JPH07203208A - デジタル画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 階調特性の非線形性のより改善された再現画
像を形成するデジタル画像形成装置を提供する。 【構成】 電子写真プロセスにおいて、発光手段におけ
る露光の強度をデジタル画像データに基づいて変調して
階調表現を行うデジタル画像形成装置であって、発光手
段の基準となる発光強度を設定する第１設定手段と、デ
ジタル画像データの各画素の濃度レベルの値Ｌに基づい
てデューティ比Ｄ（％）を設定する第２設定手段と、水
平走査方向の１画素を１周期として、第１設定手段で設
定された発光強度を基準とし、かつ第２設定手段で設定
されたデューティ比で上記発光手段を発光させる制御手
段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光強度変調方式により
階調表現を行うデジタル画像形成装置（デジタルプリン
タ、デジタル複写機等）に関する。

【０００２】

【従来の技術】光強度を変調して画像を形成するデジタ
ル画像形成装置では、イメージリーダ等で読み取った原
稿画像のデジタル画像データに対応する光強度で感光体
への露光が行われる。しかし、感光体の感光特性、トナ
ーの特性、使用環境（温度、湿度等）の変化により再現
すべき原稿画像の読取濃度と、再現された画像の濃度と
は比例しない。すなわち、一般に再現すべき原稿の読取
濃度レベルと、再現された画像濃度レベルとが比例せ
ず、本来得られるべき比例特性からずれた非線形特性を
示す。このような特性は一般にγ特性（階調特性）と呼
ばれ、特に中間調原稿に対する印字された再現画像の忠
実度が低下する大きな要因となっている。

【０００３】そこで、上記階調特性を補正するために、
読み取られた原稿画像の濃度データについて予め出力特
性を補正し、その補正データに対応する光強度で発光を
行わせることで、例えば原稿濃度と再現濃度を比例関係
にするなど、望まれる特性を得ることができる。これを
いわゆる階調補正（γ補正）という。再現特性としては
前記比例関係が望まれる場合が多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記階調特性の非線形
性は、感光体の感度、トナーの特性、発光の態様等によ
り生じる。レーザビーム径は、例えば、４５μｍ（主走
査方向）×７５〜８４μｍ（副走査方向）である。一
方、１ドットの大きさは例えば、６３.５μｍ（主走査
方向，４００ｄｐｉ）×８４.７μｍ（副走査方向，３
００ｄｐｉ）である。感光体上への走査において、レー
ザビームは、１ドットの長さに相当する時間に発光を続
ける。このようにして１つのドットが読取画像濃度信号
の大きさに対応した光強度で形成される。

【０００５】階調特性の非線形性が大きい場合には、読
取り信号に対する階調補正量も大きくなる。周囲の環境
や使用年数により、感光体の感度変化や現像剤帯電変化
が起こると、得られる階調特性も変化する。階調補正量
があまり大きいと、プロセス変動による特性変化を拡大
してしまうことになり、また、階調補正精度そのものも
低下する。結果として、階調安定性が損なわれ易くな
る。従って、階調特性の非線形性は小さいほうが望まし
い。

【０００６】本発明は、もともとの階調特性の非線形性
と補正量を小さく抑えることで、より良好な再現画像を
より安定して得ることのできるデジタル画像形成装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のデジタル画像形
成装置は、電子写真プロセスにおいて、発光手段におけ
る露光の強度をデジタル画像データに基づいて変調して
階調表現を行うデジタル画像形成装置であって、デジタ
ル画像データの各画素の濃度レベルの値Ｌに基づいてデ
ューティ比Ｄ（％）を設定する第１設定手段と、第１設
定手段の設定結果に基づいて発光手段の基準となる発光
強度を設定する第２設定手段と、水平走査方向の１画素
を１周期として、第２設定手段で設定された発光強度を
基準とし、かつ第１設定手段で設定されたデューティ比
で上記発光手段を発光させる制御手段とを備えることを
特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明のデジタル画像形成装置は、電子写真プ
ロセスにおいて、発光手段における露光の強度をデジタ
ル画像データに基づいて変調して階調表現を行うデジタ
ル画像形成装置であって、第１設定手段により、デジタ
ル画像データの各画素毎の濃度レベルＬに対してデュー
ティ比を設定する。第２設定手段は、第１設定手段によ
る設定結果に基づいて、基準となる発光強度、例えば、
最大濃度レベルに対する発光強度等を定める。制御手段
は、水平走査方向の１画素を１周期として、第２設定手
段により設定された発光強度を基準とし、かつ第１設定
手段により設定されたデューティ比で上記発光手段を発
光させる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のデジタル画像形成方法につい
て以下の順で説明する。なお、本実施例では、デジタル
画像形成方法を実行する装置としてデジタルカラー複写
機を用いる。 （１）本発明の概略説明 （２）デジタルカラー複写機の構成 （３）各モードの説明 <3-1>第１モード <3-2>第２モード <3-3>第３モード

