JPH0380768A

JPH0380768A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0380768A
Application number: JP1216004A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Kenmochi; 和久剱持
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1991-04-05

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】［産業上の利用分野］本発明は画像形成装置に関し、特に多値ディザ法により
中間調を表現する画像形成装置に関する。

［従来の技術］従来、中間調を表現する方法としてディザ法、濃度パタ
ーン法が良く知られている。これらによれば、閾値マト
リクスの設定の仕方により容易にスクリーン角を持った
画像形成を行うことが可能であり、更に多色インクや多
色トナーの重ね合わせで行なわれるカラー画像の再現に
おいては、色のモアレ縞の除去、レジズレ等によらない
平均的な色の一様性を得るのに、特に有利である。しか
し、ディザ法や濃度パターン法では階調性と解像度の両
立が困難とされ、単に階調数を増すのであればデイメン
ジョンの大きいマトリクスを用いれば良いが、反面、解
像度は低下してしまう。

ところで、本願出願人は、これとは別に、比較的簡単な
装置構成で高解像度を保ったまま階調性を向上させる手
法を既に提案している。

この手法はＰＷＭ法と呼ばれ、その原理的動作を第１０
図に示す。図において、入力のデジタル画像信号は一旦
アナログ画像信号に変換され、この信号を例えば三角波
信号のような周期的なパターン信号と比較することによ
りパルス幅変調（ＰＷＭ）をかけた２値化信号を発生さ
せ、この２値化信号をレーザ光源の駆動信号として利用
する。

一方、ディザ法と濃度パターン法の中間に位置するもの
としてディザマトリクスの１画素を更に細分化し、該１
画素毎に濃度パターン法を使って多値化するものがある
。

そこで、上述のＰＷＭ法を前記１画素毎の多値化に応用
することが考えられ、これにより高解像と高階調性の両
立が可能になる。以後、この手法を多値ディザ法と呼ぶ
。

勿論、多値ディザ変換を行うに際しては、入力の画像信
号に忠実な階調を再現すべく、プリンタの出力特性をも
考慮してγ補正（階調補正）を行う必要がある。

第１１図はＰＷＭ法によるγ補正を含む画像形成装置の
ブロック構成図である。図において、ＣＣＤ７１で読み
取られた画像信号は、ＡＭＰ７２で増幅され、Ａ／Ｄ変
換器７３でデジタル画像信号に変換される。更にこのデ
ジタル画像信号は、γ補正器７４により、プリンタの出
力特性に基づく濃度特性（最終の画像出力に至るまでの
様々な箇所で発生する階調変動分）が補正される。補正
後の画像信号はＤ／Ａ変換器７５でアナログ信号に変換
され、更に比較器７６において、三角波信号発生回路７
７から得られる三角波信号と比較される。結局、比較器
７６の出力は画像信号の濃度に応じてパルス幅が変調さ
れた２値化信号であり、この２値化信号はプリンタ７８
に入力して、例えばレーザ発光の０Ｎ１０ＦＦ制御信号
になる。

第１２図は多値ディザ法によるγ補正を含む画像形成装
置のブロック構成図である。尚、ＰＷＭ変換はプリンタ
７８′内で行われるものとする。このように、多値ディ
ザ法においてもγ補正を行う必要がある。

［発明が解決しようとする課題］しかし、多値ディザ法の場合、γ特性を決定する主要因
はＰＷＭ法に関係するプリンタの出力特性（第１３図（
Ｂ））と、ディザ法に関係するドツトゲイン等による特
性（第１３図（Ａ））である。

もし、この補正をγ補正器７９で行うとすると、総合の
γ特性は第１３図（Ａ）と（Ｂ）が混在した第７図（Ａ
）のような複雑なものとなる。従って、γ補正器７９の
補正データ（ＬＵＴ）は第１４図示の如く複雑になり、
しかも、ディザマトリクス又はプリンタを変える度に別
個のＬＵＴを用意せねばならず、この種の画像形成装置
の製造、管理、維持上で問題がある。

本発明は上述した従来技術の欠点を除去するものであり
、その目的とする所は、多様なディザ処理、多様なプリ
ンタ特性の組み合せに容易に対処できる画像形成装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の画像形
成装置は上記の目的を達成するために、入力の多値画像
データに対してディザ処理に基づく濃度特性を補正する
第１の補正手段と、前記第１の補正手段により補正され
た多値画像データに対して多値ディザ処理を行うディザ
処理手段と、前記ディザ処理手段により得られた多値デ
ィザデータに対してプリンタの出力特性に基づく濃度特
性を補正する第２の補正手段を備えることをその概要と
する。

