JPH043658A - カラー画像形成装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数の色を重ね合わせてカラー画像を形成する
装置に関し、特に中間調の再現と記録画像品質の改善に
関する。

［従来の技術］ 例えばデジタル複写機のように静電記録方式を利用した
記録装置においては、記録画像を構成する各々の画素の
記録濃度を多段に調整することができず、一般に画素単
位では黒（記録）及び白（非記録）の二値記録を採用し
ている。従ってこの種の記録装置で中間調を表現する場
合には、複数画素中の記録画素数と非記録画素数との比
率。

つまり複数画素領域の平均濃度の大きさを調整している
。この種の具体的な階調処理方法としては、大きく分け
て２種類の方法が知られている。１つは、デイザ法や濃
度パターン法のように、着目画素のレベルを予め固定さ
れた単数又は複数のしきい値との比較によって決定する
方法であり、もう１つは、平均誤差最小法や誤差拡散法
のように着目画素のレベルの決定に周辺画素の濃度を反
映させる方法である。これらはいずれも長所と短所を有
している。

即ち、デイザ法や濃度パターン法の場合、もとの画像デ
ータとは無関係なしきい値マトリクスをもつので、もと
の画像に存在する線などの連続性が失われ文字等の再現
性が非常に悪化するが、反面、もとの画像の内容に左右
されず中間調処理後の画像には規則性が現れるので、見
た目の粒状性が良い。一方、平均誤差最小法や誤差拡散
法の場合には、着目画素のレベルの決定に周辺画素の濃
度レベルが反映されるため、もとの画像に線がある場合
には、その線の連続性は処理後の画像でも保存され文字
等の再現性が良いが、中間調処理後の画像には不規則な
パターンが現れ、見た目の粒状性が悪化する。特に、カ
ラー画像を再現する場合、平均誤差最小法や誤差拡散法
では、各色独立に着目画素のレベルが決定されるので、
各色ばらばらな不規則なパターンが記録画像に現れ、見
た目の粒状性は更に悪化する。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、カラー画像の中間調を再現する場合に１文字
等の線画の再現性と見た目の粒状性の両方を改善するこ
とを課題とする。

［１１題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明しこおｔ）で番よ、
画像信号に含まれる各々の画素につし１てその階調数を
入力信号よりも小さく変換する階調処理回路を含み、互
いに異なる色成分の複数の画像信号を処理して１つの記
録画像を形成するカラー画像形成装置において：前記階
調処理回路に；変換出力の階調レベルの決定に注目画素
の周辺画素の階調の影響が反映する第１の階調変換手段
；及び変換出力の階調レベルが予め固定された１つ又【
よ複数のしきい値との比較によって決定される第２の階
調変換手段；を備え、複数色の画像信号のうち少なくと
も１つは第１の階調変換手段で処理し、複数色の画像信
号のうち他の少なくとも１つ＆ま第２の階調変換手段で
処理する。

［作用］ 本発明における第１の階調変換手段として番±、例えば
平均誤差最小法や誤差拡散法によって画像信号の階調を
変換する回路が利用でき、第２の階調変換手段としては
、例えばデイザ法や濃度パターン法によって画像信号の
階調を変換する回路が利用できる。

本発明によれば、カラー画像信号を構成するＹ（イエロ
ー）９Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）。

ＢＫ（ブラック）等のうち１つ以上が第１の階調変換手
段によって処理され、残りの１つ以上が第２の階調変換
手段によって処理される。従って、例えばＹ、Ｍ、Ｃ，
ＢＫの合成によって形成される記録画像においては、第
１の階調変換手段の処理の特徴と第２の階調変換手段の
処理の特徴の両方が現われる。

つまり、第１の階調変換手段で処理した色成分について
は、線画、の連続性が良好である反面、不規則なパター
ンが生じ、第２の階調変換手段で処理した色成分につい
ては、規則的なパターンであるため見た目の粒状性が良
好である反面、線画の連続性が失われる。しかしながら
、カラー画像全体としてみた場合、第１の階調変換手段
で処理された少なくとも１つの色成分については線画の
連続性が確保されるために、文字等の判読が容易になり
、また第２の階調変換手段で処理された不規則なパター
ンの現われない色成分も存在するので、粒状性の劣化は
比較的小さい。従って、第１の階調変換手段単独でカラ
ー画像処理を実施する場合や第２の階調変換手段単独で
カラー画像処理を実施する場合に比べると、本発明によ
る総合的な画質の改善は著しい。

