JPH11298732A - 画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体 - Google Patents

画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体

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JPH11298732A
JPH11298732A JP10097732A JP9773298A JPH11298732A JP H11298732 A JPH11298732 A JP H11298732A JP 10097732 A JP10097732 A JP 10097732A JP 9773298 A JP9773298 A JP 9773298A JP H11298732 A JPH11298732 A JP H11298732A
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JP10097732A
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Yuichi Ikeda
雄一 池田
Tetsuya Atsumi
哲也 渥美
Nobuatsu Sasanuma
信篤 笹沼
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガンマ補正により出力画像の最大濃度を下げ
ると、階調数を減らすことになり、出力画像の階調性が
劣化する。 【解決手段】 パターンジェネレータに階調パターンを
生成させるとともに、PWM回路のD/A変換器の利得を制御
して、色成分ごとに最大パルス幅Pff(50%)からPff(100
%)の濃度をもつテストパターンを出力させる（ステップ
S1）。テストパターンを読取った（ステップS2）画像情
報は濃度情報に変換され（ステップS3）、濃度情報の座
標情報を基にPffと画像濃度との関係からPffが設定され
る（ステップS4）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置および
その方法、並びに、記録媒体に関し、例えば、パルス幅
変調された画像信号に基づき記録媒体上に可視画像を形
成する画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複写機やプリンタ装置などの画像形成装
置の画像処理特性を調整して、画像品質の安定性を向上
させる方法として、次のような手法がある。
【０００３】画像形成装置を起動し、ある特定の階調パ
ターンをもつテストパターンを記録媒体上に形成して、
形成されたテストパターンの濃度を画像読取装置を用い
て読取り、得られた画像情報を基にガンマ補正テーブル
を修正するなどにより、得られた画像情報を画像形成条
件にフィードバックする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ガンマ補正テーブルを
修正することにより形成される画像の最大濃度を下げる
ことはできても、出力できる最大濃度は一定のため形成
される画像の最大濃度を上げることはできない。そこ
で、形成される画像の最大濃度を高めに設定しておき、
ガンマ補正により最大濃度を調整すれば、期待どおりの
最大濃度を得ることができる。しかし、ガンマ補正で最
大濃度を下げるということは、階調数を減らすことであ
り、階調性が劣化する。
【０００５】また、コントラスト電位を変えて最大濃度
を変える手法もあるが、コントラスト電位を変えるには
高圧電源の出力電圧を変える必要がありコストが増加す
る上、コントラスト電位を変える方法では画像解像度
（線数）によって最大濃度を規制することはできない。
【０００６】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、階調数を減らすことなく最大濃度を制御する
ことができる画像処理装置およびその方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】また、画像解像度に応じて最大濃度を制御
することができる画像処理装置およびその方法を提供す
ることを他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成する一手段として、以下の構成を備える。
【０００９】本発明にかかる画像処理装置は、パルス幅
変調された画像信号に基づき記録媒体上に可視画像を形
成する形成手段と、前記形成手段を用いてテストパター
ンを生成する生成手段と、生成されたテストパターンに
基づき、前記画像信号の最大パルス幅を含む画像形成条
