JP2004266744A - 画像処理装置及び、画像処理方法、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】画像のエッジを強調表現しても、画像自体が変化しない画像処理方法及び、画像処理装置、記憶媒体を提供すること。
【解決手段】画像データの注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出し、その抽出された周辺画素値の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出する。次に、当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を求める。そして、当該注目画素の新しい画素値を、当該注目画素の対応画素の画素値として処理画像に設定する。このとき、画像データの画素値の範囲外のものが処理画像の画素値として表現されることはないので、画像のエッジを強調表現しても、画像自体が変化しない。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像のエッジを強調表現するための画像処理装置及び、画像処理方法、記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、解像度が足らないときは、例えば、バイキュービック法により画像の再サンプルを行って、画素の補完が行われている（解像度変換）。このとき、補完された画素は、階調がなめらかになるように中間値をとるが、そのため、全体としては、ピントがぼけたような画像となる。そこで、その修正手段として、ラプラシアンフィルタを用いたアンシャープマスクを利用することにより、補完時にある程度エッジが強調されるようにしている。
【０００３】
ここで、そのエッジ強調に使用されるフィルタの一例として、「３×３マトリックス／４近傍ラプラシアンフィルタ」について説明する。「３×３マトリックス／４近傍ラプラシアンフィルタ」では、図７に示すように、注目画素Ｇ４とそれに隣接する８個の画素Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８で構成される３×３マトリックスに対して、フィルタ係数をオペレータ表現すると、図８に示すようになる。
【０００４】
すなわち、注目画素Ｇ４に対するフィルタ係数Ｈ（ｉ，ｊ）は次式で求められる。
Ｈ（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ−１，ｊ）＋ｆ（ｉ，ｊ−１）＋ｆ（ｉ，ｊ＋１）＋ｆ（ｉ＋１，ｊ）−４×ｆ（ｉ，ｊ）
尚、ｆ（ｉ−１，ｊ）は画素Ｇ１の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ，ｊ−１）は画素Ｇ３の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ，ｊ＋１）は画素Ｇ５の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ＋１，ｊ）は画素Ｇ７の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ，ｊ）は注目画素Ｇ４の修正前の画素値である。
そして、注目画素Ｇ４の修正後の画素値ｇ（ｉ，ｊ）は次式で求められる。
ｇ（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ，ｊ）−Ｋ×Ｈ（ｉ，ｊ）
【０００５】
図９に、「３×３マトリックス／４近傍ラプラシアンフィルタ」でエッジ強調した結果の一例を一次元で示す。点線がエッジ強調（修正）前の元画像の画素値であり、実線がエッジ強調（修正）後の処理画像の画素値である。図９に示すように、エッジ強調（修正）後の画素値の傾き（実線の傾き）は、エッジ強調（修正）前のもの（点線の傾き）と比べて急激になっていることから、処理画像のエッジが強調されていることがわかる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、「３×３マトリックス／４近傍ラプラシアンフィルタ」を使用すると、図９にも示すように、元画像の画素値の範囲は２０〜１２０の範囲内にあるのに対し、処理画像の画素値の範囲は１０〜１３０の範囲内にあり、処理画像には、元画像の画素値の範囲外のもの（１０〜２０と、１２０〜１３０の画素値）が表現されている。すなわち、「３×３マトリックス／４近傍ラプラシアンフィルタ」を使用すると、処理画像のエッジを強調することができるものの、元画像の画素値の範囲外のものが処理画像に表現されることによって、画像自体が変化してしまうという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、画像のエッジを強調表現しても、画像自体が変化しない画像処理装置及び、画像処理方法、記憶媒体を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、画像処理装置であって、画像データ中の注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出する抽出手段と、その抽出手段により抽出された周辺画素の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出する第１演算手段と、当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、当該微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を算出する第２演算手段と、第２演算手段にて算出された注目画素の対応画素の画素値を処理画像に設定する設定手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像処理装置であって、微分演算がＳｏｂｅｌフィルタにてなされることを特徴としている。
