JP2005094296A

JP2005094296A - 画像処理装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2005094296A
Application number: JP2003324178A
Authority: JP
Inventors: Hirakazu Ezure; 平和江連; Koichiro Shinohara; 浩一郎篠原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】中抜けがなく自然な発色を実現する高画質なトナー画像形成を可能とする、画像処理装置を提供すること。
【解決手段】与えられた画像情報から濃度エッジ部を検出する検出手段と、該濃度エッジ部からの距離を計算する演算手段と、該濃度エッジ部の現像トナー量を減じると共に、濃度エッジ近傍部において濃度エッジ部からの距離が遠ざかるに従い現像トナー量の減じる割合を徐々に小さくするよう調整する画像調整手段と、該調整結果に従って作製したトナー画像形成情報を出力するトナー画像形成情報出力手段とを備える画像処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ、スキャナー等から与えられた画像情報を処理して、トナー画像形成情報として出力する画像処理装置に関する。

特開平０８−２２８２９８号公報特開平０９−０８５９９３号公報

従来から、電子写真方式を利用したモノクロ複写機、フルカラー複写機、フルカラープリンタ等の画像形成装置が広く知られており、様々な分野で使用されている。一般に、画像形成装置には、与えられた画像情報を現像トナー量からなるトナー画像形成情報に変換処理し、そのトナー画像形成情報を静電潜像形成手段に出力する画像処理装置が内蔵されている。

このような画像形成装置は、通常、ブラックトナーによるモノクロ画像、又は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色トナーによるフルカラー画像をＰＰＣ用紙、光沢氏等の記録媒体上に形成し、出力するものである。画像形成装置として、画像処理装置、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段、定着手段、及び給紙手段を有する画像形成装置が一般に広く使用されている。

図３は、一般的な電子写真方式の画像形成装置の一例であって、カラー複写機とカラープリンタのカラー複合機の断面概略図である。図３のカラー複合機は、画像処理装置１２によって出力されたトナー画像形成情報に基づいて像担持体１４上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段１３と、形成された該静電潜像をトナーにて現像してトナー画像を形成する現像手段１５と、該トナー画像を記録媒体上に転写する転写手段２５と、該記録媒体上の該トナー画像を定着させる定着手段３０と、普通紙、ＰＰＣ用紙、光沢紙等の記録媒体を収容し供給する給紙手段１０１〜１０４と、を備えている。

このカラー複合機は、普通紙への印字は勿論のこと市販の光沢紙（例えば、富士ゼロックス(株)製デジタルコート紙）を使うことにより、高画質で高光沢のプリントが可能である。しかし、市販の光沢紙を用いて写真画像をプリントすると、所謂、中抜けの現象の発生や、人物の輪郭、建物の輪郭において不自然な発色が気になり、画質という観点から改善が望まれている。

一方、特許文献１及び特許文献２には、受信した画像情報からトナー量（トナー濃度）を調整する技術が開示されている。特許文献１に開示された技術は、濃度エッジ部及び濃度エッジ近傍部の濃度は調整することなくそのままにするか若しくは増やした上で、その内側部の濃度値を減らす手段で中抜け現象の発生を防止するものである。同じく、特許文献２に開示された技術は、濃度エッジ部及び濃度エッジ近傍部の濃度は調整することなくそのままにした上で、その内側部の濃度値を減らす手段で、トナー消費量を抑え、文字・線画をシャープに記録し、良好な画像を形成することを可能ならしめるものである。

しかしながら、上記特許文献に記載の技術でも、光沢紙を用いて写真画像をプリントすると、人物の輪郭、建物の輪郭において不自然な発色の問題点は依然解決しなかった。特に高光沢の画像においてはこの問題点が増幅する傾向にあった。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、中抜けがなく自然な発色を実現する高画質なトナー画像形成を可能とする、画像処理装置を提供することにある。

