JPH04343371A - 画像処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、階調画像を処理する画
像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、階調パターンを感光体等の像
担持体上に形成し、そのパターンの濃度を読み取り、ト
ナー補給量や画像形成条件にフィードバックさせること
により、画像の安定性を向上させる手法が知られている
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、１台の機械で、原稿の種類によって、例えば
文字・線画モードや写真モードといったように、モード
によって、例えばパルス巾変調のスクリーン角などの階
調再現方法を変える場合に、像担持体上の特定パターン
は階調再現方法によって反射特性が異なるので、モード
が変わると、同一の濃度変換方法では、正確な濃度を検
出することができず、正確なフィードバック系を構成す
ることができないという問題点があった。

【０００４】さらに、トナーなどの画像形成材料によっ
ても、感光体等の像担持体上の特定パターンの反射特性
が異なるので、同一の問題点があった。

【０００５】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、階調制御の精度を向上させるこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
するため、本発明は、媒体上に形成された特定パターン
の反射光を測定し、その測定量から演算処理を行い濃度
に変換し、その濃度に応じて階調制御を行う階調制御手
段を有する画像処理装置において、前記濃度検出手段が
、光源と受光素子より成立ち、前記媒体上に形成された
パターンの反射光を測定し、その測定量から光学濃度に
変換する際に、階調再現方法に応じて、変換のための演
算処理を設定することを特徴とする。

【０００７】

【実施例】

［実施例１］以下、図面を参照して本発明の一実施例を
詳細に説明する。

【０００８】本実施例では、電子写真を例に説明するが
、本発明はインクジェットプリンタ、銀塩写真方式プリ
ンタ、あるいは、サーマル転写プリンタ等、他の形式の
画像処理装置にも適用できることは言うまでもない。

【０００９】図１は本実施例の一実施例を示す。本実施
例において、画像信号はレーザドライバおよびレーザ光
源（いずれも図示せず）によってレーザ光に変換され、
そのレーザ光はポリゴンミラー１およびミラー２により
反射され、感光体ドラム４上に照射される。レーザ光の
走査により潜像が形成された感光ドラム４は、図中に示
す矢印の方向に回転する。すると、回転現像器３により
各色ごとの現像がなされる。（図１は、イエロートナー
による現像を示している）一方、転写紙６は転写ドラム
５に巻き付けられてＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、
Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の順番に１回ずつ回転
し、計４回回転して転写が終了する。

【００１０】転写が終了すると、転写紙６は転写ドラム
５から離れ、定着ローラ対７によって定着され、カラー
画像プリントが完成する。

【００１１】また、８は近赤外光（約９６０ｎｍに主波
長）を出射する照射手段として用いられるＬＥＤ、９は
感光体ドラム４上に形成されたトナー像を読み取るため
に用いるＣＣＤセンサである。

【００１２】図２は本実施例による階調画像を得る画像
信号処理回路を示す。

【００１３】画像の輝度信号がＣＣＤ２１で得られ、輝
度信号はＡ／Ｄ変換回路２２によってデジタルの輝度信
号に変換される。

【００１４】得られた輝度信号は個々のＣＣＤ素子の感
度バラツキがシェーディング回路２３により修正され、
修正された輝度信号は、初期設定時のプリンタのγ特性
が原画像濃度と出力画像が一致するように、例えばＲＡ
Ｍ，ＲＯＭによって構成されるＬＵＴ２５にて変換され
る。

【００１５】図３に階調が再現される様子を４元チャー
トで示す。

【００１６】第Ｉ象限は、原稿濃度を濃度信号に変換す
る読取特性を示し、第ＩＩ象限は濃度信号をレーザ出力
信号に変換するためのＬＵＴ２５の変換特性を示し、第
ＩＩＩ象限はレーザ出力信号から出力濃度に変換するプ
リンタ特性を示し、第ＩＶ象限は原稿濃度から出力濃度
の関係を示すこの画像形成装置のトータルの階調特性を
示している。

【００１７】階調数は８ｂｉｔのデジタル信号で処理し
ているので、２５６階調である。

【００１８】この画像形成装置では、第ＩＶ象限の階調
特性をリニアにするために、第ＩＩＩ象限のプリンタ特
性の非線形性を第ＩＶ象限のＬＵＴ２５によって補正し
ている。

