JP4053674B2

JP4053674B2 - 画像形成装置および画像形成方法

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Publication number: JP4053674B2
Application number: JP36278698A
Authority: JP
Inventors: 岳 ▲高▼野; 浩樹菅野
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2018-12-21
Also published as: JP2000188684A; US6643031B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、光ビームを走査して感光体上に潜像を形成し、当該潜像をトナーにより現像し画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置および画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、特にモノクロＤＰＰＣ（デジタル複写機）の場合、階調特性は高濃度部において飽和させていた。このため、高濃度部での環境変動に対する安定性は特に画質上の重要な問題とはならなかった。
【０００３】
また、低濃度部での安定再現性向上のために低濃度部における中間調処理方式を切り換える階調処理方式も提案されていたが高濃度部の安定再現性向上に着目した発明はなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
カラーＤＰＰＣ等のカラー画像記録装置の場合、その階調特性は線形であることが望まれ、また、階調の不安定さが色相の変動につながるため、高濃度おいても環境変動につよい安定な再現性が要求される。レーザビームを走査して感光媒体上に潜像を形成し、その潜像をトナー現像し、画像形成を行う電子写真記録方式の場合、高濃度部の再現性向上のためには、画像部と非画像部の境界に存在するトナーが現像したりしなかったりする不安定な中間遷移領域を減少させる必要がある。ここでいう非画像部とはレーザによる露光が行われないまたは不十分な領域で、トナー像が形成されない領域を示す。パルス幅変調方式のレーザ駆動では１画素内にパルスがＯＦＦの状態があり、この部分が非画像部となる。
【０００５】
本発明では、高濃度部を検知し、高濃度部の場合、非画像部の空間周波数分布が長周期となる階調処理方式に切り替え、中間遷移領域の面積を減少させることにより、高濃度部における画素構造の再現性・安定性を向上させる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像形成方法は、画素単位の画像信号を読取り、この読取った各画素の画像信号に基づく１画素内の画像部と非画像部に対応する第１の駆動信号を生成し、上記読取った各画素の画像信号と周辺画素の画像信号に基づいて複数の画素の非画像部を集中させる第２の駆動信号を生成し、この第２の駆動信号を生成する際、上記読取った画像信号の画素位置に基づく、主走査方向の座標情報と、副走査方向の座標情報とを生成し、この生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報から画素内での基準位置信号を生成し、上記読取った画素ごとの画像信号を予め定めてある閾値に従い量子化し画像濃度信号として出力し、上記生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報と上記量子化された画像濃度信号とから、画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号を出力し、上記生成された画素内での基準位置信号と上記出力された画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号から記録デバイス駆動信号を生成して第２の駆動信号として出力し、上記読取った各画素の画像信号が所定濃度以上であるか否かを検知し、この検知した画素の画像信号が所定濃度以上である際に、上記生成される第１の駆動信号を選択して出力し、上記検知した画素の画像信号が所定濃度以下である際に、上記生成される第２の駆動信号を選択して出力し、上記選択して出力される第１の駆動信号あるいは第２の駆動信号に基づいて、レーザビームを出力し、このレーザビームにより感光体上に潜像を形成し、この形成された潜像をトナーにより現像し画像形成を行うことを特徴としている。
【０００７】
この発明に係る画像形成装置は、画素単位の画像信号を読取る読取手段と、この読取手段により読取った各画素の画像信号に基づく１画素内の画像部と非画像部に対応する第１の駆動信号を生成する第１の生成手段と、上記読取手段により読取った各画素の画像信号と周辺画素の画像信号に基づいて複数の画素の非画像部を集中させる第２の駆動信号を生成する第２の生成手段であって、上記読取手段により読取った画像信号の画素位置に基づく、主走査方向の座標情報と、副走査方向の座標情報とを生成する第３の生成手段と、この第３の生成手段により生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報から画素内での基準位置信号を生成する第４の生成手段と、上記読取手段により読取った画素ごとの画像信号を予め定めてある閾値に従い量子化し画像濃度信号として出力する第３の出力手段と、上記第３の生成手段により生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報と上記第３の出力手段により量子化された画像濃度信号とから、画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号を出力する第４の出力手段と、上記第４の生成手段により生成された画素内での基準位置信号と上記第４の出力手段から出力された画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号から記録デバイス駆動信号を生成して第２の駆動信号として出力する第５の出力手段と、を有している第２の生成手段と、上記読取手段により読取った各画素の画像信号が所定濃度以上であるか否かを検知する検知手段と、この検知手段により検知した画素の画像信号が所定濃度以上である際に、上記第１の生成手段により生成される第１の駆動信号を選択して出力し、上記検知手段により検知した画素の画像信号が所定濃度以下である際に、上記第２の生成手段により生成される第２の駆動信号を選択して出力する第１の出力手段と、この第１の出力手段により選択して出力される第１の駆動信号あるいは第２の駆動信号に基づいて、レーザビームを出力する第２の出力手段と、この第２の出力手段により出力されるレーザビームにより感光体上に潜像を形成する形成手段と、この形成手段により形成された潜像をトナーにより現像し画像形成を行う現像手段と、を具備したことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、この発明に係る原稿上のカラー画像やモノクロ画像を読取ってその複製画像を形成するデジタル式のカラー／モノクロ複写機などの画像処理装置の電気的接続および制御のための信号の流れを概略的に表わすブロック図を示している。この画像処理装置は、大別して、原稿上のカラー画像を読取って入力する画像入力手段としてのカラースキャナ部１と、入力されたカラー画像の複製画像を形成する画像出力手段としてのカラープリンタ部２とから構成されている。
【００１０】
図１において、制御系は、主制御部３０内のメインＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）９１、カラースキャナ部１のスキャナＣＰＵ１００、および、カラープリンタ部２のプリンタＣＰＵ１１０の３つのＣＰＵで構成される。
【００１１】
メインＣＰＵ９１は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３５を介して双方向通信を行なうものであり、メインＣＰＵ９１は動作指示をだし、プリンタＣＰＵ１１０は状態ステータスを返すようになっている。プリンタＣＰＵ１１０とスキャナＣＰＵ１００はシリアル通信を行ない、プリンタＣＰＵ１１０は動作指示をだし、スキャナＣＰＵ１００は状態ステータスを返すようになっている。
【００１２】
