JP2014155088A - 画像処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な画像処理を必要とすることなく画像形成物質の消費量を低減することができるとともに、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる画像処理装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーセーブモードが設定されたとき、対象画像とホワイトノイズパターン４００とを画素単位で比較し、その比較結果に基づいて、対象画像を構成する有色画素のうち、ホワイトノイズパターン４００で特定される変換対象の画素に対応する画素について、有色画素を白画素に変換する間引き処理部２５１を備える。トナーセーブモードが設定されたときに使用される変換対象画素パターンは、前記変換対象の画素の空間周波数が特定の周波数にピークを持たないように設定されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、トナーやインクなどの画像形成物質の消費量を通常よりも節約して画像を形成する動作モードを有する画像処理装置、及び、その画像処理装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式やインクジェット方式などの画像形成装置が知られている。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、像担持体としての感光体上に、形成対象の画像に対応する潜像を形成する。この感光体上の潜像が、白画素以外の黒色画素などの有色画素に対応する部分にトナーが付着するように現像されることにより、感光体上にトナー像が形成される。そして、感光体上のトナー像が用紙などの記録媒体上に転写されることにより、記録媒体上に出力画像が形成される。また、インクジェット方式の画像形成装置では、形成対象の画像データに基づいて、有色画素に対応させてノズルヘッドからインクの液滴を用紙などの記録媒体に吐出させることにより、記録媒体上に出力画像が形成される。このような画像形成装置では、出力画像の１有色画素当りに一定量のトナーやインクなどの画像形成物質を消費する。従って、出力画像中に含まれる有色画素が多いほど、画像形成物質の消費量が多くなる。画像形成物質は、トナーカートリッジやインクカートリッジ等の形態で供給される消耗品であり、画像形成物質の消費量は画像形成装置のランニングコストに直接影響する一方で、画像形成装置のランニングコストの低減に対するユーザの関心は大きい。

上記ランニングコストの低減のために、トナー（インク）セーブモードやエコノミーモード等と呼ばれる画像形成物質の使用を節約する動作モード（以下、「節約動作モード」という。）を実行可能な画像形成装置が知られている。
例えば、特許文献１には、節約動作モードにおいて、出力対象の画像中の黒画素を間引く（白画素に変換する）処理を実行し、出力対象の画像中の黒画素数を減らす画像記録装置が開示されている。このように黒画素を間引いて黒画素数を減らすことにより、トナーやインクなどの画像形成物質（記録剤）の消費量を低減できる。

また、特許文献２には、記録すべき２値画像中に含まれる黒画素を所定の間引き率で間引く画像処理を実行する画像記録装置が開示されている。この画像記録装置では、記録すべき２値画像を構成する各画素を注目画素として、その注目画素の所定の周辺画素範囲に含まれる黒画素数を注目画素濃度値として計数する。そして、計数した注目画素濃度値を所定の間引き率に応じた濃度値に変換し、変換された濃度値を擬似中間調処理して再２値化した値を前記注目画素の新たな画素値（０：白画素、又は、１：黒画素）とする。

