JPH05176164A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 解像度の劣化を少なくし、テクスチャの発生
がなく、全ての濃度域に対して階調性に優れ、特に高濃
度域におけるツブレを抑制するとともに、絶対的な最高
濃度を確保できる高品位な記録画像を得ることを可能と
する。 【構成】 プリントエンジン14が起動とともにデジタル
データ出力装置16からの画像データが画像処理装置15に
転送される。この画像処理装置は濃度変換部15-1，変換
テーブル15-2，墨／ＵＣＲ部15-3，色補正部15-4，デー
タセレクタ15-5及び階調処理部15-6でなる。この階調処
理部において、画像ブロック内の複数の各画素に対して
優先度を付与して画素を形成させ、ドットを単調増加、
ドット成長の抑制、ドット完全成長等の階調変換を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高画質の記録画像を得る
ための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、種々の原理のプリ
ンタが提案されているが、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(以下ＬＢＰとい
う)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。

【０００３】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ＬＢＰの場
合、従来の文字，線画に加えて、画像データが出力対象
となるため、一般的なＬＢＰの２値データ処理に対し
て、多階調出力を前提とした画像処理を行う必要があ
る。

【０００４】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
性に問題があるため、電子写真プロセス自体が有する安
定した階調数は多くみて３，４階調が確保できる程度で
ある。

【０００５】例えばＬＢＰや通常の熱転写プリンタのよ
うに、出力階調数の不十分な画像出力機器で中間調画像
を記録する手段として、２値ディザ法がよく用いられて
いる。しかしながら、この２値ディザ法は十分な階調性
を得るために大きいサイズのディザマトリックスを用い
なければならず、解像力の低下や原稿の網点とディザパ
ターンの干渉によるモアレの発生といった画質劣化が生
じるなどの問題点があった。

【０００６】上記の問題点を改善するために従来、多値
ディザ法が提案されている。この多値ディザ法について
図13に示す画像処理装置の構成を示すブロック図を用い
て説明する。説明を簡単にするため、伝送あるいは蓄積
された画像データは既に画像メモリ１に格納されている
ものとする。

【０００７】画像メモリ１には赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂの輝度
データが格納されており、それぞれ１画素あたり８ビッ
ト×３＝24ビットの情報量を有している。これらの画素
データは、主走査方向カウンタ２及び副走査方向カウン
タ３によりアドレス演算部４を介してアクセスされ、前
記輝度データＲ，Ｇ，Ｂは揃って先頭から読み出され
る。

【０００８】このＲ，Ｇ，Ｂは輝度信号であるから、濃
度変換部５で濃度変換を施し濃度信号シアンＣ，マゼン
タＭ，イエローＹ(印刷の３原色)に変換する。この変換
は通常ＲＯＭもしくはＲＡＭ等の記憶デバイスに変換テ
ーブルを設定し、輝度データ値をアドレスとして内容を
アクセスする。実際のテーブル内容は、例えば図14のグ
ラフに示す変換特性(横軸：輝度及びアドレス，縦軸：
濃度及びメモリ内容)に基づく値が書き込まれている。

【０００９】濃度変換された画素データは３色揃って色
補正部６に入力される。この色補正部６では濃度データ
に対して周知の技術である下色除去(ＵＣＲ…Ｕnder Ｃ
olorＲemoval)。墨版生成、及びマスキング等が行われ
る。色補正部６によって画像データには墨(ブラック：
ＢＫ)が追加され、１画素当りの情報量は事実上８×４
＝32ビットになっている。

【００１０】次にこれらの４色データはデータセレクタ
７により、例えば転送先がフルカラープリンタのプリン
トエンジン14であれば、例えばＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの順に
データの転送が行われる。

【００１１】一方、主走査方向カウンタ２と副走査方向
カウンタ３のアドレス出力のうち、各々の下位３ビット
はディザ閾値マトリクス格納用の記憶デバイス８に接続
されており、画像の空間座標によって一意に定まる閾値
を出力するこの記憶デバイス８をアクセスするアドレス
は全部で６ビット、すなわち64個のデータにアクセスが
可能である。この場合、記憶デバイス８に格納されるデ
ィザ閾値マトリクスは例えば図15に示した８×８のディ
ザ閾値マトリクス等が考えられる。

【００１２】記憶デバイス８から出力された閾値は、比
較器９に入力されデータセレクタ７から出力された濃度
レベル信号10の濃度データ８ビットのうちの下位６ビッ
トと比較される。比較器９では、濃度データが閾値より
大きいか等しければ、例えば「１」を比較結果11として出
力する。また、濃度データが閾値より小さければ、例え
ば「０」を比較結果11として夫々出力する。

【００１３】一方、データセレクタ７から出力される濃
度データのうち上位２ビットは、画素値再決定用の記憶
デバイス12に入力されるよう接続されており、比較器９
から出力される比較結果11の１ビットと共に合計３ビッ
トのデータをアクセスし、最終出力値13を出力する。