ところで、複写機等においてカラー処理を行なう場合に
は、Ｙ、Ｍ、Ｃ，ＢＫ等の色が順次に重ね合わされてカ
ラー画像が再現される。このような場合、最後に記録さ
れる色成分の画像全体への影響が大きい。そこで本発明
の好ましい実施例においては、第１の階調変換手段を、
最後に記録される色成分の処理に利用する。これにより
、文字等の判読性が更に向上する。また、文字や線画は
無彩色で記録される場合が多いので、Ｙ、Ｍ、Ｃ。

ＢＫ等の色を重ねる順番については、ＢＫ（黒）成分を
最後にし、ＢＫ酸成分対して第１の階調変換手段で処理
する。

［実施例］ 第１図に、−形式の複写機の機構部の構成を示す。第１
図に示す複写機は、デジタルカラー複写機であり、上方
に配置されたイメージスキャナ３５とその下方に位置す
るカラーレーザプリンタで構成されている。

イメージスキャナ３５は、コンタクトガラス５１上に載
置される原稿画像に露光ランプ５２の光を照射し、その
反射光を第１ミラー５３．第２ミラー５４．第３ミラー
５５及びレンズユニット５６を介して読取ユニット５７
に結像する。露光ランプ５２．第１ミラー５３．第２ミ
ラー５４及び第３ミラー５５は１機械的に走査駆動され
るように構成されており、原稿の全域に渡ってそれを順
次に露光し画像全体からの反射光を読取ユニット５７に
結像することができる。

この例では、レンズユニット５６は分光フィルタを含ん
でおり、分光されたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、及
びＢ（ブルー）の光を読取ユニット５７に導く。　読取
ユニット５７は、３つの独立した一次元ＣＣＤイメージ
センサを含んでおり、各々のイメージセンサがそれぞれ
Ｒ，Ｇ、Ｂの光を受光する。各々のＣＯＤイメージセン
サは、主走査方向、即ち第１図の紙面に垂直な方向の１
ラインの画像を画素単位で読取ることができる。露光ラ
ンプ及びミラーの機械的な副走査を行ないながら読取ユ
ニット５７の読取を行なうことによって、二次元の画像
データを得ることができる。

プリンタは、一般の複写機と同様の静電記録方式による
記録系を構成している１画像を形成する像担持体として
は、感光体ベルト１が用いられている。感光体ベルト１
の表面は、光書込ユニット５によって露光される。光書
込ユニット５に備わった半導体レーザから出るレーザ光
に記録画像情報に応じた変調を与えることによって、感
光体ベルト１の表面に画像の濃淡分布に応じた電位分布
、即ち静電潜像を形成する。感光体ベルト１の表面は、
露光プロセスの前に、帯電コロナチャージャ４によって
所定の高電位に均一に帯電する。感光体ベルト１上の静
電潜像を現像するために、この例では４つの現像器７，
９，１１及び１３が設けられている。現像器７，９，１
１及び１３は、それぞれＹ（イエロー）９Ｍ（マゼンタ
）、Ｃ（シアン）及びＢＫ（ブラック）の各色のトナー
を含んでおり、それぞれの色成分を現像する。Ｙ、Ｍ。

Ｃ又はＢＫ色のトナーで可視化された感光体ベルト上の
画像、つまりトナー像は、給紙カセット１４から給紙さ
れる１枚の転写紙３３に転写される。

フルカラー記録を実施する場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＢＫ色
に対する画像形成及び転写のプロセスを繰り返し実行し
、４回のプロセスで１つのカラー画像を転写紙に転写す
る。複数色の画像を転写紙上に重ねるために、この例で
は１色分の画像の転写が終了すると、転写紙は右方向に
向かって移動しく前の位置に戻され）、次の色の画像転
写に備える。転写が完了した転写紙は、定着器３１を通
ってトナー画像を定着し、排紙トレイ３２上に排出され
る。