上記特許文献１における黒画素の間引き処理は、１画素おきに隣接する黒画素を間引くような単純な間引き処理であるため、黒画素は、一定画素間隔で周期的に間引かれることになる。ここで、文字画像を構成する黒画素の配置には周期性が少ないため、文字画像の場合は、そのような単純な間引き処理によっても黒画素を均等に間引くことができる。しかしながら、多値中間調画像にディザ処理等の擬似中間調処理をすることにより得られ２値画像（擬似中間調画像）に、そのような単純な間引き処理を行った場合、画像の階調性が崩れ、モアレと呼ばれる画像の劣化が発生するおそれがある。
また、上記特許文献２の画像形成装置では、画像の階調性の崩れによる画像劣化を防止できるが、画像処理の演算が複雑になるため、画像処理に時間がかかる。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、複雑な画像処理を必要とすることなく画像形成物質の消費量を低減することができるとともに、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる画像処理装置及び画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成物質を節約しない通常動作モードと画像形成物質を節約する節約動作モードとを有し画像形成手段によって画像が形成される対象画像の画像データを処理する画像処理装置であって、前記対象画像に対応する画素配列において白画素以外の有色画素を白画素に変換する変換対象の画素の空間的な配置を特定する変換対象画素パターンのデータを記憶する記憶手段と、前記節約動作モードが設定されたとき、前記対象画像と前記変換対象画素パターンとを画素単位で比較し、その比較結果に基づいて、前記対象画像を構成する有色画素のうち、前記変換対象画素パターンで特定される前記変換対象の画素に対応する画素について、該有色画素を白画素に変換する画素変換手段と、を備え、前記節約動作モードが設定されたときに使用される変換対象画素パターンは、前記変換対象の画素の空間周波数が特定の周波数にピークを持たないように設定されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、画像形成物質を節約する節約動作モードが設定されたとき、対象画像を構成する有色画素のうち、所定の変換対象画素パターンで特定される変換対象の画素に対応する画素について、有色画素を白画素に変換する。この特定の有色画素を白画素に変換することにより、画像形成物質の消費量を低減することができる。しかも、上記有色画素の白画素への変換は、画像形成手段によって画像が形成される対象画像と予め設定した所定の変換対象画素パターンとを画素単位で比較するという簡易な画像処理に基づいて行うことができ、複雑な画像処理を必要としない。更に、上記変換対象の画素の空間的な配置を特定する変換対象画素パターンの空間周波数は特定の周波数にピークを持たないので、対象画像の有色画素が一定画素間隔で周期的に白画素に変換されることがなく、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる。以上のように、本発明によれば、複雑な画像処理を必要とすることなく画像形成物質の消費量を低減することができるとともに、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る複合機の構成例を示す概略構成図。 本実施形態の複合機におけるプリンタ部の機能ブロック図。 プリンタ部に設けられたＧＡＶＤの機能ブロック図。 通常動作モード時に用いる周期性マスクパターンの一例を示す説明図。 トナーセーブモード時に用いるホワイトノイズパターン一例を示す説明図。 画像処理部における画像データ処理フローの一例を示す説明図。 画像処理部における画像データ処理フローの他の例を示す説明図。 画像処理部における画像データ処理フローの更に他の例を示す説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本実施形態では、画像処理装置の一例として、コピー、ファクシミリ、スキャナ、プリント等の画像を扱う複合機能を有する画像形成装置としての複合機１００の画像処理装置について説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置及びその画像処理装置にも適用できる。また、本発明は、電子写真方式の画像形成装置のほか、インクジェット方式などの他の方式の画像形成装置及びその画像処理装置にも適用できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る複合機１００の構成例を示す概略構成図である。図１において、複合機１００は、電子写真方式の画像形成装置であり、光書込手段（露光手段）としての光学装置１０２と、トナー像形成手段としての像形成部１２５と、転写手段及び定着手段としての転写・定着ユニット１３０とを備えている。光学装置１０２は、半導体レーザ素子を有するレーザ出力ユニット、ポリゴンミラー１０４、反射ミラー１０６などの光学要素を含む。像形成部１２５は、像担持体としての感光体ドラム、帯電手段としての帯電装置、現像手段としての現像ユニットなどを含む。転写・定着ユニット１３０は、定着手段としての定着ユニット、記録媒体搬送手段としての搬送ベルト、中間転写体としての中間転写ベルトなどを含む。

光学装置１０２は、例えば光源として半導体レーザ（ＬＤ）を有する図示しないレーザ出力ユニットを含む。レーザ出力ユニットから出射された光ビームの感光体ドラム１１５上の照射パワー（露光パワー）は、例えば光源として半導体レーザ（ＬＤ）に注入される注入電流の大きさによって変化させることができる。レーザ出力ユニットから出射された光ビームは、図示しないシリンドリカルレンズにより集光され、ポリゴンミラー１０４により、反射ミラー１０６へと偏向される。光ビームＬは、図示した実施形態ではシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した数だけ発生され、各々結像レンズを経て、上記帯電装置で帯電された感光体ドラム１１５Ｋ〜Ｍの表面を像状露光する。これにより、感光体ドラム１１５Ｋ〜Ｍに、各色に対応する静電潜像が形成される。なお、以下の説明において、感光体ドラム１１５Ｋ〜Ｍ等の部材や装置の符号における各色を示す添え字Ｋ〜Ｍは適宜省略する。