【００１４】図16に多値ディザ法における出力値の一例
を示し、データセレクタ７の出力の上位２ビットを濃度
レベル信号10、比較器９の比較出力を比較結果11とした
ときの、最終出力値13の例を示す。

【００１５】以上は、多値ディザをハードウェア化する
際に取られる手段であり、図16で示したように最終出力
値13の多値レベル数は０，３Ｆ，７Ｆ，ＢＦ，ＦＦの５
つ、即ち、５値ディザとなる。

【００１６】一般に多値レベルが少ない画像出力機器で
フルカラー画像を出力する場合、ここで示したような、
多値ディザ法等が広く採用されている。例えば画像出力
機器そのものの出力可能階調数が４値であっても、８×
８等の比較的大きなディザ閾値マトリクスを組み合わせ
れば、疑似階調により下式のように

【００１７】

【数１】

【００１８】階調を得ることができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記、従来の技術で説
明したように、ＬＢＰ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少ない画像出力
機器には、多値ディザ法を含めて疑似的な面積階調技術
が広く用いられている。

【００２０】これらはディザ閾値、マトリクスの網点タ
イプのものを工夫(１つのマトリクス内で複数のドット
集中を発生させ解像度と階調性の両立を狙った閾値マト
リクスを採用)したり、画像出力機器の最小記録ドット
の解像度向上、あるいは濃度レベルに応じてディザマト
リクスを変則的に切り換える等によりある程度の画質を
得ることが可能となった。

【００２１】しかし多値ディザの場合でも階調数を増加
させたい場合に解像度の劣化は避けられず、また原理的
に１つの画素内で中間の濃度レベルを用いるために記録
画像の濃度むらが生じやすい。

【００２２】また視覚特性上、低階調部ほど滑らかさが
必要なのにもかかわらず、数個の離散的な能度レベルし
か持たないため、最低濃度の記録画素が白地に形成され
るときに、ザラツキ感やテクスチャが発生し、特に低階
調部で画質を劣化させている。

【００２３】更に画素の成長に伴って熱定着後の四方の
隣接ドットが完全に融着する、いわゆるツブレ発生の制
御と、ツブレを積極的に利用した高濃度なベタ部分の再
現は両立できない。すなわちツブレを完全に制御した階
調レベルとディザマトリクスの設定では、確かに高濃度
部の階調性は向上するが、絶対的な濃度レベルが不足が
ちになり、一方ツブレを許容してしまうと絶対的な濃度
レベルは確保できるが、高濃度域の階調性は損なわれて
しまうのである。

【００２４】本発明の目的は上述の問題点を解決し、解
像度の劣化が少なく、テクスチャの発生がなく、全ての
濃度域に対して階調性に優れ、特に高濃度域におけるツ
ブレを抑制するとともに、絶対的な最高濃度を確保でき
る高品位な記録画像が得られる画像形成装置を提供する
ことにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、伝送あるいは蓄積された画像データと、該画像デー
タ上の複数の画素からなるブロックを設定し、該ブロッ
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るとともに、特定の優先度を有する
ドットの成長過程に、入力に対して単調増加的に出力が
得られる第１領域と、入力に対して予め定められた第１
の濃度レベルに対応する出力が得られる第２領域と、入
力に対して前記第１の濃度レベルより高濃度に予め設定
された第２の濃度レベルに対応する出力が得られる第３
領域を設定することを特徴とする。

【００２６】

【作用】本発明によれば、切り出した画像ブロック内の
複数の各画素に対して優先度を付与して画素を形成させ
るとともに、特定の優先度を有する画素に対してドット
が単調増加的に成長する領域と、ドットが完全に成長す
るのを抑制し疑似的に飽和させる領域と、ドットを完全
に成長させる領域が生ずるように階調変換テーブルの特
性を設定することにより、解像度の劣化が少なく、テク
スチャの発生がなく、全ての濃度域に対して階調性に優
れる。

【００２７】そして、特に高濃度域におけるツブレを抑
制するとともに、絶対的な高濃度を確保できる高品位な
記録画像が得られる。

【００２８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装
置の構成を示すブロック図である。図において、15は画
像処理装置であって、濃度変換部15-1，変換テーブル15
-2，墨／ＵＣＲ部15-3，色補正部15-4，データセレクタ
15-5，階調処理部15-6で構成され、入力側には、デジタ
ルデータ出力装置16が、また、出力側にはプリントエン
ジン14が接続される。

【００２９】上記、デジタルデータ出力装置16は、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
像信号を入力とし、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格納されていてもよい
し、直接通信手段からの画像信号のインターフェースで
あってもよい。

【００３０】次に動作を、図２ないし図６を用いて説明
する。

【００３１】いま、プリントエンジン14が起動するとと
もに、デジタルデータ出力装置16はデジタル画像データ
を画像処理装置15に転送を開始する。画像処理の対象と
なるデータはＲＧＢ各色８ビットの計24ビットである。
この画像処理装置15に入力されたＲＧＢデータは輝度デ
ータであり、濃度変換部15-1で輝度データから濃度デー
タ、即ち、印刷の３原色であるＣ，Ｍ，Ｙ(シアン，マ
ゼンタ，イエロー)に変換される。

