JP3458018B2

JP3458018B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3458018B2
Application number: JP00616795A
Authority: JP
Inventors: 修司林; 昌也藤本; 孝二中村; 隆一奥村; 治男山本
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 2003-10-20
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JPH08192539A; US5801845A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原稿画像を各画素ご
とに階調表現したデータの階調レベルに基づいて光を発
光し、この発光された光で感光体表面を走査して静電潜
像を形成し、この形成された静電潜像に現像剤を付着さ
せることによって画像を形成するようにした画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、カラー原稿を各画素ごとにＣ
ＣＤ（電荷結合素子）スキャナなどで読取って赤(R) ，
緑(G) および青(B) の加法混色における３原色データに
変換し、この各データに基づいてカラー画像を形成する
ようにしたカラー複写機が用いられている。スキャナか
ら出力されるＲ，Ｇ，Ｂデータは、これらの補色である
シアン(C) ，マゼンタ(M) およびイエロー(Y) の減法混
色における３原色データに変換される。このＣ，Ｍ，Ｙ
データは、たとえば各色ごとにそれぞれ８ビットの２５
６階調で表現されたデータである。このＣ，Ｍ，Ｙデー
タには適当な補正が施され、さらに補正後のデータに基
づいて黒(BK)データが生成される。

【０００３】上記Ｃ，Ｍ，Ｙ，ＢＫデータはレーザ発光
部に与えられ、レーザ発光部から各データの階調レベル
に対応した光量レベルのレーザ光が出力される。この階
調レベルと出力光量レベルとの対応関係はリニアな関係
になるように設定されている。たとえばＣデータの階調
レベルに対応した光量レベルのレーザ光により感光体表
面が走査され、この感光体表面にシアンに対応した静電
潜像が形成される。この静電潜像はシアンのトナーが付
着されてトナー像に現像される。このとき、各画素に対
応するトナー像の階調（最終的な複写画像の階調に実質
的に同じ。また、以下では「出力階調レベル」とい
う。）は、各画素に対応する感光体表面領域に付着され
るトナー粒の数（付着トナーの径の大きさ）によって決
定される。言い換えれば、トナーが感光体に付着する程
度はレーザ光の出力光量レベルに依存するから、出力階
調レベルはレーザ光の出力光量レベルによって決定され
るとも言える。

【０００４】そして、トナー像が複写用紙に転写され
る。同様にして、Ｍデータ，ＹデータおよびＢＫデータ
に対して、マゼンタ、イエローおよび黒の各色のトナー
像が複写用紙に重ねて転写され、最後にトナーが加熱・
定着されてカラー複写が達成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記カラー
複写機では、レーザ発光部に与えられるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂ
Ｋデータの階調レベルとレーザ発光部から発生されるレ
ーザ光の出力光量レベルとの対応関係はリニアに設定さ
れているが、これは、レーザ光の出力光量レベルと出力
階調レベルとがリニアな関係にあることが前提とされて
いるためである。しかしながら、レーザ光の出力光量レ
ベルと出力階調レベルとは、感光体の特性上、リニアな
関係ではない。

【０００６】図７は、レーザ光の出力光量レベルと出力
階調レベルとの関係であるγ特性を示す図である。この
図７から明らかなように、レーザ光の出力光量レベルが
相対的に低い領域では、出力階調レベルは、光量不足で
トナーが感光体にほとんど付着しないため、ほとんど変
化しない。一方、レーザ光の出力光量レベルが相対的に
高い領域では、出力階調レベルは飽和する。

【０００７】このように、レーザ光の出力光量レベルと
出力階調レベルとは非直線の関係にあるので、上記カラ
ー複写機では、たとえカラー原稿を２５６階調で表現し
たデータで表しても、実質的に、たとえば１８０階調程
度の表現でしかカラー画像を形成することができない。
すなわち、上記カラー複写機では、階調を十分に表現で
きていないという問題があった。