また、請求項３に係る発明は、請求項１記載の画像処理装置であって、微分演算がＰｒｅｗｉｔｔフィルタにてなされることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、画像処理方法であって、画像データ中の注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出する抽出工程と、その抽出工程により抽出された周辺画素の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出する第１演算工程と、当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、当該微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を算出する第２演算工程と、第２演算工程にて算出された注目画素の対応画素の画素値を処理画像に設定する設定工程とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に係る発明は、請求項４記載の画像処理方法であって、微分演算がＳｏｂｅｌフィルタにてなされることを特徴としている。
また、請求項６に係る発明は、請求項４記載の画像処理方法であって、微分演算がＰｒｅｗｉｔｔフィルタにてなされることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項７に係る発明は、画像処理装置にて使用される記憶媒体であって、画像データ中の注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出し、その抽出された周辺画素の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出したのち、当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を求め、注目画素の対応画素の画素値として処理画像に設定する処理を格納したことを特徴としている。
【００１３】
すなわち、本発明の画像処理装置及び、画像処理方法、記憶媒体は、画像のエッジを強調表現するためのものであるが、本発明の画像処理装置及び、画像処理方法、記憶媒体では、画像データ中の注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出し、その抽出された周辺画素の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出したのち、当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を求め、注目画素の対応画素の画素値を処理画像に設定しており、このとき、画像データ中の画素値の範囲外のものが処理画像の画素値として表現されることはないので、画像のエッジを強調表現しても、画像自体が変化しない。
【００１４】
尚、本発明で使用される微分演算には、Ｓｏｂｅｌフィルタで使用されるものや、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタで使用されるものがある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。先ず、画像のエッジを強調表現するための画像処理方法の一例として、「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」を使用したものについて説明する。「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」では、図７に示すように、注目画素Ｇ４とそれに隣接する８個の画素Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８で構成される３×３マトリックスに対して、フィルタ係数をオペレータ表現すると、図３に示すようになる。
【００１６】
すなわち、図３（ａ）に示すように、注目画素Ｇ４に対するＸ軸方向のフィルタ係数Ｈ（ｉ，ｊ）は次式で求められる。

尚、ｆ（ｉ−１，ｊ−１）は画素Ｇ０の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ−１，ｊ）は画素Ｇ１の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ−１，ｊ＋１）は画素Ｇ２の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ＋１，ｊ−１）は画素Ｇ６の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ＋１，ｊ）は画素Ｇ７の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ＋１，ｊ＋１）は画素Ｇ８の修正前の画素値である。
【００１７】
また、図３（ｂ）に示すように、注目画素Ｇ４に対するＹ軸方向のフィルタ係数Ｖ（ｉ，ｊ）は次式で求められる。

尚、ｆ（ｉ−１，ｊ−１）は画素Ｇ０の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ−１，ｊ＋１）は画素Ｇ２の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ，ｊ−１）は画素Ｇ３の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ，ｊ＋１）は画素Ｇ５の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ＋１，ｊ−１）は画素Ｇ６の修正前の画素値であり、ｆ（ｉ＋１，ｊ＋１）は画素Ｇ８の修正前の画素値である。
【００１８】
次に、図２に示すように、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）を次式から求める。
【数１】

【００１９】
また、図２に示すように、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの方向Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ）を次式から求める。