感光体ドラム１１５上に照射される光ビームＬの露光スポットの直径（以下、「露光ビーム径」という。）ωは、例えば、光ビームの中心ピーク強度の概ね１／ｅ^２の強度となる範囲の空間サイズにより、主走査方向および副走査方向について定義される。以下、主走査方向において強度がピーク強度の１／ｅ^２になる直径を「主走査方向直径」といい、副走査方向において強度がピーク強度の１／ｅ^２になる直径を「副走査方向直径」という。複合機１００の各走査方向についての実効解像度は、この露光ビーム径（主走査方向直径、副走査方向直径）に依存する。なお、以下、主走査方向を、上記ポリゴンミラーによる光ビームＬの感光体ドラム表面における走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向として定義する。つまり、主走査方向は、感光体ドラム１１５の表面の移動方向にほぼ直交する幅方向であり、感光体ドラム１１５の回転中心軸にほぼ平行な方向である。また、副走査方向は、感光体ドラム１１５の表面の移動方向である。

感光体ドラム１１５に形成された静電潜像は、感光体ドラム１１５が回動するにつれて現像ユニット１２０が対向している現像領域へと搬送される。現像ユニット１２０は、所定の現像バイアスが印加される現像剤担持体としての現像ローラ１２３を有する。感光体ドラム１１５上の静電潜像は、現像ローラ１２３に担持された画像形成物質としてのトナーを含む現像剤により現像され、感光体ドラム１１５上に現像剤像（トナー像）が形成され、担持される。感光体ドラム１１５に形成された現像剤像は、感光体ドラム１１５の回動につれて、転写・定着ユニット１３０における転写位置及び定着位置へと搬送される。

転写・定着ユニット１３０は、記録媒体収容部としての給紙カセット１０８、１０９、１１０と、給紙ユニット１１１、１１２、１１３と、縦搬送ユニット１１４と、搬送ベルト１１６と、定着ユニット１１７とを備えている。各給紙カセット１０８〜１１０に積載された上質紙やプラスチックシートなどの記録媒体としての転写部材は、それぞれ各給紙ユニット１１１〜１１３により給紙され、記録媒体搬送手段としての縦搬送ユニット１１４により感光体ドラム１１５に当接する位置まで搬送される。

各色の感光体ドラム１１５上の現像剤像は、転写バイアス電位の下で搬送ベルト１１６に静電吸着された転写部材に転写される。転写後、画像が形成された転写部材は、定着ユニット１１７に供給される。定着ユニット１１７は、シリコーンゴム、フッソゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材を備え、転写部材と多色現像剤像とを加圧加熱し、形成された画像を転写部材上に定着させる。この定着時の加熱処理は、転写部材に微小な縮みを生じさせる可能性を含んでいる。画像が定着された後の転写部材からなる印刷物は、記録媒体排出手段としての排紙ユニット１１８により、記録媒体排出部としての排紙トレイ１１９上に排紙される。

また、両面印刷を行う場合には、第１の面（表面）に画像が印刷物は、分離爪１２１を上側にセットすることにより、排紙トレイ１１９上に導かれずに、両面印刷用の記録媒体供給手段としての両面印刷用給紙ユニット１２２に搬送される。その後、両面印刷用給紙ユニット１２２に搬送された印刷物は、第２の面（裏面）に画像を転写するために再給紙される。画像が両面に形成され定着された両面印刷物は、記録媒体分離手段としての分離爪１２１を図中下側にセットすることにより、排紙トレイ１１９上に排紙される。

図２は、本実施形態の複合機１００における画像形成手段としてのプリンタ部２０８の概略的な機能ブロック図である。プリンタ部２０８は、光源制御手段としてのＧＡＶＤ（Gate Array for Video Device）２１０と、光源駆動手段としてのＬＤドライバ２１２と、感光体ドラム１１５に静電潜像を形成するための光ビームを出射する光出射手段としてのＬＤユニット２１４とを備えている。ＧＡＶＤ２１０は、例えば、ゲートアレイ等で構成された特定用途集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）で構成され、対象画像の画像データに応じてプリンタ部２０８の全体を統括的に制御する。このＧＡＶＤ２１０は、後述の図６〜図８などで例示した処理手順や機能を実現するように予め設計された回路で構成してもよいし、その処理手順や機能を実現するプログラムを読み込んで実行するように構成してもよい。例えば、マイコンなどのコンピュータの機能を含むようにＧＡＶＤ２１０を構成してよい。この場合、後述の図６〜図８などで例示した処理手順や機能を実現するためのプログラムは、ＧＡＶＤ２１０中のコンピュータに予め組み込こんでおいてもよい。また、当該プログラムは、複合機や画像処理装置の使用開始後の所定のタイミングにＧＡＶＤ２１０中のコンピュータに読み出して実行するようにしてもよい。