【０００８】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、階調を十分に表現できる画像形成装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１記載の画像形成装置は、画像を読取って当該
画像を各画素ごとに予め定める階調レベルの中の画像濃
度に応じた階調レベルで表現したデータを出力する画像
読取手段と、この画像読取手段から出力されるデータの
階調レベルに基づいて光を出力する発光手段とを含み、
この発光手段の出力光量レベルに応じた静電潜像を形成
し、この形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像
することによって画像を形成するようにした画像形成装
置であって、主走査方向に連続する２画素で構成された
画素群において、当該画素群を構成する各画素ごとに異
なる、２領域に分割された上記階調レベルと上記発光手
段の出力光量レベルとが対応付けられた変換テーブルが
それぞれ記憶されている記憶手段と、上記画像読取手段
からデータが出力されると、当該出力されたデータが上
記画素群を構成する２画素のうちいずれの画素に対応す
るデータであるかを識別する画素識別手段と、この画素
識別手段での識別結果に基づいて、上記記憶手段に記憶
されている各画素に対応する変換テーブルを参照し、上
記発光手段の出力光量レベルを調整する光量レベル調整
手段とを含み、上記記憶手段に記憶されている変換テー
ブルにおいて、上記画素群を構成する２画素のうち一方
の画素に対応する変換テーブルは、階調レベルが相対的
に低い領域では、上記出力光量レベルがアンダーカット
出力レベルとアッパーカット出力レベルとを直線で結ん
だ関係となるように設定され、階調レベルが相対的に高
い領域では、上記出力光量レベルが階調レベルにかかわ
らずアッパーカット出力レベルになるように設定された
ものであり、他方の画素に対応する変換テーブルは、階
調レベルが相対的に低い領域では、上記出力光量レベル
が階調レベルにかかわらずアンダーカット出力レベルと
なるように設定され、上記階調レベルが相対的に高い領
域では、上記出力光量レベルがアンダーカット出力レベ
ルとアッパーカット出力レベルとを直線で結んだ関係と
なるように設定されたものであることを特徴とする。

【００１０】

【００１１】また、請求項２記載の画像形成装置は、上
記請求項１記載の画像形成装置であって、上記アンダー
カット出力レベルは、上記階調レベルの変化に対する形
成されるべき画像の階調レベルの傾きが予め定めるしき
い値未満からしきい値以上に変化するときの形成される
べき画像の階調レベルであり、上記アッパーカット出力
レベルは、上記階調レベルの変化に対する形成されるべ
き画像の階調レベルの傾きが予め定めるしきい値以上か
らしきい値未満に変化したときの形成されるべき画像の
階調レベルであることを特徴とする。

【００１２】また、請求項３記載の画像形成装置は、上
記請求項１または２記載の画像形成装置であって、上記
各領域の境界となるべき階調レベルは、任意に変更可能
であることを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記請求項１記載の構成では、たとえば画素群
を構成するｎ画素に対応するデータの各階調レベルがす
べて同一領域に属する場合でも、出力される発光手段の
光量レベルは各領域ごとに異なるようにされている。具
体的には、画素群を構成する２画素に対応するデータの
階調レベルがいずれも飽和のため１画素では表現できな
い程度の相対的に高い領域に属する階調レベルである場
合、一方の画素に対応するデータが出力されると、発光
手段からはアッパーカット出力レベルの光が出力され
る。その結果、一方の画素には、上記アッパーカット出
力レベルの画像が形成される。

【００１４】ここで、上記アッパーカット出力レベル
は、たとえば請求項２記載の構成に示すように、階調レ
ベルの変化に対する形成されるべき画像の階調レベルの
傾きが予め定めるしきい値以上からしきい値未満に変化
したときの形成されるべき画像の階調レベル、すなわち
飽和し始めるときの形成されるべき画像の階調レベルに
相当するので、忠実に、アッパーカット出力レベルの画
像を再現できる。

【００１５】これに対して、他方の画素に対応するデー
タが出力されると、発光手段からは当該出力されたデー
タの階調レベルにリニアに対応する出力光量レベルの光
が出力される。その結果、他方の画素には、上記階調レ
ベルにリニアに対応する出力光量レベルの画像が形成さ
れる。ところで、画素のサイズは一般に人間の目にとっ
て極めて微小なものである。したがって、人間の目で認
識される階調レベルは、画素群全体としての階調レベル
となる。そのため、人間の目で認識される階調レベル
は、各画素の階調レベルが互いに影響し合った、アッパ
ーカット出力レベル以上の階調レベルとなる。

【００１６】このように、上記構成によれば、形成され
るべき画像の階調を複数の画素でいわば分担して表現し
ているので、特に飽和または光量不足のため１画素では
階調を十分に表現できなかった階調レベルでも、見かけ
上、十分に表現することができる。また、請求項３記載
の構成では、各領域の境界となるべき階調レベルは変更
可能なので、人間の目の特性に応じた階調で画像を形成
できる。たとえば、人間の目は低階調の変化を識別する
能力の方が相対的に高いので、境界となるべき階調レベ
ルを予め定める階調レベルの中間レベルよりも高いレベ
ルに設定すれば、見かけ上、上記請求項１または２記載
の構成よりも多階調の画像を形成できる。

【００１７】

【実施例】以下では、この発明の実施例を、添付図面を
参照して詳細に説明する。図１は、この発明の画像形成
装置が適用された一実施例のディジタルカラー複写機の
全体構成を示す概略図である。このディジタルカラー複
写機は、原稿を読取るスキャナ部１と、このスキャナ部
１からの信号を処理してカラー画像を生成するプリンタ
部２とを有している。スキャナ部１の上部には原稿がセ
ットされる透明板３が設けられている。この透明板３の
上方にはさらに、自動原稿送り装置４が設けられてい
る。自動原稿送り装置４は、一対の駆動ローラ５，６
と、この駆動ローラ５，６に巻き掛けられた無端状のベ
ルト７とを有している。この自動原稿送り装置４によ
り、原稿トレイ８にセットされた複数枚の原稿（図示せ
ず）が一枚ずつ透明板３上に給送されて所定位置にセッ
トされる。