【数２】

【００２０】
そして、注目画素Ｇ４の修正後の画素値ｇ（ｉ，ｊ）を以下の式（１）で求める。
ｇ（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ，ｊ）＋ＫＴ×（Ｇ−ｆ（ｉ，ｊ）） … 式（１）
ここで、Ｇとは、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの方向Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ）に位置する２個の画素の画素値のうち、注目画素Ｇ４に近いものが代入される。また、ＫＴとは、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）に基づいて決定される定数である。
【００２１】
具体的には、式（１）のＫＴについては、例えば、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）が１５０以下であればＫＴを０とし、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）が１５０より大きく３００以下であればＫＴを０．５とし、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）が３００より大きければＫＴを１．０とする。
【００２２】
また、式（１）のＧについては、例えば、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの方向Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ）が−６７．５°より大きく或いは６７．５°より小さければ、画素Ｇ３と画素Ｇ５の画素値のうち、注目画素Ｇ４に近いものをＧに代入する。また、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの方向Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ）が−６７．５°以上で−２２．５°より小さければ、画素Ｇ２と画素Ｇ６の画素値のうち、注目画素Ｇ４に近いものをＧに代入する。また、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの方向Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ）が−２２．５°以上で２２．５°より小さければ、画素Ｇ１と画素Ｇ７の画素値のうち、注目画素Ｇ４に近いものをＧに代入する。また、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの方向Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ）が２２．５°以上で６７．５°より小さければ、画素Ｇ０と画素Ｇ８の画素値のうち、注目画素Ｇ４に近いものをＧに代入する。
【００２３】
図１に、「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」でエッジ強調した結果の一例を一次元で示す。点線がエッジ強調（修正）前の元画像の画素値であり、実線がエッジ強調（修正）後の処理画像の画素値である。図１に示すように、エッジ強調（修正）後の画素値の傾き（実線の傾き）は、エッジ強調（修正）前のもの（点線の傾き）と比べて急激になっていることから、処理画像のエッジが強調されていることがわかる。また、図１に示すように、元画像の画素値の範囲は２０〜１２０の範囲内にあるのに対し、処理画像の画素値の範囲も２０〜１２０の範囲内にあり、元画像の画素値の範囲内のものが処理画像に表現される。
【００２４】
尚、図１の結果を得るにあたっては、式（１）のＫＴについて、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）が２５未満であればＫＴを０とし、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）が２５より大きく５０未満であればＫＴを０．５とし、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）が５０以上であればＫＴを１．０とした。
【００２５】
図４は、本発明の画像処理装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。図４において、このレーザプリンタ１は、非磁性１成分の現像方式によって画像を形成する電子写真方式のレーザプリンタであって、本体ケーシング２内に、記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５を備えている。
【００２６】
フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に、レーザプリンタ１の前部から着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６の一端側端部に設けられる給紙機構部７と、給紙機構部７に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる搬送ローラ８および９と、これら搬送ローラ８および９に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ１０とを備えている。
【００２７】
給紙トレイ６は、用紙３を積層状に収容し得る上面が開放されたボックス形状をなし、本体ケーシング２の底部に対して水平方向に着脱可能とされている。この給紙トレイ６内には、用紙押圧板１１が設けられている。用紙押圧板１１は、用紙３を積層状にスタック可能とされ、給紙機構部７に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、給紙機構部７に対して近い方の端部が上下方向に移動可能とされる。用紙押圧板１１の下方には、図示しないばねが配置され、そのばねによって用紙押圧板１１が上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板１１は、用紙３の積層量が増えるに従って、給紙機構部７に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。
