JPH04331570A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH04331570A
JPH04331570A JP3101273A JP10127391A JPH04331570A JP H04331570 A JPH04331570 A JP H04331570A JP 3101273 A JP3101273 A JP 3101273A JP 10127391 A JP10127391 A JP 10127391A JP H04331570 A JPH04331570 A JP H04331570A
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Seiichiro Hiratsuka
平塚 誠一郎
Yuji Toyomura
祐士 豊村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像濃度調節が容易な
画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からパーソナルコンピュータ、ワー
クステーション等の出力端末として、様々な原理のプリ
ンタが提案されているが、近年特に電子写真プロセスと
レーザ技術を用いたレーザビームプリンタ(以降LBP
と書く)は記録速度と印字品質の点で優位性が高く、急
速に普及しつつある。一方市場ではLBPのフルカラー
化に対する要求が高まってきているが、フルカラーLB
Pの場合、カラーの中間調の画像データが出力対象とな
るため、モノクロのLBPは一般的に2値データを処理
すれば良いのに対して、中間調の画像データを前提とし
た画像処理を行う必要がある。
【0003】一般にLBP等の電子写真プロセスを応用
した画像出力機器の場合、電子写真プロセス自体の安定
性に問題があって、中間調の画像を得にくいため、黒か
白の2階調出力がよく用いられる。2階調のプリンタで
中間調の画像を得るためにはディザ法による二値化がよ
く用いられている。ディザ法の原理について図11を用
いて説明する。
【0004】入力画像をN×Mのブロックに分割し、ブ
ロック内の画素レベルをN×Mのマトリクス状の閾値と
画素ごとに比較して閾値との大小関係により二値化する
。これを各マトリクスの大きさごとにくりかえしておこ
なうと、ディザ画像が得られる。閾値マトリクスとして
、ドットを集中させて階調の滑らかにしたドット集中型
と、ドットを分散させて解像力を優先させたドット分散
型がある。図12に二値ディザ法の回路構成を示す。 Compは比較回路であり、これに入力信号線In及び
閾値マトリクスメモリMxが接続され、出力線路Out
が設けられている。入力信号線Inにより入力された入
力画像信号の画素を順次移動していき、これに対応させ
て閾値マトリクスメモリMxの行と列をアドレッシング
し、順次それぞれの閾値を読みだして入力画像信号との
大小を比較して二値化する。この二値化された記録画像
信号が出力線路Outより出力され、プリンタ・エンジ
ン(図示せず)に送られ印字される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、LB
Pや熱転写プリンタのようにプロセスあるいは転写原理
そのものの階調数が不十分な画像出力デバイスにおいて
、中間調画像部ではディザ法を用いるために画像データ
は二値化されており、二値化された画像データは濃度調
整が難しいという問題があった。
【0006】本発明は上記課題を解決するもので、画像
濃度調整が容易な画像形成装置を提供することを目的と
している。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、伝送あるいは蓄積された画像データの記録
色ごとに複数の画素からなるブロックに分別し、各ブロ
ック内において、空間的に予め定められた優先順位に従
い、優先度の高い最小記録画素位置に対応したドットか
ら順にドットを成長させ、ブロック内の特定の優先順位
の画素のみで画像濃度調整するようにしたものである。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成により、二値化後の記録
画像の特定の画素のみで画像濃度調整をおこなうことが
できるものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図1から図