【００１８】透明板３の下方には、光源１１、一次元カ
ラーＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ１２および
入力階調／出力光量レベル変換部（以下単に「レベル変
換部」という）１３を備えた走査読取部１４が備えられ
ている。この走査読取部１４は光学モータ１５からの駆
動力を得て透明板３に沿って往復変位される。これによ
り、透明板３にセットされた原稿の照明走査が達成され
る。この照明走査の過程において、光源１１から発生し
た光が原稿の表面で反射され、この反射光がレンズ１６
を介してイメージセンサ１２に入射する。その結果、時
系列に従って出力されるイメージセンサ１２の出力は、
原稿画像を表す信号となる。

【００１９】カラーイメージセンサ１２からは、赤，緑
および青の加法混色における３原色データが出力され
る。この各データは、スキャナ部１が備える図外のアナ
ログ／ディジタル変換器によりディジタルデータに変換
され、さらに減法混色における３原色であるシアン(C)
，マゼンタ(M) およびイエロー(Y) にそれぞれ対応し
たＣ，Ｍ，Ｙデータに変換される。この各データはたと
えばそれぞれ８ビットのデータである。このため、Ｃ，
Ｍ，Ｙデータはそれぞれ２５６階調で階調表現されたデ
ータとなる。さらにまた、このＣ，Ｍ，Ｙデータには所
定の処理が施され、このＣ，Ｍ，Ｙデータの他に、さら
に黒色に対応したＢＫデータが作成される。このＣ，
Ｍ，Ｙ，ＢＫデータはレベル変換部１３に与えられる。

【００２０】なお、以下では、レベル変換部１３に与え
られるＣ，Ｍ，Ｙ，ＢＫデータを「入力階調データ」と
いい、この入力階調データが表す階調レベルを「入力階
調レベル」という。レベル変換部１３は、与えられた入
力階調データを所定の規則に従って変換した後、この変
換後のデータをプリンタ部２のレーザ走査ユニット２１
に与えるものである。上記変換後のデータは、レーザ走
査ユニット２１から出力すべきレーザ光の出力光量レベ
ルを表すものである。なお、このレベル変換部１３の動
作の詳細については後述する。

【００２１】レーザ走査ユニット２１は、与えられたデ
ータが示す出力光量レベルに応じたレーザ光２２を出力
するもので、当該レーザ光２２は、直円筒状の感光体２
３に導かれ、この感光体２３を露光する。感光体２３は
その軸線まわりに矢印２４方向に向かって回転してお
り、露光前の感光体２３の表面は、帯電器２７により一
様に帯電させられている。そのため、レーザ光２２によ
る露光により、感光体２３の表面には、レーザ光２２の
出力光量レベルに対応した静電潜像が形成されることに
なる。

【００２２】この静電潜像は現像部２５でトナー像に現
像される。このとき、各画素に対応するトナー像の階調
レベル（最終的な複写画像の階調に実質的に同じ。ま
た、以下では「出力階調レベル」という。）は、付着ト
ナー粒の数（付着トナーの径の大きさ）によって決定さ
れる。言い換えれば、トナーが付着する程度はレーザ光
２２の出力光量レベルに依存するから、出力階調レベル
はレーザ光２２の出力光量レベルによって決定されると
も言える。トナー像は、感光体２３の表面に近接して配
置された直円筒状の転写ドラム２６に巻き付けられた複
写用紙（図示せず）に転写される。トナー像が転写され
た後の感光体２３の表面は、クリーニング装置２８によ
りクリーニングされる。

【００２３】現像部２５は、シアン、マゼンタ、イエロ
ーおよび黒色のトナーをそれぞれ保持した現像カートリ
ッジ２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５ＢＫをこの順に上か
ら配列させて保持する保持体３０と、この保持体３０を
上下に昇降させる昇降機構３１とを有している。この構
成により、レーザ走査ユニット２１に与えられるＣ，
Ｍ，Ｙ，ＢＫデータに対応して、現像カートリッジ２５
Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５ＢＫが切換えられて感光体２
３に当接する。これにより、感光体２３の表面には、シ
アン、マゼンタ、イエローおよび黒の各色のトナー像が
順に形成される。

【００２４】転写ドラム２６は、周速度が感光体２３の
周速度に等しくなるように、その軸線まわりに矢印３５
方向に回転駆動される。転写ドラム２６の内部には、感
光体２３の表面のトナーを高周波放電により転写ドラム
２６に巻き付けられた複写用紙に転写させるための転写
器３６が備えられている。また、転写器３６よりも転写
ドラム２６の回転方向に沿う下流側には、コロナ放電に
よって複写用紙の分離を容易にするための一対の分離器
３７が配置されている。この分離器３７よりもさらに下
流側にはトナー像が転写された複写用紙を転写ドラム２
６から分離する分離爪３８が設けられている。