【００１０】（１）本発明の概略説明 本実施例のデジタルカラー複写機は、再現画像の階調特
性の非線形性を改善するためにイメージリーダで読み取
ったデジタル画像データの各画素の濃度レベルＬに対し
て適切なデューティ比Ｄ（％）を設定することを特徴と
する。ここで、デューティ比とは、１ドットの長さに相
当する期間に対するレーザビームを発光させる期間の比
率である。複写機は、各濃度レベルＬに対してデューテ
ィ比を定める３種類のテーブルを備える。使用に際し、
使用者は、第１〜第３モードの何れかを選択する。複写
機は、選択されたモードに対応するテーブルを用い、さ
らに、これに適した基準レーザ出力を設定した後、複写
動作を実行する。第１モードに対応するデューティ比設
定用のテーブルは、各濃度レベルＬに対して図５に示す
ようなデューティ比Ｄ（％）を設定する。このテーブル
は、濃度レベルＬ＝０からある濃度レベルにかけて、デ
ューティ比を減少させることで、図６に実線で示すよう
に低濃度レベル領域での階調特性曲線の立ち上がりを早
くする。また、第２モードに対応するデューティ比設定
用のテーブルは、各濃度レベルＬに対して図７に示すよ
うなデューティ比Ｄ（％）を設定する。このように、あ
る濃度レベルから高濃度レベルにかけて、デューティ比
を増加することで、図８に実線で示すように中間調部分
での階調特性の線形性を向上する。また、第３モードで
用いるテーブルは、上記第１及び第２モードで用いるデ
ューティ比設定用のテーブルの特徴部分を兼ね備えるも
のである。即ち、各濃度レベルＬに対して図９に示すよ
うなデューティ比Ｄ（％）を設定する。このように、濃
度レベルＬ＝０からある濃度レベルにかけてデューティ
比を減少させ、しばらくの間一定値とした後、別のある
濃度レベルよりデューティ比を増加することで、図１０
に実線で示すように低濃度レベル領域での階調特性曲線
の立ち上がりが早くなると共に、中間調部分における階
調特性の線形性が向上する。

【００１１】（２）デジタルカラー複写機の構成 図１は、本発明の実施例に係るデジタルカラー複写機の
全体構成を示す断面図である。デジタルカラー複写機
は、原稿画像を読み取るイメージリーダ部１００と、イ
メージリーダ部１００で読み取った画像を再現する複写
部２００とに大きく分けられる。イメージリーダ部１０
０において、スキャナ１０は、原稿を照射する露光ラン
プ１２と、原稿からの反射光を集光するロッドレンズア
レー１３、及び集光された光を電気信号に変換する密着
型のＣＣＤカラーイメージセンサ１４を備えている。ス
キャナ１０は、原稿読取時にはモータ１１により駆動さ
れて、矢印の方向(副走査方向)に移動し、プラテン１５
上に載置された原稿を走査する。露光ランプ１２で照射
された原稿面の画像は、イメージセンサ１４で光電変換
される。イメージセンサ１４により得られたＲ,Ｇ,Ｂの
３色の多値電気信号は、読取信号処理部２０により、イ
エロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)
のいずれかの８ビットの階調データに変換される。信号
処理部２０において求められた８ビットの階調データ
は、同期用バッファ（ＦＩＦＯメモリ）３０に記憶され
る。