10を参照しながら説明する。
【0010】図1は実施例における画像形成装置のブロ
ック図である。22はデジタルデータ出力装置であり、
図示されないイメージスキャナやビデオカメラなどから
の画像信号が入力され、A/D変換や所定の画像処理を
施したり、画像データを一旦メモリにストアされるもの
である。あるいは直接通信手段からの画像信号を受ける
インターフェース等である。
【0011】プリントエンジン21が起動するとともに
、デジタルデータ出力装置22はデジタル画像データと
画像判別信号を画像処理部23に転送を開始する。画像
処理の対象となるデータは赤緑青(以下RGBと書く)
各色8ビットの計24ビットである。画像処理部23に
入力されたRGBデータは輝度データであり、濃度変換
部24で輝度データから濃度データ即ち印刷の3原色で
あるシアン・マゼンタ・イエロー(以下CMYと書く)
に変換される。一般にこの変換は図2に示したような特
性の変換で、読み書き自在メモリ(以下RAMと書く)
上に変換テーブルデータを書き込んだ変換テーブル25
を設け、例えば入力データ値を適当にオフセットしてア
クセスするようにすれば容易に実現できる。通常濃度変
換部24で入力画像の単色濃度・全体濃度・コントラス
ト・下地色制御等(濃度及び色調整)を行う。
【0012】RGB(輝度)データは、濃度変換後CM
Y(濃度)データに変換され各信号線路26,27,2
8に出力されており、CMYデータを用いて次に墨/U
CR29でUCR処理(下色除去)・墨版生成を行う。 UCR処理はCMYデータの共通分量に対して一定の割
合でデータを削減することによって行う。基本的にはこ
の削減量を墨版として生成する。元来UCR処理及び墨
版生成の目的は、1画素単位でCMYの共通量を墨で置
き換え、色材(トナー)の節約を行うことである。しか
し今日では純粋にトナー節約のためにUCR及び墨版生
成を行うことはほとんどなく、例えば高濃度域の階調性
劣化防止、コントラストの確保、高濃度域のグレーバラ
ンス確保等を目的としており、UCR処理及び墨版の量
を積極的に変化させ、更に高画質な画像を出力すること
が可能である。上記処理によりUCR処理及び墨版生成
後は、Cデータ,Mデータ,Yデータ及びBk(ブラッ
ク)データそれぞれが各データ線路30,31,32上
に発生している。  この後、無彩色成分であるBkデ
ータ以外は色補正部34に入力される。色補正部34で
はマスキング等の処理が彩色成分(CMY)に対してほ
どこされる。マスキングは各色色材の不要吸収帯の影響
を補正するのが目的である。例えばC(シアン)色材は
C以外の波長領域で不要吸収帯を有する。具体的には例
えばY(イエロー)色成分を有する。またM(マゼンタ
)に対しても同様にYが含まれる。従ってYを記録する
際には、CとMが記録されるべき濃度に応じてCとMに
含まれるY成分を減じる必要がある。手法としては通常
CMYのデジタル信号に対して3×3のマトリクス演算
、もしくは演算結果を読み出し専用メモリ(以下ROM
と書く)等の記憶デバイスに書き込んでおき、これを各
色ごとにアクセス後加減算し所定の結果を得る。従来3
×3の線形マスキング(1次マスキング)が主流であっ
たが、1次マスキングは効果が不十分であり最近では2
次以上の非線形マスキング、または色補正自体をブラッ
クボックス内で行う写像と捉え、CMY空間以外で写像
関数を求める新方式の色補正方式も多数提案されている
。 色補正部34により入力データC線路30上のデータ、
M線路31上のデータ、Y線路32上のデータはそれぞ
れC’線路35上のデータ、M’線路36上のデータ、
Y’線路37上のデータに変換される。一方Bk線路3
3上のデータは、無彩色データであるので色補正には関
与しない。
【0013】色補正部24により色補正を施されたC’
線路35上のデータ、M’線路36上のデータ、Y’線
路37上のデータ(彩色データ)及びBk線路33上の
データ(無彩色データ)は、データセレクタ38により
一色のデータのみが選択され、階調処理部39に入力さ
れ、階調処理を行う。
【0014】階調処理部39の内容を図3から図5を用
いて詳細に説明する。図3は階調処理部29の回路ブロ
ックを示したもので、階調変換入力画像信号線41は画
像階調変換テーブル53に入力され、画像階調変換テー
ブル53には階調変換出力画像信号線42が接続されて
いる。なお、記録色によって階調特性を変える必要があ