件を設定する設定手段とを有することを特徴とする。
【００１０】本発明にかかる画像処理方法は、パルス幅
変調された画像信号に基づき記録媒体上に可視画像を形
成する形成手段を用いてテストパターンを生成し、生成
されたテストパターンに基づき、前記画像信号の最大パ
ルス幅を含む画像形成条件を設定することを特徴とす
る。
【００１１】本発明にかかる記録媒体は、パルス幅変調
された画像信号に基づき記録媒体上に可視画像を形成す
る画像処理装置によって形成されたテストパターンが記
録された記録媒体であって、前記テストパターンは前記
画像信号の最大パルス幅を変化させて記録されたもので
あることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施形態
の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】［概要］上記の問題点を克服するために、
本発明は、PWMにおいて、画像信号が8ビットの場合の最
大レベルFFhに対応するパルス幅Pffを所定の範囲で可変
できるようにし、出力画像の最大濃度を増加させたい場
合はPffを拡げ、最大濃度を低下させたい場合はPffを狭
める、という制御を行う。この制御により出力画像の最
大濃度を調整することで、階調数を減らすことなく、良
好な階調性をもつ出力画像を得ることができる。
【００１４】
【第1実施形態】［構成］まず、図1および図2を参照し
て、装置の全体構成について説明するが、本実施形態で
は、電子写真方式のディジタル複写機を一例として説明
する。
【００１５】図1はディジタル複写機の概観図、図2はデ
ィジタル複写機の画像処理部の構成例を示すブロック図
である。
【００１６】原稿台ガラス31上の原稿30は、露光ランプ
32aから出力される光に照射され、原稿30からの反射光
は、複数のミラー32bおよびレンズ33により導かれ、3ラ
インCCDからなるフルカラーセンサ34上に結像する。フ
ルカラーセンサ34からは原稿画像を表すアナログのRGB
画像信号が出力される。
【００１７】フルカラーセンサ34から出力されるRGB画
像信号は、アナログ信号処理部201によりゲインやオフ
セットが調整された後、アナログ/ディジタル(A/D)変換
器202により例えば各色8ビットのディジタルRGB画像信
号に変換される。ディジタルRGB画像信号は、シェーデ
ィング補正部203によりシェーディング補正が施され、
ラインディレイ部204により3ラインCCDの空間的なずれ
が補正され、入力マスキング部205により画像信号の色
空間がNTSC-RGBなどの標準的色空間に変換される。
【００１８】入力マスキング部205から出力されるRGB画
像信号、または、外部入力部214を介して外部のパーソ
ナルコンピュータなどから入力されるRGB画像信号は、L
OG変換部206へ送られる。なお、外部入力部214へ入力さ
れるRGB画像信号は、例えばパーソナルコンピュータに
接続されたCRTモニタに画像を表示するためのカラー画
像信号と同じ信号である。
【００１９】LOG変換部206は、ROMなどのルックアップ
テーブル(LUT)により構成され、入力されるRGB画像信号
に輝度-濃度変換を施し、例えば各色8ビットのCMY画像
信号を出力する。ライン遅延メモリ207は、黒文字判定
に要する時間分、画像信号を遅延するものである。黒文
字判定は、黒文字判定部213により実行され、入力マス
キング部205の出力から黒文字画像を抽出して、黒文字
画像に対応する画素に対してUCR、フィルタリングおよ
び解像度などを制御する信号を生成する。これらの制御
信号は、後述する画像処理部の後段へ送られて各部の動
作および処理が制御されり。この黒文字判定により黒文
字画像が鮮明に再現される。
【００２０】マスキング・UCR部208は、入力されるCMY
画像信号から黒成分(K)を抽出した後、記録材であるト
ナーの色濁りを補正するためのマトリクス演算をCMYK画
像信号に施す。なお、マスキング・UCR部208からは、ス
キャナ部の一副走査当たり一色成分の画像信号がMCYKの
順に出力される。
【００２１】マスキング・UCR部208から出力される画像
信号は、ガンマ補正部209によりプリンタの階調再現特
性に応じた濃度補正が施され、出力フィルタ210により
エッジ強調やスムージングなどの空間フィルタ処理が施
され、RAMなどで構成されるLUT211により原画像と出力
画像との濃度特性を合わせる変換処理が施された後、そ
の詳細を後述するパルス幅変調(PWM)回路212に入力され
てパルス信号に変換される。このパルス信号は図1に示
したレーザドライバ41へ送られ、パルス信号に従いレー
ザダイオード(LD)の発光が制御される。
【００２２】パターンジェネレータ215には、図3に示す