【００１２】次に、複写部２００において、プリントヘ
ッド部３１は、バッファ３０を介して入力される８ビッ
トの階調データに対して、温度センサ９５及び湿度セン
サ９６や、感光体ドラム５の表面電位を測定するセンサ
９７の出力に基づいて階調補正(γ補正)を行った後、補
正後の画像データをＤ／Ａ変換してレーザダイオード駆
動信号を生成し、この駆動信号に基づく発光強度で半導
体レーザを変調する。さらにプリントヘッド部３１は、
後に説明するように、デューティデータＲＯＭ９８（図
４参照）に格納されている３個のデューティ比設定用の
テーブルのうち使用者により選択されたテーブルを用い
て、各画像データの濃度レベルＬに対するデューティ比
の値Ｄ（％）を求め、このデューティ比で、上記変調さ
れたレーザビームを出力する。プリントヘッド部３１か
ら出力されるレーザビームは、反射鏡３９を介して、回
転駆動される感光体ドラム４１を露光する。感光体ドラ
ム４１は、１複写ごとに露光を受ける前にイレーサラン
プ４２で照射され、帯電チャージャ４３により一様に帯
電されている。この状態で露光をうけると、感光体ドラ
ム４１上に原稿の静電潜像が形成される。シアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラックのトナー現像器４５a〜４５d
のうちいずれか一つだけが選択され、感光体ドラム４１
上の静電潜像を現像する。現像されたトナー像は、転写
チャージャ４６により転写ドラム５１上に巻きつけられ
た複写紙に転写される。上記印字過程は、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック
（Ｋ）の４色について繰り返して行われる。このとき、
感光体ドラム４１と転写ドラム５１の動作に同期してス
キャナ１０はスキャン動作を繰り返す。その後、複写紙
は、分離爪４７を作動させることによって転写ドラム５
１から分離され、定着装置４８を通って定着され、排紙
トレー４９に排紙される。なお、複写紙は用紙カセット
５０より給紙され、転写ドラム５１上のチャッキング機
構５２によりその先端がチャッキングされ、転写時に位
置ずれが生じないようにしている。

【００１３】次の図２は、複写機が備える操作パネル３
００の正面図である。操作パネルには、各種の複写情報
を表示するための表示用ＬＣＤ３０１と、複写枚数など
を入力するためのテンキー３０２と、複写動作を開始さ
せるためのプリントキー３０３とを備え、さらに、画質
選択キー３０４と各ＬＥＤ３０５〜３０７とを備える。
使用者により画質選択キー３０４が押下される毎に、後
に説明する第１モード、第２モード、第３モードが順に
選択設定される。上記プリントヘッド部３１では、選定
されたモードに対応するデューティ比設定用のテーブル
を用いて各濃度レベルに対応するデューティ比でレーザ
駆動する。

【００１４】次の図３は、複写機が実行する複写処理の
フローチャートを示す。まず、電源の投入に対応して各
種センサの初期化を実行する（ステップＳ１００）。ス
テップＳ１０１では、操作パネル３００を介して、使用
者によるコピー枚数の設定や拡大もしくは縮小等の各種
のモード設定等のキー入力処理を実行する。使用者によ
りプリントキー３０３が押下された場合（ステップＳ１
０２でＹＥＳ）、まず、温度センサ９５及び湿度センサ
９６と、表面電位センサ９７、その他図示しないＡＩＤ
ＣセンサやＡＴＤＣセンサ等の出力を調べる（ステップ
Ｓ１０３）。次に各センサの出力に基づいて、帯電チャ
ージャ４３による帯電電位、γ補正テーブルといった作
像条件を定める（ステップＳ１０４）。そして、使用者
により第１モードが選択されている場合には（ステップ
Ｓ１０５でＹＥＳ）、デューティデータＲＯＭ９８より
第１モードに対応するテーブルを読み出すと共に、基準
レーザ出力をＰ₂（このＰ₂の値については後に説明す
る。）に設定する（ステップＳ１０６）。また、第２モ
ードが選択されている場合には（ステップＳ１０７でＹ
ＥＳ）、デューティデータＲＯＭ９８より第２モードに
対応するテーブルを読み出すと共に基準レーザ出力をＰ
₄（このＰ₄の値については後に説明する。）に設定する
（ステップＳ１０８）。また、第３モードが選択されて
いる場合には（ステップＳ１０７でＮＯ）、デューティ
データＲＯＭ９８より第３モードに対応するテーブルを
読み出すと共に、基準レーザ出力Ｐ₅（このＰ₅の値につ
いては後に説明する。）を設定する（ステップＳ１０
９）。この後、上記ステップで定められた作像条件、デ
ューティ比設定用のテーブル、及び基準レーザ出力を用
いて、上述した電子写真プロセスに基づいた複写動作を
実行し（ステップＳ１１０）する。複写動作が終了した
場合には（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、ステップＳ１
００に戻り、次の複写指示を待つ。

