JPH042271A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はカラー画像形成装置に関し、特に中間調を再現
する装置の階調処理に関する。

［従来の技術］ 例えばデジタル複写機のように静電記録方式を利用した
記録装置においては、記録画像を構成する各々の画素の
記録濃度を多段に調整することができず、一般に画素単
位では黒（記録）及び白（非記録）の二値記録を採用し
ている。従ってこの種の記録装置で中間調を表現する場
合には、複数画素中の記録画素数と非記録画素数との比
率、つまり複数画素領域の平均濃度の大きさを調整して
いる。この種の具体的な階調処理方法としては、デイザ
法や濃度パターン法が一般に用いられている。

また、各画素の露光時間の調整によって画素の記録領域
の面積を変更し濃度を変える方法（例えば特開昭６２−
１４０５５０号公報）が提案されているが、この種の方
法においては、表現できる階調数が限られている。

デイザ法や濃度パターン法によって階調処理を実施する
と、細かい階調の表現が可能になるが、階調数が増える
のに伴なって、画像の解像度は大幅に低下する。

他の階調処理方法として、誤差拡散法と呼ばれるものが
知られている（特開昭６３−１６４５７０号）、。

誤差拡散法は、着目画素のレベルの決定に同辺画素の濃
度を反映させる方法であり、実質上のしきい値は、注目
画素の周辺の濃度分布に応じてダイナミックに変化する
。この方法は１表現できる階調数が多く、解像度の劣化
も比較的小さいので、文字や写真が混呪する画像を処理
する場合に効果があるといわれている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、誤差拡散法を用いて形成した記録画像デ
ータによってトナー像を記録すると、トナー粒子の反射
濃度が大きいため、特有な模様が画像上に現われ、画像
品質の劣化が著しい。特に、Ｃ（シアン）２Ｍ（マゼン
タ）、Ｙ（イエロー）等のトナー画像を１枚の転写紙上
に重ね合わせるフルカラー記録においては、各色のコン
トラストの強い模様が重なり合って、非常にノイジーな
印象を与える画像になってしまう。このため、誤差拡散
法は多くの長所を有するにも関わらず、従来はあまり採
用されていなかった。

本発明は、解像度が高くノイズの少ないカラー画像を再
現することを課題とする。

ｃｉａｉｉを解決するための手段］ 上記課題を解決するため、複数の色成分に分解された画
像データを入力し、画像データに含まれる各々の画素に
ついてその階調数を入力信号よりも小さく変換する階調
処理回路を含み、互いに異なる色成分の複数の画像信号
を処理して１つの記録画像を形成するカラー画像形成装
置において：本発明の１番目の構成では、複数の色成分
の画像データのうち１つを選択して階調処理回路に印加
する選択手段を含み、階調処理回路が、誤差拡散法に基
づく処理を実行するとともに画像データの各画素毎に複
数のしきい値と比較した結果に対応する複数ビットの出
力データを生成する比較回路を備える。

本発明の２番目の構成では、複数の色成分の画像データ
に基づいて複数の色成分を含む１つの画像データを生成
する色合成回路を含み、該色合成回路の出力が階調処理
回路の入力に接続され、該階調処理回路が、誤差拡散法
に基づく処理を実行するとともに画像データの各画素毎
に複数のしきい値と比較した結果に対応する複数ビット
の出力データを生成する比較回路を備え、該出力データ
から互いに異なる色成分の複数の画像データを生成する
色分解手段を備える。

［作用］ 本発明においては、階調処理を誤差拡散法に基づいて処
理するが、この処理においては、各入力画素の階調（例
えば８ビット：２５ＳＷｉ調）を複数のしきい値と比較
し、階調数を小さく変換した複数ビット（例えば４ビッ
ト＝１６階調）の階調データを出力する。従来の誤差拡
散法では、変換後のデータは１ビツトの二値データの形
で出力される。階調処理後の複数ビットの画像データの
階調は１例えばパルス幅変調やレーザパワー変調による
記録面積制御によって、各画素位置の記録濃度に反映さ
せることができる。このようにすると、画像上のトナー
付着の分布が適度に分散し、画像の中間調領域で画素毎
の濃度差が小さくなるので、従来の誤差拡散法のような
特有の模様はあまり目立たなくなり１品質の高い画像を
再現できる。この画質改善効果は、特にカラー画像の場
合に顕著である。