【００２８】
給紙機構部７は、給紙ローラ１２と、その給紙ローラ１２に対向する分離パット１３と、分離パット１３の裏側に配置されるばね１４とを備えており、そのばね１４の付勢力によって、分離パット１３が給紙ローラ１２に向かって押圧されている。そして、用紙押圧板１１がばねによって上方に付勢されると、用紙押圧板１１上の最上位にある用紙３は、給紙ローラ１２に向かって押圧される。給紙ローラ１２の回転によって用紙３の先端は、給紙ローラ１２と分離パット１３とで挟まれ、給紙ローラ１２と分離パット１３との協動により、用紙３が１枚毎に分離される。分離された用紙３は、搬送ローラ８および９によってレジストローラ１０に送られる。
【００２９】
レジストローラ１０は、１対のローラから構成されており、用紙３の斜行を矯正して、画像形成位置（後述する感光ドラム２８と転写ローラ３１との接触部分）に送るようにしている。
【００３０】
また、このレーザプリンタ１のフィーダ部４は、さらに、任意のサイズの用紙３が積層されるマルチパーパストレイ１５と、マルチパーパストレイ１５上に積層される用紙３を給紙するためのマルチパーパス給紙機構部１６と、マルチパーパス搬送ローラ１７とを備えている。マルチパーパストレイ１５は、レーザプリンタ１の前部に設けられ、任意のサイズの用紙３を積層状にスタック可能に構成されている。マルチパーパス給紙機構部１６は、マルチパーパス給紙ローラ１８と、そのマルチパーパス給紙ローラ１８に対向するマルチパーパス分離パット１９と、マルチパーパス分離パット１９の裏側に配置されるばね２０とを備えており、そのばね２０の付勢力によって、マルチパーパス分離パット１９がマルチパーパス給紙ローラ１８に向かって押圧されている。
【００３１】
そして、マルチパーパストレイ１５上に積層される最上位の用紙３は、マルチパーパス給紙ローラ１８の回転によってマルチパーパス給紙ローラ１８とマルチパーパス分離パット１９とで挟まれた後、それらの協動により、１枚毎に分離される。分離された用紙３は、マルチパーパス搬送ローラ１７によってレジストローラ１０に送られる。
【００３２】
画像形成部５は、スキャナ部２１、プロセス装置としてのプロセスユニット２２、定着部２３を備えている。
【００３３】
スキャナ部２１は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部２３０（図１０参照）、回転駆動されるポリゴンミラー２４、レンズ２５ａおよび２５ｂ、反射鏡２６を備えている。画像データに基づいて変調され、レーザ発光部から発光されるレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー２４、レンズ２５ａ、反射鏡２６、レンズ２５ｂの順に通過あるいは反射して、後述するプロセスユニット２２の感光ドラム２８の表面に照射される。
【００３４】
プロセスユニット２２は、スキャナ部２１の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着されている。図２に示すように、プロセスユニット２２は、被帯電体装置としてのドラムカートリッジ２７と現像カートリッジ２９とからなる。ドラムカートリッジ２７は、その筐体を構成するドラムフレーム１１０内に、被帯電体としての感光ドラム２８と、スコロトロン型帯電器３０と、転写手段としての転写ローラ３１と、クリーニングユニット８１とを備えている。
【００３５】
現像カートリッジ２９は、ドラムフレーム１１０に対して着脱自在に装着されており、トナーホッパ３２と、そのトナーホッパ３２の側方に設けられる供給ローラ３３、現像手段としての現像ローラ３４および層厚規制ブレード３５とを備えている。
【００３６】
トナーホッパ３２には、現像剤として、正帯電性の非磁性１成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体に代表される重合性単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが用いられている。重合トナーは、平均粒径は、約６〜１０μｍ程度の略球形状をなし、流動性が極めて良好である。なお、重合トナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合される。さらに、トナーの流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加される。
【００３７】
また、トナーホッパ３２には、アジテータ３６が設けられている。このアジテータ３６は、トナーホッパ３２内の中心に回転可能に支持される回転軸３７と、その回転軸３７の周りに設けられる攪拌羽根３８と、その攪拌羽根３８の遊端部に貼着されるフィルム３９とを備えている。回転軸３７が矢印方向へ回転すると、攪拌羽根３８が周方向に移動して、フィルム３９がトナーホッパ３２内のトナーを掻き上げて、供給ローラ３３に向けて搬送する。回転軸３７の攪拌羽根３８が設けられた側と反対側には、トナーホッパ３２の側壁に設けられるトナーの残量検知用の窓４０を清掃するためのクリーナ４１が設けられている。
【００３８】
供給ローラ３３は、トナーホッパ３２の側方において、アジテータ３６の回転方向と逆方向に回転可能に設けられている。供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、導電性のウレタンスポンジが被覆されて構成される。
【００３９】
現像ローラ３４は、供給ローラ３３の側方において、供給ローラ３３の回転方向と同方向に回転可能に設けられている。現像ローラ３４は、金属製のローラ軸の表面に、導電性の弾性材料、カーボン微粒子を含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムを被覆し、その弾性材料の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層を被覆して形成される。また、現像ローラ３４のローラ軸には、図示しない電源が接続され、所定の現像バイアスが印加されている。