【００３２】一般にこの変換は変換テーブル15-2を構成
するＲＡＭ，ＲＯＭ等の記憶デバイス上に変換テーブル
データを書き込んでおき、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れば容易に実現できる。通
常、濃度変換部15-1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)を行うこ
とができる。

【００３３】ＲＧＢ(輝度)データは、濃度変換後ＣＭＹ
(濃度)データ17，18，19に変換されており、このＣＭＹ
データ17，18，19を用いて次に墨／ＵＣＲ部15-3におい
て、ＵＣＲ(下色除去)，墨版生成を行う。ＵＣＲはＣＭ
Ｙデータ17，18，19の共通分量に対して一定の割合でデ
ータを削減する。基本的にはこの削減量を墨版として生
成する。元来ＵＣＲ及び墨版生成の目的は、１画素単位
でＣＭＹの共通量をブラックＢＫ(墨)で置き換え、色材
(トナー)の節約を行うことである。

【００３４】しかし最近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
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，墨
版生成後は、Ｃデータ20，Ｍデータ21，Ｙデータ22及び
Ｂkデータ23が発生している。

【００３５】この後、無彩色成分であるＢkデータ23以
外は色補正部15-4に入力される。この色補正部15-4では
マスキング等の処理が彩色成分(ＣＭＹ)に対して施され
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。

【００３６】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。通常は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ＲＯＭ等の
記憶デバイスに書き込んでおき、これを各色アクセス
後、加減算し結果を得る。

【００３７】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色補正方式も多数あ
る。

【００３８】次に色補正部15-4により入力データのＣデ
ータ20，Ｍデータ21，Ｙデータ22は夫々Ｃ’データ24，
Ｍ’データ25，Ｙ’データ26に変換される。一方Ｂkデ
ータ23は、無彩色データであるので色補正には関与しな
い。

【００３９】上記、色補正部15-4により補正を施された
Ｃ’データ24，Ｍ’データ25，Ｙ’データ26(以上が彩
色データ)及びＢkデータ23(無彩色データ)は、データセ
レクタ15-5により１色のデータのみが選択され、階調処
理部15-6に入力され、本発明に関わる画像信号の階調処
理を行う。階調処理を行った出力画像信号37(図２参照)
はプリントエンジン14に送られ、本発明の目的とする高
画質の記録画像が得られる。

【００４０】ここで本発明に関わる階調処理の内容を図
２を用いて詳細に説明する。この図２は、図１における
階調処理部15-6の構成を示すブロック図であり、図中、
27は水平同期信号発生回路であって、画像の水平同期信
号28を出力する。ここで、水平同期信号の発生源として
は、例えばレーザビームプリンタの場合であれば、レー
ザ走査光学系(図示せず)からのビームディテクト信号に
波形整形を施して用いることができる。29は水平２進カ
ウンタであり、水平同期信号28をカウントし、この水平
同期信号28が入力されるごとに水平２進カウンタ出力30
のＯＮ−ＯＦＦが入れ替わる。

【００４１】31は垂直同期信号発生回路であって、画像
の垂直同期信号32を出力する。この垂直同期信号の発生
源としては、例えばデータ転送クロックをそのまま使用
できる。33は垂直２進カウンタであり、垂直同期信号32
をカウントし、この垂直同期信号32が入力されるごとに
垂直２進カウンタ出力34のＯＮ−ＯＦＦが入れ替わる。

【００４２】以上の各信号をより詳細に説明するため、
図３に水平同期信号28と垂直同期信号32と水平２進カウ
ンタ出力30と垂直２進カウンタ出力34の時間軸方向の変
化を示す。水平同期信号28は１ライン分データの転送毎
(ライン周期)に１度、ラインデータの先頭で発生し、垂
直同期信号32は１ライン中の個々のデータに対応(画素
周期)して発生し、発生回数は１ライン中に含まれる画
素の数と等しい。これらの信号をそれぞれの２進カウン
タ29及び33で計数すれば、水平２進カウンタ出力30と垂
直２進カウンタ出力34の組合せは４通りになる。

【００４３】すなわち、図３に示すように水平２進カウ
ンタ出力＝０、垂直２進カウンタ出力＝０のときを状態
Ａ、水平２進カウンタ出力＝１、垂直２進カウンタ出力
＝０のときを状態Ｂ、水平２進カウンタ出力＝０、垂直
２進カウンタ出力＝１のときを状態Ｃ、水平２進カウン
タ出力＝１、垂直２進カウンタ出力＝１のときを状態Ｄ
と夫々定めれば、画素の空間的な位置に応じて各カウン
タ出力の状態は一意に対応し、各画素位置に対応するカ
ウンタ出力の状態は図４に示すように状態Ａ，状態Ｂ，
状態Ｃ，状態Ｄに分類される。