ような、各色成分ごとの階調パターンが登録されてい
る。パターンジェネレータ215により生成されたパター
ン信号は、PWM回路212に直接入力される。
【００２３】LDら出力されるレーザEは、ポリゴンスキ
ャナ3の回転多面鏡3aにより掃引され、f-θレンズ3bお
よびミラー3cを経て、図1の矢印方向に回転する感光ド
ラム1を走査し、感光ドラム1上に静電潜像を形成する。
なお、感光ドラム1の周囲には、前露光ランプ11、コロ
ナ帯電器2、表面電位センサ12、四色分の現像器4y、4
c、4mおよび4k、光量検知器13、転写部5、並びに、クリ
ーナ6が配置されている。
【００２４】感光ドラム1上に形成された静電潜像は、
現像器のトナーにより現像された後、転写部5に巻き付
けられた記録紙に転写される。MCYK四色のトナーが重ね
て転写された記録紙は定着器9へ送られ、トナーが定着
された後、トレー10へ排出される。
【００２５】なお、トナーは、スチレン系共重合樹脂を
バインダとし、各色の色材を分散させて形成されたもの
である。
【００２６】［階調の再現特性］図4は階調の再現特性
例を示す四限チャートである。
【００２７】第一象限は、原稿の画像濃度を濃度信号に
変換するリーダの特性を示し、第二象限は原画像と出力
画像との濃度特性を合わせるLUT211の変換特性を示し、
第三象限はレーザ出力を画像濃度に変換するプリンタ特
性を示し、第四象限は原稿濃度と出力濃度との関係、つ
まり画像形成装置のトータルの階調特性を示している。
階調数は、8ビットのディジタル信号を処理するとする
と、256階調である。第三象限に示す非直線性をもつプ
リンタ特性を、第二象限に示すLUT211の特性により補正
して、第四象限に示す直線性のよい階調特性を得ること
が、このチャートからわかる。
【００２８】LUT211により階調特性が補正された画像信
号は、PWM回路212により、ドット幅に対応するパルス幅
をもつパルス信号に変換され、レーザドライバ41に送ら
れる。そして、レーザビームの走査により感光ドラム1
上には、ドットの面積により階調が表現された潜像が形
成され、上述した現像、転写および定着という過程を経
て、階調画像が得られる。
【００２９】［パルス幅変調回路］図5はPWM回路212の
構成例を示すブロック図、図6はPWM回路212における主
要な信号波形を示す図である。
【００３０】画素クロックCLKに同期して入力されるデ
ィジタル画像信号は、D/A変換器261によりアナログ画像
信号VDに変換される。コンパレータ264は、アナログ画
像信号VD、および、三角波発生部262によりCLKに同期し
て生成される200dpiに対応する三角波Tri200を比較す
る。また、コンパレータ264は、アナログ画像信号VD、
および、三角波発生部263によりCLKに同期して生成され
る400dpiに対応する三角波Tri400を比較する。コンパレ
ータの出力PWM200またはPWM400は、線数切替信号により
制御されるスイッチ266を介してアンプ267へ入力され増
幅されてレーザドライバ41へ送られる。
【００３１】通常、図7に示すように、PWMにより得られ
るパルス信号は、ディジタル画像信号の0に対応するパ
ルス幅P00から、ディジタル画像信号のFFhに対応するパ
ルス幅Pffまでの256段階をもつ。本実施形態のPWM回路2
12は、D/A変換器261の利得を調整することにより、ディ
ジタル画像信号のFFhに対応するパルス幅Pffを可変する
ことができる。つまり、図8に示すように、Pffに対する
パルス幅をPff(50%)からPff(100%)の範囲で可変するこ
とができる。
【００３２】［コントラスト電位］図9はコントラスト
電位を説明するための図で、その横軸は一次帯電器2の
電圧（グリッド電圧）を示し、その縦軸は感光ドラム1
の表面電位（ドラム表面電位）を示している。Vdは一次
帯電後のドラム表面電位を示し、V1は画像信号のFFhに
対応するレーザビームが照射された後のドラム表面電位
を示し、Vdcは現像バイアスである。VdからVdcを引いた
電圧VbからV1までの電位差がコントラスト電位Vcontで
あり、コントラスト電位Vcontが大きい方がトナーが付
着しやすく濃度が高くなる。
【００３３】図10は最大パルス幅Pffをパラメータとし
てコントラスト電位Vcontと最大濃度との関係を示した
図である。図10に示されるように、Pffを制御すること
で、Vcontが同じでも最大濃度を可変することができ
る。
【００３４】［最大濃度調整］図11は本実施形態による
最大濃度調整手順の一例を示すフローチャートで、画像
出力の最大濃度に異常を認めたオペレータにより操作パ
ネル217を介して最大濃度調整の開始が指示された場合