これにより、ディザ処理手段を変えても、プリンタを変
えても、夫々容易に補正手段を適合でき、常に全体とし
て高画質を達成できる。

［実施例の説明］以下、添付図面に従って本発明による実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明による実施例の画像形成装置のブロック
構成図である。図において、原稿９の画像をＣＣＤ　１
で読み取った画像信号は、ＡＭＰ２で増幅され、Ａ／Ｄ
変換器（Ａ／Ｄ）３でデジタル画像信号Ａに変換される
。更にこのデジタル画像信号Ａはディザ処理に関する補
正用のγ１１補正段１１によりγ、補正されてデジタル
画像信号Ｂになり、該デジタル画像信号Ｂはディザ処理
回路１２により多値ディザ処理を施されたディジタル画
像信号Ｖになり、該ディジタル画像信号■はＰＷＭ変換
に関する補正用のγ２２補正段１３によりγ２補正され
てデジタル画像信号Ｃになる。

このように、γ１補正とγ２補正は夫々別個独立に行わ
れるので、γ１１補正段１１はディザ処理に応じて、ま
たγ２２補正段１３はプリンタの出力特性に応じて、夫
々容易に対処できる。

特にγ２２補正段１３については、ディザ処理後の１画
素に対応させた単一の補正特性を全画素に対して繰り返
し使用できるので、第１４図示のものに比べて全体のγ
補正データ（ＬＵＴ）のサイズが格段に減少する。

更に、デジタル画像信号ＣはＤ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ）１
４によりアナログ信号に変換され、更に比較器（ＣＭＰ
）１６において、三角波発生回路１５から発生された三
角波信号と比較され、結果として画素濃度がパルス幅変
調された２値化信号が出力される。該２値化信号はレー
ザ駆動回路１７にそのまま入力され、レーザダイオード
１８の発光の０Ｎ−ＯＦＦ制御信号になる。

レーザダイオード１８から出射されたレーザ光は、周知
のポリゴンミラー１９により主走査方向に走査され、ｆ
／θレンズ２０及び反射ミラー２１を経て矢印方向に回
転している感光ドラム２２上に照射され、静電潜像を形
成する。尚、本実施例において、この感光ドラム２２は
経時変化に対して電位の安定したＯＰＣ感光ドラムを用
いており、露光器２８で均一に除電を受けた後に帯電器
２３により、均一にマイナスに帯電される。その後、前
述したレーザ光を受けて、表面に２値画像（ＰＷＭ）信
号に応じた静電潜像を形成する。また本実施例では、現
像を行う部分（黒画素）を露光する、いわゆるイメージ
スキャン方式を行うので、現像器２４では周知の反転現
像方式により、感光ドラム２２のレーザにより除電を受
けた部分にマイナスの帯電特性を有するトナーを付着し
、これを顕像化する。そして、感光ドラム２２上に形成
された顕像（マイナス電荷を有するトナー像）は転写帯
電器２５によりプラスのコロナ帯電で被転写材（一般に
は紙を用いる）２６上に転写される。また転写効率の関
係上、一部転写されずに感光体２２上に残った残留トナ
ーは、その後、クリーナー２７でかき落とされ、再び前
述の一連のプロセスを繰り返すことになる。

第２図は実施例のディザ処理回路１２のブロック構成図
である。図において、３０はＲＯＭであり、多値ディザ
法に基づくディザ閾値マトリクスの各要素を記憶してい
る。３１は比較器（ＣＭＰ）であり、入力のディジタル
画像信号Ｂと８０Ｍ３０からの各ディザ閾値マトリクス
要素を比較し、（ディジタル画像信号Ｂ）≧（ディザ閾
値マトリクス要素）を満足する要素毎に論理ｌレベルを
出力する。３２は出力信号発生回路であり、前記ディザ
処理の各１画素につき、前記論理ｌレベルを満足する要
素の個数に相当する数（ディジタル画像信号Ｖ）を出力
する。

第３図（Ａ）は実施例のディザ閾値マトリクスを示す図
である。実施例のディザ閾値マトリクスは、図示の如く
、（Ｍｌ−１，Ｊ）・　（ＭＩ・Ｊ−１）　＋（Ｍｌ、
Ｊ　）　、　（Ｍｌ、Ｊ□）　、　（Ｍ、、、、Ｊ　）
の合計５画素分から成り、各１画素については更に５段
階づつの閾値（１〜５，６〜１０．１１〜１５等）が割
り振られている。従って、このようなディザ閾値マトリ
クスと入力のディジタル画像信号Ｂを比較すると、各画
素毎にＯ（白レベル）〜５（黒レベル）の６段階の多値
ドツトが出力されることになる。