【００４０】
そして、これら供給ローラ３３と現像ローラ３４とは、互いに対向配置され、現像ローラ３４に対して供給ローラ３３がある程度圧縮するような状態で接触されており、供給ローラ３３と現像ローラ３４とは、それらの対向接触部分において、互いに逆方向に回転する。
【００４１】
層厚規制ブレード３５は、供給ローラ３３の上方であって、現像ローラ３４の回転方向における供給ローラ３３との対向位置と感光ドラム２８との対向位置との間において、現像ローラ３４の軸方向に沿って現像ローラ３４と対向配置されている。この層厚規制ブレード３５は、板ばね部材４２と、その板ばね部材４２の先端部に設けられ、現像ローラ３４と接触される絶縁性のシリコーンゴムからなる圧接部４３と、板ばね部材４２の裏面に設けられるバックアップ部材４４と、板ばね部材４２の後端部を現像カートリッジ２９に支持させるためのサポート部材４５とを備えている。
【００４２】
層厚規制ブレード３５は、板ばね部材４２がサポート部材４５によって現像カートリッジ２９に支持された状態で、圧接部４３が板ばね部材４２の弾性力によって、現像ローラ３４の表面に圧接されている。
【００４３】
そして、供給ローラ３３に搬送されてきたトナーは、その供給ローラ３３の回転によって、現像ローラ３４に供給される。この供給ローラ３３から現像ローラ３４へのトナーの供給時において、供給ローラ３３と現像ローラ３４との間においてトナーが摺擦され正極性に帯電される。帯電されたトナーは、現像ローラ３４の表面上に担持され、現像ローラ３４の回転に伴って、現像ローラ３４と層厚規制ブレード３５の圧接部４３との間に進入する。トナーは現像ローラ３４と圧接部４３との間を通過するときに、さらに摩擦によって帯電され、その層の厚さが規制されて、現像ローラ３４の表面上に薄層として担持される。
【００４４】
ドラムフレーム１１０は、樹脂からなるロアフレーム１１０ａと樹脂からなるアッパーフレーム１１０ｂとから構成されている。感光ドラム２８は、現像ローラ３４の側方において、その現像ローラ３４と対向配置され、現像ローラ３４の回転方向と逆方向に回転可能となるようにロアフレーム１１０ａに支持されている。この感光ドラム２８は、円筒状のアルミニウム表面にポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層を形成したものであり、円筒状アルミニウムは電気的に接地されている。
【００４５】
スコロトロン型帯電器３０は、ドラムフレーム１１０のアッパーフレーム１１０ｂに取り付けられている。そして、アッパーフレーム１１０ｂをロアフレーム１１０ａに取り付けると、スコロトロン型帯電器３０は感光ドラム２８と接触しないように、所定の間隔を隔てて対向配置される。
【００４６】
ドラムフレーム１１０のアッパーフレーム１１０ｂには、転写後に感光ドラム２８の表面上に残存する残存トナーを一時的に捕捉しつつ、転写時に用紙３から感光ドラム２８の表面上に付着する異物としての紙粉を回収するためのクリーニングユニット８１が設けられている。クリーニングユニット８１は、１次ローラとしての１次クリーニングローラ８２と、２次ローラとしての２次クリーニングローラ８３と、これら１次クリーニングローラ８２および２次クリーニングローラ８３を支持するホルダ部材８４とを備えている。ホルダ部材８４は、樹脂からなり、紙粉貯留部９４を一体的に備えている。アッパーフレーム１１０ｂをロアフレーム１１０ａに取り付けると、クリーニングユニット８１は、感光ドラム２８に対して現像ローラ３４の反対側に配置される。
【００４７】
感光ドラム２８の回転に伴なって、感光ドラム２８の表面は、スコロトロン型帯電器３０により一様に正帯電され、画像データに基づいてスキャナ部２１から発光されたレーザビームが照射されることにより露光され、静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ３４の回転により、現像ローラ３４の表面上に担持されかつ正極性に帯電されているトナーが、感光ドラム２８に対向して接触する時に、感光ドラム２８の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２８の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給されることによって現像剤像としての可視像が形成される。
【００４８】
転写ローラ３１は、感光ドラム２８の下方において、この感光ドラム２８に対向配置され、ドラムフレーム１１０のロアフレーム１１０ａに感光ドラム２８の回転方向と逆方向に回転可能に支持されている。この転写ローラ３１は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料が被覆されて形成され、ローラ軸には図示しない電源が接続される。トナーを用紙３へ転写する時には、所定の転写バイアスが印加される。
【００４９】
そして、感光ドラム２８の回転に伴い、レジストローラ１０から搬送されてくる用紙３が感光ドラム２８の表面と接触しながら、感光ドラム２８と転写ローラ３１との間を通る間に、感光ドラム２８の表面に担持されたトナーが、用紙３に転写される。トナーが転写された用紙３は、図４に示すように、搬送ベルト４６を介して、定着部２３に向けて搬送される。
【００５０】
定着部２３は、プロセスユニット２２の側方であって、用紙３の搬送方向下流側に設けられており、加熱ローラ４７と、押圧ローラ４８と、搬送ローラ４９とを備えている。加熱ローラ４７は、金属製の素管内にヒータとしてハロゲンランプ２６２（図１０参照）を備えている。押圧ローラ４８は、加熱ローラ４７の下方に対向配置され、その加熱ローラ４７を下方から押圧するように設けられている。また、搬送ローラ４９は、加熱ローラ４７および押圧ローラ４８に対して、用紙３の搬送方向下流側に設けられている。用紙３に転写されたトナーは、加熱ローラ４７と押圧ローラ４８との間を通る間に、熱によって溶融し、用紙３に固着する。用紙３は、搬送ローラ４９によって、本体ケーシング２に設けられる搬送ローラ５０および排紙ローラ５１に向けて搬送される。