操作パネル４０は、液晶表示部４２、各種操作キー４３、および、これらが接続されたパネルＣＰＵ４１を有し、メインＣＰＵ９１に接続されている。
【００１３】
主制御部３０は、メインＣＰＵ９１、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）３２、ＲＡＭ３３、ＮＶＲＡＭ３４、共有ＲＡＭ３５、画像処理部３６、ページメモリ制御部３７、ページメモリ３８、プリンタコントローラ３９、および、プリンタフォントＲＯＭ１２１によって構成されている。
【００１４】
メインＣＰＵ９１は、全体的な制御を司るものである。ＲＯＭ３２は、制御プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ３３は、一時的にデータを記憶するものである。
【００１５】
ＮＶＲＡＭ（持久ランダム・アクセス・メモリ：ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅＲＡＭ）３４は、バッテリ（図示しない）にバックアップされた不揮発性のメモリであり、電源を遮断しても記憶データを保持するようになっている。
【００１６】
共有ＲＡＭ３５は、メインＣＰＵ９１とプリンタＣＰＵ１１０との間で、双方向通信を行なうために用いるものである。
【００１７】
ページメモリ制御部３７は、ページメモリ３８に対して画像情報を記憶したり、読出したりするものである。ページメモリ３８は、複数ページ分の画像情報を記憶できる領域を有し、カラースキャナ部１からの画像情報を圧縮したデータを１ページ分ごとに記憶可能に形成されている。
【００１８】
プリンタフォントＲＯＭ１２１には、プリントデータに対応するフォントデータが記憶されている。プリンタコントローラ３９は、パーソナルコンピュータなどの外部機器１２２からのプリントデータを、そのプリントデータに付与されている解像度を示すデータに応じた解像度でプリンタフォントＲＯＭ１２１に記憶されているフォントデータを用いて画像データに展開するものである。
【００１９】
カラースキャナ部１は、全体の制御を司るスキャナＣＰＵ１００、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１０１、データ記憶用のＲＡＭ１０２、カラーイメージセンサ（図示しない）を駆動するＣＣＤドライバ１０３、第１キャリッジ（図示しない）などを移動する走査モータの回転を制御する走査モータドライバ１０４、および、画像補正部１０５などによって構成されている。
【００２０】
画像補正部１０５は、カラーイメージセンサ（図示しない）から出力されるＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、カラーイメージセンサのばらつき、あるいは、周囲の温度変化などに起因するカラーイメージセンサからの出力信号に対するスレッショルドレベルの変動を補正するためのシェーディング補正回路、および、シェーディング補正回路からのシェーディング補正されたデジタル信号を一旦記憶するラインメモリなどから構成されている。
【００２１】
カラープリンタ部２は、全体の制御を司るプリンタＣＰＵ１１０、制御プログラムなどが記憶されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１２、半導体レーザ発振器（図示しない）を駆動するレーザドライバ１１３、露光装置（図示しない）のポリゴンモータ（図示しない）を駆動するポリゴンモータドライバ１１４、搬送機構（図示しない）による用紙Ｐの搬送を制御する搬送制御部１１５、帯電装置、現像ローラ、および、転写装置を用いて帯電、現像、転写を行なうプロセスを制御するプロセス制御部１１６、定着装置（図示しない）を制御する定着制御部１１７、および、オプションを制御するオプション制御部１１８などによって構成されている。
【００２２】
なお、画像処理部３６、ページメモリ３８、プリンタコントローラ３９、画像補正部１０５、および、レーザドライバ１１３は、画像データバス１２０によって接続されている。
【００２３】
画像処理部３６は、色変換、変倍、空間フィルタ、γ変換、中間調処理を行なうことにより、Ｃ，Ｍ，Ｙの画像データに変換するもので、たとえば、図２に示すように、色変換部１３１、変倍部１３２、空間フィルタ部１３３、γ変換部１３４、および、中間調処理部１３５によって構成されている。
【００２４】
すなわち、カラースキャナ部１から出力される画像データＲ，Ｇ，Ｂは、それぞれ色変換部１３１に送られ、ここでＣ，Ｍ，Ｙの画像データに変換される。色変換部１３１から出力される画像データは、変倍部１３２で変倍処理が行なわれ、その後、空間フィルタ部１３３で空間フィルタ処理が行なわれ、その後、γ変換部１３４でγ変換処理が行なわれ、その後、中間調処理部１３５で中間調処理つまり高濃度部の安定な再現階調処理が行なわれ、その後、カラープリンタ部２に送られる。
【００２５】
γ補正部１３４ではプリンタのγ特性の補正を行う。この補正の際には、ＣＭＹＫ毎に設定されているγテーブルを参照して行う。この補正の際には、ＣＭＹＫ毎に設定されているγテーブルを参照して行うようになっている。
【００２６】
中間調処理部１３５は画像信号に対して階調処理を行い、記録デバイス駆動信号に変換するものである。記録デバイスの要求する入力信号に画像濃度信号の階調性を損なわないように量子化、または記録デバイスの特性に合わせた画像濃度変換を行う。
【００２７】
記録デバイス駆動信号とは、パルス幅変調方式のプリンタの場合、レーザ駆動パルス信号であり、プリンタレーザ変調部を駆動する駆動パルスの長さと基準位置の情報を含んでいる。基準位置とは画素内の左端を駆動するか、右端を駆動するか、真ん中を駆動するかを示すものである。
【００２８】
パワー変調方式のプリンタの場合の記録デバイス駆動信号もレーザ駆動パルス信号であるが、この場合パルス幅は常に一定で、パルスのエネルギー強度が濃度階調を形成する。
【００２９】
プリンタ部２では記録デバイス駆動信号に従い、記録画像を形成する。プリンタ部２がパルス幅変調方式の場合、記録デバイス駆動信号は駆動パルス信号であり、駆動パルスに応じてレーザのＯＮ／ＯＦＦが行われることになる。
【００３０】
図３はこの発明の中心をなす中間調処理部１３５の第１の実施形態の構成の概略を示すものである。この中間調処理部１３５は、高濃度検知手段４００２、中間調処理手段４００３、非画像部長周期型中間調処理手段４００４、中間調処理選択手段４００６により構成される。
【００３１】
高濃度検知手段４００２は予め定めてある濃度値Ｔｈ１とγ変換部１３４からの入力画像信号ＩＭＧ４００１を比較するものであり、この比較の結果、出力される中間調処理選択信号Ｓ１は以下のように決定する。
【００３２】
Ｓ１＝０ＩＭＧ＜Ｔｈ１
Ｓ１＝２ＩＭＧ≧Ｔｈ１
図４は非画像部長周期型中間調処理手段４００４の構成を示すものである。すなわち、非画像部長周期型中間調処理手段４００４は、画素位置計算部４１０２、基準位置信号発生部４１０４、量子化手段（変換手段）４１０１、画素値シフト部４１０３、記録デバイス駆動信号生成部４１０５とから構成されている。
【００３３】
画素位置計算部４１０２は、図示しないクロック生成部から供給されるレジスタ設定値ｘｒｅｇ４１０８，ｙｒｅｇ４１０９、主走査方向のクロック信号ｘｃｌｏｃｋ４１０６、副走査方向のクロック信号ｙｃｌｏｃｋ４１０７により、現在処理中の信号の画素位置を計算し、主走査方向の座標情報ｘ４１１０、副走査方向の座標情報ｙ４１１１を生成する。
【００３４】
基準位置信号発生部４１０４は、画素位置計算部４１０２から供給される主走査方向の座標情報ｘ４１１０、副走査方向の座標ｙ４１１１から基準位置信号４１１３を生成する。
【００３５】
量子化手段４１０１は、γ補正部２１９から入力される画像データＩＭＧ４００１を予め定めてある閾値に従い量子化し画像濃度信号４１１２として出力する。
【００３６】
画素値シフト部４１０３は、画素位置計算部４１０２から供給される主走査方向の座標情報ｘ４１１０、副走査方向の座標情報ｙ４１１１、及び量子化手段４１０１から供給される画像濃度信号４１１２とから、画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号４１１４を出力する。
【００３７】
記録デバイス駆動信号生成部４１０５は、基準位置信号発生部４１０４から供給される基準位置信号４１１３及び画素値シフト部４１０３から供給される処理画素の画像濃度信号４１１４から記録デバイス駆動信号４１１５を出力する。記録デバイス駆動信号４１１５は、パルス幅変調方式のレーザ記録電子写真方式ではレーザ駆動パルス信号であり、パルスが出力されている間レーザは駆動することになる。本実施例では、以降、特に明示しない限り記録デバイス駆動信号４１１５はレーザ駆動パルス信号として説明する。