【００１９】ＬＵＴ２５のテーブル内容は後に述べるＣ
ＰＵ２８による演算結果により生成されセットされる。

【００２０】ＬＵＴ２５にて変換された信号は、パルス
巾変調回路２６により信号がドット巾に対応した信号に
変換され、レーザドライバ２７に送られる。

【００２１】本実施例では、全色とも、画素が副走査方
向に並べる、パルス巾変調処理による階調再現手段を用
いる。

【００２２】そして、レーザ走査により感光体ドラム４
上にはドット面積変化による階調特性を有する潜像が形
成され、現像、転写、定着という過程をへて階調画像が
得られる。

【００２３】また上記の画像形成装置は感光体ドラム４
上に出力するテストパターンジェネレーター２９を内蔵
している。

【００２４】ところで、原稿画像が網点で構成されてい
る場合に、階調再現方法が全色同じであると、画像信号
が干渉を起こし、モアレと呼ばれている画像欠陥を引き
起こすことがある。

【００２５】この対策として、色別に階調再現手段によ
る再現方法（例えばパルス幅変調の周期あるいは位相）
を変えることにより、モアレを目立たなくさせることが
できる。

【００２６】さらに、４色の現像を順次行う際の機械的
振動が異なる場合には、色ズレが生じるが、この手法に
より、この色ズレを目立ちにくくする効果がある。

【００２７】本実施例では、パルス巾変換による階調再
現手段の、パルスの出現同期をずらすことにより、構成
画素の並びの角度（スクリーン角）を、図１１のように
、イエローは０°、マゼンタは４５°、シアンは０°、
ブラックは２６．５°に設定した。

【００２８】図１６は本実施例のパルス巾変調回路の構
成を示すブロック図である。

【００２９】多色画像信号Ａ（例えば本実施例において
はＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの各色について面順次に送られてく
るデジタル信号）は、各色成分毎にＤ／Ａコンバータ２
０１によりアナログ信号ａに変換される。一方、パルス
パターン発生器２０２によって高速クロックから分周さ
れたクロックを利用してＣＰＵ２０３の制御により各色
成分毎にきめられた基準信号ｂ（実施例においては三角
波）が作られる。さらに、この基準信号ｂはデイレイラ
イン２０６に入力され、遅延される。デイレイライン２
０６は、本実施例においては８種類の遅延パターンを持
っており、そのうち１種を選択するのがセレクタ２０７
である。

【００３０】遅延パターンは１／４画素遅延を遅延量の
１単位としたものを８種用意している。

【００３１】本実施例においては、基準となるパルス幅
変調（ＰＷＭ）の単位を２画素で１単位とし、１／４画
素の遅延を遅延量の単位とする。また８種類の遅延パタ
ーンとは、０／４〜７／４画素までそれぞれ遅延させた
不図示のＰＷＭ信号によるパターンである。

【００３２】Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの信号には、予め上記８
種類の遅延パターンのひとつが対応付けられ、セレクタ
２０７はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各ラインの応じた遅延パタ
ーンを選択する。このセレクタ２０７は、ＣＰＵ２０３
によって１ライン毎に遅延パターン情報を位相変化量パ
ターン発生器２０４より読み込んでいる。本実施例にお
いては、パターン発生器２０４はＲＡＭになっており、
各色毎の１ライン毎に選択されるべき遅延パターン情報
が入っている。カウンタ２０５は水平同期信号をカウン
トする様になっており、１から８まで繰り返し、１ライ
ン毎にカウントする様になっている。このカウンタ２０
５が計数動作を行う毎にパターン発生器２０４に書き込
まれている遅延パターンに従って、順次セレクタ２０７
が遅延パターンを選択して基準信号Ｃとして出力してい
く。三角波の単位は、２画素で１単位（すなわち、三角
波の周期が２画素分に相当する）とし、遅延量は１／４
画素で１単位となっている。アナログ信号ａは、基準信
号ｃとコンパレーター２０８によって比較され、ＰＷＭ
信号ｄとなり、増幅器２０９によって増幅され、処理信
号Ｂとなって出力される。

【００３３】上記動作が各色成分毎に行われ、Ｍ成分は
奇数ラインについては遅延せず、偶数ラインについては
４／４画素遅延することにより４５°のスクリーン角で
像形成が行われＣ、Ｙ成分は全ラインについて遅延なし
、すなわちスクリーン角０°で像形成が行われ、Ｂｋ成
分は、第ｉ＋１ライン（ｉ＝０，１，２，・・・）につ
いては遅延なし、第ｉ＋２ラインについては２／４画素
遅延、第ｉ＋４ラインについては６／４画素遅延のスク
リーン角２６．５°で像形成が行われる。このようにし
て各色が前述のフルカラー複写機により多重画像として
出力される。