また本発明によれば、１番目の構成では選択手段によっ
て選択された単一の色成分の画像信号に対して、階調処
理を施すので、階調処理回路を色成分毎に独立に設ける
必要がなく、回路構成を簡単にできる。同様に２番目の
構成では、色合成回路によって複数の色成分が合成され
た１つの画像データに対して階調処理を施し、階調処理
後のデータから複数の色成分を生成するので、階調処理
回路を色成分毎に独立に設ける必要がなく５回路構成を
簡単にできる。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照した
実施例説明により明らかになろう。

［実施例コ 第２図に、本発明を実施する一形式のカラープリンタの
機構部の構成を示す。なおこの装置は、例えばカラーイ
メージスキャナと接続することによって、カラー複写機
として使用できる。感光体ドラム２の表面は、メインチ
ャージャ３によって一様に高電位に帯電した後、画像書
込装置１によって照射されるレーザ光の露光を受４−す
る。画像書込装置１は、記録する画像の濃淡に応じて変
調されたレーザ光を出力し、それが露光される感光体ド
ラム２の表面は、レーザ光の強度に応じて電位が変化す
る。このため、露光後の感光体ドラム表面には、画像に
応じた電位分布、即ち静電潜像が形成される。この静電
潜像は、現像器を通る時にトナーによって現像され、可
視像、即ちトナー像になる。

この実施例では、現像器にはＹ（イエロー）現像部４２
Ｍ（マゼンタ）現像部５．Ｃ（シアン）現像部６．及び
ＢＫ（ブラック）現像部７が備わっている。従って、静
電潜像は、Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫのいずれかの現像部によっ
て現像される。単色記録の場合には、感光体ドラム２上
に形成されたトナー像は、現像の直後に、給紙カセット
８から供給される転写紙に重なり、転写チャージャ９に
よって転写紙に転写される。トナー像が転写された転写
紙は、分離チャージャ１５によって感光体ドラム２から
分離され、所定の排出経路に向かい、定着器１１を通る
時にトナー像を定着し機外に排出される。

一方、多色記録を行なう場合には、画像のＹ色成分によ
って形成された静電潜像をＹ現像部４で現像した後、転
写をせずに感光体２が一回転した後で次の静電潜像（Ｍ
色）を形成してそれをＭ現像部５で現像し、更に転写を
せずに感光体２が一回転した後で次の静電潜像（０色）
を形成してそれをＣ現像部６で現像し、更に転写をせず
に感光体２が一回転した後で次の静電潜像（ＢＫ色）を
形成してそれをＢＫ現像部７で現像し、感光体ドラム２
上で、Ｙ、Ｍ、Ｃ，及びＢＫ色の各トナー像を重ね合わ
せ、カラー画像を形成する。この後で、感光体ドラム２
上のカラー画像に転写紙を重ね、転写チャージャ９によ
って画像を転写紙に転写する。転写が終了した時には、
感光体ドラム２の表面に残留したトナーをクリーニング
装置１１２でクリーニングするが、Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの
全画像の現像が終了するまでは、クリーニングは行なわ
ない。また、既に感光体ドラム上に形成されたトナー像
に対しては、現像部４〜７がそれに破壊などの影響を及
ぼさないようにしである。

第２図の装置の画像信号を処理する回路の構成を第１図
に示す。イメージスキャナなどの外部装置から入力され
るカラー画像情報は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、
及びＢ（ブルー）の３つに分離され、画像入力部１０に
それぞれ入力される。

画像入力部１０から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は
、マスキング・ＯＣＲ回路２ｏにおいて、Ｒ，Ｇ、Ｂの
補色であるＹ、Ｍ、Ｃの画像信号を生成した後、Ｙ、Ｍ
、Ｃから無彩色成分、つまりＢＫ色の画像信号を抽出す
るとともに、その成分をＹ、Ｍ、Ｃから除去し、その結
果をＹ、Ｍ、Ｃ。

ＢＫの４つの信号として出力する。データセレクタ３０
は、プロセス制御ユニット（指示せず）からの指示に従
って、Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫの中の１つを選択しそれを画像
信号りとして出力する。階調処理回路４０は、各画素の
階調が８ビツトのデ−タで表現された入力画像データＤ
をそれぞれ４ビツトのデータＰに変換してそれを出力す
る。この４ビツトデータは、Ｄ／Ａ変換器５０でアナロ
グレベルに変換され、レーザドライバ６０を介してレー
ザダイオードＬＤの変調を制御する。つまり、画素毎に
、４ビツトの階調値に応じてレーザ光の強度を変調し、
記録画素面積を調整する。

第３図に、階調処理回路４０の構成を示す。この回路は
、所謂、誤差拡散法に基づいた処理を実行するものであ
るが、上述のように出力データは各画素４ビツトで出力
される。