ることから信号線43上の記録色信号を階調変換テーブ
ル53それぞれに入力することにより各色に応じた階調
変換がおこなえるようになっている。
【0015】カラー記録画像においては記録色間のモア
レを回避するためにスクリーン角の手法を用いる。画像
を4×4のブロックに分割し、1つ1つのブロック内で
先に成長させる画素と後で成長させる画素の2つの画素
にわける。両者の分けかたは図4(a)〜図4(d)に
示したように記録色Bk・C・M・Yごとに異ならせ、
Bk45°C63.6°M26.4°Y0°のスクリー
ン角を形成し、記録色間の干渉によるモアレを回避する
。図3に示す階調処理部において50は水平同期信号発
生回路Aであり、画像信号の一画素の時間間隔を示す信
号を発生する。水平4進カウンタA52は水平同期信号
発生回路A50の出力を4進でカウントし、2ビットの
カウント値を出力する。56は垂直同期信号発生回路A
であり、階調処理に要する予め定められた時間間隔で垂
直同期信号を発生する。垂直4進カウンタA58は垂直
同期信号を4進でカウントし、2ビットのカウント値を
出力する。この2つのカウント信号により、現在入力中
の画像データが4×4のブロック内のどの位置であるか
の判別を行う。
【0016】先に成長する画素と後で成長する画素のデ
ータ値は、それぞれのアドレス毎に変換テーブルにより
、実際にレーザを駆動するレベル信号、例えばパルス幅
データに変換される。変換手法は例えばROMやRAM
にデータを書き込んでおき、ブロックの位置情報と入力
画像信号のレベルをアドレスとしてコールする方法が最
も簡単で信頼性が高い。次に先に成長する画素及び後で
成長する画素のデータの変換テーブル特性を図5(a)
,図5(b)に示す。
【0017】以上のようにしてブロック内のアドレス毎
に実際のレーザ駆動データに変換された画像データは、
階調変換出力画像信号として画像メモリーに蓄えられる
【0018】本実施例は、中間調画像を処理する段階に
おいて、画像データの空間的な位置を先に成長させる画
素と後で成長させる画素に分離し、先に成長させる画素
にデータの集中を強制的に行わせるため、感光体上の静
電潜像の小さな領域に強い電界を生じさせる効果が非常
に大きく、階調性の向上に寄与する。
【0019】また、本実施例では中間調画像処理する過
程でブロックの大きさを主走査方向の4画素・副走査方
向4画素で説明したが、これに限定されることなく、任
意の大きさに設定することが可能で、しかも、ブロック
内の優先してドット成長させる画素はいくつであっても
構わない。また、実施例ではブロック内の先に成長させ
る画素を変えることによりスクリーン角を形成しモアレ
の発生を抑えたが、ブロックの大きさを記録色ごとに異
なるようにしてもモアレを回避することができる。
【0020】画像メモリーに蓄えられた記録画像はプリ
ントエンジン21の動作に同期して画像メモリーから線
61(図6参照)上の濃度調整入力画像信号として読み
だされ、濃度調整部40において本発明に関わる濃度調
整処理がおこなわれる。
【0021】濃度調整部40の内容を図6と図7(a)
〜図7(d)を用いて詳細に説明する。図6は濃度調整
部40の回路ブロックを示したもので、線61上の濃度
調整入力画像信号は濃度調整変換テーブル73に入力さ
れている。線62は濃度調整変換テーブル73に接続さ
れ濃度調整出力画像信号を出力する。なお、記録色によ
って階調特性を変える必要があることから線63上の記
録色信号を入力することにより各色に応じた濃度調整が
おこなえるようになっている。階調変換部においては記
録色間のモアレを回避するためにスクリーン角の手法を
用いて、画像を4×4のブロックに分割し、1つ1つの
ブロック内で先に成長させる画素と後で成長させる画素
の2つの画素にわけたが、図6の階調処理においても水
平4進カウンタB72と垂直4進カウンタB78により
、現在入力中の画像データが4×4のブロック内のどの
位置であるかの判別し、記録色ごとに先に成長させる画
素と後で成長させる画素を区別する。
【0022】先に成長する画素と後で成長する画素のデ
ータ値は、それぞれのアドレス毎に変換テーブル73に
より、濃度調整が容易に効果的に行えるように画像信号
のレベルが変換される。変換手法は例えばROMやRA
Mにデータを書き込んでおき、ブロックの位置情報と入
力画像信号のレベルをアドレスとしてコールする方法が
最も簡単で信頼性が高い。