【００５１】
搬送ローラ５０は、搬送ローラ４９に対して、用紙３の搬送方向下流側に設けられ、排紙ローラ５１は、排紙トレイ５２の上方に設けられる。搬送ローラ４９によって搬送されてきた用紙３は、搬送ローラ５０によって排紙ローラ５１に搬送され、その後、排紙ローラ５１によって、排紙トレイ５２上に排出される。
【００５２】
また、このレーザプリンタ１には、用紙３の両面に画像を形成するための再搬送ユニット６１を備えている。この再搬送ユニット６１は、反転機構部６２と、再搬送トレイ６３とが、一体的に構成され、本体ケーシング２における後部側に、反転機構部６２が外付けされるとともに、再搬送トレイ６３が給紙トレイ６の上方に挿入されるような状態で、着脱自在に装着されている。反転機構部６２は、本体ケーシング２の後壁に外付けされ、略断面矩形状のケーシング６４に、反転ローラ６６および再搬送ローラ６７を備えるとともに、上端部から、反転ガイドプレート６８を上方に向かって突出させている。
【００５３】
なお、搬送ローラ４９の下流側には、一方の面に画像が形成され搬送ローラ４９によって搬送されてきた用紙３を、搬送ローラ５０に向かう方向（実線の状態）と、後述する反転ローラ６６に向かう方向（仮想線の状態）とに選択的に切り換えるためのフラッパ６５が設けられている。
【００５４】
そして、用紙３の両面に画像を形成する場合には、まず、フラッパ６５が、用紙３を反転ローラ６６に向かわせる方向に切り換えられ、反転機構部６２に、一方の面に画像が形成された用紙３が受け入れられる。その後、その受け入れられた用紙３が反転ローラ６６に送られてくると、反転ローラ６６は、用紙３を挟んだ状態で正回転して、この用紙３を一旦反転ガイドプレート６８に沿って、外側上方に向けて搬送する。用紙３の大部分が外側上方に送られ、用紙３の後端付近が反転ローラ６６に挟まれた時に、反転ローラ６６の正回転が停止する。
【００５５】
次いで、反転ローラ６６は逆回転して、用紙３を、前後逆向きの状態で、ほぼ真下に向かうようにして、再搬送ローラ６７に搬送する。なお、反転ローラ６６を正回転から逆回転させるタイミングは、定着部２３の下流側に設けられる用紙通過センサ７６が、用紙３の後端を検知した時から所定時間を経過した時となるように制御されている。また、フラッパ６５は、用紙３の反転ローラ６６への搬送が終了すると、元の状態、すなわち、搬送ローラ４９から送られる用紙３を搬送ローラ５０に送る状態に切り換えられる。
【００５６】
次いで、再搬送ローラ６７に搬送されてきた用紙３は、次に述べる再搬送トレイ６３へ搬送される。再搬送トレイ６３は、用紙３が供給される用紙供給部６９、トレイ本体７０および斜行ローラ７１を備えている。用紙供給部６９は、反転機構部６２の下側において本体ケーシング２の後部に外付けされ、湾曲形状の用紙案内部材７２を備えている。再搬送ローラ６７からほぼ鉛直方向で送られてくる用紙３は、用紙案内部材７２の湾曲形状によって、略水平方向に案内され、トレイ本体７０に向けて略水平な状態で送り出される。
【００５７】
トレイ本体７０は、略矩形板状をなし、給紙トレイ６の上方において、略水平方向に設けられており、その上流側端部が、用紙案内部材７２に連結されるとともに、その下流側端部が、トレイ本体７０から搬送ローラ９に用紙３を案内するための再搬送経路７３の上流側端部に連結されている。再搬送経路７３の下流側端部は、搬送ローラ９に向けて延びている。
【００５８】
また、トレイ本体７０における用紙３の搬送路には、用紙３を、図示しない基準板に当接させながら搬送するための斜行ローラ７１が、用紙３の搬送方向において所定の間隔を隔てて２つ配置されている。
【００５９】
各斜行ローラ７１は、軸線が用紙３の搬送方向と略直交する方向に配置される斜行駆動ローラ７４と、その斜行駆動ローラ７４と用紙３を挟んで対向し、軸線が、用紙３の搬送方向と略直交する方向から、用紙３の送り方向が基準面に向かう方向に傾斜する方向に配置される斜行従動ローラ７５とを備えている。
【００６０】
用紙供給部６９からトレイ本体７０に送り出された用紙３は、斜行ローラ７１によって、その用紙３の幅方向一端縁が基準板に当接されながら、再搬送経路７３を介して、搬送ローラ９へ送られる。表裏が反転された状態の用紙３は、レジストローラ１０を経て画像形成位置に向けて搬送される。そして、再び、画像形成位置に搬送された用紙３の裏面が、感光ドラム２８と対向接触され、可視像を形成するトナーが転写された後、定着部２３において定着され、両面に画像が形成された状態で、排紙トレイ５２上に排紙される。
【００６１】
図１０は、本実施の形態のレーザプリンタ１のブロック図である。図１０に示すように、本実施の形態のレーザプリンタ１は、パワースイッチ２０１を設けた低圧電源２００や、メイン基板２１０、エンジン基板２２０、上述したスキャナ部２１に内蔵されているレーザユニット２３０、高圧電源２４０、パネル基板２５０、上述した定着部２３に内蔵されているフューザーユニット２６０などを備えている。この点、低圧電源２００は、メイン基板２１０や、エンジン基板２２０、フューザーユニット２６０に電源を供給している。また、レーザユニット２３０には、ポリゴンモータ２３１やレーザ発光部２３１などが内蔵されている。また、フューザーユニット２６０には、サーミスタ２６１や、上述した加熱ローラ４７のヒータとして使用されるハロゲンランプ２６２などが内蔵されている。また、エンジン基板２２０には、低圧電源２２０や、メイン基板２１０、レーザユニット２３０のポリゴンモータ２３１、高圧電源２４０、パネル基板２５０、フューザーユニット２６０のサーミスタ２６１などに接続する。さらに、エンジン基板２２０に対しては、ファンモータ２２１や、メインモータ２２２、ソレノイド２２３などが接続されている。
【００６２】
また、図１１は、メイン基板２１０のブロック図である。図１１に示すように、メイン基板２１０には、ＣＰＵ２１１や、ＡＳＩＣ２１２、ＲＯＭ２１３、ＲＡＭ２１４、ホスト用のパソコン（図示せず。）用のインタフェース２１５、エンジン基板２２０用のインターフェース２１６、レーザユニット２３０用のインターフェース２１７などが設けられている。