【００２５】転写ドラム２６の周囲にはさらに、複写用
紙が分離された後の転写ドラム２６の表面をクリーニン
グするクリーニング装置３９が設けられている。分離爪
３８およびクリーニング装置３９は、転写ドラム２６に
対して接離自在に構成されている。分離爪３８により転
写ドラム２６から分離された複写用紙は、搬送部４０に
より定着部４１に導かれ、その表面のトナー像の定着処
理が行われる。トナー像が定着させられた複写用紙は、
排紙経路４２を通って機外に排出される。

【００２６】複写用紙は、カセット５２，５３にスタッ
クされており、給紙ローラ５４，５５により繰り出さ
れ、搬送ローラ５６，５７などにより搬送経路５８に導
かれる。そして、転写ドラム２６の近傍でレジストロー
ラ５９により給紙タイミングの微調整が行われた後に、
転写ドラム２６に向けて給紙される。この給紙された複
写用紙は、図外のクリップ機構によりは把持され、転写
ドラム２６の回転に伴ってこの転写ドラム２６に巻き付
けられていく。

【００２７】転写ドラム２６に巻き付けられた複写用紙
は、シアン、マゼンタ、イエローおよび黒の各色のトナ
ー像の転写が終了する以前には、転写ドラム２６の表面
に保持される。また、シアン、マゼンタおよびイエロー
の各トナー像が複写用紙上に形成される期間には、分離
爪３８およびクリーニング装置３９は転写ドラム２６か
ら分離した位置に退避させられる。そして、３色のトナ
ー像が複写用紙に転写されると分離爪３８およびクリー
ニング装置３９が転写ドラム２６に接触し、分離器３６
での放電が行われる。

【００２８】４色目である黒色のトナー像が転写された
複写用紙の先端が分離爪３８に到達すると上記クリップ
機構の把持状態が解かれる。そして、分離爪３８で分離
された複写用紙は、搬送部４０を介して定着部４１に導
かれる。もちろん、たとえば黒色トナーによる単色の複
写が行われるときには、分離爪３８およびクリーニング
装置３９は当初から転写ドラム２６に当接させられ、ク
リーニング装置３９の近傍まで複写用紙が至ることはな
い。

【００２９】図２は、特に上記レベル変換部１３におけ
る入力階調データの変換処理について説明するための上
記ディジタルカラー複写機の要部の電気的構成を示すブ
ロック図である。イメージスキャナ１２からは、上述の
ように、２５６階調で表現された各画素に対応する入力
階調データが出力される。この出力された入力階調デー
タは、たとえば機械式または電子式の切換部６０を介し
てＲＡＭ６１に与えられるとともに、ＣＰＵ６２に与え
られる。

【００３０】ＲＡＭ６１には、上記与えられる入力階調
データをレーザ光２２の出力光量レベルを表すデータに
変換するための変換テーブルが記憶されている。この変
換テーブルは、図３に示す主走査方向Ｍに連続する２画
素（第１画素Ｐ１，第２画素Ｐ２）で構成された画素群
ＰＮにおいて、当該画素群ＰＮを構成する主走査方向Ｍ
上流側の第１画素Ｐ１および主走査方向Ｍ下流側の第２
画素Ｐ２にそれぞれ対応する第１変換テーブルＴ_b1およ
び第２変換テーブルＴ_b2の２つの変換テーブルから構成
されている。上記入力階調データは、このＲＡＭ６０に
記憶されている第１変換テーブルＴ_b1または第２変換テ
ーブルＴ_b2のうちいずれかの変換テーブルにアドレスと
して与えられる。

【００３１】いずれの変換テーブルに入力階調データを
与えるかは、ＣＰＵ６２によって制御される。より具体
的に説明すると、ＣＰＵ６２では、入力階調データが与
えられると、この与えられた入力階調データが上記画素
群ＰＮを構成する第１画素Ｐ１または第２画素Ｐ２のい
ずれの画素に対応するかが識別される。この識別処理を
実現するための構成としては、たとえば入力階調データ
が２回与えられるたびにクリアされるカウンタが考えら
れる。

【００３２】上記識別の結果、与えられた入力階調デー
タは第１画素Ｐ１に対応するデータであると識別される
と、入力階調データが第１変換テーブルＴ_b1のみに与え
られるように、切換部６０を制御する。一方、与えられ
た入力階調データが第２画素Ｐ２に対応するデータであ
ると識別されると、入力階調データが第２変換テーブル
Ｔ_b2のみに与えられるように、切換部６０を制御する。