本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討した結果、光沢紙内の画像の輪郭における不自然な発色はトナー濃度差に起因するボイド（画像段差）が主たる原因であることに気づき、濃度エッジ近傍部の現像トナー量の減じる割合を徐々に小さくするよう調整したところ、輪郭部の不自然な発色の問題点が解決することに加えて、意外にも、画像内側部に見られた中抜け現象の発生をも防止できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の画像処理装置は、与えられた画像情報から濃度エッジ部を検出する検出手段と、該濃度エッジ部からの距離を計算する演算手段と、該濃度エッジ部の現像トナー量を減じると共に、濃度エッジ近傍部において濃度エッジ部からの距離が遠ざかるに従い現像トナー量の減じる割合を徐々に小さくするよう調整する画像調整手段と、該調整結果に従って作製したトナー画像形成情報を出力するトナー画像形成情報出力手段とを備える。

本発明の画像処理装置の検出手段において、濃度エッジ部検出に際しては、多値の主走査方向ｍドット×副走査方向ｎドットの画像データに対し、注目画素を含む適当な大きさのウインドウを用意し、その中での最高濃度と最低濃度とを検出し、その差が所定以上のとき濃度エッジ部と判断することができる。

本発明の画像処理装置の画像調整手段において、現像トナー量を減じる上記濃度エッジ近傍部は、上記濃度エッジ部からの距離を500μm以下の範囲とすることが好ましい。

本発明の画像処理装置の画像調整手段において、上記濃度エッジ近傍部のＵＣＲ（Under Color Removal）量を、濃度エッジ部からの距離が遠ざかるに従い徐々に小さくなるよう設定することにより、現像トナー量の減じる割合を調整することが好ましい。ＵＣＲ量に一部代替してYellow成分を増やすことも好ましい。

本発明の画像処理装置の画像調整手段において、現像トナー量の減じる割合は濃度エッジ部からの距離に加えて、色情報及び濃度情報に依存させることもできる。

また、本発明者らが輪郭部の画像構成を解析した結果、輪郭が不自然に感じられるのは、画像の濃度差が大きい、人の顔、風景画の建物等の輪郭部分であった。人の顔の画像において、肌の部分は比較的濃度が低いのに対して、目、鼻の穴（影）等は比較的濃度が高い。建物の画像においては、建物の輪郭部は比較的濃度が高いのに対して、それらの周りは空、雲等濃度の低い部分という構成である。どちらの場合も画像の輪郭の濃度差が大きい画像構成となっている。

そこで、本発明の画像処理装置は、画像情報内の人物像の目、鼻の穴、口、眉毛、髪の生え際等のそれぞれの位置情報を検出し、現像トナー量の減じる割合を、画像情報内のそれらの位置情報に依存させることもできる。

本発明によれば、中抜けの発生を防止すると共に、トナー濃度差に起因するボイドを軽減し、輪郭が自然な発色を実現する高画質なトナー画像形成を可能とする、画像処理装置を提供することができる。

以下に、添付図面を参照して本発明を説明する。

図３は、本実施例・比較例において用いたカラー複合機（画像形成装置）の概略図である。図３のカラー複合機は、本発明の画像処理装置と、該画像処理装置によって出力されたトナー画像形成情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、形成された該静電潜像をトナーにて現像してトナー画像を形成する現像手段と、該トナー画像を記録媒体上に転写する転写手段と、該記録媒体上の該トナー画像を定着させる定着手段と、を備えた電子写真方式の画像形成装置である。

図３のカラー複合機は、大きく分けて画像形成部、２次転写部、用紙搬送部、定着部により構成される。画像形成部としては、感光ドラム１４、帯電装置１６、感光ユニット１３、ロータリー現像ユニット１５、１次転写ロール１９、感光体クリーニングユニット３３のほか、ロータリー現像ユニット１５の各色ごとの現像ユニット１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５ＢＫにトナーを供給するためのトナー収容部（図示せず）、感光体クリーニングユニット３３より回収される廃トナーを貯める廃トナー回収ボックス（図示せず）等を備える。２次転写部としては、中間転写ベルト１８、二次転写ロール２５、ベルトクリーニングユニット３４等を備える。

用紙搬送部としては、給紙カセット１０１、給紙トレイ１０２、１０３、両面プリント用紙反転ユニット１０４、ピックアップロール２７、フィードロール対、搬送ロール対２８、レジストレーションロール対２９、排出ロール対を備えている。なお、図中点線は光沢紙２４の搬送経路を示している。定着部としては、加熱ロール３１、加圧ロール３２を備えている。コンピュータＰ等から送られる画像、文字信号に基づき、画像処理を施して、感光ユニット１３からレーザー光が感光ドラム１４表面へと照射される。すると感光ドラム１４の表面には、露光部分と非露光部分において電位差が生じ、その電位差により静電潜像が形成される。