第１図の複写機の画像に関する信号を処理する電気回路
の構成を第２図に示す。以下、第２図を参照して電気回
路を説明する。

イメージセンサ１５０から出力されるＲ、Ｇ。

Ｂの画像信号（アナログ信号）は、画像処理回路１５１
に印加される。画像処理回路１５１は、各色の画像信号
をＡ／Ｄ変換によって８ビツトのデジタル信号に変換し
た後、γ補正、補色生成２色補正などの画像処理を施し
て、Ｃ，Ｍ、Ｙの画像信号を生成し出力する。これらの
画像信号は、更にマスキング・ＵＣＲ処理回路１５２で
処理される。この回路は、所定のマスキング処理を実行
するとともに、カラー画像に含まれる黒（Ｂ　Ｋ）成分
を抽出し、Ｃ，Ｍ、Ｙの各色成分から黒成分を除去し、
Ｃ，Ｍ、Ｙ、ＢＫの４つの信号を出力する。各々の信号
は、４ビツトの階調データとして出力される。

この例では、レーザ光の変調をオン／オフの二値信号に
よって制御するので、マスキング・ＵＣＲ処理回路１５
２から出力される画像信号は、次に階調処理によって、
二値信号に変換される。但し、単純な二値化では出力画
像上に中間調が再現できないので、出力画像上に疑似的
に中間調が再現されるような処理を行なっている。具体
的には、デイザ法と平均誤差最小法の２種類の方法を用
いて中間調の再現を可能にしている。

マスキング・ＵＣＲ処理回路１５２がら出力される画像
信号Ｃ，Ｍ、Ｙ、ＢＫは、データセレクタ１５４又は１
５５を介して、デイザ処理回路１５６と平均誤差最小処
理回路１５７のいず九が一方に入力され処理される。ま
た、デイザ処理回路１５６の出力と平均誤差最小処理回
路１５７の出力のいずれか一方がデータセレクタ１５８
で選択されてレーザドライバ１５９に印加され、半導体
レーザＬＤの付勢状態の変調に利用される。各色の画像
信号をデイザ処理回路１５６と平均誤差最小処理回路１
５７のいずれで処理するかは、プロセス制御ユニット１
５３が決定する。

デイザ処理回路１５６について説明する。データセレク
タ１５４から出力される４ビツトの階瀾データは、比較
器６１によって、ＲＯＭ　（読み出し専用メモリ）６２
から出力されるしきい値データと比較され、二値信号に
変換される。ＲＯＭ　６２の内部には、第３ａ図に示す
ように４×４マトリクスの各々の位置に対応付けて、１
６個のしきい値データが予め記憶されており、アドレス
の指定に応じて１つのしきい値を選択的に読み出し、比
較器６１に印加する。ＲＯＭ６２のアドレス入力端子Ａ
Ｘ及びＡＹには、それぞれカウンタ６３及び６４の出力
が印加される。カウンタ６３は、主走査方向の画素毎の
タイミングで現われるクロックパルスを計数し、第３ａ
図のマトリクスの横方向の位置アドレスを生成する。カ
ウンタ６４は、ライン同期信号Ｌ　５ｙｎｃを計数し、
第３ａ図のマトリクスの縦方向の位置アドレスを生成す
る。従って、ＲＯＭ６２は、その時の画素の走査位置に
対応するマトリクス上の位置から１つのしきい値を選択
し、それを比較器６Ｉに印加する。つまり。

比較器６１において入力階調データと比較されるしきい
値データは、走査の進行に同期して、周期的に変化する
。

これによって、マトリクスに対応する記録領域（４ｘ４
画素）内の黒画素数と白画素数との配分が、入力の階調
に応じて調整され、中間調が再現される。第３ｂ図は、
階調の値が１０の均一な濃度の入力画像を処理した時の
出力画像を示している。なおハツチングを施した画素が
黒画素（記録画素）であり、ハツチングのない画素が白
画素（非記録画素）を示している。デイザ処理では、し
きい値が固定されているので、第３ｂ図に示すように、
記録画像上には黒画素と白画素の配分に周期性（規則性
）が現われる。