【００３３】ＲＡＭ６１から出力された変換後のデータ
は、レーザ走査ユニット２１に与えられる。レーザ走査
ユニット２１では、上述のように、この与えられたデー
タが示す出力光量レベルのレーザ光２２を感光体２３に
照射し、露光する。図４(a) ，(b) は、それぞれ、上記
第１変換テーブルＴ_b1および第２変換テーブルＴ_b2を、
入力階調レベルおよび出力光量レベルをそれぞれ横軸お
よび縦軸にした第１変換出力特性および第２変換出力特
性として示すものである。

【００３４】第１変換テーブルＴ_b1は、上述のように、
第１画素Ｐ１に対応するもので、入力階調レベルが基準
レベルＴ_L（たとえばＴ_L＝１８０レベル）以下の相対
的に低い領域の階調を表現するためのものである。すな
わち、第１変換テーブルＴ_b1は、図４(a) に示すよう
に、入力階調レベルが下限レベル（０レベル）以上でア
ンダーカット入力レベルＡ_IL（たとえばＡ_IL＝６０）未
満のＡ領域では、出力光量レベルが零になるように設定
され、また入力階調レベルがアンダーカット入力レベル
Ａ_IL以上で基準レベルＴ_L以下のＢ領域では、出力光量
レベルはアンダーカット出力レベルＡ_OL（たとえばＡ_OL
＝１５）とアッパーカット出力レベルＵ_OL（たとえばＵ
_OL＝２００）とを直線で結んだ関係になるように設定さ
れ、さらに入力階調レベルが基準レベルＴ_Lよりも大き
くて上限レベル（２５６レベル）以下では、出力光量レ
ベルは入力階調レベルにかかわらずアッパーカット出力
レベルＵ_OLに常に一定になるように設定されている。

【００３５】ここで、上記アンダーカット出力レベルＡ
_ILとは、このレベル未満の出力光量レベルでは、感光体
２３の特性上、光量不足でトナーが感光体２３にほとん
ど付着せず、トナー像の階調レベルである出力階調レベ
ルがほとんど変化しないという基準となるレベルであ
る。一方、上記アッパーカット出力レベルＵ_OLとは、こ
のレベル以上の出力光量レベルでは、感光体２３の特性
上、出力階調レベルが飽和するという基準となるレベル
である。すなわち、上記第１変換テーブルＴ_b1は、入力
階調レベルが相対的に低い場合において、出力光量レベ
ルと出力階調レベルとがリニアな関係にある部分のみを
利用して、階調表現を行うためのものである。

【００３６】なお、上記アンダーカット出力レベルＡ_IL
およびアッパーカット出力レベルＵ _OLの決定処理につい
ては後述する。一方、第２変換テーブルＴ_b2は、上述の
ように、第２画素Ｐ２に対応するもので、入力階調レベ
ルが相対的に高い領域の階調を表現するためのものであ
る。すなわち、第２変換テーブルＴ_b2は、図４(b) に示
すように、入力階調レベルが下限レベル以上で基準レベ
ルＴ_L以下のＤ領域では、出力光量レベルが入力階調レ
ベルにかかわらずアンダーカット出力レベルＡ_ILに常に
一定になるように設定されているとともに、入力階調レ
ベルが基準レベルＴ_Lよりも大きくて上限レベル以下の
Ｅ領域では、出力光量レベルがアンダーカット出力レベ
ルＡ_ILとアッパーカット出力レベルＵ_OLとを直線で結ん
だ関係になるように設定されている。

【００３７】このように、この第２変換テーブルＴ
_b2は、入力階調レベルが相対的に高い場合において、出
力光量レベルと出力階調レベルとがリニアな関係にある
部分のみを利用して、階調表現を行うためのものであ
る。ここで、この第２変換テーブルＴ_b2において、Ｄ領
域では、上述のように、アンダーカット出力レベルＡ_IL
未満の出力光量レベルでは出力階調レベルがほとんど変
化しないが、上記第１画素Ｐ１で表される階調を補足す
る意味で出力光量レベルはアンダーカット出力レベルＡ
_ILとされている。

【００３８】なお、この第２変換テーブルＴ_b2は第２画
素Ｐ２に対応するものなので、レーザ走査ユニット２１
にはレーザパワーがある。したがって、出力光量レベル
がたとえアンダーカット出力レベルＡ_IL未満でも十分な
光量を得ることができる。そのため、たとえば図４(b)
に破線で示すように、入力階調レベルがＤ領域に属する
場合には出力光量レベルを零にし、入力階調レベルがＥ
領域に属する場合には、出力光量レベルが零とアッパー
カット出力レベルＵ_OLとを直線で結んだ関係となるよう
に設定してもよい。

【００３９】図５は、この実施例の特徴をより具体的に
説明するための図である。なお、この図５では、斜線の
密度によって階調レベルを表現しており、斜線の密度が
高いほど階調レベルが高いことを示している。先ず、図
５(a) ，(b) を参照して、第１画素Ｐ１および第２画素
Ｐ２に対応する入力階調データが表す入力階調レベルが
いずれもアンダーカット入力レベルＡ _ILよりも低いα
（たとえばα＝１０）レベルであるとした場合を想定し
て説明する。

