。原稿が原稿読取部１８に配置されると、原稿が原稿読取部１８によって読み取られ、画像データに変換される。より具体的には、白から黒の濃度域内で表現された濃淡画像が原稿読取部１８によって読み取られ、各画素毎の濃度が得られる。また、かかる濃度は２５６階調に量子化され、入力濃度値として変換部５８に出力される。
【００５８】
上記入力濃度値は、変換部５８によって、書き込み装置２８の駆動に用いる出力濃度値に変換される。具体的には、図３に示すように、入力濃度域を構成する最小濃度値（０）より大きく最大濃度値（２５５）より小さい入力濃度範囲（１〜２５４）において、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加し、出力濃度値が第１のしきい値（ＴＨ１）以上かつ第２のしきい値（ＴＨ２）以下となるように、入力濃度値が出力濃度値に変換される。すなわち、入力濃度値と出力濃度値との関係は、入力濃度値が１〜２５４の範囲においては、図３中の座標（０，ＴＨ１）と（２５５，ＴＨ２）とを結ぶ直線となる。一方、入力濃度値が０の場合は、出力濃度値も０とされ、入力濃度値が２５５の場合は、出力濃度値も２５５とされる。
【００５９】
また、上記変換によっては、入力濃度値と出力濃度値との間に差分が生じるため、かかる差分は誤差拡散法によって近傍の画素の出力濃度値に分配される。上記の変換及び差分の拡散によって得られた各画素の出力濃度値は、書き込み装置２８に対して出力される。
【００６０】
その後、書き込み装置２８により、変換部５８から出力された出力濃度値に基づいて、帯電した感光体ドラム２４の表面に静電潜像が形成される。具体的には、出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号を用いてレーザ光源が駆動され、レーザ光が照射される。その結果、感光体ドラム２４には大きさの異なるドットにより濃淡が表現された静電潜像が形成される。ここで、かかる静電潜像がトナーにより可視化され、記録紙に転写されることで、白から黒の濃度域内で表現された濃淡画像が記録紙上に形成される。
【００６１】
続いて、本実施形態にかかる画像形成装置の作用及び効果について説明する。画像形成装置１０は、変換部５８において、出力濃度値が第１のしきい値以上となるように入力濃度値を出力濃度値に変換している。従って、書き込み装置２８の出力特性に起因して入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。その結果、低濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる
また、画像形成装置１０は、変換部５８において、出力濃度値が第２のしきい値以下となるように入力濃度値を出力濃度値に変換している。従って、書き込み装置２８の出力特性に起因して入力画像を良好に再現することが困難となる高濃度領域の出力を回避することができる。また、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分を補償することができる。その結果、高濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる
また、画像形成装置１０は、書き込み装置２８のレーザ光の出力特性に基づいて、第１のしきい値及び第２のしきい値を決定している。従って、書き込み装置２８（特にレーザ光源）の出力特性によって入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域及び高濃度領域の出力を効率よく回避することができる。その結果、出力画像の品質が向上する。
【００６２】
また、画像形成装置１０は、変換部５８において、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加するように、入力濃度値を出力濃度値に変換している。従って、入力濃度値の変化に対して出力濃度値の変化が一様となる。その結果、疑似輪郭、モアレ縞等の発生が防止され、出力画像の品質が向上する。
【００６３】
また、画像形成装置１０は、変換部５８において、誤差拡散法により、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素の出力濃度値に分配している。従って、入力濃度値と出力濃度値との差分をあまり目立たせることなく当該差分を補償することができる。
【００６４】
上記実施形態にかかる画像形成装置１０においては、変換部５８によって、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加するように、入力濃度値を出力濃度値に変換していたが、これは、単調増加であれば、以下に示すようなものであってもよい。すなわち、図４に示すように、入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、入力濃度値と出力濃度値が等しくなるように、入力濃度値を出力濃度値に変換してもよい。入力濃度値と出力濃度値が等しくなる濃度範囲を設けることで、かかる範囲においては入力濃度値と出力濃度値との差分が無くなり、近傍の画素にかかる差分を分配する処理が不要となる。また、入力濃度値と出力濃度値との関係は、図３に示す直線関係、図４に示す折れ線関係に限らず、曲線関係（例えばサインカーブ）となっていてもよい。また、ここで単調増加とは、入力濃度値に対する出力濃度値の変化率が常に０以上であることを言う。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置及び画像形成方法は、出力濃度値が第１のしきい値以上となるように入力濃度値を出力濃度値に変換し、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、低濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる。
【００６６】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、出力濃度値が第２のしきい値以下となるように入力濃度値を出力濃度値に変換し、入力濃度値と出力濃度値との差分を近傍の画素に分配することで、高濃度領域においても入力画像に対する再現性が高く、品質の高い出力画像を形成することができる。
【００６７】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、出力濃度分布画像を形成するための書き込み部の出力特性に基づいて、第１のしきい値あるいは第２のしきい値を決定することで、入力画像を良好に再現することが困難となる低濃度領域あるいは高濃度領域の出力を効率よく回避することができる。その結果、出力画像の品質が向上する。
【００６８】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、入力濃度値に対して出力濃度値が直線的に増加するように、入力濃度値を出力濃度値に変換することで、入力濃度値の変化に対する出力濃度値の変化が一様となる。その結果、疑似輪郭、モアレ縞等の発生が防止され、出力画像の品質が向上する。
【００６９】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、入力濃度値と出力濃度値が等しくなるように、入力濃度値を出力濃度値に変換することで、入力濃度値と出力濃度値が等しくなる濃度範囲においては入力濃度値と出力濃度値との差分が無くなり、近傍の画素にかかる差分を分配する処理が不要となる。
【００７０】
また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法においては、入力濃度値と出力濃度値との差分を、誤差拡散法によって近傍の画素の出力濃度値に分配することで、入力濃度値と出力濃度値との差分をあまり目立たせることなく当該差分を補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】画像形成装置のシステム構成図である。
【図３】入力濃度値と出力濃度値との関係を示す図である。
【図４】入力濃度値と出力濃度値との関係を示す図である。
【図５】パルス幅により濃淡を制御する場合の説明図である。
【図６】パルス信号とレーザ出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０…画像形成装置、１２…本体、１４…コピーガラス、１６…自動原稿搬送装置、１８…原稿読み取り部、２０…画像形成部、２２…給紙部、２３…操作パネル、２４…感光体ドラム、２５…転写ロール、２６…帯電装置、２８…書き込み装置、３０…現像装置、３２…クリーニング装置、３４…転写器、３６…定着装置、３８，４０，４２…給紙トレイ、４４…給紙機構、４６…ピックアップローラ、４８…フィードローラ、５０…リタードローラ、５２…ガイドローラ、５４…記録紙搬送路、５６…排出ローラ、５８…変換部
Claims (16)
- 所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段と
を備え、
前記変換手段は、
前記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、前記入力濃度値に対して前記出力濃度値が単調増加し、前記出力濃度値が第１のしきい値以上となるように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換し、
前記各画素における前記入力濃度値と前記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、
前記画像形成手段は、前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより前記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、
前記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから前記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段と
を備え、
前記変換手段は、
前記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、前記入力濃度値に対して前記出力濃度値が単調増加し、前記出力濃度値が第２のしきい値以下となるように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換し、