加算器４１に入力される画像データＤは、補正値Ｒと加
算され、Ｄ′となって階調変４１！！器４２に印加され
る。階調変換器４２は、第５図に示す構成になっており
、１５個の比較器ＣＰ１〜ＣＰｔ　５を備え、画像デー
タＤ′を予め定められた１５個のしきい値（１６，３２
，４８，・・・、１９２，２０８，２２４，２４０）と
比較する６　１５の比較結果は、エンコーダＥＮＣによ
って４ビツトデータＰに変換される。

つまり、階調変換器４２は、入力の８ビツトデータを４
ビツトデータに変換する６また、階調変換器４２はエン
コーダＥＮＣの出力Ｐで制御されるデータセレクタＳ　
Ｅ　Ｌを備えており、１５のしきい値と０のうち１つを
選択しＴｉとして出力する。例えば、入力Ｄ′の階調が
（１６以上で３２未満の範囲内の）２０なら１６が、入
力の階調が（３２以上で４８未満の範囲内の）４０なら
３２がＴｉとして出力される。

減算器４３は５階調変換器４２の変換に伴なう誤差Ｅを
、その入力と出力との差に基づいて検出する。実際には
、入力Ｄ′と出力のしきい値Ｔｉとの差を誤差Ｅとして
出力する。

重み付はマトリクス４４は、検出さ九た誤差Ｅに基づい
て、周辺画素の各々に対する誤差の拡散値を計算する。

重み付はマトリクス４４の具体的な重み係数の配列を第
４図に示す。第４図において、「＊」が注目画素を示し
、各画素に示された数値が各周辺画素の重み係数を示し
ている。従ってこの例では、注目画素の右隣と下隣に位
置する周辺画素に対しては、（２／６）　Ｅが、注目画
素の左下と右下に位置する周辺画素に対しては（１／６
）　Ｅが、それぞれ拡散値として計算される。これらの
拡散値は、誤差メモリ４５上の対応する画素位置（アド
レス）に加算する形で記憶される。つまり。

それまでに記憶されていた値を読み出し、それに新しい
拡散値を加算し、その結果を再び同じ位置に記憶する。

誤差メモリ４５に記憶されたデータは、入力画像りの走
査に同期して画素位置を計数するアドレスカウンタ４６
によって指定されたアドレスから読み出され、補正値Ｒ
として加算器４１に印加される。

この実施例のように、誤差拡散処理（４０）の出力デー
タを各画素複数ビットにする場合には、１ビツトの１１
０、つまり記録／非記録のデータを出力する場合に比べ
て出力データの階調変化が緩やかになるので、記録画像
において誤差拡散処理特有の縞模様が目立ちにくく、品
質の高い画像が得られる。また、この種の構成にすると
階調変換回路４２の構成はやや複雑化するが、この例で
は、データセレクタ３０によって選択された各色の画像
データを単一の階調処理回路４０で処理するので、複数
の階調処理回路を設ける必要がなく。

全体とし・ての回路構成が複雑化するのは避けられる。

第６図に、１つの変形実施例の画像処理回路を示す、第
６図を参照すると、この例ではマスキング・ＵＣＲ処理
回路２０の出力にカラー階調処理回路７０が接続され、
７０の出力にデータセレクタ８０が接続されている６力
ラー階調処理回路７０は、入力される画像信号Ｙ、Ｍ、
Ｃ及びＢＫの４つに基づいて、階調処理された結果を４
つの画像信号ＹＰ、ＭＰ、ＣＰ及びＢＫＰとして出力す
る。

データセレクタ８０は、入力される４つの画像信号ＹＰ
、ＭＰ、ＣＰ及びＢＫＰの１つを選択して出力する。

カラー階調処理回路７０の構成を第７図に示す。

第７図を参照すると、カラー階調処理回路７０には、モ
ノクロ形成回路７１２階調処理回路７２及び色分配回路
７３が備わっている。入力される４つの画像信号Ｙ、Ｍ
、Ｃ及びＢＫは、モノクロ形成回路７１と色分配回路７
３に印加される。モノクロ形成回路７１は、入力される
４つの画像信号の総和をモノクロ信号りとして出力する
。モノクロ信号りは１階調処理回路７２と色分配回路７
３の両方に印加される。階調処理回路７２は、前記実施
例の階調処理回路４０と同一の構成であり、８ビツトの
モノクロ信号りを４ビツトの信号Ｐに変換する。色分配
回路７３は、階調処理されたモノクロ信号Ｐを、各色成
分にふりわけ、Ｙ、Ｍ。