【００４０】ＣＰＵ６２によって入力階調データが第１
画素Ｐ１であると識別されると、上記入力階調データは
第１変換テーブルＴ_b1に与えられ、当該第１変換テーブ
ルＴ _b1によって変換される。このとき、上記図４(a) に
示すように、第１変換テーブルＴ_b1は入力階調レベルが
αレベルのときには出力光量レベルは０レベルに対応し
ているので、レーザ走査ユニット２１からは、０レベル
に対応するレーザ光２２が感光体２３に照射される。そ
の結果、図５(a) に示すように、第１画素Ｐ１の出力階
調レベルは０レベルとなる。

【００４１】次に、ＣＰＵ６２によって入力階調データ
が第２画素Ｐ２に対応するデータであると識別される
と、上記入力階調データは第２変換テーブルＴ_b2に与え
られ、当該入力階調データが第２変換テーブルＴ_b2に基
づいて変換される。このとき、図４(b) に示すように、
第２変換テーブルＴ_b2は入力階調レベルがαレベルのと
きには出力階調レベルはアンダーカット出力レベルＡ_OL
に対応しているので、レーザ走査ユニット２１からは、
アンダーカット出力レベルＡ_OLに対応するレーザ光２２
が感光体２３に対して照射される。その結果、図５(a)
に示すように、第２画素Ｐ２の出力階調レベルはアンダ
ーカット出力レベルＡ_OLとなる。

【００４２】ここで、第１画素Ｐ１の出力階調レベルは
０レベルで第２画素Ｐ２の出力階調レベルはアンダーカ
ット出力レベルＡ_OLなので、入力階調レベルであるαレ
ベルにいずれも正確に対応していない。しかしながら、
画素はそのサイズがたとえば一辺63（μｍ）（＝1/16(m
m)）であり、しかも人間の目は細かい階調変化に対して
はあまり能力が高くないので、人間の目で認識される出
力階調レベルは、各画素Ｐ１，Ｐ２ごとではなく画素群
ＰＮ全体となる。すなわち、人間の目で認識される出力
階調レベルは、図５(b) に示すように、各画素Ｐ１，Ｐ
２の各階調レベルが互いに影響し合い、αレベル程度と
なる。

【００４３】次に、図５(c) ，(d) を参照して、第１画
素Ｐ１および第２画素Ｐ２にそれぞれ対応する入力階調
レベルが互いに基準レベルＴ_Lである場合を想定して説
明する。この場合、第１画素Ｐ１に対応する出力光量レ
ベルは最大のアッパーカット出力レベルＵ_OLになるのに
対して、第２画素Ｐ２に対応する出力光量レベルは最小
のアンダーカット出力レベルＡ_OLになる。したがって、
第１画素Ｐ１および第２画素Ｐ２の各出力階調レベル
は、図５(c) に示すように、それぞれＵ_OLレベルおよび
Ａ_OLレベルとなる。そのため、人間の目で認識される階
調レベルは、図５(d) に示すように、各画素Ｐ１，Ｐ２
の階調レベルが互いに影響し合った結果である基本レベ
ルＴ_L程度とすることができる。

【００４４】図６は、上記アンダーカット出力レベルＡ
_OLおよびアッパーカット出力レベルＵ_OLの決定処理につ
いて説明するためのフローチャートである。このアンダ
ーカット出力レベルＡ_OLおよびアッパーカット出力レベ
ルＵ_OLの決定処理は、たとえばディジタルカラー複写機
の製造過程における最終段階または使用中の再設定処理
時に行われるもので、先ず、操作者は、主走査方向に対
して２５６画素で構成され、各画素ごとに白色から黒色
まで２５６階調で変化する濃度パターンが形成された基
準原稿を透明板３の所定位置にセットし、当該基準原稿
のカラーコピーを複写機本体に行わせる（ステップＳ
１）。このとき、このコピー動作によって取得された入
力階調レベルを表すデータはＲＡＭ６１に与えられ、一
時的に保持される（ステップＳ２）。

【００４５】次いで、操作者は、上記コピー動作によっ
て取得されたコピー紙を透明板３の所定位置にセット
し、当該コピー紙のカラーコピーを複写機本体に行わせ
る（ステップＳ３）。このとき、このコピー動作によっ
て取得された出力階調レベルを表すデータはＲＡＭ６１
に与えられ、一時的に保持される（ステップＳ４）。Ｃ
ＰＵ６２は、このＲＡＭ６１に保持されている２５６画
素にそれぞれ対応する出力階調レベルを表すデータの中
から主走査方向に対して連続する１６画素にそれぞれ対
応するデータを１つのブロックとして読出し、この読出
されたデータに基づいて、各ブロックを構成する各画素
の平均出力階調レベルＡ_i（ただしｉ＝１〜１６）を取
得する（ステップＳ５）。