平均誤差最小処理回路１５７について説明する。

データセレクタ１５５から出力される４ビツトの階調デ
ータＸは、加算器７１に入力される。加算器７１は、誤
差演算回路７４の出力ＥとＸを加算した結果Ｘ′　を出
力する２しきい値発生回路７３は、Ｘ′に基づいてしき
い値Ｔを生成しそれを比較器７２の一方の入力端子に印
加する。比較器７２は、入力データＸ′　をしきい値Ｔ
と比較し、モの結果を二値信号Ｙとして出力する。減算
器７６は、入力データＸ′から出力Ｙを引いた結果Ｆ、
即ち入力と出力との誤差を検出し、それをＲＡＭ（読み
書きメモリ）７５に書込む。誤差演算回路７４は、走査
位置にある着目画素に対しその周辺に位置する周辺画素
の誤差データＦをＲＡＭ７５から読み出し、重み付は演
算し正規化した値Ｅを加算器７１に出力する。

この例では、誤差演算回路７４は第４ａ図に示す重み付
はパターンを使用している。第４ａ図において、ハツチ
ングで示す画素が着目画素を示し。

その他の画素が周辺画素を示す。第４ａ図の例では、４
つの周辺画素に各々「１」の重みが付けられている。

平均誤差最小処理回路１５７においては、しきい値Ｔと
比較される値Ｘ′が、周辺画素の誤差分Ｆを反映した差
分Ｅの補正を受けているので、入力Ｘと出力Ｙの間の実
質上のしきい値は、一定ではなく１周辺画素の影響に応
じてダイナミックに変化する。第４ｂ図は、階調の値が
１０の均一な濃度の入力画像を処理した時の出力画像を
示している。なおハツチングを施した画素が黒画素（記
録画素）であり、ハツチングのない画素が白画素（非記
録画素）を示している。平均誤差最小処理では、しきい
値が一定でないので、第４ｂ図に示すように、記録画像
上には黒画素と白画素とが不規則に現われる。

この実施例で二種類の階調処理を行なうのは、カラー画
像において記録画像品質を改善するためである。即ち、
デイザ処理のようにしきい値が固定された処理方法を利
用する場合には、ドツト分布に規則性が現われるので記
録画像の見た目の粒状性は良くなるが、解像度の劣化は
著しく、特に文字等の線画については、その線がマトリ
クスの大きさに比べて充分に小さくない限り、それを再
現することはできない。また平均誤差最小処理のように
しきい値が周辺画素に応じて変化する処理方法を利用す
る場合には、解像度の劣化が小さいので線画を再現でき
るが、ドツト分布に規則性がないので、記録画像の見た
目の粒状性は悪い。

そこでこの実施例では、カラー画像を処理する場合にお
いて、解像度と見た目の粒状性の両方を良好にするため
、色成分の変化に応じて階調処理の処理方法を切換え、
二種類の階調処理を組合せて使用している。具体的には
、Ｃ，Ｍ、Ｙの色成分を記録する時には、デイザ処理回
路１５６で処理した結果に応じてレーザ光を変調し、Ｂ
Ｋの色成分を記録する時には、平均誤差最小処理回路１
５７で処理した結果に応じてレーザ光を変調している。

従って、ＢＫ色については線画の再現ができ、Ｃ，Ｍ、
Ｙの各色成分については、好ましい粒状性が得られる。

フルカラー記録においては、Ｃ，Ｍ、Ｙ、ＢＫの各色の
トナー画像を１枚の転写紙上で重ね合わせて１つのコピ
ー画像を形成するので、仮にＢＫ色の成分に線画の成分
が全て含まれているとすれば、他のＣ，Ｍ、Ｙで線画を
再現できなくても、ＢＫ色の画像だけで文字等の線画を
認識することができる。また、全ての色成分を平均誤差
最小処理回路１５７で処理する場合には９色毎にぼらば
らな不規則パターンでドツトが記録されるので、記録画
像の粒状性の悪化が著しくなるが、ＢＫの１色だけであ
れば、カラー画像全体としての粒状性の悪化はあまり目
立つことがない。