【００４４】以下、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの符号を空間に規則
的に配置された画素位置を示す符号として用いれば、画
像全体をＡ位置，Ｂ位置，Ｃ位置，Ｄ位置の画素から成
る２×２画素の各領域に分割できる。

【００４５】さて、図２にもどり、35は階調変換テーブ
ルであり、入力画像信号36と水平２進カウンタ出力30と
垂直２進カウンタ出力34をメモリアドレスとしてテーブ
ルに階調変換後の画素レベルをもつ。アドレスラインは
10ビットで構成され入力画像信号36はそのうち下位８ビ
ットに割り付けられ、垂直２進カウンタ出力34は第９ビ
ット目、水平２進カウンタ出力30は第10ビット目に割り
付けられる。

【００４６】ここで、階調変換テーブル35について図５
と図６を用いてさらに詳細に説明する。図５は階調変換
テーブル35の内容を示したものである。入力画像信号36
を８ビット(256レベル)とすると、１つの画素に対する
階調特性を表すにはテーブル内において256アドレス必
要であり、本実施例においては、複数の画素を１つのブ
ロックとし優先順位を決めるため、例えば、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄに分類された４つの階調特性を持たせているので
合計1024アドレスとなる。

【００４７】すなわち、図５においてアドレス０００Ｈ
−０ＦＦＨにはＡ位置の画素に対する階調特性を表すデ
ータが、アドレス１００Ｈ−１ＦＦＨにはＣ位置の階調
特性を表すデータが、アドレス２００Ｈ−２ＦＦＨには
Ｂ位置の階調特性を表すデータが、アドレス３００Ｈ−
３ＦＦＨにはＤ位置の階調特性を表すデータが夫々格納
されている。

【００４８】図６は本実施例における階調変換特性(横
軸：入力画像レベル，縦軸：出力)をグラフで示したも
のである。本実施例ではＡ位置(1)の画素の優先度を最
高に設定し、以下Ｂ位置(2)，Ｃ位置(3)と続き、Ｄ位置
(4)の画素の優先度を最低に設定している。更にＡ位置
(1)とＣ位置(3)の画素の階調特性には、入力に対して単
調増加的に出力が増す第１領域(ア）と、入力に対して
飽和濃度より低い一定濃度レベルを出力する第２領域
(イ)と、入力に対して飽和濃度を出力する第３領域(ウ)
が設定されている。

【００４９】本実施例におけるＡ位置(1)、すなわち優
先度が最高の画素位置に対応した階調特性は、入力画像
レベルが００Ｈから３ＦＨまで(第１領域(ア))の出力は
連続的に増加し、入力画像レベルが３ＦＨからＦＢＨま
で(第２領域(イ))の出力はＢＦＨに保たれ、入力画像レ
ベルがＦＢＨを越えた場合(第３領域(ウ))はＦＦＨを出
力するように設定される。

【００５０】Ｂ位置(2)、すなわち、Ａ位置の次に優先
度が高い画素位置に対応した階調特性は、入力画像レベ
ルが３ＦＨ未満のとき００Ｈを出力し、入力画像レベル
が３ＦＨから７ＦＨまで出力は連続的に増加し、入力画
像レベルが７ＦＨを越えた場合の出力はＦＦＨに固定さ
れる。

【００５１】Ｃ位置(3)、すなわちＢ位置の次に優先度
が高い画素位置に対応した階調特性は、入力画像レベル
が７ＦＨ未満のとき００Ｈを出力し、入力画像レベルが
７ＦＨからＢＦＨまで(第１領域(ア))の出力は連続的に
増加し、入力画像レベルがＢＦＨからＦＢＨまで(第２
領域(イ))の出力はＢＦＨに保たれ、入力画像レベルが
ＦＢＨ越えた場合(第３領域(ウ))はＦＦＨを出力するよ
う設定される。

【００５２】Ｄ位置(4)、すなわち優先度が最低の画素
位置に対応した階調特性は、入力画像レベルがＢＦＨ未
満のとき００Ｈを出力し、入力画像レベルがＢＦＨから
ＦＦＨまで出力は連続的に増加しＦＦＨに至る。

【００５３】このように本実施例においては、切り出し
た画像ブロック内の複数の各画素に対して優先度を付与
して画素を形成させるとともに、特定の優先度を有する
画素に対してドットが単調増加的に成長する領域と、ド
ットが完全に成長するのを抑制し疑似的に飽和させる領
域と、ドットを完全に成長させる領域が生ずるよう階調
変換テーブル35の特性を設定する。

【００５４】次に本発明の他の実施例を図７ないし図９
により説明する。本実施例は２つの画素を１つのブロッ
クとし優先順位を決める場合である。

【００５５】図７は、図１における階調処理部15-6の構
成を示すブロック図であり、前述した図２において垂直
同期信号発生回路31及び垂直２進カウンタ33を省略し、
水平同期信号発生回路27、水平２進カウンタ29及び階調
変換テーブル35で構成される。