【００１５】次の図４は、プリントヘッド部３１のブロ
ック図を示す。画像信号処理部２０から出力される画像
データ（８ビット）は、インターフェース部８０を介し
て、ファーストイン・ファーストアウトメモリ（以下Ｆ
ＩＦＯメモリという）８１に入力される。このＦＩＦＯ
メモリ８１は、主走査方向の所定の行数分の画像の階調
データ及び判別結果信号Ｓの値を記憶することができる
ラインバッファメモリであり、イメージリーダ部１００
と複写部２００との動作クロック周波数の相違を吸収す
るために設けられる。

【００１６】ＦＩＦＯメモリ８１のデータは、次にγ補
正部８３に入力される。プリンタ制御部２０１は、温度
センサ９５、湿度センサ９６、表面電位センサ９７によ
る測定値を基にγデータＲＯＭ９４に格納されているγ
補正データから適当なデータを読み出し、読み出したデ
ータをγ補正部８３に送る。γ補正部８３は、入力され
るγ補正データに基づいて８ビットの画像データの階調
補正を行った後、濃度レベルＬのデータをＤ／Ａ変換部
８４及び発光信号発生回路９０に送る。プリンタ制御部
２０１は、選択されたモードに応じた基準レーザ出力設
定値のデータを、切換信号発生回路９３に出力する。切
換信号発生回路９３は、入力される基準レーザ出力設定
値のデータに基づいてスイッチＳＷ₁，ＳＷ₂…（基準レ
ーザ出力Ｐ₁，Ｐ₂…に対応）を切り換え、これにより設
定されるゲインでＤ／Ａ変換部８４で濃度レベルＬのデ
ータ（デジタル値）から変換されたアナログデータを増
幅する。増幅されたアナログ電圧は、ドライブＩ／Ｏ８
６を介して半導体レーザドライバ８７に送られ、半導体
レーザ８８をその値の光強度で発光させる。

【００１７】プリンタ制御部２０１は、使用者により選
択されたモードに対応するデューティ比設定用のテーブ
ルのデータをＲＯＭ９８より読み出し、これを発光信号
発生回路９０に出力する。発光信号発生回路９０は、プ
リンタ制御部２０１より送られたテーブルのデータに基
づき、γ補正部８３より送られてくる濃度レベルＬのデ
ータに対応するデューティ比Ｄ（％）を特定する。そし
て、特定したデューティ比Ｄ（％）において半導体レー
ザを発光させる期間にのみ、パラレルＩ／Ｏ回路８９を
介して半導体レーザドライバ８７に発光信号を送る。半
導体レーザドライバ８７は、入力される発光信号の入力
に対応して半導体レーザ８８の駆動電流を発生する。即
ち、発光信号発生回路９０から出力される発光信号の出
力タイミングによりレーザの発光デューティ比Ｄ（％）
を制御することができる。

【００１８】（３）各モードの説明 <3-1>第１モード 第１モードで用いられるデューティ比設定用のテーブル
（以下、第１テーブルという）は、低濃度レベル領域の
デューティ比を変化する。図５は、各濃度レベルＬに対
して、第１テーブルに基づいて定められるデューティ比
Ｄ（％）を示すグラフである。図示するように、濃度レ
ベルの値Ｌに対して、デューティ比の値Ｄ（％）は次の
「数１」により定められる。

【数１】 ここで、Ａ，Ｂ，Ｌ₁，Ｌ₂は、変更可能な変数である。
変数Ａは、濃度レベルの値Ｌ＝０の際のデューティ比を
定める。変数Ｂは、濃度レベルの値Ｌが０〜Ｌ₁の範囲
内にあるときのデューティ比の変化率を表す。変数Ｌ₁
は、発光デューティ比を変化させる範囲を定める自然数
である。また、変数Ｌ₂は、濃度レベルの値Ｌの最大値
を定める自然数であり、一般に、２５５もしくは１０２
４の値をとる。本実施例で用いるテーブルでは、各変数
は、Ａ＝１００，Ｂ＝０．５，Ｌ₁＝６４，Ｌ₂＝２５５
に設定される。これらの係数を上記「数１」に代入した
ものが次の「数２」である。