【００３４】このように１色目と４色目の像形成におけ
るスクリーン角を２色目、３色目のスクリーン角とは異
なるようにすることで、色ムラ等を解消することができ
る。

【００３５】一方、上述の様な、画素パターンにしたこ
とにより、感光体ドラム上のトナーの反射特性が、角度
によって異なることを本発明者は見いだした。

【００３６】図１２にマゼンタの反射光量信号から光学
濃度に変換するための、変換テーブル示す。

【００３７】実線が構成画素の並びの角度を４５°に設
定した場合の変換テーブルで、破線が構成画素の角度を
０°に設定した場合の変換テーブルである。

【００３８】そこで反射光量信号から光学濃度に変換す
るための、変換テーブルを色毎にスクリーン角に応じて
作成することにより、かかる場合にも精度良く、感光体
上のトナー量を検出することができる。

【００３９】図１３にブラックの変換テーブルの一例を
示す。

【００４０】実線が構成画素の並びの角度を２６．５°
に設定した場合の変換テーブルで、破線が構成画素の角
度を０°に設定しだ場合の変換テーブルである。

【００４１】本実施例では、色別の構成画素の並びの角
度に従い、変換テーブルの形状を変えることにより、全
色の濃度変換精度を向上させ、さらには、その値を用い
た階調制御の精度向上が達成できる。

【００４２】図４はセンサ９からの信号を処理する処理
回路を示す。センサ９に入射された近赤外光は、センサ
９により電気信号に変換され、電気信号はＡ／Ｄ変換回
路４１により０〜５Ｖの出力電圧を０〜２５５レベルの
ディジタル信号に変換される。そして、濃度変換回路４
２により濃度に変換される。

【００４３】なお、本実施例で使用したトナーは、イエ
ロー、マゼンタ、シアンの色トナーで、スチレン系共重
合樹脂をバインダーとし、各色の色材を分散させて形成
されている。

【００４４】イエロー、マゼンタ、シアントナーの分光
特性はこの順に図５〜図７に示す通り、近赤外光（９６
０ｎｍ）の反射率が８０％以上得られる。また、これら
の色トナー画像形成において、色純度、透過性に有利な
２成分現像方式を採用している。

【００４５】一方、本実施例では、ブラックトナーはモ
ノクロコピー用としてランニングコストの低減に実績の
ある１成分磁性トナーを使用しており、図８に示す通り
、近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率は１０％程度である
。ブラックは１成分ジャンピング現像方式を採用したが
、ブラックの２成分トナーであってもかまわない。

【００４６】また、感光ドラム４はＯＰＣドラムであり
、近赤外光の反射率（９６０ｎｍ）は約４０％であり、
アモルファスシリコン系ドラム等であってもかまわない
。

【００４７】感光ドラム４上の濃度を各色の面積階調に
より段階的に変えていった時の、出力画像濃度とセンサ
９出力の関係を図９に示す。トナーが感光体ドラム４に
付着していない状態におけるセンサ９の出力を２．５Ｖ
、すなわち、１２８レベルに設定した。

【００４８】図９からわかるように、イエローマゼンタ
、シアンの色トナーは面積被覆率が大きくなるに従い、
感光ドラム４単体よりセンサ９出力が大きくなる。 一方、ブラックのトナーは面積被覆率が大きくなるに従
い、感光ドラム４単体よりセンサ９出力が小さくなる。

【００４９】これらの色毎のトナーの反射特性の相違に
基づき、図１０に示す色毎にセンサ９の出力信号から、
濃度信号に変換する各色専用のテーブルを持つことによ
り、各色とも精度良く濃度信号を読み取ることができる
ようになる。

【００５０】コピー動作を行う前に、特定階調パターン
（本実施例ではレーザ出力信号として、１６レベル、３
２レベル、４８レベル、６４レベル、８０レベル、９６
レベル、１１２レベル、１２８レベル、１４４レベル、
１６０レベルの１０階調のパターンを出力した）を図１
０に示す通り、ドラムの周方向に連続的に形成し、適正
なタイミングでＬＥＤ８、センサ９で測定し、一連の濃
度値群より階調特性すなわち図３の第ＩＩＩ象限のプリ
ンタ特性を複写用紙に転写して定着することなしに正確
に求めることができる。