【００５６】上記、水平２進カウンタ29は水平同期信号
28をカウントし、この水平同期信号が入力されるごとに
水平２進カウンタ出力30のＯＮ−ＯＦＦが入れ替わり、
偶数ライン(ＯＦＦ)か、奇数ライン(ＯＮ)かの区別を行
う。また、階調変換テーブル35は、入力画像信号36と水
平２進カウンタ出力30をメモリアドレスとしてテーブル
に階調変換後の画素レベルをもつ。

【００５７】ここで、階調変換テーブル35について図８
と図９を用いてさらに詳細に説明する。図８は階調変換
テーブル35の内容を示したものである。入力画像信号を
８ビット(256レベル)とすると、１つの階調特性を表す
にはテーブル内において256アドレス必要であり、本実
施例においては偶数ラインと奇数ラインの２つの階調特
性を持たせているので合計512アドレスとなる。

【００５８】すなわち、アドレス００Ｈ−ＦＦＨは偶数
ラインの階調特性を表し、アドレス１００Ｈ−１ＦＦＨ
は奇数ラインの階調特性を表している。

【００５９】図９は本実施例における階調変換特性をグ
ラフで示したものである。いま、画像濃度が低い、例え
ば入力画像レベルが図９において７ＦＨ未満の場合には
奇数ラインの画素は記録せずに偶数ラインの画素のドッ
トの大きさを調節して階調再現し、画像濃度が中〜高の
場合、例えば入力画像レベルが７ＦＨ〜Ｆ７Ｈの場合に
は偶数ラインの画素のドットは予め定められた、最大出
力未満のレベル、例えばＣＦＨを保って記録し、奇数ラ
インの画素のドットの大きさを調節して階調再現する。
更に画像濃度が非常に高い場合、例えば入力画像レベル
がＦ８Ｈ以上の場合には偶数ラインの画素のドットを最
大出力で記録する。

【００６０】これらを言い替えると、水平方向に隣合う
偶数ラインと奇数ライン上の２つの画素に対して優先度
を設定し、偶数ラインの画素を優先して記録ドットを成
長させ、更に優先度の高い偶数ラインに対してドットが
単調増加的に成長する領域と、ドットが完全に成長する
のを抑制し疑似的に飽和させた領域と、ドットを完全に
成長させる領域が生ずるよう階調変換テーブル35の特性
を設定する。

【００６１】ところで、電子写真方式のプリンタにおい
ては画素形成に際して各画素のドットを一様に成長させ
るよりも、上述してきたように特定の画素のドットを優
先させて成長させたほうが感光体上に静電潜像のミクロ
な領域に強い電界が生じ記録画像の階調性が向上する。

【００６２】一般に自然画像では隣接する画素間の相関
は非常に高いため、本実施例に従えば容易にブロック内
の画素成長に優先度、もしくは、ライン毎の成長に優先
度、すなわち、差異を与えることができ、潜像レベルで
階調性の向上がはかれる。そればかりか結果的に画像に
特定の空間周波数成分を重畳させるため、例えば駆動系
の発する駆動ムラ等に対する耐性も向上する。

【００６３】このように本実施例は画像に特定の空間周
波数成分を有するノイズを重畳させる新規な手段である
とともに、前記のノイズレベルが例えばディザマトリク
ス等で規定されたような空間的に定められた周期的な閾
値に影響をうけず、画素の持つアナログに近い(例えば2
56階調)濃度レベルそのものに由来することが大きな特
徴であり、これまでのディザ法等の離散的なノイズレベ
ル(例えば４階調)を与える階調再現法と大きく異なる。

【００６４】上記、実施例では、ブロック内の画素に対
して厳密に成長する順番が保証される訳ではない、例え
ば１つのブロック内で、最高優先度の画素が完全に成長
しない場合でも、最低優先度の画素が成長する場合があ
る。特にデータに起伏のある画像、例えば文字・線画等
画像のエッジが急峻な部分では、ブロックのとりかたに
よって画素の成長順位が逆転する場合がある。

【００６５】すなわち、本実施例における優先度とは画
素の成長順位を定めるものではなく、各画素が成長する
入力濃度レベルを規定しているにすぎない。しかし一般
的な自然画では隣接画素の相関は非常に高いから、ある
程度空間的にマクロな領域の入力濃度レベルに応じて階
調再現にかかわる(成長段階にある)画素が選択され、結
果的に成長順位が規定されたのと同じ効果が得られる。

【００６６】また完全に画素成長の順位が決まっていな
いことは、解像度の劣化を最小に抑制する。例えば何等
かの方法で、ブロック内の画素データを処理し、データ
を各画素位置に優先度をつけて再配置するような手段に
おいては、実際には画像データが存在しない(或はその
値が小さい)場所にデータの重み付けが行われる可能性
を有し、解像度は確実に劣化する。しかし本実施例で
は、例えば線画等であっても画素値がある程度大きく高
濃度であれば(文字や線画は最大濃度で出力する場合が
殆どである)、対象となる画素は確実に成長するため解
像度は全く劣化しないことになる。