【0023】本発明において、濃度調整処理は図7(a
)〜図7(d)に示すように、濃度を下げる場合には先
に成長させる画素だけ記録信号レベルを下げ、濃度を上
げる場合には後で成長させる画素だけ記録信号のレベル
を上げる方式である。両方の画素で記録信号のレベルを
変えても濃度調整が全くできないこともないが、濃度を
下げる場合には両方の画素を下げると後で成長させる画
素にドットが無い場合にはこれ以上記録信号のレベルを
さげられなくなり、後で成長させる画素がある場合と比
べてブロックごとの濃度調整量が異なってしまう欠点が
生じてしまう。本発明はドットがある方の画素を削って
濃度を下げ、ドットの無い方の画素を増やして濃度を上
げることによって均一な濃度調節をおこなえる。
【0024】以上のようにしてブロック内のアドレス毎
に濃度調整された記録画像データは、プリントエンジン
21に送られ、本発明の目的とする記録画像の濃度調整
がおこなえる。
【0025】次に、レーザビームプリンタについて図8
から図10を用いて詳細に説明する。
【0026】電子写真プロセス技術を応用したカラー画
像を形成するレーザビームプリンタは、感光層を有する
感光体上へ各色に対応した光線を選択的に照射して結像
し、複数の所定のカラー成分の中の特定の成分にそれぞ
れ対応する複数の静電潜像をそれぞれの所定のトナーで
現像し、それらの単色のトナー像を重ね合わせることに
より1枚の転写材にカラー画像を形成する方法を採用し
ている。
【0027】図8はレーザビームプリンタの側断面図、
図9は感光体基準検知の動作を説明する斜視図、図10
は中間転写体基準検知の動作を説明する斜視図である。
【0028】図8において、101は継ぎ目101aを
有する閉ループ状の樹脂等のベルト基材の外周面上に、
セレン(Se)あるいは有機光導電体(OPC)等の感
光層が薄膜状に塗布された感光体である。この感光体1
01は2本の感光体搬送ローラ102,103によって
垂直平面を形成する様に支持され、駆動モータ(図示せ
ず)によって感光体搬送ローラ102,103に沿って
矢印A方向に周回動する。ベルト状の感光体101の周
面には矢印Aで示す感光体回転方向の順に帯電器104
、露光光学系105、ブラック(B)、シアン(C)、
マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色の現像器106
B、106C、106M、106Y、中間転写体ユニッ
ト107、感光体クリーニング装置108、除電器10
9及び感光体基準検知センサー110が設けられている
【0029】帯電器104はタングステンワイヤ等から
なる帯電線111と金属板からなるシールド板112及
びグリッド板113によって構成されている。帯電線1
11へ高電圧を印加することによって帯電線111がコ
ロナ放電を起こしグリッド板113を介して感光体10
1を一様に帯電する。114は露光光学系105から発
射される画像データの露光光線である。レーザビームプ
リンタでは、この露光光線114は階調変換装置から画
像信号をレーザドライブ回路(図示せず)により光強度
変調あるいはパルス幅変調された画像信号を半導体レー
ザ(図示せず)に印加することによって得られ、感光体
101上に複数の所定のカラー成分の中の特定の成分に
それぞれ対応する複数の静電潜像を形成する。
【0030】図9に示す様に、感光体基準検知センサー
110は感光体101の継ぎ目101aの位置を検出す
るものであり、感光体101の一端部で感光体101の
継ぎ目101aに対して予め定められた位置に配置され
たスリット等の感光体基準マーク101bを検知する。 図8において、各色現像器はそれぞれ各色に対応したト
ナーを収納している。トナーの色の選択は、それぞれ各
色に対応し回動自在に両端を機体本体に軸支された離接
カム115B、115C、115M、115Yが色選択
信号に対応して回転し選択された現像器例えば106B
を感光体101に当接させることにより行われる。選択
されていない残りの現像器106C、106M、106
Yは感光体101から離間している。中間転写体ユニッ
ト107は導電性の樹脂等からなる継ぎ目のないループ
ベルト状の中間転写体116と、中間転写体116を支
持している2本の中間転写体搬送ローラ117、118
と、中間転写体116へ感光体101上のトナー像を転
写するため中間転写体116を間に挟んで感光体101
に対向して配置される中間転写ローラ119とを有して