つまり、二種類のＷＪｉＩＪ処理を組合せてカラー画像
を処理することによって、カラー画像全体としての解像
度と粒状性の両方の要求を同時に満たすことができる。

階調処理の切換えは、プロセス制御ユニット１５３が行
なっている。即ちこの例では、画像読取。

トナー像形成、及び転写のプロセスをＣ，Ｍ、Ｙ。

ＢＫの４色について、順次に繰り返し処理し、４回のプ
ロセスでフルカラー画像を形成するが、各回のプロセス
において、プロセス制御ユニット１５３は信号Ｓｌ、Ｓ
２．Ｓ３を次の第１表のように設定して処理を切換えて
いる。

第　　１　　表 つまりこの例では、Ｃ，Ｍ、Ｙ、ＢＫの順に各色のトナ
ー像が転写紙に転写されるので、ＢＫのトナー像は最終
的に転写紙の最上部に転写される。

この例ではＢＫ色をカラー画像全体の解像度を上げるた
めに使用しており、平均誤差最小処理によって階調処理
しているので、ＢＫ色を転写紙の最上部に転写すること
によって、他の色成分がその上に重なることがなく、解
像度の劣化を避けることができる。つまり、平均誤差最
小処理で処理する色成分は、デイザ処理で処理する色成
分よりも画像の上層に配置されるように転写することに
よって解像度を上げることができる。

従って例えば、ドラム上で４色のトナー像を重ね合わせ
た後でそれを転写紙に転写するような装置の場合であれ
ば、逆に解像度の高いトナー成分の画像形成を他の色成
分よりも先に行なうことによって、転写紙上の最上部に
、解像度の高いトナー成分を配置し、解像度を上げるこ
とができる。

なお上記実施例のデイザ処理（１５６）のがわりに、例
えば濃度パターン法を実行する処理回路を採用しても良
く、また平均誤差最小処理（１５７）のかわりに、例え
ば誤差拡散法を実行する処理回路を採用してもよい。

なお実施例では、解像度を重視する色をＢＫ色として設
定する場合を示したが、画像の種類によっては、文字や
ケイ線が有彩色で印刷される場合もあるので、例えば操
作パネル上のキー操作によって、解像度を重視する色を
Ｃ，Ｍ、Ｙ等の他の色に任意に切換えできるようにして
もよい。その場合、ＢＫ色についてはデイザ法などしき
い値が固定された処理に切換えた方が良い。

［効果］ 以上のとおり本発明によれば、中間調のカラー画像を記
録する場合に、記録画像上の文字等の判読性が向上し、
しかも画像の見た目の粒状性も良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する一形式のカラー複写機の機
構部の構成を示す正面図である。 第２図は、第１図の複写機の電装部の主要部を示すブロ
ック図である。 第３ａ図はデイザ処理で使用するしきい値マトリクスの
配列を示す平面図、第３ｂ図は第３ａ図のしきい値を使
用しデイザ処理で二値化された画像を示す平面図である
。 第４ａ図は平均誤差最小処理で使用する重みパターンの
配列を示す平面図、第４ｂ図は第４ａ図の重みパターン
を使用し平均誤差最小処理で二値化された画像を示す平
面図である。 １：感光体ベルト ４：帯電コロナチャージャ ５：光書込ユニット ７．９，１１，１３：現像器 １４：給紙カセット ３５：イメージスキャナ ５７：読取ユニット １５０：イメージセンサ １５２：マスキング・ＵＣＲ処理回路 １５３：プロセス制御ユニット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像信号に含まれる各々の画素についてその階調数を入
   力信号よりも小さく変換する階調処理回路を含み、互い
   に異なる色成分の複数の画像信号を処理して１つの記録
   画像を形成するカラー画像形成装置において： 前記階調処理回路に；変換出力の階調レベルの決定に注
   目画素の周辺画素の階調の影響が反映する第１の階調変
   換手段；及び変換出力の階調レベルが予め固定された１
   つもしくは複数のしきい値との比較によって決定される
   第２の階調変換手段；を備え、複数色の画像信号のうち
   少なくとも１つは第１の階調変換手段で処理し、複数色
   の画像信号のうち他の少なくとも１つは第２の階調変換
   手段で処理する、ことを特徴とする、カラー画像形成装
   置。