【００６７】また本実施例では、全ての濃度領域で視覚
特性上殆どアナログ的な濃度制御ができるから、白地に
突然高濃度の記録ドットが現れることはなく、特に自然
画等の滑らかな画像に対して低階調部のザラツキ感を抑
制し、かつ低階調部の階調性を大幅に改善することが可
能である。

【００６８】すなわち、滑らかな画像に対しては、特に
低階調部で階調性を重視した特性を示し、文字や線画等
の通常高濃度で表される部分に対しては解像度を重視し
た特性を示すのである。

【００６９】一方特定の優先度の画素の成長を抑制する
過程は、中〜高濃度域で隣接画素のドットが重なり合う
ツブレの現象を効率よく抑制し、この濃度領域での階調
性を向上させる。

【００７０】更に優先度の高い画素の入力画像レベルが
非常に大きいとき最高濃度レベルでドットを記録する過
程は、例えば高濃度のベタ領域で非常に高濃度の再現が
必要な場合のみに対応する。従って本実施例によれば画
素の成長に伴って熱定着後の四方の隣接ドットが完全に
融着する、いわゆるツブレ発生の抑制と、ツブレを積極
的に利用した高濃度なベタ部分の再現を両立させること
が可能となる。

【００７１】このように本実施例においては、従来問題
となっているツブレを抑制した階調レベルとディザマト
リクスの設定では高濃度部の階調性は向上するが、その
反面、絶対的な濃度レベルが不足がちになり、また、一
方ツブレを許容してしまうと絶対的な濃度レベルは確保
できるが、その反面高濃度域の階調性が損なわれてしま
うという従来欠点を効果的に解決することができる。

【００７２】以上述べてきたことは、例えば２×２画素
に対し優先度を設けて階調表現を行う場合、優先度の最
も高い画素に対して詳述してきた３領域(入力に対して
単調増加的に出力が増す第１領域と、入力に対して飽和
濃度より低い一定濃度レベルを出力する第２領域と、入
力に対して飽和濃度を出力する第３領域)を設定するこ
とも、優先度の最も低い画素以外の画素に対して３つの
領域を設定することも、容易に変更できる。

【００７３】すなわち上記３領域を任意の数の画素、任
意の優先度の画素、任意の位置の画素に設定できる。ま
た疑似的な飽和領域である第２領域の出力レベルの設定
も行える。これらの変更は階調変換テーブルの内容を変
更するだけであり非常に容易に行うことができる。

【００７４】本実施例では２×２のブロックを設定して
詳細に説明したが、ブロックのサイズにかかわらず実施
ができる。しかも、優先してドットを成長させる画素は
１つに限ることなく複数個でもよい。この変更はブロッ
クの大きさに応じて(各方向のサイズが異なっていても
よい)カウンタのカウントビット数を変更し、カウンタ
の出力状態数分の階調変換テーブル領域を確保し、各階
調変換テーブル内容を記述するだけで実現できる。

【００７５】また、図７ないし図９で説明した前記他の
実施例においては、簡単のために隣接する２画素に優先
度を与えて説明したが、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、優先して
ドットを成長させる画素は１つに限ることなく複数個で
あってもよい。

【００７６】また例えば４ラインに対し優先度を設けて
階調表現を行う場合、優先度の最も高いドットを完全に
成長させないことも、優先度の最も低いドット以外のド
ットを完全に成長させないことも、容易に変更できる。

【００７７】更に任意のラインと優先度の関係も階調変
換テーブルの書換えで容易に行え、ライン毎に優先度を
簡単に設定できる。これらの変更はカウンタのビット数
とカウンタの出力ステータス数分のテーブル領域とテー
ブル内容とを変更するのみであり非常に容易に行える。

【００７８】また本実施例に従えば優先度の高いドット
と低いドットは結果的にそれぞれ１つずつで、グループ
を形成するため、解像度は殆ど維持されたままである。
仮に４ライン分のラインデータに対して優先度を設けた
としても、視覚的な変調が施されるブロックサイズは１
×４であり解像度は通常のディザ法で４×４のディザマ
トリクスを採用した場合と比較して非常に高く保たれ
る。

【００７９】次に、上記各実施例に記載した階調処理を
採用したレーザビームプリンタ(ＬＢＰ)について図10な
いし図12を用いて詳細に説明する。

【００８０】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ＬＢＰ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。

【００８１】図10はＬＢＰの要部構成を示す側断面図、
図11は感光体基準検知機構の要部斜視図、図12は中間転
写体基準検知機構の要部斜視図である。

【００８２】図10において、38はベルト状の感光体で継
ぎ目38a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ている。このベルト状の
感光体38は２本の感光体搬送ローラ39a，39bによって垂
直平面を形成するように支持され、駆動モータ(図示せ
ず)によって感光体搬送ローラが回転し、ベルト状の感
光体38を矢印Ａ方向に周回動する。