【００４６】なお、上記ブロック化は、２５６画素にそ
れぞれ対応する出力階調を表すデータに基づいて処理を
行うよりも簡単に処理を実現させるために行われるもの
で、必要に応じて行えばよい。次に、入力階調レベルを
表すデータに対する出力階調レベルを表すデータの変化
（以下では「γ特性」という）がリニアな関係に推移す
る位置を確認するため、上記ＲＡＭ６１に保持されてい
る入力階調を表すデータ，およびステップＳ５で取得さ
れた各画素の平均出力階調レベルＡ_iに基づいて各ブロ
ックにおける傾きａ_iを取得する（ステップＳ６）。た
とえば各ブロックを構成する各画素に対応する平均出力
階調レベルＡ_iの中の最小出力階調レベルと最大出力階
調レベルとの差に基づいて取得する。

【００４７】各ブロックにおける傾きａ_iが取得される
と、この取得された傾きａ_iが予め定めるしきい値θよ
りも大きいか否かを判別する（ステップＳ７）。このス
テップＳ７の処理はｉのインクリメントを繰り返しなが
ら行われる（ステップＳ８）。上記ステップＳ７での判
別の結果、たとえばｉ＝３のブロックにおける傾きａ ₂
がしきい値θよりも大きいと判別されると、当該ｉ＝３
のブロックにおいてγ特性がリニアに推移したとみな
し、当該ｉ＝３のブロックの主走査方向に対して逆方向
に隣接するｉ＝２のブロックにおける平均出力階調レベ
ルＡ_iをアンダーカット出力レベルＡ_OLとする（ステッ
プＳ９）。

【００４８】次に、γ特性が飽和状態に推移したか否か
を判断するため、各ブロックにおける傾きａ_iが予め定
めるしきい値θ′（たとえばθ′＝θでもよい）より小
さいか否かをｉをインクリメントしながら判別する（ス
テップＳ１０，Ｓ１１）。その結果、たとえばｉ＝１２
のブロックにおける傾きａ₁₂が上記しきい値θ′よりも
小さいと判別されると、当該ｉ＝１２のブロックにおい
て上記γ特性が飽和状態に推移したとみなし、当該ｉ＝
１２のブロックにおける平均出力階調レベルＡ ₁₂をアッ
パーカット出力レベルＵ_OLとする（ステップＳ１２）。

【００４９】以上のようにこの実施例のディジタルカラ
ー複写機によれば、γ特性がリニアな関係にある部分の
みを利用し、形成されるべき画像の階調を２画素でいわ
ば分担して表現しているので、特に飽和または光量不足
のため１画素では階調を十分に表現できなかった入力階
調レベルでも、見かけ上、十分に表現することができ
る。したがって、多階調の画像を形成できる。そのた
め、形成された画像を高品質なものとすることができ
る。

【００５０】この発明の実施例の説明は以上のとおりで
あるが、この発明は上述の実施例に限定されるものでは
ない。たとえば上記実施例では、画像形成装置がディジ
タルカラー複写機に適用された場合を例にとって説明し
たが、たとえばディジタルモノクロ複写機、カラー／モ
ノクロファクシミリ装置など他の画像を形成する装置に
も、この発明は適用可能である。

【００５１】また、上記実施例では、基準レベルＴ_Lを
固定している場合を例にとって説明したが、たとえば上
記基準レベルＴ_Lを任意に変更可能にしてもよい。この
構成よれば、人間の目の特性に応じた階調表現された画
像を形成できる。すなわち、人間の目は低階調における
変化の方が相対的に良く識別できるという性質があるの
で、たとえば基準レベルＴ_Lを相対的に高い階調レベル
に設定すれば、見かけ上、より多階調の画像を得ること
ができる。

【００５２】さらに、上記実施例では、表現すべき階調
を２画素で分担している例について説明しているが、た
とえばｎ（ただしｎは２以上の自然数）画素で表現すべ
き階調を分担するようにしてもよい。この場合、入力階
調レベルはｎ領域に分割するのはもちろんである。さら
にまた、上記実施例では、最大階調レベルとして２５６
階調を採用した場合を例にとって説明したが、たとえば
階調レベルとしては１２８階調，５１２階調など他の階
調レベルを採用した場合でも、この発明は適用可能であ
る。

【００５３】その他発明の範囲内で種々の設計変更を施
すことは可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上のようにこの発明の画像形成装置に
よれば、形成されるべき画像の階調を複数の画素でいわ
ば分担して表現しているので、特に飽和または光量不足
のため１画素では階調を十分に表現できなかった階調レ
ベルでも、見かけ上、十分に表現できる。したがって、
多階調の画像を形成できる。そのため、形成された画像
を高品質なものとすることができる。