【００６３】
そして、本実施の形態のレーザプリンタ１では、図示しないホスト用のパソコンから印字データが送られてくると、ＡＳＩＣ２１２が印字データを受信して、ＲＡＭ２１４へ格納する。そして、ＣＰＵ２１１が、ＲＡＭ２１４に格納された印字データを順次読み込み、バンド処理可能なように中間コードに展開するとともに、展開した中間コードをＲＡＭ２１４に格納する。さらに、１ページ分の印字データが中間コードに展開された段階で、ＣＰＵ２１１がＲＡＭ２１４から中間コードを読み取って、画像データに展開するとともに、展開された画像データをＲＡＭ２１４に格納する。このとき、本実施の形態のレーザプリンタ１では、レーザプリンタ１自身の解像度に合わせて、画像データの解像度変換が行われるので、画像のシャープさが失われる。そこで、本実施の形態のレーザプリンタ１では、ＲＡＭ２１４上に展開された画像データに対して、上述した「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」を使用した画像処理方法を行い、画像のエッジを強調する処理を行う。
【００６４】
尚、ここまでのシーケンスは、ＲＯＭ２１３上に記憶されたプログラムに基づいて実行してもよいし、上記ホスト用のパソコン又は本実施の形態のレーザプリンタ１で読み取り可能な記憶媒体（図示せず。）に記憶されたプログラムに基づいて実行してもよい。
【００６５】
その後、本実施の形態のレーザプリンタ１は、エンジン基板２２０を駆動させて、用紙３の搬送を開始させるとともに、その用紙３の搬送に合わせて、スキャナ部２１内のポリゴンモータ２３１を回転させる。そして、ポリゴンモータ２３１の回転角度に同期して、ＡＳＩＣ２１２が、エッジ強調処理された画像データをＲＡＭ２１４から取り込んで、１ライン単位でスキャナ部２１に送る。すると、スキャナ部２１では、送られた画像データに基づいて、レーザ発光部２３０がＯＮ・ＯＦＦされ、レーザ発光部２３０のレーザ光が感光体ドラム２８に照射される。このとき、感光体ドラム２８の表面には、レーザ発光部２３０のレーザ光が照射された箇所にトナーが付着して画像が形成される。そして、搬送されてきた用紙３に対して、感光体ドラム２８に付着したトナーが転写されると、用紙３に転写されたトナーは、定着部２３により熱溶融することで、用紙３に定着され、印字が完了する。
【００６６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、レーザプリンタ１及び、「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」を使用した画像処理方法（図１〜図３参照）、上記ホスト用のパソコン又はレーザプリンタ１で読み取り可能な記憶媒体（図示せず。）は、画像のエッジを強調表現するためのものである。
【００６７】
すなわち、レーザプリンタ１及び、「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」を使用した画像処理方法（図１〜図３参照）、上記ホスト用のパソコン又はレーザプリンタ１で読み取り可能な記憶媒体（図示せず。）では、元画像（画像データ中）の注目画素Ｇ４を中心とした周辺画素Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８の各画素値を抽出し、その抽出された周辺画素Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８の各画素値を、微分演算し、注目画素Ｇ４に対する微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）及び方向Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ）を算出する。次に、当該注目画素Ｇ４を中心とした周辺画素Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８の各画素値のうち、当該微分ベクトルの方向Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ）に位置し且つ最も当該注目画素Ｇ４の画素値に近いものＧ、当該微分ベクトルの大きさｇｓ（ｉ，ｊ）に基づいて決定される定数ＫＴ、及び、当該注目画素Ｇ４の画素値ｆ（ｉ，ｊ）を使用して、式（１）により、当該注目画素Ｇ４の新しい画素値ｇ（ｉ，ｊ）を求める。そして、当該注目画素Ｇ４の新しい画素値ｇ（ｉ，ｊ）を、当該注目画素Ｇ４の対応画素の画素値として処理画像に設定する。このとき、元画像（画像データ中）の画素値の範囲外のものが処理画像の画素値として表現されることはないので、画像のエッジを強調表現しても、画像自体が変化しない（図１参照）。
【００６８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態では、画像のエッジを強調表現するための画像処理方法の一例として、「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」を使用したものであったが、「３×３マトリックス／Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ」であっても、同様である。但し、「３×３マトリックス／Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ」では、図７に示すように、注目画素Ｇ４とそれに隣接する８個の画素Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８で構成される３×３マトリックスに対して、フィルタ係数をオペレータ表現すると、図６に示すようになる。
【００６９】