いる。ここで感光体101の表面周長L1は中間転写体
116の表面周長L2と設計上等しくなるようにしてい
るが、そのばらつきの範囲において常にL1≦L2の関
係が成り立つ様に設定されている。
【0031】次に図10において、120は中間転写体
116の基準位置を検出する中間転写体基準検知センサ
ーであり、中間転写体116の一端部に配置されたスリ
ット等の中間転写体基準マーク116aで基準位置を検
知する。図9において、121は感光体クラッチ機構で
あり、駆動源(図示せず)からの動力を接・断して感光
体の回動を制御するものであり、感光体搬送ローラ10
3の駆動軸に設けられている。図8において、122は
中間転写体116上の残留トナーを掻き取るための中間
転写体クリーニング装置であり、中間転写体116上に
合成像を形成している間は中間転写体116から離間し
ており、クリーニングに供する時のみ当接する。123
は転写材124を収納している転写体カセットである。 転写材124は転写材カセット123から半月形をした
給紙ローラ125によって1枚づつ用紙搬送路126へ
送り出される。127は転写材124と中間転写体11
6上に形成された合成像の位置を一致させるため一次的
に転写材124を停止待機させるためのレジストローラ
であり、従動ローラ128と圧接している。129は中
間転写体116上に形成された合成像を転写材124に
転写するための転写ローラであり、合成像を転写材12
4に転写する時のみ中間転写体116と接触回動する。 130は内部に熱源を有するヒートローラ131と加圧
ローラ132とからなる定着器であり、転写材124上
に転写された合成像をヒートローラ131と加圧ローラ
132の挟持回転に伴い圧力と熱によって転写材124
に定着させカラー画像を形成する。
【0032】以上のように構成された電子写真装置につ
いて、以下その動作について説明する。
【0033】感光体101と中間転写体116は、それ
ぞれ駆動源(図示せず)により駆動され、互いの周速が
同一の一定速度になるように制御される。さらに中間転
写体116は基準位置を決定するための中間転写体基準
マーク116aを検知する中間転写体基準検知センサー
120により予め画像形成領域を設定してあり、この領
域内において感光体101の継ぎ目101aが中間転写
ローラ119部で重ならないように位置調整をし、同期
をとられ駆動されている。
【0034】この状態で先ず高圧電源に接続された帯電
器104内の帯電線111に高圧を印加しコロナ放電を
行なわせ、感光体101の表面を一様に−700v〜−
800v程度に帯電させる。次に感光体101を矢印A
方向に回転させ一様に帯電された感光体101の表面上
に複数のカラー成分の中の所定の例えばブラック(B)
に相当するレーザビームの露光光線114を照射すると
、感光体101上の照射された部分は電荷が消え静電潜
像が形成される。この時、この静電潜像は中間転写体1
16の基準位置を検出する中間転写基準検知センサー1
20からの信号により予め設定されている中間転写体1
16上の画像領域内の位置に感光体101の継ぎ目10
1aを避けて形成される。一方、現像に寄与するブラッ
クトナーの収納されている現像器106Bは色選択信号
による離接カム115Bの回転により矢印B方向に押さ
れ感光体101に当接する。この当接に伴い感光体10
1上に形成された静電潜像部にトナーが付着してトナー
像を形成し現像が終了する。現像が終了した現像器10
6Bは離接カム115Bの180度回転することにより
、感光体101との当接位置から離間位置へ移動する。 現像器106Bにより感光体101上に形成されたトナ
ー像は中間転写体116に各色毎に感光体101と接触
配置された中間転写ローラ119に高圧を印加すること
により転写される。感光体101から中間転写体116
へ転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング装
置108により除去され、さらに除電器109により残
留トナーが掻き取られた感光体101上の電荷は除去さ
れる。
【0035】次に例えばシアン(C)の色が選択される
と、離接カム115Cが回転し今度は現像器106Cを
感光体101の方向へ押し感光体101へ当接させシア
ン(C)の現像を開始する。4色を使用する複写機ある
いはプリンタの場合は上記現像の動作を4回順次繰り返
し行い中間転写体116上に4色B,C,M,Yのトナ