【００５５】また、請求項３記載の画像形成装置によれ
ば、各領域の境界となるべき階調レベルは変更可能なの
で、たとえば人間の目は低階調の変化を識別する能力の
方が相対的に高いことを考慮し、境界となるべき階調レ
ベルを予め定める階調レベルの中間レベルよりも高いレ
ベルに設定すれば、見かけ上、請求項１または２記載の
構成よりも多階調の画像を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像形成装置が適用された一実施例
のディジタルカラー複写機の全体構成を示すブロック図
である。

【図２】上記ディジタルカラー複写機の一部を構成する
レベル変換部における変換動作を説明するための上記デ
ィジタルカラー複写機の要部の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】第１画素および第２画素から構成される画素群
を説明するための図である。

【図４】上記ディジタルカラー複写機の一部を構成する
イメージスキャナから出力された入力階調レベルを表す
データをレーザ走査ユニットに与えるべき出力光量を示
すデータに変換する際に用いられる変換テーブルを変換
出力特性として示す図である。

【図５】２画素の階調が見かけ上どのような階調になる
のかという実施例の特徴をより具体的に説明するための
図である。

【図６】上記変換テーブルにおいて設定されるアンダー
カット出力レベルおよびアッパーカット出力レベルの決
定処理を説明するためのフローチャートである。

【図７】レーザ光の出力光量レベルと感光体に形成され
るトナー像の階調（出力階調）レベルとの対応関係であ
るγ特性を説明するための図である。

【符号の説明】

１スキャナ部２プリンタ部１２カラーイメージスキャナ１３レベル変換部１４走査読取部２１レーザ走査ユニット２２レーザ光２３感光体２５現像部６０切換部６１ＲＡＭ６２ＲＯＭＰ１第１画素Ｐ２第２画素ＰＮ画素群Ｔ_b1 第１変換テーブルＴ_b2 第２変換テーブルＡ_OL アンダーカット出力レベルＵ_OL アッパーカット出力レベルＴ_L 基準レベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 1/405 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｂ (72)発明者奥村隆一大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内 (72)発明者山本治男大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内 (56)参考文献特開平５−37782（ＪＰ，Ａ) 特開平２−182469（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/52 B41J 2/44 G06T 1/20 G06T 5/00 100 H04N 1/04 107 H04N 1/405

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を読取って当該画像を各画素ごとに予
め定める階調レベルの中の画像濃度に応じた階調レベル
で表現したデータを出力する画像読取手段と、この画像
読取手段から出力されるデータの階調レベルに基づいて
光を出力する発光手段とを含み、この発光手段の出力光
量レベルに応じた静電潜像を形成し、この形成された静
電潜像に現像剤を付着させて現像することによって画像
を形成するようにした画像形成装置であって、主走査方向に連続する２画素で構成された画素群におい
て、当該画素群を構成する各画素ごとに異なる、２領域
に分割された上記階調レベルと上記発光手段の出力光量
レベルとが対応付けられた変換テーブルがそれぞれ記憶
されている記憶手段と、上記画像読取手段からデータが出力されると、当該出力
されたデータが上記画素群を構成する２画素のうちいず
れの画素に対応するデータであるかを識別する画素識別
手段と、この画素識別手段での識別結果に基づいて、上記記憶手
段に記憶されている各画素に対応する変換テーブルを参
照し、上記発光手段の出力光量レベルを調整する光量レ
ベル調整手段とを含み、上記記憶手段に記憶されている変換テーブルにおいて、上記画素群を構成する２画素のうち一方の画素に対応す
る変換テーブルは、階調レベルが相対的に低い領域で
は、上記出力光量レベルがアンダーカット出力レベルと
アッパーカット出力レベルとを直線で結んだ関係となる
ように設定され、階調レベルが相対的に高い領域では、
上記出力光量レベルが階調レベルにかかわらずアッパー
カット出力レベルになるように設定されたものであり、他方の画素に対応する変換テーブルは、階調レベルが相
対的に低い領域では、上記出力光量レベルが階調レベル
にかかわらずアンダーカット出力レベルとなるように設
定され、上記階調レベルが相対的に高い領域では、上記
出力光量レベルがアンダーカット出力レベルとアッパー
カット出力レベルとを直線で結んだ関係となるように設
定されたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記アンダーカット出力レベルは、上記階
調レベルの変化に対する形成されるべき画像の階調レベ
ルの傾きが予め定めるしきい値未満からしきい値以上に
変化するときの形成されるべき画像の階調レベルであ
り、上記アッパーカット出力レベルは、上記階調レベルの変
化に対する形成されるべき画像の階調レベルの傾きが予
め定めるしきい値以上からしきい値未満に変化したとき
の形成されるべき画像の階調レベルであることを特徴と
する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】上記各領域の境界となるべき階調レベル
は、任意に変更可能であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の画像形成装置。