【００３８】
図５（ａ）（ｂ）は、記録デバイス駆動信号生成部４１０５における基準位置信号４１１３、処理画素の出力値である画像濃度信号４１１４と記録デバイス駆動信号４１１５との関係を示すものである。図５（ａ）は基準位置信号が左基準の場合、図５（ｂ）は基準位置信号が右基準の場合である。
【００３９】
図６は、画素位置計算部４１０２の構成を示すものである。画素位置計算部４１０２は、ｘ画素位置カウンタ４３０１、ｙ画素位置カウンタ４３０２、比較器４３０３、比較器４３０４から構成されている。
【００４０】
ｘ画素位置カウンタ４３０１は、クロック信号ｘｃｌｏｃｋ４１０６でカウントアップし、その値を主走査方向の座標ｘ４１１０として出力する同期リセットカウンタである。レジスタ設定信号ｘｒｅｇ４１０８と主走査方向ｘ座標４１１０とが比較器４３０３で一致したと判定された場合にｒｅｓｅｔ信号４３０５が発生し、カウンタ４３０１がリセットされる。つまりｘ画素位置カウンタ４３０１は「０」からレジスタ設定値ｘｒｅｇ４１０８の値までをカウントアップするカウンタである。
【００４１】
ｙ画素位置カウンタ４３０２は、クロック信号ｙｃｌｏｃｋ４１０７でカウントアップし、その値を副走査方向の座標ｙ４１１１として出力する同期リセットカウンタである。レジスタ設定信号ｙｒｅｇ４１０９と副走査方向ｙ座標４１１１とが比較器４３０４で一致したと判定された場合にｒｅｓｅｔ信号４３０６が発生し、カウンタ４３０２がリセットされる。つまりｙ画素位置カウンタ４３０２は０からレジスタ設定値ｙｒｅｇ４１０９の値までをカウントアップするカウンタである。
【００４２】
基準位置信号発生部４１０４は、ここでは図示しないルックアップテーブルＬＵＴ４３０７からなり、主走査方向の座標ｘ４１１０と副走査方向の座標ｙ４１１１を入力し、基準位置信号（画素内での基準として、左基準、右基準、真中基準）を発生する。
【００４３】
図７は、画素値シフト部４１０３の構成を示すものである。画素値シフト部４１０３は、画素値シフト値計算部４４０１、周辺画素値バッファ部４４０２、画素シフト値バッファ部４４０３から構成されている。
【００４４】
量子化手段４１０１より出力された量子化済みの画像濃度信号４１１２は、画素値シフト部４１０３に送られると画素値シフト部４１０３内の周辺画素値バッファ部４４０２に入力される。周辺画素値バッファ部４４０２は画像濃度信号４１１２を保持した後、周辺画素濃度データ４４０４として出力する。
【００４５】
画素シフト値計算部４４０１は、周辺画素値バッファ部４４０２からの周辺画像濃度データ４４０４と量子化手段４１０１により出力された画像濃度信号４１１２、画素シフト値バッファ部４４０３に保持されている処理画素に対応する読み込み用のＲ画素シフト値４４０５を入力とし、記録デバイス駆動信号生成部４１０５へ出力する画像濃度信号４１１４および画素シフト値バッファ部４４０３へ出力する書き込み用のＷ画素シフト値４４０６を決定し出力する。さらに、画素シフト値計算部４４０１は、画素シフト値バッファ４４０３からデータを読み書きするためのメモリアドレス４４０７、読み書き制御用のＲＷ制御信号４４０８を画素シフト値バッファ４４０３へ出力する。
【００４６】
周辺画素値バッファ部４４０２は、順次送られてくる処理画素の量子化済みの画像濃度信号４１１２をＭ個のフリップフロップでバッファし、それぞれのフリップフロップでバッファした値を周辺画素濃度データ４４０４として出力する。
【００４７】
画素シフト値バッファ部４４０３は、ここでは図示しないメモリ部とメモリ読み出し用データバス、メモリ書込み用データバス、アドレス指定器、メモリＲＷ（読み書き）制御部により構成される。
【００４８】
メモリＲＷ制御部に入力されるＲＷ制御信号４４０８がメモリライトの場合、アドレス指定器はアドレス値メモリアドレス４４０７のメモリ部とメモリ書込み用データバスを接続する。続いてメモリＲＷ制御部はメモリ書込み用データバスを経由して画素シフト値計算部４４０１から出力されるＷ画素シフト値４４０６をメモリ部に画素シフト値として格納する。
【００４９】
メモリＲＷ制御部に入力されるＲＷ制御信号４４０８がメモリリードの場合、アドレス指定器はアドレス値メモリアドレス４４０７のメモリ部とメモリ読み出し用データバスを接続する。続いてメモリＲＷ制御部はメモリ読み出し用データバスを経由してメモリ部に格納されている画素シフト値をＲ画素シフト値４４０５として画素シフト値計算部４４０１に出力する。
【００５０】
図８は、画素値シフト値計算部４４０１の構成を示すものである。画素シフト値計算部４４０１は、ルックアップテーブルＬＵＴ４５０１、デコーダ４５０２、複数のシフト量演算部４５０３、及びセレクタ４５０４から構成されている。
【００５１】
ルックアップテーブルＬＵＴ４５０１は、画素位置計算部４１０２からの主走査方向座標ｘ４１１０と副走査方向座標ｙ４１１１を入力として、シフト量演算モード信号４５０５、画素シフト値バッファ部４４０３のメモリアドレス４４０７とメモリの読み書き制御信号であるＲＷ制御信号４４０８を出力する。
【００５２】
デコーダ４５０２は、ルックアップテーブルＬＵＴ４５０１からのシフト量演算モード信号４５０５をデコードし、シフト量演算セレクタ信号４５０６をセレクタ４５０４へ出力する。
【００５３】
セレクタ４５０４は、デコーダ４５０２からのシフト量演算セレクタ信号４５０６により、複数あるシフト量演算部４５０３からの出力である画像濃度信号４１１４とＷ画素シフト値４４０６を切り換え出力する。後述するシフト量演算部４５０３からの出力を適宜切り換えることにより、非画像部が長周期となる画像濃度信号４１１４を得る。
【００５４】
複数のシフト量演算部４５０３は、周辺画素値バッファ部４４０２からの周辺画素濃度データ４４０４、量子化手段４１０１より出力される画像濃度信号４１１２、さらに画素シフト値バッファ部４４０３に記憶されている処理画素に対応した画素シフト値（Ｒ画素シフト値４４０５）から、処理画素の画像濃度信号４１１４と画素シフト値（Ｗ画素シフト値４４０６）をセレクタ４５０４に出力する（シフト処理）。
【００５５】
セレクタ４５０４は、デコーダ４５０２からのシフト量演算セレクタ信号４５０６に応じてシフト処理後の画像濃度信号４１１４を選択して出力するとともに、シフト処理の対象画素のシフト値を記憶している画素シフト値バッファ部４４０３の書込み用データバスにＷ画素シフト値４４０６を出力する。
【００５６】
シフト量演算部４５０３の例として、以下の５つの演算を示す。
１）ＴＨＲＵ
２）ＴＡＫＥＦ
３）ＧＩＶＥＢ
４）ＧＩＶＥＦ
５）ＴＡＫＥＢ
ＴＨＲＵは、画像濃度信号４１１２をそのまま出力する演算である。
【００５７】
ＴＡＫＥＦの演算を図９（ａ）（ｂ）を参照し説明する。図９（ａ）において対象となる処理画素の濃度データをＰａ、処理画素の右隣の画素の濃度データをＰｂとする。
【００５８】
ＴＡＫＥＦのシフト演算は、Ｐｂの値をＰａの値に加えるシフト演算である。図９（ａ）に示すように、Ｐａ＋Ｐｂが濃度１００％以下の場合、シフト演算後に出力される対象画素の画像濃度信号４１１４は画像濃度信号４１１４＝Ｐａ＋Ｐｂとなる。さらに右隣画素に対応するＷ画素シフト値４４０６として０％を画素シフト値バッファ部４４０３に出力する。画素シフト値バッファ部４４０３では対象画素の右隣の画素に対応するメモリ部分にＷ画素シフト値４４０６を画素シフト値として記憶する。
【００５９】
図９（ｂ）のようにＰａ＋Ｐｂが濃度１００％を超える場合、シフト演算後に出力される対象画素の画像濃度信号４１１４は飽和すなわち１００％となる。また、右隣画素に対応するＷ画素シフト値４４０６としてＷ画素シフト値４４０６＝Ｐａ＋Ｐｂ−１００％を画素シフト値バッファ部４４０３に出力する。
【００６０】
ＧＩＶＥＢの演算を同様に図９（ａ）（ｂ）を参照し説明する。ＧＩＶＥＢはＴＡＫＥＦのシフト演算を行った右隣の画素で行われ、シフト演算の対象となっている画素の画像濃度信号を左隣りの画素値に加える演算である。対象となる処理画素の濃度データをＰｂ、処理画素の左隣の画素の濃度データをＰａとする。
【００６１】