に、CPU216a、ROM216bおよびRAM216cなどからなる制御
部216によって実行されるものである。
【００３５】制御部216は、パターンジェネレータ215に
階調パターンを生成させるとともに、PWM回路212のD/A
変換器261の利得を制御して、図12に示すようなテスト
パターンを出力させる（ステップS1）。図12に示すテス
トパターンは、色成分ごとにPff(50%)からPff(100%)の
濃度をもつ。このテストパターンをもつプリントアウト
が、オペレータにより、リーダの原稿台ガラス31上に載
置され読取りが指示されると、テストパターンが読込ま
れる（ステップS2）。一般に、CCDを使用した光学系
は、シェーディング補正を行うことにより測定の再現性
がよいことが知られている。得られたテストパターンの
輝度情報は、図13に示される変換特性のテーブルを用い
て濃度情報に変換される（ステップS3）。そして、濃度
情報の座標情報を基に、Pffと濃度との関係が求められ
る。
【００３６】図14に、このようにして得られるマゼンタ
のPffと濃度との関係例を示すが、このデータに基づ
き、各色成分の最大濃度の基準値1.7になるPffが探索さ
れる。例えば、マゼンタがPff(70%)で、シアンがPff(60
%)で、イエローがPff(50%)で、黒がPff(80%)で濃度1.7
が得られることがわかり、この値がRAM216cなどの不揮
発性部に保存され、以降の画像形成に利用される（ステ
ップS4）。なお、基準値1.7が得られるPffが10%刻みの
測定点の中間にある場合は、その間を補間することでPf
fが求められる。
【００３７】このようにして求めた各色成分のPffに基
づき画像を形成することにより、階調数を減らすことな
く、コントラスト電位を変えずに、最大濃度を最適な状
態に制御することができる。なお、上記の例ではPffを1
0%刻みで変化させる例を示したが、より小さなステップ
幅、例えば5%刻みで変化させてもよいことは言うまでも
ない。
【００３８】
【第2実施形態】第1実施形態では、Pffの設定値を変え
て最大濃度を制御する例を説明したが、例えばPff(60%)
とPff(100%)とではプリンタの階調特性も変化するの
で、LUT211の変換特性も変更するのが望ましい。そこ
で、第2実施形態では、Pffを設定した後、LUT211の変換
特性を制御することにより、より適切な階調性を得よう
とする。
【００３９】図15は本実施形態による最大濃度調整手順
の一例を示すフローチャートで、画像出力の最大濃度に
異常を認めたオペレータにより操作パネル217を介して
最大濃度調整の開始が指示された場合に、制御部216に
よって実行されるものである。
【００４０】ステップS1からS4は図11と同じなので説明
を省略する。次に、制御部216は、パターンジェネレー
タ215に図3に示したような階調パターンを生成させると
ともに、設定したPffに基づきPWM回路212のD/A変換器26
1の利得を制御して、階調画像パターンを出力する（ス
テップS5）。図3に示す階調パターンは、色成分ごとに
信号値を0からFFhまで変化させた濃度パターンをもつ。
この階調パターンをもつプリントアウトが、オペレータ
により、リーダの原稿台ガラス31上に載置され読取りが
指示されると、階調パターンが読込まれる（ステップS
6）。得られた階調パターンの輝度情報は、図13に示さ
れる変換特性のテーブルを用いて濃度情報に変換される
（ステップS7）。そして、濃度情報の座標情報を基に、
LUT211の変換カーブを作成する（ステップS8）。
【００４１】このように、各色成分のPffが設定された
後、設定されたPffに基づきLUT211の変換カーブを作成
することで、Pffの変化による出力画像の階調特性の変
化を防いで、より良好な階調特性を有する出力画像を得
ることができる。
【００４２】
【第3実施形態】複数の解像度（記録密度）をもつ画像
形成装置において、その解像度ごとにPffの最適値も異
なる。そこで、第3実施形態においては解像度に応じてP
ffを変化させて、より階調特性の良好な画像を得ようと
する。
【００４３】写真画像はハイライト部の再現性がよい低
解像度（例えば200線）で形成され、文字や線画はその
細部をより鮮明に再現するための高解像度（例えば400
線）で形成されることが多い。そこで、本実施形態で
は、写真画像部は忠実な再現を目指して最大濃度1.5で
形成し、文字や線画部は鮮明な再現を目指して最大濃度
2.0で形成する。
【００４４】コントラスト電位Vcontにより画像濃度を
上げる場合は、解像度（例えば200/400線）に対応させ
た切替えは難しい。本実施形態によれば、写真画像部と
文字や線画部とに応じてPffを切替えることで、容易