前記各画素における前記入力濃度値と前記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、
前記画像形成手段は、前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより前記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、
前記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから前記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成手段と
を備え、
前記変換手段は、
前記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、前記入力濃度値に対して前記出力濃度値が単調増加し、前記出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下となるように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換し、
前記各画素における前記入力濃度値と前記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、
前記画像形成手段は、前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより前記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を備え、
前記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから前記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定され、
前記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから前記書き込み部の出力が停止するま での時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記書き込み部は、帯電体に前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、
前記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから前記レーザ光の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項１または３に記載の画像形成装置。 - 前記書き込み部は、帯電体に前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、
前記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下がりから前記レーザ光の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。 - 前記変換手段は、
前記入力濃度値に対して前記出力濃度値が直線的に増加するように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。 - 前記変換手段は、
前記入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、前記入力濃度値と前記出力濃度値が等しくなるように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。 - 前記変換手段は、
誤差拡散法により、各画素における前記入力濃度値と前記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。 - 所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、
前記変換工程において変換された前記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程と
を備え、
前記変換工程は、
前記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、前記入力濃度値に対して前記出力濃度値が単調増加し、前記出力濃度値が第１のしきい値以上となるように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換し、
前記各画素における前記入力濃度値と前記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、
前記画像形成工程は、前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより前記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を用いて行われ、
前記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから前記書き込み部の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする画像形成方法。 - 所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、
前記変換工程において変換された前記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程と
を備え、
前記変換工程は、
前記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、前記入力濃度値に対して前記出力濃度値が単調増加し、前記出力濃度値が第２のしきい値以下となるように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換し、
前記各画素における前記入力濃度値と前記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、
前記画像形成工程は、前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより前記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を用いて行われ、
前記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから前記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする画像形成方法。 - 所定の入力濃度域内で表現された入力濃度分布画像の各画素の入力濃度値を、出力濃度値に変換する変換工程と、
前記変換工程において変換された前記出力濃度値に基づいて、所定の出力濃度域内で表現された出力濃度分布画像を形成する画像形成工程と
を備え、
前記変換工程は、
前記入力濃度域を構成する最小濃度値より大きく最大濃度値より小さい入力濃度範囲において、前記入力濃度値に対して前記出力濃度値が単調増加し、前記出力濃度値が第１のしきい値以上かつ第２のしきい値以下となるように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換し、
前記各画素における前記入力濃度値と前記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配し、
前記画像形成工程では、前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するパルス信号によって駆動されることにより前記出力濃度分布画像を形成する書き込み部を用いて行われ、
前記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから前記書き込み工程における出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定され、
前記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下りから前記書き込み部の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする画像形成方法。 - 前記書き込み工程において用いられる前記書き込み部は、帯電体に前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、
前記第１のしきい値は、パルス信号の立ち上がりから前記レーザ光の出力が目標値に達するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項９または１１に記載の画像形成方法。 - 前記書き込み工程において用いられる前記書き込み部は、帯電体する書き込み装置に前記出力濃度値に応じたパルス幅を有するレーザ光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置であり、
前記第２のしきい値は、パルス信号の立ち下がりから前記レーザ光の出力が停止するまでの時間遅れに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像形成方法。 - 前記変換工程は、
前記入力濃度値に対して前記出力濃度値が直線的に増加するように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換する
ことを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の画像形成方法。 - 前記変換工程は、
前記入力濃度域の少なくとも一部の入力濃度範囲において、前記入力濃度値と前記出力濃度値が等しくなるように、前記入力濃度値を前記出力濃度値に変換する
ことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の画像形成方法。 - 前記変換工程は、
誤差拡散法により、各画素における前記入力濃度値と前記出力濃度値との差分を、該画素の近傍の画素の出力濃度値に分配する
ことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項に記載の画像形成方法。
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