【数２】 即ち、画素の濃度レベルの値Ｌが０，１，２，…，６
２，６３の場合、これに対応して設定されるデューティ
比の値Ｄ（％）は１００（％）,９９.５（％），９９
（％），…，６９（％），６８.５（％）と順に０.５
（％）単位で減少する。また、濃度レベルの値Ｌが６４
以上の画素に対しては、デューティ比は全て６８（％）
に設定される。ところで、デューティ比を１００（％）
より少なくすると、１画素毎の感光体への照射エネルギ
ーが不足する。そこで、この不足分を補うため、デュー
ティ比が１００（％）時に用いられる基準レーザ出力の
値をＰ₁とした場合、当該Ｐ₁の値を増加させた値Ｐ
₂（例えば、Ｐ₂＝１．４８×Ｐ₁）を基準レーザ出力と
して設定する。なお、この基準レーザ出力設定値Ｐ₂の
データは、デューティデータＲＯＭ９８内に、第１テー
ブルのデータと共に記憶されている。

【００１９】次の図６に基準レーザ出力の値をＰ₁に設
定し、各濃度レベルＬに対してデューティ比１００
（％）一定のレーザ光を用いた場合に得られる階調特性
曲線を点線で表す。更に、基準レーザ出力の値をＰ₂に
設定し、各濃度レベルに対してデューティ比６８（％）
一定のレーザ光を用いた場合に得られる階調特性曲線を
一点鎖線で表す。そして、基準レーザ出力の値をＰ₂に
設定し、かつ各濃度レベルの値Ｌに対し、第１テーブル
に基づいて定められる発光デューティ比の値Ｄ（％）の
レーザ光を用いた場合に得られる階調特性曲線を実線で
表す。

【００２０】まず、デューティ比が１００（％）一定の
レーザ光を用いた場合とデューティ比が６８（％）一定
のレーザ光を用いた場合に得られる階調特性曲線を比較
すると、以下のことが理解される。まず、低濃度レベル
領域では、基準レーザ出力の値が大きいため（例えば、
Ｐ₂＝１．４８×Ｐ₁）、特性曲線の立ち上がりが早くな
る。また、高濃度レベル領域では、デューティ比が６８
（％）の場合、デューティ比１００（％）の場合と比べ
て各画素間にトナー付着量の少ない場所が生じる。この
結果、濃度の飽和が遅くなる。従って、図６に示すよう
に、基準レーザ出力をＰ₂に設定し、デューティ比を６
８（％）一定とした場合、基準レーザ出力をＰ₁に設定
し、デューティ比が１００（％）一定の場合と比べて線
形性が改善される。

【００２１】第１テーブルでは、濃度レベルの値Ｌが６
４〜２５５の範囲ではデューティ比６８（％）一定であ
るため、その階調特性曲線は、点線で示すデューティ比
６８（％）の階調特性曲線と一致する。また、濃度レベ
ルＬの値が所定値（例えば、６４）以下の場合、基準レ
ーザ出力の値をＰ₂に保持したままで、デューティ比を
増加する。このため、低濃度レベル領域での階調特性曲
線の立ち上がりは、デューティ比６８（％）の場合に比
べて更に早くなり、線形性が一層改善される。

【００２２】<3-2>第２モード 第２モードで用いるデューティ比設定用のテーブル（以
下、第２テーブルという）は、高濃度レベル領域でデュ
ーティ比Ｄ（％）の値を変化させる。これにより中間調
部分での階調特性の線形性を改善する。図７は、画素の
濃度レベルＬに対応して定められるデューティ比Ｄ
（％）を示すグラフである。図示するように、濃度レベ
ルの値Ｌに対して、デューティ比の値Ｄ（％）は次の
「数３」により定められる。