【００８３】ベルト状の感光体38の周面には矢印Ａで示
す感光体回転方向の順に帯電器40，露光光学系41，ブラ
ック(ＢＫ)，シアン(Ｃ)，マゼンタ(Ｍ)，イエロー(Ｙ)
の各色の現像器42ＢＫ，42Ｃ，42Ｍ，42Ｙ，中間転写体
ユニット43，感光体クリーニング装置44，除電器45及び
感光体基準検知センサー46が設けられている。

【００８４】ここで、各色現像器42ＢＫ〜42Ｙ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48ＢＫ，48Ｃ，48Ｍ，48Ｙ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42Ｂ
Ｋをベルト状の感光体38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42Ｃ，42Ｍ，42Ｙは
ベルト状の感光体38から離間している。

【００８５】上記帯電器40はタングステンワイヤ等から
なる帯電線40aと金属板からなるシールド板40b及びグリ
ッド板40Ｃによって構成されている。この帯電線40aへ
高電圧を印加することによって帯電線40aがコロナ放電
を起こしグリッド板40Ｃを介してベルト状の感光体38を
一様に帯電する。

【００８６】47は前記露光光学系41から発射される画像
データの露光光線である。ＬＢＰでは、この露光光線47
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、ベルト状の感光体38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。

【００８７】図11に示すように、感光体基準検知センサ
ー46はベルト状の感光体38の継ぎ目38aの位置を検出す
るものであり、該ベルト状の感光体38の一端部で継ぎ目
38a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38bを検知する。

【００８８】49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ＯＮ−ＯＦＦして感光体38の回
動を制御するものであり、感光体搬送ローラ39bの駆動
軸に設けられている。

【００８９】次に図10に戻り、中間転写体ユニット43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43Ａと、この中間転写体を支持している２本
の中間転写体搬送ローラ43Ｂ，43Ｃと、中間転写体43Ａ
へベルト状の感光体38上のトナー像を転写するため中間
転写体43Ａを間に挾んでベルト状の感光体38に対向して
配置される中間転写体転写ローラ43Ｄとを有している。

【００９０】ここでベルト状の感光体38の表面周長Ｌ１
は中間転写体43Ａの表面周長Ｌ２と名目上等しいが、そ
のばらつきの範囲において常にＬ１≦Ｌ２の関係が成り
立つように設定されている。

【００９１】次に図12に示すように、43Ｅは中間転写体
43Ａ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43Ａ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43aで基準位置を検知する。

【００９２】次に図10に戻り、43Ｆは中間転写体43Ａ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、この中間転写体43Ａ上に合成像を形成して
いる間は中間転写体43Ａ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。

【００９３】50は転写材51を収納している転写体カセッ
トである。この転写材51は転写体カセット50から半月形
をした給紙ローラ52によって１枚ずつ用紙搬送路53へ送
り出される。

【００９４】54は転写材51と中間転写体43Ａ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51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55と圧接している。56は中間転写体43Ａ上に形成され
た合成像を転写材51に転写するための転写ローラであ
り、合成像を転写材51に転写する時のみ中間転写体43Ａ
と接触回転する。

【００９５】57は内部に熱源を有するヒートローラ57a
と加圧ローラ57bとからなる定着器であり、転写材51上
に転写された合成像をヒートローラ57aと加圧ローラ57b
の挾持回転に伴い圧力と熱によって転写材51に定着させ
カラー画像を形成する。

【００９６】以上のように構成されたＬＢＰについて、
以下その動作について説明する。

【００９７】ベルト状の感光体38と中間転写体43Ａ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。更に中間転
写体43Ａは基準位置を決定するための中間転写体基準マ
ーク43aを検知する中間転写体基準検知センサー43Ｅ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
いてベルト状の感光体38の継ぎ目38aが中間転写体転写
ローラ43Ｄ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。

【００９８】この状態で先ず高圧電源に接続された帯電
器40内の帯電線40aに高圧を印加しコロナ放電を行わ
せ、ベルト状の感光体38の表面を一様に−700Ｖ〜−800
Ｖ程度に帯電させる。

【００９９】次にベルト状の感光体38を矢印Ａ方向に回
転させ一様に帯電された該感光体38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(ＢＫ)に相当する
レーザビームの露光光線47を照射すると、ベルト状の感
光体38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。このとき、この静電潜像は中間転写体43Ａの基
準位置を検出する中間転写基準検知センサー43Ｅからの
信号により予め設定されている中間転写体43Ａ上の画像
領域内の位置にベルト状の感光体38の継ぎ目38aを避け
て形成される。

【０１００】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42ＢＫは色選択信号による離接カム
48ＢＫの回転により矢印Ｂ方向に押されベルト状の感光
体38に当接する。この当接に伴い該感光体38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42ＢＫは離接カム
48ＢＫの180度回転により、ベルト状の感光体38との当
接位置から離間位置へ移動する。