図９（ａ）に示すように、Ｐａ＋Ｐｂが濃度１００％以下の場合、シフト演算後に出力される対象画素の画像濃度信号４１１４は０％となる。図９（ｂ）のようにＰａ＋Ｐｂが濃度１００％を超える場合、出力される対象画素の画像濃度信号４１１４＝Ｐａ＋Ｐｂ−１００％となる。これは、左隣りの画素でＴＡＫＥＦの演算を行った際に画素シフト値バッファ部４４０３に記憶されているので、これをＲ画素シフト値４４０５として読み出してくる。
【００６２】
ＧＩＶＥＦの演算を図１０（ａ）（ｂ）を参照し説明する。図１０（ａ）（ｂ）において対象となる処理画素の濃度データをＰａ、処理画素の右隣の画素の濃度データをＰｂとする。
【００６３】
ＧＩＶＥＦのシフト演算は、Ｐａの値をＰｂの値に加えるシフト演算である。図１０（ａ）に示すように、Ｐａ＋Ｐｂが濃度１００％以下の場合、シフト演算後に出力される対象画素の画像濃度信号４１１４は０％となる。さらに右隣画素に対応するＷ画素シフト値４４０６としてＰａを画素シフト値バッファ部４４０３に出力する。画素シフト値バッファ部４４０３では対象画素の右隣の画素に対応するメモリ部分にＷ画素シフト値４４０６を画素シフト値として記憶する。
【００６４】
図１０（ｂ）のように、Ｐａ＋Ｐｂが濃度１００％を超える場合、シフト演算後に出力される対象画素の画像濃度信号４１１４は画像濃度信号４１１４＝Ｐａ＋Ｐｂ−１００％となる。また、右隣画素に対応するＷ画素シフト値４４０６としてＷ画素シフト値４４０６＝１００％−Ｐｂを画素シフト値バッファ部４４０３に出力する。
【００６５】
ＴＡＫＥＢの演算を同様に図１０（ａ）（ｂ）を参照し説明する。ＴＡＫＥＢはＧＩＶＥＦのシフト演算を行った右隣の画素で行われ、シフト演算の対象となっている画素の画像濃度信号に左隣りの画素値に加える演算である。対象となる処理画素の濃度データをＰｂ、処理画素の左隣の画素の濃度データをＰａとする。
【００６６】
図１０（ａ）に示すように、Ｐａ＋Ｐｂが濃度１００％以下の場合、シフト演算後に出力される対象画素の画像濃度信号４１１４はＰａ＋Ｐｂとなる。左隣りの画素でＧＩＶＥＦの演算を行った際に画素シフト値バッファ部４４０３には、Ｐａが記憶されているのでこれをＲ画素シフト値４４０５として読み出し、Ｐｂに加算し画像濃度信号４１１４を求める。図１０（ｂ）のようにＰａ＋Ｐｂが濃度１００％を超える場合、シフト演算後に出力される対象画素の画像濃度信号４１１４は１００％となる。左隣りの画素でＧＩＶＥＦの演算を行った際に画素シフト値バッファ部４４０３には、１００％−Ｐｂが記憶されているのでこれをＲ画素シフト値４４０５として読み出し、Ｐｂに加算し画像濃度信号４１１４を求める。いずれの場合も左隣の画素に対応する画素シフト値を読み出し、これをＰｂに加算することにより実現される。
【００６７】
図１１（ａ）（ｂ）は非画像部長周期型中間調処理手段４００４における画素シフト部４１０３および基準位置信号発生部４１０４の動作の一例を、画素の２次元的位置（ｘ，ｙ）、シフト演算、基準位置の対応で示したものである。画素の２次元的位置とは画素位置計算部４１０２より出力される主走査方向の座標ｘ４１１０，副走査方向の座標ｙ４１１１のことである。ｘ％３は、処理画素の主走査方向の座標ｘ４１１０を３で割った余りを示し、今後同様の表記法を用いる。
【００６８】
図１１（ａ）（ｂ）に示す動作を行った場合の非画像部長周期型中間調処理手段４００４の出力パターン（記録デバイス駆動信号４１１５）を図１２に示す。非画像部が主走査方向に集められ主走査方向３画素周期以上で出現するいわゆる３画素縦万線構造となる。
【００６９】
非画像部長周期型中間調処理手段４００４における画素シフト部４１０３および基準位置信号発生部４１０４の動作の一例を図１３（ａ）（ｂ）に示す。この際の画像部長周期型中間調処理手段４００４の出力パターン（記録デバイス駆動信号４１１５）を図１４に示す。この場合、非画像部の主走査方向の周期は一定で走査毎に初期位相が変化することとなり、主走査方向の非画像部が６３度のスクリーン角度を形成し、３画素×ｓｉｎ６３°周期以上で出現するいわゆる３画素変調斜め万線構造となる。
【００７０】
このように、図４の非画像部長周期型中間調処理手段４００４は様々な非画像部長周期構造を形成することができる。以下では説明を簡略化するため、３画素縦万線構造の場合を例として説明する。
【００７１】
図１５は中間調処理手段４００３の構成を示すものである。すなわち、中間調処理手段４００３は、量子化手段４９０１、画素位置計算部４９０２、基準位置信号発生部４９０４、記録デバイス駆動信号生成部４９０５から構成されている。
【００７２】
画素位置計算部４９０２は、図示しないクロック生成部から供給されるレジスタ設定値ｘｒｅｇ４１０８，ｙｒｅｇ４１０９、主走査方向のクロック信号ｘｃｌｏｃｋ４１０６、副走査方向のクロック信号ｙｃｌｏｃｋ４１０７により、現在処理中の信号の画素位置を計算し、主走査方向の座標情報ｘ４９１０、副走査方向の座標情報ｙ４９１１を生成する。その構成は非画像部長周期型中間調処理手段４００４の画素位置計算部４１０２の構成図、図６と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
基準位置信号発生部４９０４は、画素位置計算部４９０２から供給される主走査方向の座標情報ｘ４９１０、副走査方向の座標ｙ４９１１により基準位置信号４９１３を生成する。基準位置信号４９１３および基準位置信号発生部４９０４は非画像部長周期型中間調処理手段４００４の場合と同様であるので説明を省略する。
【００７４】
量子化手段４９０１は、γ変換部１３４から入力される画像データＩＭＧ４００１を予め定めてある閾値に従い量子化し画像濃度信号４９１２として出力する。
【００７５】
記録デバイス駆動信号生成部４９０５は、基準位置信号発生部４９０４からの基準位置信号４９１３及び量子化手段４９０１からの処理画素の画像濃度信号４９１２から記録デバイス駆動信号４９１５を出力する。記録デバイス駆動信号４９１５は、パルス幅変調方式のレーザ記録電子写真方式ではレーザ駆動パルス信号であり、パルスがＯＮ状態のときレーザは発光することになる。
【００７６】
図１６は非画像部長周期型中間調処理手段４００４に基準位置信号発生部４９０４の動作の一例を、画素の２次元的位置（ｘ，ｙ）、基準位置の対応で示したものである。図１６に示す動作を行った場合の中間調処理手段４００３の出力パターン（記録デバイス駆動信号４９１５）を図１７に示す。この出力パターンはいわゆる１画素縦万線構造となる。
【００７７】
中間調処理選択手段４００６は高濃度検知手段４００２の出力する中間調処理選択信号（Ｓ１）４００５により動作するセレクタである。中間調処理選択信号Ｓ１＝０であれば中間調処理手段４００３の出力する記録デバイス駆動信号４９１５を記録デバイス駆動信号４００７としてプリンタ部２に出力し、中間調処理選択信号Ｓ１＝２であれば非画像部長周期型中間調処理手段４９１５の出力する記録デバイス駆動信号４１１５を記録デバイス駆動信号４００７としてプリンタ部２に出力する。
【００７８】
すなわち中間調処理部１３５は、入力画像信号ＩＭＧ４００１が閾値Ｔｈ１より小ならば中間調処理手段４００３により中間調処理し、閾値Ｔｈ１以上であれば非画像部長周期型中間調処理手段４００４により中間調処理する適応階調処理手段である。
【００７９】
図１８（ａ）（ｂ）、図１９（ａ）（ｂ）は、入力画像信号ＩＭＧ４００１が中、高濃度の場合の非画像部長周期型中間調処理手段４００４、中間調処理手段４００３の出力する記録デバイス駆動信号（レーザ駆動パルス信号）によりレーザ駆動が行われた際の露光分布の主走査方向断面図である。
【００８０】
入力画像信号が高濃度における中間調処理手段４００３の露光分布は、隣接するＯＮ状態のパルスの影響でトナー付着が不安定な露光レベルの中間遷移領域が多く発生している。図１８（ａ）（ｂ）、図１９（ａ）（ｂ）の場合、中間遷移領域が安定に現像される領域と連続に連結しており、本来の非画像部がつぶれベタとなる状態もあり得、安定再現の障害となる。一方、非画像部長周期型中間調処理手段４００４の露光分布の場合、非画像部に対応するパルスのＯＦＦ状態が長周期となり連続するため、中間遷移領域が少ない。このため、高濃度部が環境等の変動に対し安定に再現される。
【００８１】
入力画像信号が中濃度における中間調処理手段４００３の露光分布は高濃度の場合と比べ中間遷移領域が少ないため、環境変動による再現の変動は無視できる程度となる。また、非画像部長周期型中間調処理手段４００４とくらべ画素構成が高周期・高解像であるため、視覚ノイズとなりにくい。
【００８２】