第３図（Ｂ）は入力の画像平面に対するディザ閾値マト
リクスの繰り返しの適用状態を示す図である。実施例の
ＲＯＭ３０は少なくとも第３図（Ａ）から成るような一
単位のディザ閾値マトリクスを記憶している。あるいは
、第３図（Ｂ）に示す如く、その周囲が矩形となるよう
に、複数のディザ閾値マトリクスを記憶していても良い
。

こうすれば、ＲＯＭ３０によるディザ処理の周辺制御（
不図示）が容易になる。

第４図（Ａ）〜（Ｃ）は実施例の多値ディザ法に基づく
ディザ処理の流れを説明する図である。

第４図（Ａ）において、入力のディジタル画像信号Ｂは
、ある時点で、図示の如く５画素分がＲＯＭ３０による
ディザ処理に対応付けられる。

第４図（Ｂ）において、ＲＯＭ３０から読み出されるデ
ィザ閾値マトリクスは図示の通りである。

比較器３１はディジタル画像信号Ｂの各画素と、これに
対応するディザ閾値マトリクスの各５要素とを比較する
。第４図（Ｃ）において、比較結果の論理ルベルを満足
するドツト配置は図示の通りである。従って、出力信号
発生回路３２から出力されるディジタル画像信号■は、
各画素毎にＯ（白レベル）〜５（黒レベル）の合計６段
階の階調情報を有する信号として出力される。

尚、本実施例では１画素−６階調出力可能なトータル５
画素のディザ閾値マトリクスによって合計２６階調の表
現が可能であるから、入力のディジタル画像信号ＢもＯ
（白レベル）〜２５（黒レベル）の２６段階の多値信号
とした。

第５図はγ、補正手段の補正特性を示す図である。ディ
ザ処理を行うと、ディザ法特有のドツトゲイン等の影響
に基づくγ１補正が必要になる。例えば、本実施例では
ディザマトリクスのデイメンジョンは５画素から成り、
更に１画素当り６階調で出力する場合を想定している。

ここで、１画素を多値ではなく２値で出力したとする。

即ち、通常の２値ディザ法として出力した場合を考える
と、入力のディジタル画像信号Ａと出力の形成濃度りと
の関係（Ｄ−Ｄカーブ）は第１３図（Ａ）の如くなる。

これはディザマトリクスによるドツトゲイン特性な表わ
−すものと考えられる。そこで、実施例のγ１１補正段
は入力のディジタル画像信号Ａ（２６階調）に対して第
５図示のような関係で出力のディジタル画像信号Ｂ（２
６階調）を得るようなルックアップテーブル（ＬＵＴＩ
）を有するＲＯＭを備えている。

第６図はγ２２補正段の補正特性を示す図である。ＰＷ
Ｍ変換を行うと、プリンタ特性との関係に基づくγ、補
正が必要になる。そこで、実施例のγ、補正手段は入力
のディジタル画像信号Ｖ（６階調）に対して図示のよう
な関係で出力のディジタル画像信号Ｃ（６階調）を得る
ようなルックアップテーブル（ＬＵＴ２）を有するＲＯ
Ｍを備えている。尚、ディジタル画像信号Ｃの６階調は
８ビツトデータの白である０Ｏ（Ｈ）から黒であるＦＦ
　（Ｈ）の範囲で割り振られる。

第７図（Ａ）〜（Ｃ）は各段階のγ補正による効果の推
移を示す図である。第７図（Ａ）はγ補正なしの状態に
おけるディジタル画像信号Ａと出力の形成濃度りとの関
係（Ｄ−Ｄカーブ）を示している。まずこのＤ−Ｄカー
ブを第５図に従ってγ１補正すると、ディザによるドツ
トゲイン特性が除かれ、第７図（Ｂ）のようなり−Ｄカ
ーブが得られる。ここで、第７図（Ｂ）中の周期的な５
点イ〜ホをとってみると、これらは−直線上に乗ってい
ることが解る。これらは、ディザマトリクスを構成する
各画素がＯ（白レベル）又は５（黒レベル）となる点で
あり、中間調の影響を受けない部分である。しかし、前
記５点以外の部分では夫々１画素が更に１〜４の中間調
となるため、この部分ではプリンタのＰＷＭ特性による
影響を受けてしまう。即ち、第７図（Ｂ）の５点で区切
られる各範囲内においては同一のＤ−Ｄカーブが繰り返
されている。そこで、第７図（Ｂ）の各区間を第６図に
従ってγ２補正すると、各区間からＰＷＭ特性による影
響が除かれ、第７図（Ｃ）のような線形のＤ−Ｄカーブ
が得られる。