ー像を重ね合成像を形成する。この様にして形成された
合成像は今まで離間していた用紙転写ローラ129が中
間転写体116に接触し、用紙転写ローラ129に高圧
を印加すると共に圧力によって転写材カセット123か
ら用紙搬送路126に沿って送られてきた転写材124
に一括転写される。続いてトナー像が転写された転写材
124は定着器130に送られ、ここでヒートローラ1
31の熱と加圧ローラ132の挟持圧によって定着され
カラー画像として出力される。用紙転写ローラ129に
より転写材124上に完全に転写されなかった中間転写
体116上の残留トナーは中間転写体クリーニング装置
122により、除去される。中間転写体クリーニング装
置122は一回の合成像が得られるまで、中間転写体1
16に対して離間の位置にあり、合成像が得られ合成像
が用紙転写ローラ129により転写材124に転写され
た後接触状態になり、残留トナーが除去される。
【0036】以上の動作にて1枚の画像の記録を完了し
、濃度調整をおこなったカラー記録画像が得られる。
【0037】なお、プリンタは本実施例のレーザビーム
を用いた電子写真方式に限定されることなく熱転写方式
やインクジェット方式などであってもかまわないし、電
子写真方式の一つである発光ダイオードアレーを用いた
ものや液晶シャターを用いたもの等であってもかまわな
い。さらに、本実施例ではカラー画像を中間転写体上に
重ね合わせる方式をとったが、感光体上に重ね合わせる
方式や転写紙上に重ね合わせる方式などであってもかま
わない。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、画像デー
タを記録色ごとに複数の画素からなるブロックに分割し
、各ブロック内において、優先順位の高いドットから順
に成長させ、ブロック内の特定の優先順位の画素で画像
濃度調整をするようにしているので、二値化後の記録画
像信号に対して濃度調整が可能になり、適正な濃度の記
録画像が容易に得られる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置のブロック図
【図2】同
濃度変換特性のグラフ
【図3】同階調処理部の回路ブロック図
【図4】同中間
調画像部の記録色ごとの先に成長させる画素の配置図
【図5】同画素の階調特性図
【図6】同濃度調整部の回路ブロック図
【図7】(a)
は同濃度調整テーブル特性のグラフ(b)は同濃度調整
テーブル特性のグラフ(c)は同濃度調整テーブル特性
のグラフ(d)は同濃度調整テーブル特性のグラフ
【図
8】同レーザビームプリンタの側断面図
【図9】同感光
体基準検知の動作を説明する斜視図
【図10】同中間転
写体基準検知の動作を説明する斜視図
【図11】従来の二値ディザ法の原理を示す斜視図
【図
12】同二値ディザ法の処理を行う回路ブロック図
【符号の説明】
23  画像処理部 24  濃度変換部 25  濃度変換テーブル 29  UCR/墨版生成部 34  色補正部 39  階調処理部 40  濃度調整部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝送あるいは蓄積された画像データに所定
    の画像処理をおこなった記録画像データを用いて記録画
    像を形成する画像形成装置であって、前記記録画像デー
    タの記録色ごとに複数の画素からなるブロックを設定し
    、前記ブロック内において、空間的に予め定められた優
    先順位に従い、優先度の高い記録画素に対応したドット
    から順にドットを成長させ、前記ブロック内の特定の優
    先順位の画素で画像濃度調整する濃度調整部を備えたこ
    とを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】前記濃度調整部が、前記ブロック内の優先
    度の高い画素で画像濃度調整を行うようにしたことを特
    徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】前記濃度調整部が、前記ブロック内の最も
    優先度の高い画素のみで画像濃度調整を行うようにした
    ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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