すなわち、この発明の中間調処理部１３５は予め定めた閾値以上の高濃度の画像信号に対しては、非画像部の画素構成を長周期化することにより中間遷移領域を減少させて安定再現を実現し、閾値より低い濃度の画像濃度信号に対しては、より解像性の高い中間調処理を用い高画質化を図るものである。
【００８３】
また、上記の第１の実施形態では、中間調処理手段４００３と非画像部長周期型中間調処理手段４００４で量子化手段４１０１、４９０１を用いたが、プリンタ部２の特性に応じてこれを画像濃度変換手段に置き換えた、発明も可能である。
【００８４】
この第１の実施形態では、中間調処理部１３５を複写機に適用した場合を述べているが、いわゆるプリンタ機器の階調処理手段にも用いることも可能である。
【００８５】
図２０は、この発明の中心をなす中間調処理部１３５の第２の実施形態の構成の概略を示すものである。中間調処理部１３５は、濃度検知手段５００２、画像部長周期型中間調処理手段５００８、中間調処理手段５００３、非画像部長周期型中間調処理手段５００４、中間調処理選択手段５００６により構成される。
【００８６】
非画像部長周期型中間調処理手段５００４、中間調処理手段５００３、中間調処理選択手段５００６のそれぞれの構成は図４の非画像部長周期型中間調処理手段４００４、中間調処理手段４００３、中間調処理選択手段４００６と同様であるので説明を省略する。
【００８７】
濃度検知手段５００２は、予めさだめてある濃度値Ｔｈ１、Ｔｈ２とγ変換部１３４からの入力画像信号ＩＭＧ４００１を比較し、中間調処理選択信号（Ｓ１）５００５を以下のように決定する。
【００８８】
Ｓ１＝０ＩＭＧ＜Ｔｈ１
Ｓ１＝１Ｔｈ１≦ＩＭＧ＜Ｔｈ２
Ｓ１＝２ＩＭＧ≧Ｔｈ２
画像部長周期型中間調処理手段５００８の構成は図４の非画像部長周期型中間調処理手段４００４と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００８９】
図２１（ａ）（ｂ）は画像部長周期型中間調処理手段５００８における画素値シフト部４１０３および基準位置信号発生部４１０４の動作の一例を、画素の２次元的位置（ｘ，ｙ）、シフト演算、基準位置の対応で示したものである。
【００９０】
図２１（ａ）（ｂ）に示す動作を行った場合の画像部長周期型中間調処理手段５００８の出力パターン（記録デバイス駆動信号５０１１）を図２２に示す。画像部が主走査方向に集められ主走査方向２画素周期以上で出現するいわゆる２画素縦万線構造となる。
【００９１】
画像部長周期型中間調処理手段５００８の露光分布の場合、画像部に対応するパルスのＯＮ状態が長周期となって連続するため、低濃度においては中間遷移領域を少なくすることができる。このため、解像性が劣化するものの、低濃度部は環境等の変動に対し安定に再現される。
【００９２】
中間調処理選択手段５００６は濃度検知手段５００２の出力する中間調処理選択信号（Ｓ１）５００５により動作するセレクタである。中間調処理選択信号Ｓ１＝０であれば画像部長周期型中間調処理手段５００８の出力する記録デバイス駆動信号５０１１を記録デバイス駆動信号５００７としてプリンタ部２に出力し、中間調処理選択信号Ｓ１＝１であれば中間調処理手段５００２の出力する記録デバイス駆動信号５００９を記録デバイス駆動信号５００７としてプリンタ部２に出力し、中間調処理選択信号Ｓ１＝２であれば非画像部長周期型中間調処理手段５００４の出力する記録デバイス駆動信号５０１０を記録デバイス駆動信号５００７としてプリンタ部２に出力する。
【００９３】
すなわち、中間調処理部１３５は入力画像信号ＩＭＧ４００１が閾値Ｔｈ１より小ならば画像部長周期型中間調処理手段５００８により中間調処理し、入力画像信号ＩＭＧ４００１が閾値Ｔｈ１以上閾値Ｔｈ２より小ならば中間調処理手段５００３により中間調処理し、閾値Ｔｈ２以上であれば非画像部長周期型中間調処理手段５００４により中間調処理する適応階調処理手段である。
【００９４】
この発明の高濃度部安定再現階調処理１５０は予め定めた閾値Ｔｈ２以上の高濃度の画像信号に対しては、非画像部の画素構成を長周期化することにより中間遷移領域を減少させて安定再現を実現し、予め定めた閾値Ｔｈ１より低濃度の画像信号に対しては、画像部の画素構成を長周期化することにより中間遷移領域を減少させて安定再現を実現し、閾値Ｔｈ１以上Ｔｈ２より低い中濃度の画像濃度信号に対しては、より解像性の高い中間調処理を用い高画質化を図るものである。
【００９５】
また、上記の実施形態では中間調処理手段５００３、非画像部長周期型中間調処理手段５００４、画像部長周期型中間調処理手段５００８で量子化手段を用いたが、プリンタ部２の特性に応じてこれを画像濃度変換手段に置き換えた発明も可能である。
【００９６】
図２３はこの発明の中心をなす中間調処理部１３５の第３の実施形態の構成の概略を示すものである。中間調処理部１３５は、濃度検知手段６００２、高量子化数誤差拡散手段６００３、低量子化数誤差拡散処理手段６００４、中間調処理選択手段６００６により構成される。
【００９７】
濃度検知手段６００２は図２０の濃度検知手段５００２と同様なので説明を省略する。
【００９８】
高量子化数誤差拡散手段６００３と低量子化数誤差拡散手段６００４の構成は図４の非画像部長周期中間調処理手段４００４の構成図における量子化手段４１０１を図２４に構成を示した誤差拡散量子化手段６１０１に置き換えたものである。説明を簡略化するために、誤差拡散量子化手段６１０１についての説明を行い、その他に関しては省略する。
【００９９】
図２４は、誤差拡散量子化手段６１０１の構成を概略的に示すものである。誤差拡散量子化手段６１０１は、誤差補正手段６１０２、量子化手段６１０３、誤差算出手段６１０４、補正量算出手段６１０５により構成されている。
【０１００】
補正量算出手段６１０５は、誤差拡散フィルタリング手段６１０６、誤差記憶手段６１０７により構成されている。
【０１０１】
誤差拡散量子化手段６１０１の外部より量子化の対象となる入力画像信号ＩＭＧ（ｎ１，ｎ２）が入力される。ここでＩＭＧ（ｎ１，ｎ２）は主走査ｘ座標ｎ１，副走査ｙ座標ｎ２の画像信号を現わす。他も同様の表記法を用いることとする。補正量算出手段６１０５により予め計算されてある補正量をａ（ｎ１，ｎ２）とＩＭＧ（ｎ１，ｎ２）は誤差補正手段６１０２で加算され、量子化手段６１０３に出力される。量子化手段６１０３では予め定まった閾値に従いこの値を量子化し、量子化レベルをｙ（ｎ１，ｎ２）を出力する。この閾値をいくつ設けるかにより量子化数は決定される。
【０１０２】
ｙ（ｎ１，ｎ２）
＝Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ（ＩＭＧ（ｎ１，ｎ２）＋ａ（ｎ１，ｎ２））
誤差算出手段６１０４により誤差ｅ（ｎ１，ｎ２）は以下のように計算される。
【０１０３】
ｅ（ｎ１，ｎ２）
＝ｙ（ｎ１，ｎ２）−（ＩＭＧ（ｎ１，ｎ２）＋ａ（ｎ１，ｎ２））
誤差拡散フィルタリング手段６１０６と誤差記憶手段６１０７により誤差記憶手段６１０７のｍ（ｉ，ｊ）（−Ｎｉ≦ｉ≦Ｎｉ，０≦ｊ≦Ｎｊ）へ補正量が以下のように計算される。Ｎｉ，Ｎｊはフィルタの大きさを決定する定数である。
【０１０４】
ｍ（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）×ｅ（ｎ１，ｎ２）
例えば誤差拡散フィルタリング手段６１０６がｊａｒｖｉｓのフィルタ係数の場合Ｎｉ＝１，Ｎｊ＝１で
ｇ（−１，０）＝０，ｇ（０，０）＝０，ｇ（１，０）＝７／１６
ｇ（−１，１）＝３／１６，ｇ（０，１）＝５／１６
ｇ（１，１）＝１／１６
である。１画素処理するごと発生する上記の補正量を各ｍ（ｉ，ｊ）ごとに加算手段６１０８で総和補正量Ｍ（ｉ，ｊ）に加算していく。
【０１０５】
Ｍ（ｉ，ｊ）＝Ｍ（ｉ，ｊ）＋ｍ（ｉ，ｊ）
このとき補正量ａは次のように決定される。
【０１０６】
ａ（ｎ１＋ｉ，ｎ２＋ｊ）＝Ｍ（ｉ，ｊ）
−Ｎｉ≦ｉ≦Ｎｉ，０≦ｊ≦Ｎｊ
以上の動作により誤差拡散処理が行われ、量子化がなされる。
【０１０７】
高量子化数量子化数誤差拡散手段６００３と低量子化数誤差拡散手段６００４は量子化手段６１０３の量子化数のみが異なる。例えば高量子化数が４値で、低量子化数が２値の場合両者の閾値の設定値を図２５に示す。ここでは入出力が８ｂｉｔである場合を仮定し、１６進表現する。
【０１０８】
図２６（ａ）（ｂ）に高濃度部（反射率約８３パーセント）における高量子化数誤差拡散手段６００３（４値誤差拡散）、低量子化誤差拡散手段６００４（２値誤差拡散）の出力パターン（記録デバイス駆動信号）を示す。ただし、基準位置信号はすべて左基準とし、シフト演算処理はすべてＴＨＲＵとした。
【０１０９】