そして、その感光ドラム１４表面の静電潜像がロータリー現像ユニット１５と対峙すると、最初に、イエローに対応する現像装置の現像ロールに保持される磁気ブラシがその静電潜像を摺擦して、静電潜像部分にトナーを選択的に付着させる。このようにして感光ドラム１４表面には、イエロートナーによる顕像、すなわちトナー像Ｔ（Ｙ）が形成される。このトナー像Ｔ（Ｙ）が感光ドラム１４の回転と共に、１次転写ロール１９に対峙する位置に達すると、１次転写ロール１９が形成する１次転写電界により、中間転写ベルト１８上に静電的に転写される。

中間転写ベルト１８上に１次転写されたトナー像Ｔ（Ｙ）は、図中矢印方向に回転駆動される中間転写ベルト１８の回転と共に移動し、再び１次転写ロール１９に対峙する位置に達する。なお、この際、２次転写ロール２５とベルトクリーニングユニット３４は中間転写ベルト１８に対して離間されている。

次に、同様の動作により感光ドラム１４上には、マゼンタトナーによる顕像、すなわちトナー像Ｔ（Ｍ）が形成される。そして、中間転写ベルト１８上に既に１次転写されたトナー像Ｔ（Ｙ）が再び１次転写ロール１９に対峙する位置に達するタイミングで、感光ドラム１４上のトナー像Ｔ（Ｍ）も１次転写ロール１９に対峙する位置に達し、１次転写ロール１９が形成する１次転写電界により、中間転写ベルト上のトナー像Ｔ（Ｙ）にトナー像Ｔ（Ｍ）が重ねあわされる。同様に、シアントナーによるトナー像Ｔ（Ｃ）、ブラックトナーによるトナー像Ｔ（Ｂｋ）が次々に重ね合わされ、最終的にフルカラーのトナー像Ｔ（Ｆ）が中間転写ベルト１８表面に形成される。なお、この際、２次転写ロール２５とベルトクリーニングユニット３４は中間転写ベルト１８に対して離間されている。

そして、給紙カセット１０１に収容された光沢紙２４は、ピックアップロール２７、フィードロール、搬送ロール２８を介して１枚ずつ搬送され、レジストレーションロール対２９により一旦保持（停止）される。そして、中間転写ベルト１８上のトナー像Ｔ（Ｆ）が２次転写ロール２５と対峙するタイミングに同期させて、レジストレーションロール対２９が回転し、それまで保持していた光沢紙２４を２次転写ロール２５と中間転写ベルト１８との圧接部分に送り込む。

すると、中間転写ベルト１８上のトナー像Ｔ（Ｆ）は、２次転写ロール２５が形成する２次転写電界により、光沢紙２４上に２次転写される。この際、トナー像Ｔ（Ｆ）は、光沢紙２４の樹脂層に転写される。なお、ここで２次転写されずに中間転写ベルト１８表面に残留した僅かなトナーは、ベルトクリーニングユニット３４により除去される。

トナー像Ｔ（Ｆ）をその表面に保持する光沢紙２４は、１次定着部分に達する。そして、互いに圧接して回転する加熱ロール３１と加圧ロール３２の圧接部分を通過する際に、その熱と圧力との作用により、トナー像Ｔ（Ｆ）は光沢紙２４上に永久像として定着される。定着後の光沢紙２４は、排出ロール対によりカラー複合機１外へと搬送され、高画質のカラー画像が得られる。

図１は本発明の画像処理装置が行う画像処理の一例であって、与えられた画像情報から濃度エッジ部を検出し、濃度エッジ部からの距離ｘを算出し、濃度エッジ近傍部についてＵＣＲ量を算出し、ＵＣＲ補正することによって、濃度エッジ部からの距離が遠ざかるに従い現像トナー量の減じる割合を徐々に小さくするよう調整をした上で、非濃度エッジ部についてはこの調整をすることなく、トナー画像形成情報を作製し、静電静像形成手段である感光ユニットへトナー画像形成情報を出力する、画像処理装置の処理を示すブロック図である。