【数３】 ここで、Ｃ，Ｅ，Ｌ₃，Ｌ₄は、変更可能な変数である。
変数Ｃは、濃度レベルの値Ｌが０〜Ｌ₃の範囲内にある
ときのデューティ比Ｄ（％）を定める。変数Ｅは、濃度
レベルの値ＬがＬ₃〜Ｌ₄の範囲内にあるときのデューテ
ィ比の変化率を表す。変数Ｌ₃は、発光デューティ比を
変化させる濃度レベルの値Ｌの範囲を定める自然数であ
る。また、変数Ｌ₄は、濃度レベルの値Ｌの最大値を定
める自然数であり、一般に、２５５もしくは１０２４の
値をとる。本実施例で用いるテーブルにおいて上記各変
数は、Ｃ＝７０，Ｅ＝０.３，Ｌ₃＝１６０，Ｌ₄＝２５
５に設定される。これらの係数を上記「数３」に代入し
たものが次の「数４」である。

【数４】 即ち、画素の濃度レベルの値Ｌが０，１，２，…，１５
９，１６０の場合、これに対応して設定されるデューテ
ィ比は７０（％）の一定値である。また、濃度レベルの
値Ｌが１６０より大きな画素に対しては、濃度レベルの
値が１増える毎にデューティ比を０．３％増加させる。
従って濃度レベルの値Ｌ＝２５５では、デューティ比は
９８．５（％）に設定される。ところで、デューティ比
を１００（％）より少なくすると、１画素毎の感光体へ
の照射エネルギーが不足する。そこで、通常は、デュー
ティ比を７０％に設定した場合には、基準レーザ出力の
値をデューティ比が１００（％）一定の時に設定される
値Ｐ₁に対して増加した値Ｐ₃に変更する（例えば、Ｐ₃
＝１．４２×Ｐ₁）。しかし、第２テーブルでは、高濃
度レベル領域でデューティ比を増加させ、上記するよう
に最大濃度レベルＬ＝２５５ではデューティ比を９８．
５（％）とする。このため、基準レーザ出力の値は、デ
ューティ比が１００（％）一定の場合の値Ｐ₁とほぼ同
じ値Ｐ₄（例えば、Ｐ₄＝１．０２×Ｐ₁程度の値）に設
定する。なお、この基準レーザ出力設定値Ｐ₄のデータ
は、デューティデータＲＯＭ９８内に、第２テーブルの
データと共に記憶されている。

【００２３】次の図８に基準レーザ出力をＰ₁に設定
し、デューティ比が１００（％）一定のレーザ光を用い
て得られる階調特性曲線を点線で表す。また、基準レー
ザ出力をＰ₃に設定しデューティ比が７０（％）一定の
レーザ光を用いて得られる階調特性曲線を一点鎖線で表
す。そして、基準レーザ出力の値をＰ₄に設定し、かつ
各濃度レベルの値Ｌに対し、第２テーブルに基づいて定
められる発光デューティ比の値Ｄ（％）のレーザ光を用
いた場合に得られる階調特性曲線を実線で表す。

【００２４】まず、基準レーザ出力がＰ₁、デューティ
比が１００（％）一定のレーザ光を用いて得られた階調
特性曲線と、基準レーザ出力がＰ₃、デューティ比が７
０（％）のレーザ光を用いて得られる階調特性曲線とを
比較すると、以下のことが理解される。まず、低濃度レ
ベル領域では、基準レーザ出力の値が大きいため（例え
ば、Ｐ₃＝１．４２×Ｐ₁）、特性曲線の立ち上がりが早
くなる。また、高濃度レベル領域では、デューティ比が
７０（％）の場合、１画素を単位とするとデューティ比
１００（％）の場合と比べてトナーの付着量は同一であ
るが、各画素間にトナー付着量の少ない場所が生じる。
この結果、濃度の飽和が遅くなる。従って、図６に示す
ように、基準レーザ出力をＰ₃に設定し、デューティ比
を７０（％）一定とした場合、基準レーザ出力をＰ₁に
設定し、デューティ比が１００（％）一定とした場合と
比べて線形性が改善される。

【００２５】各画像の濃度レベルＬの値に対し、第２テ
ーブルを用いて定められるデューティ比Ｄ（％）のレー
ザ光を用いた場合、デューティ比を７０（％）に減少す
るにもかかわらず、基準レーザ出力の値Ｐ₄はＰ₁に対し
て２％程度の増加しか行わない。このため、図８に示さ
れるように基準レーザ出力をＰ₃に変更したデューティ
比が７０（％）一定の場合の階調特性曲線と比べると低
濃度レベル領域での階調が飛び気味となる。しかしなが
ら濃度レベルが値Ｌ＝１６０よりも大きな場合には、そ
のレベルの値Ｌに対応してデューティ比を増加する。こ
のようにすることで、中間調部分での線形性が一層改善
される。従って、ハイライト部でにごりが発生しにく
く、彩度を保ちつつ中間調領域のなめらかな再現を得る
効果がある。