高量子化数誤差拡散手段６００３の場合、量子化数が多いため細かい非画像部が表れ、非画像部の分布が短周期的になっている。このため、中間遷移領域が多く高濃度部の再現が不安定となる。
【０１１０】
低量子化数誤差拡散手段６００３の場合、量子化数が少ないため非画像部の最小領域は１画素相当であり、非画像部の分布が高量子化数の場合に比べ長周期になっている。このため、中間遷移領域が少なく高濃度部の再現が安定となる。
【０１１１】
また、高量子化数誤差拡散手段６００３の出力する最小画素構造はサブピクセル以下のパルスであり、低量子化数誤差拡散手段６００３の出力する最小画素構造は１ピクセル以上のパルスであることから、低濃度においては低量子化誤差拡散手段６００３のほうが安定な再現が可能である。
【０１１２】
中間調処理選択手段６００６は濃度検知手段６００２の出力する中間調処理選択信号（Ｓ１）６００５により動作するセレクタである。中間調処理選択信号Ｓ１＝０であれば低量子化数誤差拡散手段６００４の出力する記録デバイス駆動信号６００９を記録デバイス駆動信号６００７としてプリンタ部２に出力し、中間調処理選択信号Ｓ１＝１であれば高量子化数誤差拡散手段６００３の出力する記録デバイス駆動信号６００８を記録デバイス駆動信号６００７としてプリンタ部２に出力し、中間調処理選択信号Ｓ１＝２であれば低量子化数誤差拡散手段６００４の出力する記録デバイス駆動信号６００９を記録デバイス駆動信号６００７としてプリンタ部２に出力する。
【０１１３】
すなわち、中間調処理部１３５は入力画像信号ＩＭＧ４００１が閾値Ｔｈ１より小ならば低量子化数誤差拡散手段６００４により中間調処理し、入力画像信号ＩＭＧ４００１が閾値Ｔｈ１以上閾値Ｔｈ２より小ならば高量子化数誤差拡散手段６００３により中間調処理し、閾値Ｔｈ２以上であれば低量子化数誤差拡散手段６００４により中間調処理する適応階調処理手段である。
【０１１４】
この第３の実施形態の中間調処理部１３５は、予め定めた閾値Ｔｈ２以上の高濃度の画像信号に対しては、低量子化数誤差拡散手段６００４により非画像部の画素構成を長周期化することにより中間遷移領域を減少させて安定再現し、予め定めた閾値Ｔｈ１より低濃度の画像信号に対しては、低量子化数誤差拡散手段６００４により画像部の画素構成を長周期化することにより中間遷移領域を減少させて安定再現し、閾値Ｔｈ１以上Ｔｈ２より低い中濃度の画像濃度信号に対しては、より解像性の高い高量子化数誤差拡散手段６００３を用いて高画質化を図るものである。
【０１１５】
また、上記第３の実施形態の基準位置信号発生部４１０４等において、図１３のように主走査方向、副走査方向に周期的に変化する基準位置信号を発生することによりさらに中間遷移状態を減少させ安定再現を図る発明も可能である。基準位置信号の変化を主走査、副走査方向周期に一定とした場合、フリップフロップと簡単な順序回路でこれを実現しうる。
【０１１６】
また、上記図２３に示す第３の実施形態は基準位置信号発生部を取り除くことにより、パワー変調方式のレーザ記録電子写真方式にも適用可能な発明となる。
【０１１７】
図２７はこの発明の中心をなす中間調処理部１３５の第４の実施形態の構成の概略を示すものである。中間調処理部１３５は、高濃度検知手段７００１、閾値処理手段７００２、閾値発生手段７００３、画像部集中型基本ディザ情報記憶手段７００４、非画像部集中型基本ディザ情報記憶手段７００５により構成される。
【０１１８】
高濃度検知手段７００１は図３の高濃度検知手段４００２と同様であるので説明を省略する。
【０１１９】
図２８は閾値処理手段７００２の構成を示すものである。閾値処理手段７００２は、量子化手段７１０１、画素位置計算部７１０２、画素値シフト部７１０３、基準位置信号発生部７１０４、記録デバイス駆動信号生成部７１０５により構成されている。
【０１２０】
これは図４の非画像部長周期型中間調処理手段４００４の量子化手段４１０１だけを量子化手段７１０１に変更したものである。この場合、画素位置計算部７１０２は主走査方向の座標情報ｘ７１１０、副走査方向の座標情報ｙ７１１１を出力し、量子化手段７１０１は画像濃度信号７１１２を出力し、画素値シフト部７１０３は画像濃度信号７１１４を出力し、、基準位置信号発生部７１０４は基準位置信号７１１３を出力し、記録デバイス駆動信号生成部７１０５は記録デバイス駆動信号７１１５を出力する。
【０１２１】
量子化手段７１０１は閾値信号７０１１を閾値発生手段７００３から受け、これをもとに量子化する。基準位置発生手段を取り除くことにより、パワー変調方式のレーザ記録電子写真方式へ適用できる。この実施例ではこの場合について述べる。
【０１２２】
画像部集中型基本ディザ情報記憶手段７００４、非画像部集中型基本ディザ情報記憶手段７００５に記憶されている画像部集中型ディザマトリックスと非画像部集中型ディザマトリックスの例を図２９（ａ）（ｂ）に示す。
【０１２３】
ここでは簡単に組織ディザ処理手段の構成について述べる。基本ディザ情報である画像部集中型ディザマトリックスと非画像部集中型ディザマトリックスはそれぞれ記憶手段７００４、７００５の２次元配列上のＤＲＡＭにデイザマトリックスＤ（ｉ，ｊ）ｉ，ｊ＝０，１，．．．．，Ｎｄ−１として記憶されている。
【０１２４】
閾値発生手段７００３では高濃度検知手段７００１より出力される中間調処理選択信号Ｓ１７００８を元に処理画素が高濃度であるならば非画像部集中型ディザ間マトリックス（信号７００９）を用い、高濃度でない場合は画像部集中型ディザマトリックス（信号７０１０）を用いて、主走査副走査位置が（Ｉ，Ｊ）のときの閾値Ｔｈｋ（ｋ＝１，…，Ｎ−１）を下記の式のように決定する。ただし、Ｎ値に量子化するとする。求まった閾値Ｔｈｋ（ｋ＝１，…，Ｎ−１）を閾値信号７０１１として閾値処理手段７００２に出力する。
【０１２５】
Ｔｈｋ＝（２５５／Ｎ−１）×（ｋ−１）
＋［２５５／｛（Ｎ−１）×（Ｎｄ²−１）｝］×Ｄ（I mod Nd,J mod Nd）
この閾値信号７０１１をもとに閾値処理手段７００２は量子化を行うのだが、例として示した非画像部集中型デイザマトリックスを用いた場合、高濃度になるにつれてマトリックスの周囲から画像部となってゆき、非画像部は中心に集まる網点となる。
【０１２６】
すなわち、この第４の実施形態は低・中濃度では画像部集中型ディザマトリックスを用いて、画像部を網点上にすることにより安定再現を行い、高濃度では非画像部集中型ディザマトリックスを用いることにより非画像部が網点とする、つまり非画像部の分布を長周期とすることにより安定再現を図る階調処理装置である。
【０１２７】
図３０はこの発明の中心をなす中間調処理部１３５の第５の実施形態の構成の概略を示すものである。中間調処理部１３５は、ＬＵＴによる複数の量子化手段８００１と、量子化手段８００１に対応する基準位置信号発生部８００２と、量子化手段８００１と基準位置信号発生部８００２に対応する記録デバイス駆動信号生成部８００３と、中間調処理選択手段８００４とにより構成される。
【０１２８】
ＬＵＴ８００１は内部のルックアップテーブル情報に従い、入力画像信号ＩＭＧ４００１を記録デバイスの画像濃度信号８００６に量子化し出力する。
【０１２９】
ＬＵＴ８００１の内一つのＬＵＴは図３１に示すような飽和する入出力特性を有しており、別のＬＵＴ８００１は図３２に示すような飽和しない入出力特性を有している。ＬＵＴ８００１は入力画像信号ＩＭＧ４００１をＬＵＴ８００１に応じて量子化し、画像濃度信号８００６として記録デバイス駆動信号生成部８００３に出力する。
【０１３０】
基準位置信号発生部８００２は外部より入力される主走査方向のクロック信号ｘｃｌｏｃｋ４１０６、副走査方向のクロック信号ｙｃｌｏｃｋ４１０７より周期的に基準位置信号８００５を発生する。
【０１３１】
記録デバイス駆動信号生成部８００３は、画像濃度信号８００６と基準位置信号８００５をもとに記録デバイス駆動信号８００７を中間調処理選択手段８００４に出力する。
【０１３２】
中間調処理選択手段８００４は、主走査クロック信号ｘｃｌｏｃｋ４１０６をカウントするカウンタと副走査クロック信号ｙｃｌｏｃｋ４１０７をカウントするカウンタを有し、これらのカウンタのカウンタ値が示す２次元座標（ｘ，ｙ）に基づき、周期的に記録デバイス駆動信号８００７を選択し、記録デバイス駆動信号８００８として外部に出力する。
【０１３３】
一例として、ｘ％２＝０のとき図３１のＬＵＴ８００１を選択、ｘ２％＝１のとき図３３のＬＵＴ８００１を選択した場合を示す。基準位置信号は左基準で一定とする。
【０１３４】