尚、本発明はディザマトリクスのデイメンジョン及び配
列において実施例のものに限定されない。即ち、本発明
は他の全てのタイプのディザマトリクスに適用可能であ
る。例えば、第８図（Ａ）はデイメンジョンが１３画素
のディザマトリクスの一例を示しており、第８図（Ｂ）
は第８図（Ａ）のディザマトリクスに対するＬＵＴの補
正特性を示している。また第９図（Ａ）はデイメンジョ
ンが１０画素のディザマトリクスの一例を示しており、
第９図（Ｂ）は第９図（Ａ）のディザマトリクスに対す
るＬＵＴの補正特性を示している。

また、本発明の適用はレーザビームプリンタに限定され
ない。多値ディザ法における最小画素を多値出力できる
プリンタであればプリンタの種類は問わない。例えばイ
ンクジェットプリンタ、サーマルプリンタ等でも適用可
能である。

［発明の効果］以上述べた如く本発明によれば、ディザ変換に対するγ
補正手段とＰＷＭ法等に対するγ補正手段とを夫々独立
に備え、γ補正するので、ＬｔＪＴのサイズが少なくて
済み、かつ画像形成装置の構成の変動、調整等において
柔軟に対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の画像形成装置のブロック
構成図、第２図は実施例のディザ処理回路１２のブロック構成図
、第３図（Ａ）は実施例のディザ閾値マトリクスを示す図
、第３図（Ｂ）は入力の画像平面に対するディザ閾値マト
リクスの繰り返しの適用状態を示す図、第４図（Ａ）〜（Ｃ）は実施例の多値ディザ法に基づく
ディザ処理の流れを説明する図、第５図はγ、補正手段
の補正特性を示す図、第６図はγ２補正手段の補正特性
を示す図、第７図（Ａ）〜（Ｃ）は各段階のγ補正によ
る効果の推移を示す図、第８図（Ａ）はデイメンジョンが１３画素のディザマト
リクスの一例を示す図、第８図（Ｂ）は第８図（Ａ）のディザマトリクスに対す
るＬＵＴの補正特性を示す図、第９図（Ａ）はデイメン
ジョンが１０画素のディザマトリクスの一例を示す図、第９図（Ｂ）は第９図（Ａ）のディザマトリクスに対す
るＬＵＴの補正特性を示す図、第１０図はＰＷＭ法の原
理的動作を示す図、第１１図はＰＷＭ法によるγ補正を
含む画像形成装置のブロック構成図、第１２図は多値ディザ法によるγ補正を含む画像形成装
置のブロック構成図、第１３図（Ａ）はディザ法に関係するドツトゲイン等に
よる濃度の変動特性を示す図、第１３図（Ｂ）はＰＷＭ
法に関係するプリンタの出力特性を示す図、第１４図は第１３図（Ａ）と（Ｂ）を混在した特性に対
する総合の補正特性を示す図である。図中、１，７１・・・ＣＣＤ、２．７２・・・増幅器（
ＡＭＰ）　、３．７３・・・Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）９
・・・原稿、１１・・・γ、変換テーブル、１２・・・
ディザ処理回路、１３・・・γ２変換テーブル、７４．
７９・・・γ変換テーブル、１４．７５・・・Ｄ／Ａ変
換器（Ｄ／Ａ）　、１５．７７・・・三角波信号発生回
路、１６，３１．７６・・・比較器（ＣＭＰ）　　１７
・・・レーザ駆動回路（ＬＤ）、１８・・・レーザダイ
オード、１９・・・ポリゴンミラー　２０・・・ｆ／θ
レンズ、２１・・・反射ミラー、２２・・・感光ドラム
、２３・・・帯電器、２４・・・現像器、２５・・・転
写帯電器、２６・・・被転写材、２７・・・クリーナ、
２８・・・露光ランプ、７８，７８′・・・プリンタ、
８０・・・ディザ処理回路、３０・・・ドツトマトリク
ス閾値パターンＲＯＭ、３２・・・出力信号発生回路で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】入力の多値画像データに対してディザ処理に基づく濃度
特性を補正する第１の補正手段と、前記第１の補正手段
により補正された多値画像データに対して多値ディザ処
理を行うディザ処理手段と、前記ディザ処理手段により得られた多値ディザデータに
対してプリンタの出力特性に基づく濃度特性を補正する
第２の補正手段を備えることを特徴とする画像形成装置
。