【０１０１】現像器42ＢＫによりベルト状の感光体38上
に形成されたトナー像は中間転写体43Ａに各色毎にベル
ト状の感光体38と接触配置された中間転写体転写ローラ
43Ｄに高圧を印加することにより転写される。そしてベ
ルト状の感光体38から中間転写体43Ａ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44により除去さ
れ、さらに除電器45により残留トナーが掻き取られたベ
ルト状の感光体38上の電荷は除去される。

【０１０２】次に例えばシアン(Ｃ)の色が選択される
と、離接カム48Ｃが回転し今度は現像器42Ｃをベルト状
の感光体38の方向へ押し該感光体38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43Ａ上に４色ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー像
を重ね合成像を形成する。

【０１０３】このよう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56が中間転写体43Ａに接触
し、該用紙転写ローラ56に高圧を印加すると共に圧力に
よって転写材カセット50から用紙搬送路53に沿って送ら
れてきた転写材51に一括転写される。続いてトナー像が
転写された転写材51は定着器57に送られ、ここでヒート
ローラ57aの熱と加圧ローラ57bの挾持圧によって定着さ
れカラー画像として出力される。

【０１０４】用紙転写ローラ56により転写材51上に完全
に転写されなかった中間転写体43Ａ上の残留トナーは中
間転写体クリーニング装置43Ｆにより、除去される。

【０１０５】また、中間転写体クリーニング装置43Ｆは
１回の合成像が得られるまで、中間転写体43Ａ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56により転写材51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。

【０１０６】以上の動作にて１枚の画像の記録を完了
し、高画質のカラー記録画像が得られる。

【０１０７】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に実施可能である。また同じ
電子写真方式であるＬＥＤ方式や液晶シャター方式等で
あってもよい。

【０１０８】本実施例では階調再現が重要なフルカラー
プリンタをとりあげたが、もちろん単色のプリンタであ
ってもよい。さらに、本実施例ではカラー画像を中間転
写体に重ね合わせるようにしたが、感光体上に重ね合わ
せるか、転写紙上に重ね合わせるか、いずれであっても
よい。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装
置は、伝送あるいは蓄積された画像データと、この画像
データ上の複数の画素もしくは２つの画素からなるブロ
ックを設定し、ブロック内において空間的に予め定めら
れた優先順位にしたがい、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るととも
に、特定の優先度を有するドットの成長過程において、
入力に対して単調増加的に出力が得られる第１領域と、
入力に対して定められた第１の濃度レベルに対応する出
力が得られる第２領域と、入力に対して前記第１の濃度
レベルより高濃度に予め設定された第２の濃度レベルに
対応する出力が得られる第３領域とを設定することで、
解像度の劣化が少なく、テクスチャの発生がなく、更に
画素の成長に伴って熱定着後の四方の隣接ドットが完全
に融着する、いわゆるツブレ発生の抑制と、ツブレを積
極的に利用した高濃度なベタ部分の再現を両立させるこ
とが可能となり高品位な記録画像が得られ、その実用上
の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】頭１の階調処理部の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】図２の各回路の動作を説明する出力波形図及び
カウンタ出力を示す図である。

【図４】図２の各画素位置に対応するカウンタ出力の状
態を示す図である。

【図５】図２の階調変換テーブルの内容を示す図であ
る。

【図６】図２の階調変換特性を示すグラフである。

【図７】本発明の他の実施例に係る階調処理部の構成を
示すブロック図である。

【図８】図７の階調変換テーブルの内容を示す図であ
る。

【図９】図７の階調変換特性を示すグラフである。

【図10】本発明が実施されるレーザビームプリンタの要
部構成を示す側断面図である。

【図11】図10の感光体基準検知機構の要部斜視図であ
る。

【図12】図10の中間転写体基準検知機構の要部斜視図で
ある。

【図13】従来の多値ディザ法による画像処理装置の構成
を示すブロック図である。

【図14】図13の濃度変換部における濃度変換特性を示す
グラフである。

【図15】従来の８×８のディザ閾値マトリクスの一例を
示す図である。

【図16】図13により得られる多値ディザ法における出力
値の一例である。

【符号の説明】

14…プリントエンジン、 15…画像処理装置、 15-1…
濃度変換部、 15-2…変換テーブル、 15-3…墨／ＵＣ
Ｒ部、 15-4…色補正部、 15-5…データセレクタ、
15-6…階調処理部、 16…デジタルデータ出力装置、
27…水平同期信号発生回路、 29…水平２進カウンタ、
31…垂直同期信号発生回路、 33…垂直２進カウン
タ、 35…階調変換テーブル。

Claims (1)

【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と、
   該画像データ上の複数の画素からなるブロックを設定
   し、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るとともに、特定の優先
   度を有するドットの成長過程に 入力に対して単調増加的に出力が得られる第１領域 入力に対して予め定められた第１の濃度レベルに対
   応する出力が得られる第２領域 入力に対して前記第１の濃度レベルより高濃度に予
   め設定された第２の濃度レベルに対応する出力が得られ
   る第３領域 を設定することを特徴とする画像形成装置。