このとき低・中濃度での出力パターン（記録デバイス駆動信号８００８）は図３３となり、高濃度では図３４となる。
【０１３５】
図３１から図３４によりわかるようにＴｈ１以下の低・中濃度では１画素縦万線構造であるが、Ｔｈ１以上の高濃度となると非画像部が２画素毎に集められ、長周期化されて出力される。高濃度部では非画像部が長周期化されるため、中間遷移領域が減少し、高濃度部の安定再現が可能となる。
【０１３６】
また、上記の第５の実施形態の発明ではＬＵＴ８００１による量子化手段を用いたが、プリンタ部２の特性に応じてこれをＬＵＴ８００１による画像濃度変換手段に置き換えた発明も可能である。
【０１３７】
また、上記の第５の実施形態は基準位置信号発生部を取り除くことにより、パワー変調方式のレーザ記録電子写真方式にも適用可能な発明となる。
【０１３８】
また、上記の第５の実施形態の発明では中間調処理を主走査方向に周期的に選択していたが、この選択周期の初期位相を走査毎に変化させることによりスクリーン角を持つ出力パターンを形成する発明とすることも可能である。
【０１３９】
別の実施例として非画像部を網点状に長周期化する場合を示す。図３１、図３５、図３６に示すＬＵＴを持つ量子化手段を用い、中間調処理選択手段において図３７に示す周期で外部に出力する記録デバイス駆動信号を切り換える。基準位置信号は左基準で一定とする。
【０１４０】
このときの出力パターンは正規化画像濃度Ｔｈ１以下のときは図３３、正規化画像濃度Ｔｈ１以上７／９以下のときは図３８、正規化画像濃度９／７以上のときは図３９となる。
【０１４１】
図３５、図３６、図３８、図３９からわかるようにＴｈ１以下の低・中濃度では１画素縦万線構造であるが、Ｔｈ１以上の高濃度になると最大２ｘ２ｐｅｌの網点状の孔が形成され、正規化画像濃度が１になるにつれて主走査方向に網点が小さくなって行く。
【０１４２】
図３０のＬＵＴ８００１に低濃度部に相当する入力画素を０または画像形成されない範囲の画像濃度信号に量子化する性質と低濃度部に相当する入力画素を画像形成される範囲の画像濃度信号に量子化する性質を与えることにより、別の発明となる。
【０１４３】
一例として、ｘ％２＝０のとき図４０のＬＵＴ８００１を選択、ｘ２％＝１のとき図４１のＬＵＴ８００１を選択した場合を示す。基準位置信号は左基準で一定とする。図４０のＬＵＴ８００１は低濃度部で画像形成される範囲に量子化を行い、高濃度部（正規化画像濃度Ｔｈ１以上）では飽和する範囲に量子化を行う。
【０１４４】
図４１のＬＵＴ８００１は低濃度部（正規化画像濃度Ｔｈ２以下）では画像形成は行わず。また、高濃度部では図に示すように飽和しない範囲に量子化を行う。
【０１４５】
このときの出力パターンは低濃度部（正規化画像濃度Ｔｈ２以下）で図４２、中濃度部で図３３、高濃度部（正規化画像濃度Ｔｈ１以上）で図３４となる。
【０１４６】
図４２からわかるように低濃度部では２画素縦万線構造になり、画像部が長周期化され安定再現が可能となる。
【０１４７】
図３４からわかるように高濃度部では２画素縦万線構造になり、非画像部が長周期化され安定再現が可能となる。
【０１４８】
すなわち、この発明は低濃度部では画像部を長周期化し、高濃度部では非画像部を長周期化して安定再現を図りつつ、中間濃度では、解像性を重視した１画素縦万線構造を用いる適応的な階調処理である。
【０１４９】
また、上記第５の実施形態の発明ではＬＵＴによる量子化手段を用いたが、プリンタ部の特性に応じてこれをＬＵＴによる画像濃度変換手段に置き換えた発明も可能である。
【０１５０】
また、上記第５の実施形態の発明は基準位置信号発生部を取り除くことにより、パワー変調方式のレーザ記録電子写真方式にも適用可能な発明となる。
【０１５１】
また、上記第５の実施形態の発明では中間調処理を主走査方向に周期的に選択していたが、この選択周期の初期位相を走査毎に変化させることによりスクリーン角を持つ出力パターンを形成する発明とすることも可能である。
【０１５２】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、高濃度部において非画像部の空間周波数分布を長周期化する階調処理方式を用いることにより、不安定な中間遷移領域の面積を減少させ、高濃度部における画素構造の再現性・安定性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の画像処理装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】画像処理部の概略構成を示す図。
【図３】中間調処理部の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図４】非画像部長周期型階調処理手段の概略構成を示すブロック図。
【図５】記録デバイス駆動信号を模式的に現わした図。
【図６】画素位置計算部の構成を示すブロック図。
【図７】画素値シフト部の構成を示すブロック図。
【図８】画素シフト値計算部の構成を示すブロック図。
【図９】シフト演算処理の説明図。
【図１０】シフト演算処理の説明図。
【図１１】３画素縦万線構造の場合のシフト演算と基準位置の対応を示す図。
【図１２】３画素縦万線構造を説明するための図
【図１３】３画素斜め万線構造（スクリーン角度６３°）の場合のシフト演算と基準位置の対応を示す図。
【図１４】３画素斜め万線構造を説明するための図。
【図１５】中間調処理手段の構成を示すブロック図。
【図１６】１画素縦万線構造の場合の基準位置の対応を示す図。
【図１７】１画素縦万線構造を説明するための図。
【図１８】非画像部長周期型中間調処理手段により階調処理を行った場合の主走査方向の露光分布を示す図。
【図１９】中間調処理手段により階調処理を行った場合の主走査方向の露光分布を示す図。
【図２０】中間調処理部の第２の実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図２１】２画素縦万線構造の場合のシフト演算と基準位置の対応を示す図。
【図２２】２画素縦万線構造を説明するための図。
【図２３】中間調処理部の第３の実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図２４】誤差拡散量子化手段の構成を示すブロック図。
【図２５】量子化数と量子化出力を説明するための図。
【図２６】高量子化数誤差拡散手段と低量子化数誤差拡散手段の出力パターンを説明するための図。
【図２７】中間調処理部の第４の実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図２８】閾値処理手段を説明するためのブロック図。
【図２９】画像部集中型ディザマトリックス、非画像部集中型ディザマトリックスを説明するための図。
【図３０】中間調処理部の第５の実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図３１】飽和するＬＵＴを説明するための図。
【図３２】飽和しないＬＵＴを説明するための図。
【図３３】低・中濃度での出力パターンを説明するための図。
【図３４】高濃度での出力パターンを説明するための図。
【図３５】飽和するＬＵＴを説明するための図。
【図３６】飽和しないＬＵＴを説明するための図。
【図３７】ＬＵＴの周期的な選択を説明するための図。
【図３８】高濃度での出力パターンを説明するための図。
【図３９】高濃度での出力パターンを説明するための図。
【図４０】低濃度で画像形成し、高濃度で飽和するＬＵＴを説明するための図。
【図４１】低濃度で画像形成せず、高濃度で飽和しないＬＵＴを説明するための図。
【図４２】低濃度での出力パターンを説明するための図。
【符号の説明】
１…カラースキャナ部
２…カラープリンタ部
１３５…中間調処理部
４００１…画像信号
４００２…高濃度検知手段
４００３…中間調処理手段
４００４…非画像部長周期型中間調処理手段
４００５…中間調処理選択信号
４００６…中間調処理選択手段
４００７…記録デバイス駆動信号

Claims

画素単位の画像信号を読取り、
この読取った各画素の画像信号に基づく１画素内の画像部と非画像部に対応する第１の駆動信号を生成し、