【００２６】<3-3>第３モード 第３モードで用いるデューティ比設定用のテーブル（以
下、第３テーブルという）は上記第１モードと第２モー
ドで用いたデューティ比の設定用のテーブルの特徴部分
を兼ね備える。即ち濃度レベルの値Ｌが０から所定の値
Ｌ₅になるまでの領域（低濃度レベル領域）においてデ
ューティ比を所定の割合Ｇで減少させる。次に中間調部
分については、上記所定の値Ｌ₅におけるデューティ比
を維持する。更に、別の所定値Ｌ₆よりも大きな濃度レ
ベルのデューティ比については別の所定の割合Ｈで増加
する。これにより、低濃度部の立ち上がりを早くすると
ともに、中間調部分での線形性を改善することができ
る。図９は、画素の濃度レベルに対応して定められる発
光デューティ比を示すグラフである。図示するように、
濃度レベルの値Ｌに対して、デューティ比の値Ｄ（％）
は次の「数５」により定められる。

【数５】 ここで、Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｌ₅，Ｌ₆，Ｌ₇は、変更可能な変
数である。変数Ｆは、濃度レベルの値Ｌが０のときのデ
ューティ比Ｄ（％）を定める。変数Ｇは、濃度レベルの
値Ｌが０〜Ｌ₅の範囲内にあるときのデューティ比の変
化率を表す。変数Ｈは、濃度レベルの値ＬがＬ₆〜Ｌ₇の
範囲内にある時のデューティ比の変化率を表す。変数Ｌ
₅は、発光デューティ比を変化率Ｇにて変化させる濃度
レベルの範囲を区画する濃度レベルの値である。また、
変数Ｌ₆は、濃度レベルの値Ｌ＝Ｌ₅の際のデューティ比
を維持する範囲を区画する濃度レベルの値である。ま
た、変数Ｌ₇は、濃度レベルの値Ｌの最大値を定める自
然数であり、一般に、２５５もしくは１０２４の値をと
る。第３モードで用いるテーブルで各変数は、Ｆ＝１０
０，Ｇ＝０.５，Ｈ＝０.２５，Ｌ₅＝６４，Ｌ₆＝１９
２，Ｌ₇＝２５５に設定される。これらの係数を上記
「数５」に代入したものが次の「数６」である。

【数６】 即ち、画素の濃度レベルの値Ｌ＝０，１，２，…，６
２，６３，６４に対応してデューティ比はＤ（％）＝１
００，９９.５，９９，…，６９，６８.５，６８と減少
する。また、濃度レベルの値が６４≦Ｌ≦１９２の範囲
内である場合には、Ｄ（％）＝６８を維持する。又さら
に、濃度レベルの値Ｌ＝１９２，１９３，１９４，…，
２５３，２５４，２５５に対応してデューティ比をＤ
（％）＝６８，６８.２５，６８.５，…，８３.２５，
８３.５，８３.７５と増加する。ところで、デューティ
比を１００（％）から６８（％）に減少させると、１画
素毎の感光体への照射エネルギーが不足する。そこで、
この不足分を補うため、デューティ比が１００（％）時
に用いられる基準レーザ出力の値Ｐ₁を４０〜５０％増
加させたＰ₂（例えば、Ｐ₂＝１．４８×Ｐ₁）に変更す
る必要が生じる。しかし第３モードで用いるテーブルで
は、第２モードで用いるテーブルの場合と同様に高濃度
レベル領域において、いったん減少させたデューティ比
を再び増加させ、濃度レベルの最大値Ｌ＝２５５では、
デューティ比を８３.７５（％）とする。このため、第
１モードで用いるテーブルの場合とは異なり、デューテ
ィ比が１００（％）時に用いられる基準レーザ出力の値
Ｐ₁を１５〜２５％増加させたＰ₅（例えば、Ｐ₅＝１.１
９×Ｐ₁）に変更する。なお、この基準レーザ出力設定
値Ｐ₅のデータは、デューティデータＲＯＭ９８内に、
第３テーブルのデータと共に記憶されている。