図１のブロック図において、濃度エッジ部検出に際しては、多値の主走査方向ｍドット×副走査方向ｎドットの画像データに対し、注目画素を含む適当な大きさのウインドウを用意し、その中での最高濃度と最低濃度とを検出し、その差が所定以上のとき濃度エッジ部と判断した。ＵＣＲ補正に際しては、濃度エッジ部から２ラインまではＵＣＲ値を７５％、３〜４ラインまでを５０％、５〜６ラインまでを２５％、７ライン以降を０％とした。この補正を行った時のＵＣＲ量（図２−１）、及び、トナー濃度（図２−２）を図に実線で示す。この補正を行わない場合のトナー濃度を図２−２に点線で示す。補正を行わない場合のＵＣＲ量は常に０％である。

評価用のチャートとして、画像濃度がサイアン0.4％の30mm角の内部に15mm角のプロセスブラックCin300％の、プリンタの解像度が600dpiの画像を用いて、画像の輪郭の自然さを目視で判断した。上記補正を行った際の濃度エッジ部での画像の段差は２μmであり、目視では画像の輪郭の自然さを確認できなかった。これに対し、濃度エッジ近傍部においても非濃度エッジ近傍部と同様補正を行わなかった場合（比較例）では、段差が１５μmとなり段差を目視で確認でき、輪郭部に不自然な発色がある様に見えた。

濃度エッジ部から３ラインまではＵＣＲ値を７５％、４〜６ラインまでを５０％、７〜９ラインまでを２５％、１０ライン以降を０％とした他は実施例１と同様にして、評価用チャートを画像を得た。プリンタの解像度は600dpiであるので、１ライン幅は約42μmであり、１０ラインで約420μmとなる。このとき、画像の輪郭は自然な発色だった。

表１に、実施例１〜２の画像データ補正を行った場合と、上記補正をしなかった場合（比較例）の、画像の段差と、輪郭の評価結果を示す。

実施例１，２で用いたチャートを人物が写っている画像に置き換え、人物の顔、目、鼻の穴に着目し輪郭の有無を目視で確認したところ画像の輪郭は自然な発色だった。

図１は本発明の画像処理装置の機能を示すフローチャートである。図２−１はＵＣＲ量と濃度エッジ部からの距離との関係を示す概念図である。図２−２はトナー量と濃度エッジ部からの距離との関係を示す概念図である。図３は本実施例・比較例で使用した画像形成装置の概略図である。

符号の説明

１２…画像情報処理装置、１３…感光ユニット（静電潜像形成手段）、１４…感光ドラム（像担持体）、１５…ロータリー現像ユニット（現像装置）、１６…帯電器、１７…ＰＴＣ（除電器）、１８…中間転写ベルト、１９…一次転写ロール、２１、２２…張架ロール、２４…光沢紙（記録媒体）、２５…二次転写ロール、２７…ピックアップロール、２８…搬送ロール、２９…レジストレーションロール対、３１…加熱ロール、３２…加圧ロール、３４…ベルトクリーニングユニット、３５…二次転写ロールクリーナ、Ｔ…トナー、Ｐ…コンピュータ、１０１…給紙カセット、１０２〜１０３…給紙トレイ、１０４…両面プリント用紙反転ユニット

Claims

与えられた画像情報から濃度エッジ部を検出する検出手段と、該濃度エッジ部からの距離を計算する演算手段と、該濃度エッジ部の現像トナー量を減じると共に、濃度エッジ近傍部において濃度エッジ部からの距離が遠ざかるに従い現像トナー量の減じる割合を徐々に小さくするよう調整する画像調整手段と、該調整結果に従って作製したトナー画像形成情報を出力する画像形成情報出力手段とを備える画像処理装置。
現像トナー量を減じる上記濃度エッジ近傍部は、上記濃度エッジ部からの距離を500μm以下の範囲とする、請求項１に記載の画像処理装置。
上記濃度エッジ近傍部のＵＣＲ（Under Color Removal）量を、濃度エッジ部からの距離が遠ざかるに従い徐々に小さくなるよう設定することにより、現像トナー量の減じる割合を調整する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。