【００５１】このプリンタ特性を補正するためのＬＵＴ
２５は、上述の測定より得られるプリンタ特性から容易
に求めることができる。すなわち、ＬＵＴ２５はプリン
タ特性の入出力関係を逆転させることによって求めるこ
とができる。

【００５２】一般に電子写真方式のコピー機は、使用コ
ピー枚数によって、諸特性が変化することが知られてい
る。これは、感光体が光疲労を起こしたり、感光体の表
層が当接しているクリーニングブレードによって削れた
りして、感光特性が変化することや、現像剤のトリボ付
与能力が変化する等の原因によるものである。

【００５３】従って、定期的に、コピー動作前に上記動
作を行いＬＵＴ２５を逐次作成することにより、いつも
最適な階調再現特性が得られる。

【００５４】以上の様に本発明の実施例によれば、入力
された画像データに対する階調再現方法同じ階調再現方
法を用いて、フィードバック系を構成する際の基準画像
した媒体上に形成するので、階調再現方法に対応した精
度の良い階調制御が可能となる。

【００５５】更に、階調再現方法に応じて媒体上に形成
された基準画像の濃度検出を行うのに精度の良い濃度検
出が可能となる。

【００５６】［実施例３］本実施例においては、階調再
現方法として、ディザ法とパルス巾変換法とを組み合わ
せた。

【００５７】具体的には、イエロ−は特開平１−２０４
７４２で示してある方法で、図１４に示す２つディザマ
トリックスパタ−ンを選択切り替えすることで階調性を
再現した。マゼンタはパルス巾変換で構成画素の並びを
０゜で、シアンはパルス巾変換で構成画素の並びを４５
゜で、ブラックはパルス巾変換で構成画素の並びを２２
．５゜でフルカラ−画像を構成した。

【００５８】なお、本実施例では，上記のディザマトリ
ックスを使用したが，他のタイプのディザマトリックス
でもよいし、誤差拡散法等の中間調処理方法でもよい。

【００５９】この様に、各色異なった階調再現手段を採
用することにより、各色の再現画素が干渉することを防
ぎ、モアレ現象や色ズレを抑えることができるようにな
る。

【００６０】図１５に、各色の感光ドラム上のトナ−か
らの反射光量から光学濃度に変換するための変換テ−ブ
ルを示す。

【００６１】本実施例では、色別に階調再現手段および
構成画素の並びの角度に従い、変換テ−ブルの形状を変
えることにより、全色の濃度変換精度を向上させ、さら
には、その値を用いた階調制御の精度向上が達成できる
。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学濃度を精度よく変換することができ、さらには、そ
の値を用いた階調制御の精度向上が達成できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す図

【図２】ＣＣＤからの電気信号を処理する処理回路を示
すブロック図

【図３】階調再現特性を示す４限チャート図

【図４】セ
ンサからの電気信号を処理する処理回路を示すブロック
図

【図５】イエロートナー分光特性の一例を示す図

【図６
】マゼンタトナー分光特性の一例を示す図

【図７】シア
ントナー分光特性の一例を示す図

【図８】ブラック（１
成分磁性）トナー分光特性の一例を示す図

【図９】濃度信号レベル対センサ出力の一例を示す図

【
図１０】各色の反射光量信号から濃度信号に変換するテ
−ブルを示す図

【図１１】構成画素の並びの角度を示す図

【図１２】マ
ゼンタの反射光量信号から濃度信号に変換するテ−ブル
を示す図

【図１３】ブラックの反射光量信号から濃度信号に変換
するテ−ブルを示す図

【図１４】ディザマトリックスパタ−ンを示す図

【図１
５】各色の反射光量信号から濃度信号に変換するテ−ブ
ルを示す図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定のパターンを媒体上に形成するパ
   ターン形成手段と、該パターン形成手段により形成され
   たパターンの濃度を検出しする濃度検出手段とを有し、
   前記濃度検出手段によって検出された濃度に応じて階調
   制御を行う階調制御手段を有する画像処理装置において
   、前記濃度検出手段が、光源と受光素子より成立ち、前
   記媒体上に形成されたパターンの反射光を測定し、その
   測定量から光学濃度に変換する際に、階調再現方法に応
   じて、変換のための演算処理を設定することを特徴とす
   る画像処理装置。
2. 【請求項２】　　前記階調制御手段は、パルス巾変調、
   ディザ変換等のドット形成手段による階調表現を制御す
   ることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】前記階調再現方法は、パルス巾変調におけ
   るスクリーン再形成処理であることを特徴とする請求項
   １記載の画像処理装置。