に、文字や線画部をより濃く鮮明に再現し、写真画像部
の階調性を忠実に再現させることができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
【００４６】階調数を減らすことなく最大濃度を制御す
る画像処理装置およびその方法を提供することことがで
きる。
【００４７】また、画像解像度に応じて最大濃度を制御
する画像処理装置およびその方法を提供することことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる一実施形態のディジタル複写機
の概観図、
【図２】ディジタル複写機の画像処理部の構成例を示す
ブロック図、
【図３】図2に示すパターンジェネレータにより生成さ
れる階調パターンの一例を示す図、
【図４】階調の再現特性例を示す四限チャート、
【図５】図2に示すPWM回路の構成例を示すブロック図、
【図６】PWM回路における主要な信号波形を示す図、
【図７】画像信号のレベルとパルス幅との関係を示す
図、
【図８】画像信号のレベルとパルス幅との関係を示す
図、
【図９】コントラスト電位を説明するための図、
【図１０】最大パルス幅Pffをパラメータとしてコント
ラスト電位Vcontと最大濃度との関係を示した図、
【図１１】最大濃度調整手順の一例を示すフローチャー
ト、
【図１２】Pffを調整するための階調パターンの一例を
示す図、
【図１３】輝度-濃度変換特性の一例を示す図、
【図１４】マゼンタのPffと濃度との関係例を示す図、
【図１５】第2実施形態における最大濃度調整手順の一
例を示すフローチャートである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パルス幅変調された画像信号に基づき記
    録媒体上に可視画像を形成する形成手段と、 前記形成手段を用いてテストパターンを生成する生成手
    段と、 生成されたテストパターンに基づき、前記画像信号の最
    大パルス幅を含む画像形成条件を設定する設定手段とを
    有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項２】 前記画像形成条件には原画像と出力画像
    との濃度特性を合わせるための変換特性が含まれること
    を特徴とする請求項1に記載された画像処理装置。
  3. 【請求項３】 前記最大パルス幅は色成分ごとに設定さ
    れることを特徴とする請求項1または請求項2に記載され
    た画像処理装置。
  4. 【請求項４】 前記最大パルス幅は画像の記録密度ごと
    に設定されることを特徴とする請求項1から請求項3の何
    れかに記載された画像処理装置。
  5. 【請求項５】 前記最大パルス幅は、前記最大パルス幅
    をもつ画像信号を前記形成手段に供給した際、所定の画
    像濃度が得られるように設定されることを特徴とする請
    求項1から請求項4の何れかに記載された画像処理装置。
  6. 【請求項６】 パルス幅変調された画像信号に基づき記
    録媒体上に可視画像を形成する形成手段を用いてテスト
    パターンを生成し、 生成されたテストパターンに基づき、前記画像信号の最
    大パルス幅を含む画像形成条件を設定することを特徴と
    する画像処理方法。
  7. 【請求項７】 画像処理のプログラムコードが記録され
    た記録媒体であって、 パルス幅変調された画像信号に基づき記録媒体上に可視
    画像を形成する形成手段を用いてテストパターンを生成
    する生成ステップのコードと、 生成されたテストパターンに基づき、前記画像信号の最
    大パルス幅を含む画像形成条件を設定する設定ステップ
    のコードとを有することを特徴とする記録媒体。
  8. 【請求項８】 パルス幅変調された画像信号に基づき記
    録媒体上に可視画像を形成する画像処理装置によって形
    成されたテストパターンが記録された記録媒体であっ
    て、 前記テストパターンは前記画像信号の最大パルス幅を変
    化させて記録されたものであることを特徴とする記録媒
    体。
  9. 【請求項９】 前記記録媒体は、前記画像処理装置にお
    ける画像形成条件を設定するためのものであることを特
    徴とする請求項8に記載された記録媒体。
JP10097732A 1998-04-09 1998-04-09 画像処理装置およびその方法、並びに、記録媒体 Pending JPH11298732A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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