【００２７】次の図１０は、基準レーザ出力の値をＰ₁
に設定し、デューティ比を１００（％）一定のレーザ光
を用いて得られる階調特性曲線を点線で表す。また、基
準レーザ出力の値をＰ₂に設定し、デューティ比を６８
（％）一定のレーザ光を用いた場合に得られる階調特性
曲線を一点鎖線で表す。そして、基準レーザ出力をＰ₅
に設定し、各濃度レベルの値Ｌに対して第３テーブルに
基づいて定められるデューティ比Ｄ（％）のレーザ光を
用いて得られる階調特性曲線を実線で表す。前記した第
１テーブルの場合と同じ理由で、デューティ比が１００
（％）一定の場合よりもデューティ比が６８（％）一定
の場合の方が階調特性曲線の線形性が改善される。これ
に対して、第３テーブルで求められる階調特性曲線（実
線部分）は、第１テーブルの場合と同様に、低濃度レベ
ル領域での発光デューティ比を増加することで特性曲線
の立ち上がりが早くなる一方で、第２モードで用いるテ
ーブルの場合と同様に高濃度レベル領域において再び発
光デューティ比を増加するため、中間調から高濃度領域
にかけての部分の線形性が改善される。但し、低濃度レ
ベル領域での階調特性曲線の立ち上がりは、第１モード
の場合と比べ基準レーザ出力の値が若干低い（Ｐ₅＝
１．１９×Ｐ₁であり、Ｐ₂＝１．４８×Ｐ₁である）た
め第１モードほど極端に早くはならない。以上説明した
通り、本実施例においてはデューティ比の設定方法をモ
ード別に変えられるようにしたので、再現画像の画質の
選択が可能となり、使用者の好みの画質を得ることや、
さまざまな条件変化に対する微調整を可能とすることが
できる。なお、本実施例では、上記３つのモードを選択
可能なデジタル画像形成装置について説明したが、本発
明は、これに限定されず、単一のモードのみを備える画
像形成装置を用いて実施してもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明を適用したデジタル画像形成装置
は、各濃度レベルに対応してデューティ比が設定される
ため、階調曲線特性を部分的に修正することができる。
このため、非線形性とその補正量を小さく抑えることが
でき、良好な再現画像をより安定して得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例のデジタルカラー複写機の概略構成
図である。

【図２】 操作パネル３００の正面図である。

【図３】 プリンタ制御部２０１の実行する処理フロー
チャートである。

【図４】 プリントヘッド部３１のブロック図である。

【図５】 第１モードにおいて、デジタル画像データの
各画素の濃度レベルＬの値に対して設定されるデューテ
ィ比を表すグラフである。

【図６】 第１モードで使用するテーブルによる階調特
性の非線形性の改善を表すグラフである。

【図７】 第２モードにおいて、デジタル画像データの
各画素の濃度レベルＬの値に対して設定されるデューテ
ィ比を表すグラフである。

【図８】 第２モードで使用するテーブルによる階調特
性の非線形性の改善を表すグラフである。

【図９】 第３モードにおいて、デジタル画像データの
各画素の濃度レベルＬの値に対して設定されるデューテ
ィ比を表すグラフである。

【図１０】 第３モードで使用するテーブルによる階調
特性の非線形性の改善を表すグラフである。

【符号の説明】

８８…半導体レーザ ９０…発光信号発生回路 ９８…デューティデータＲＯＭ ２０１…プリンタ制御部 ３０３…プリントキー ３０４…画質設定キー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/04 Ｈ０４Ｎ 1/405 Ｇ０３Ｇ 15/04 １２０ Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真プロセスにおいて、発光手段に
   おける露光の強度をデジタル画像データに基づいて変調
   して階調表現を行うデジタル画像形成装置であって、 デジタル画像データの各画素の濃度レベルの値Ｌに基づ
   いてデューティ比Ｄ（％）を設定する第１設定手段と、 第１設定手段の設定結果に基づいて発光手段の基準とな
   る発光強度を設定する第２設定手段と、 水平走査方向の１ないし数画素を１周期として、第２設
   定手段で設定された発光強度を基準とし、かつ第１設定
   手段で設定されたデューティ比で上記発光手段を発光さ
   せる制御手段とを備えることを特徴とするデジタル画像
   形成装置。