上記読取った各画素の画像信号と周辺画素の画像信号に基づいて複数の画素の非画像部を集中させる第２の駆動信号を生成し、この第２の駆動信号を生成する際、上記読取った画像信号の画素位置に基づく、主走査方向の座標情報と、副走査方向の座標情報とを生成し、この生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報から画素内での基準位置信号を生成し、上記読取った画素ごとの画像信号を予め定めてある閾値に従い量子化し画像濃度信号として出力し、上記生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報と上記量子化された画像濃度信号とから、画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号を出力し、上記生成された画素内での基準位置信号と上記出力された画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号から記録デバイス駆動信号を生成して第２の駆動信号として出力し、
上記読取った各画素の画像信号が所定濃度以上であるか否かを検知し、
この検知した画素の画像信号が所定濃度以上である際に、上記生成される第１の駆動信号を選択して出力し、
上記検知した画素の画像信号が所定濃度以下である際に、上記生成される第２の駆動信号を選択して出力し、
上記選択して出力される第１の駆動信号あるいは第２の駆動信号に基づいて、レーザビームを出力し、
このレーザビームにより感光体上に潜像を形成し、
この形成された潜像をトナーにより現像し画像形成を行う
ことを特徴とする画像形成方法。
請求項１において、上記生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報と上記量子化された画像濃度信号とから、画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号を出力する際、順次送られてくる処理画素の量子化済みの画像濃度信号をバッファし、それぞれのバッファした値を周辺画素濃度データとして出力し、
この出力される周辺画素濃度データと上記量子化された画像濃度信号と上記生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報とから、シフト処理後の画像濃度信号を出力することを特徴とする画像形成方法。
請求項２において、周辺画素濃度データと量子化された画像濃度信号と主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報とから、シフト処理後の画像濃度信号を出力する際、
周辺画素濃度データと量子化された画像濃度信号と主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報とから画素シフト値を算出し、
この算出した画素シフト値を記憶し、
この記憶した画素シフト値と周辺画素濃度データと量子化された画像濃度信号と主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報とからシフト処理後の画像濃度信号を出力することを特徴とする画像形成方法。
請求項４において、記憶した画素シフト値と周辺画素濃度データと量子化された画像濃度信号と主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報とからシフト処理後の画像濃度信号を出力する際、
主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報に基づいてシフト量演算モード信号を出力し、
周辺画素濃度データ、画像濃度信号、処理画素に対応した画素シフト値から、種々の画像濃度信号と画素シフト値を出力し、
シフト量演算モード信号をデコードし、シフト量演算セレクタ信号を出力し、
この出力されるシフト量演算セレクタ信号により、複数ある画像濃度信号と画素シフト値を切り換え出力することにより、複数の画素の非画像部を集中させる画像濃度信号を出力することを特徴とする画像形成方法。
画素単位の画像信号を読取る読取手段と、
この読取手段により読取った各画素の画像信号に基づく１画素内の画像部と非画像部に対応する第１の駆動信号を生成する第１の生成手段と、
上記読取手段により読取った各画素の画像信号と周辺画素の画像信号に基づいて複数の画素の非画像部を集中させる第２の駆動信号を生成する第２の生成手段であって、上記読取手段により読取った画像信号の画素位置に基づく、主走査方向の座標情報と、副走査方向の座標情報とを生成する第３の生成手段と、この第３の生成手段により生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報から画素内での基準位置信号を生成する第４の生成手段と、上記読取手段により読取った画素ごとの画像信号を予め定めてある閾値に従い量子化し画像濃度信号として出力する第３の出力手段と、上記第３の生成手段により生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報と上記第３の出力手段により量子化された画像濃度信号とから、画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号を出力する第４の出力手段と、上記第４の生成手段により生成された画素内での基準位置信号と上記第４の出力手段から出力された画素値シフト後の処理画素の画像濃度信号から記録デバイス駆動信号を生成して第２の駆動信号として出力する第５の出力手段と、を有している第２の生成手段と、
上記読取手段により読取った各画素の画像信号が所定濃度以上であるか否かを検知する検知手段と、
この検知手段により検知した画素の画像信号が所定濃度以上である際に、上記第１の生成手段により生成される第１の駆動信号を選択して出力し、上記検知手段により検知した画素の画像信号が所定濃度以下である際に、上記第２の生成手段により生成される第２の駆動信号を選択して出力する第１の出力手段と、
この第１の出力手段により選択して出力される第１の駆動信号あるいは第２の駆動信号に基づいて、レーザビームを出力する第２の出力手段と、
この第２の出力手段により出力されるレーザビームにより感光体上に潜像を形成する形成手段と、
この形成手段により形成された潜像をトナーにより現像し画像形成を行う現像手段と、
を具備したことを特徴とする画像形成装置。
請求項５において、上記第４の出力手段が、
順次送られてくる処理画素の量子化済みの画像濃度信号をバッファし、それぞれのバッファした値を周辺画素濃度データとして出力する第６の出力手段と、
この第６の出力手段により出力される周辺画素濃度データと上記第３の出力手段により量子化された画像濃度信号と上記第３の生成手段により生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報とから、シフト処理後の画像濃度信号を出力する第７の出力手段と、を有していることを特徴とする画像形成装置。
請求項６において、上記第７の出力手段が、
上記第６の出力手段により出力される周辺画素濃度データと、上記第３の出力手段により量子化された画像濃度信号と、上記第３の生成手段により生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報とから、画素シフト値を算出する算出手段と、
この算出手段により算出した画素シフト値を記憶する記憶手段と、
この記憶手段により記憶した画素シフト値と、上記第６の出力手段により出力される周辺画素濃度データと、上記第３の出力手段により量子化された画像濃度信号と、上記第３の生成手段により生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報とから、シフト処理後の画像濃度信号を出力する第８の出力手段と、を有していることを特徴とする画像形成装置。
請求項７において、上記第８の出力手段が、
上記第３の生成手段により生成された主走査方向の座標情報、副走査方向の座標情報に基づいてシフト量演算モード信号を出力する第９の出力手段と、
上記第６の出力手段により出力される周辺画素濃度データと、上記第３の出力手段により量子化された画像濃度信号と、上記記憶手段により記憶されている処理画素に対応した画素シフト値とから、種々の画像濃度信号と画素シフト値を出力する第１０の出力手段と、
上記第９の出力手段からのシフト量演算モード信号をデコードし、シフト量演算セレクタ信号を出力する第１１の出力手段と、
この第１１の出力手段により出力されるシフト量演算セレクタ信号により、第１０の出力手段により出力される複数ある画像濃度信号と画素シフト値を切り換え出力することにより、複数の画素の非画像部を集中させる画像濃度信号を出力する第１２の出力手段と、を有していることを特徴とする画像形成装置。