また、３×３マトリックスでだけでなく、５×５マトリックス、７×７マトリックスなど、種々のマトリックスについても同様に行うことができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の画像処理装置及び、画像処理方法、記憶媒体は、画像のエッジを強調表現するためのものであるが、本発明の画像処理装置及び、画像処理方法、記憶媒体では、画像データ中の注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出し、その抽出された周辺画素の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出したのち、当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を求め、注目画素の対応画素の画素値を処理画像に設定しており、このとき、画像データ中の画素値の範囲外のものが処理画像の画素値として表現されることはないので、画像のエッジを強調表現しても、画像自体が変化しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」でエッジ強調した結果の一例を一次元で示した図である。
【図２】「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」で注目画素に対する微分ベクトルの大きさ及び方向を示した概念図である。
【図３】「３×３マトリックス／Ｓｏｂｅｌフィルタ」でフィルタ係数をオペレータ表現した図である。
【図４】レーザープリンタの一実施形態を示す概略側断面図である。
【図５】レーザープリンタのプロセスユニットを示す要部側断面図である。
【図６】「３×３マトリックス／Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ」でフィルタ係数をオペレータ表現した図である。
【図７】注目画素とそれに隣接する８個の画素で構成される３×３マトリックスのモデル図である。
【図８】「３×３マトリックス／４近傍ラプラシアンフィルタ」でフィルタ係数をオペレータ表現した図である。
【図９】「３×３マトリックス／４近傍ラプラシアンフィルタ」でエッジ強調した結果の一例を一次元で示した図である。
【図１０】レーザープリンタのブロック図である。
【図１１】レーザープリンタのメイン基板のブロック図である。
【符号の説明】
１ レーザプリンタ
３ 用紙
２１ スキャナ部
２３ 定着部
２８ 感光ドラム
Ａｌｆａ＿ｇｓ（ｉ，ｊ） 注目画素に対する微分ベクトルの方向
ｆ（ｉ，ｊ） 注目画素の画素値
ｇ（ｉ，ｊ） 注目画素の新しい画素値
ｇｓ（ｉ，ｊ） 注目画素に対する微分ベクトルの大きさ
Ｇ 周辺画素の各画素値のうち微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの
Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８ 周辺画素
Ｇ４ 注目画素
ＫＴ 微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数

Claims (7)

1. 画像データ中の注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出する抽出手段と、
   その抽出手段により抽出された周辺画素の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出する第１演算手段と、
   当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、前記微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、当該微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を算出する第２演算手段と、
   前記第２演算手段にて算出された注目画素の対応画素の画素値を処理画像に設定する設定手段と
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記微分演算がＳｏｂｅｌフィルタにてなされることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記微分演算がＰｒｅｗｉｔｔフィルタにてなされることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 画像データ中の注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出する抽出工程と、
   その抽出工程により抽出された周辺画素の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出する第１演算工程と、
   当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、前記微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、当該微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を算出する第２演算工程と、
   前記第２演算工程にて算出された注目画素の対応画素の画素値を処理画像に設定する設定工程と
   を備えたことを特徴とする画像処理方法。
5. 前記微分演算がＳｏｂｅｌフィルタにてなされることを特徴とする請求項４記載の画像処理方法。
6. 前記微分演算がＰｒｅｗｉｔｔフィルタにてなされることを特徴とする請求項４記載の画像処理方法。
7. 画像処理装置にて使用される記憶媒体であって、
   画像データ中の注目画素を中心とした周辺画素の各画素値を抽出し、その抽出された周辺画素の各画素値を、微分演算し、微分ベクトルの大きさ及び微分ベクトルの方向を算出したのち、当該注目画素を中心とした周辺画素の各画素値のうち、微分ベクトルの方向に位置し且つ最も注目画素の画素値に近いもの、微分ベクトルの大きさに基づいて決定される定数、及び、注目画素の画素値を使用して、注目画素の新しい画素値を求め、注目画素の対応画素の画素値として処理画像に設定する処理を格納したことを特徴とする記憶媒体。

Images