Ｃ及びＢＫの各色の画像信号を階調処理した結果を、そ
れぞれＹＰ、ＭＰ、ＣＰ及びＢＫＰとして出力する。実
際には、色分配回路７３は比例配分によって処理してお
り、各色成分は次式のように計算される。

ＹＰ＝Ｐ−Ｙ／Ｄ ＭＰ＝Ｐ−Ｍ／Ｄ ＣＰ＝Ｐ−Ｃ／Ｄ ＢＫＰ＝Ｐ−ＢＫ／Ｄ ＹＰ、ＭＰ、ＣＰ及びＢＫＰは、各々４ビツトの画像信
号である。

この実施例においては、階調処理された４色の画像信号
ＹＰ、ＭＰ、ＣＰ及びＢＫＰを同時に出力することがで
きるが、モノクロ信号りに基づいた階調処理を行なうの
で、階調処理回路７２を複数設ける必要はなく、各々の
色成分をそれぞれ独立した階調処理回路で処理する場合
に比べ、回路構成ははるかに簡単になっている。ＹＰ、
ＭＰ、ＣＰ及びＢＫＰの画像信号は、データセレクタ８
ｏによって順次に選択され、各色の記録画像を順番に形
成する。

なお上記実施例では１階調処理の出力に現われる複数ビ
ットの画像信号（Ｐ）の階調を、レーザ光の変調レベル
の調整によって再現しているが、例えばレーザ光変調信
号のパルス幅変調やデイザ法に基づく処理に置き換えて
もよい。

［効果］ 以上のとおり本発明によれば、誤差拡散法に基づく階調
処理によって出力される画像信号（Ｐ）が複数ビットで
構成されるので、記録画像において誤差拡散法の影響に
よって生じる縞模様のコントラストが小さくなり、目立
ちにくいので、カラー画像を記録する場合においても、
良好な画質が得られる。しかも、単一の階調処理回路（
４０゜７２）でカラー画像を処理できるので、装置構成
が複雑化するのを避けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第２図のプリンタの画像処理回路の構成を示
すブロック図である。 第２図は、本発明を実施するプリンタの機構部の構成を
示す正面図である。 第３図は、第１図の階調処理回路４０の構成を示すブロ
ック図である。 第４図は１重み付はマトリクス４４の重み係数の配列を
示す平面図である。 第５図は、階調変換器４２の構成を示すブロック図であ
る。 第６図は別の実施例の画像処理回路を示すブロック図、
第７図は第６図のカラー階調処理回路７０の構成を示す
ブロック図である。 １：画像書込装Ｗ　　　２：感光体ドラム３：メインチ
ャージャ　４，５，６，７：現像部１０：画像入力部 ２０：マスキング・ＵＣＲ処理回路 ３０：データセレクタ ４０．７２：階調処理回路 ４２：階調変換器　　　５０　：　Ｄ／Ａ変換器６０：
レーザドライバ ７０：カラー階調処理回路 ７１：モノクロ形成回路 ７３：色分配回路 ＣＰ１〜ｃｐ１５：比較器 ＥＮＣ：エンコーダ　　ＳＥＬ：データセレクタ声３図 岸４図 声５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の色成分に分解された画像データを入力し、
   画像データに含まれる各々の画素についてその階調数を
   入力信号よりも小さく変換する階調処理回路を含み、互
   いに異なる色成分の複数の画像信号を処理して１つの記
   録画像を形成するカラー画像形成装置において： 前記複数の色成分の画像データのうち１つを選択して前
   記階調処理回路に印加する選択手段を含み、前記階調処
   理回路が、誤差拡散法に基づく処理を実行するとともに
   画像データの各画素毎に複数のしきい値と比較した結果
   に対応する複数ビットの出力データを生成する比較回路
   を備える、カラー画像形成装置。
2. （２）複数の色成分に分解された画像データを入力し、
   画像データに含まれる各々の画素についてその階調数を
   入力信号よりも小さく変換する階調処理回路を含み、互
   いに異なる色成分の複数の画像信号を処理して１つの記
   録画像を形成するカラー画像形成装置において： 前記複数の色成分の画像データに基づいて複数の色成分
   を含む１つの画像データを生成する色合成回路を含み、
   該色合成回路の出力が前記階調処理回路の入力に接続さ
   れ、該階調処理回路が、誤差拡散法に基づく処理を実行
   するとともに画像データの各画素毎に複数のしきい値と
   比較した結果に対応する複数ビットの出力データを生成
   する比較回路を備え、該出力データから互いに異なる色
   成分の複数の画像データを生成する色分解手段を含む、
   カラー画像形成装置。