ＬＤドライバ２１２は、ＧＡＶＤ２１０によって制御され、ＧＡＶＤ２１０が出力する信号により半導体レーザ素子を駆動させるための電流（注入電流）を半導体レーザ素子に供給する。ＬＤユニット２１４は、光源としての半導体レーザ素子を実装している。この半導体レーザ素子から出射した光ビームが感光体ドラム１１５の表面上で結像されて走査されることにより、感光体ドラム１１５上に静電潜像が形成される。

図３は、ＧＡＶＤ２１０のより詳細な機能ブロック図である。ＧＡＶＤ２１０は、出力対象画像として入力された入力画像の画像データを格納する画像データ格納手段としてのメモリブロック２４０を備えている。入力画像の画像データは、速度変換およびフォーマット変換が施された後、画像処理部２４２に渡される。画像処理部２４２は、メモリブロック２４０から画像データを読み込み、画像データの解像度変換処理、スクリーン処理などを実行する。ここで、画像データは、主走査方向に規定される主走査ラインアドレス値および副走査方向に規定される副走査ラインアドレス値により、感光体ドラム１１５に対して露光される位置が規定されている。出力データ制御部２４４は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）２４６から出力される同期信号に基づいて、画像処理部２４２で処理された画像データの出力を制御する。ＬＤドライバ２１２は、出力データ制御部２４４から出力される画像データに基づいてＬＤユニット２１４を駆動する（図２参照）。なお、図３に例示するＧＡＶＤ２１０は、後述の画像処理を行う画像処理装置としても機能する。

次に、本実施形態の複合機における画像処理装置でトナー消費量を節約する節約動作モードとしてのトナーセーブモードが設定されたときに実行される画素変換処理としての間引き処理について説明する。ここで、間引き処理とは、出力対象画像として入力された入力画像を構成する複数の画素からなる画素群のうち、色画素以外の黒色画素を含む有色画素の一部を白画素に変換する画素変換処理である。また、間引きマスクパターンは、間引き処理に用いられるパターンであり、入力画像（出力対象画像）に対応する画素配列において白画素以外の有色画素を白画素に変換する変換対象の画素の空間的な配置を特定する変換対象画素パターンである。

図４は、本実施形態の複合機において通常動作モード時に間引きマスクパターンとして用いる周期性マスクパターン３００の一例を示す説明図である。図４において、黒部は白画素に変換しない画素に対応し、論理値として１が設定される。一方、白部は、黒色画素の場合に白画素に変換する画素に対応し、論理値として０が設定される。周期性マスクパターン３００の黒部及び白部はそれぞれ、空間的に一定の周期で配置され、周期性を有する。通常の間引き処理では、図４に例示する周期性マスクパターン３００と入力画像の画像データの論理積が演算され、その演算結果が処理後パターンとされ、実際の出力画像の画像形成動作に用いられる。ここで、文字画像を構成する黒画素の配置には周期性が少ないため、文字画像の場合はそのような単純な間引き処理を用いても問題はない。しかしながら、多値中間調画像にディザ処理等の擬似中間調処理をすることにより得られる２値画像（擬似中間調画像）に、そのような単純な間引き処理を行った場合、モアレが発生し不快な画像となる。

そこで、本実施形態では、間引きマスクパターンとして、そのパターンを構成する全画素のうち変換対象の画素の空間周波数が特定の周波数にピークを持たないように設定されたホワイトノイズパターンを用いている。

図５は、本実施形態の複合機においてトナーセーブモード時に間引きマスクパターンとして用いるホワイトノイズパターン４００の一例を示す説明図である。図５において、例えば、白部の画素値として論理値「０」が設定され、黒部の画素値として論理値「１」が設定される。図５に例示するホワイトノイズパターン４００は、例えば任意の解像度で正規乱数により黒部（論理値：１）のパターンを発生させて作成することができる。このホワイトノイズパターン４００と入力画像の画像データとの間で画素ごとに論理積をとる演算が行われる。例えば、この演算により、入力画像を構成する画素のうち、ホワイトノイズパターン４００の黒部（論理値：１）との間で論理積が演算される画素については、元の画素値がそのまま出力される。一方、ホワイトノイズパターン４００の白部（論理値：０）との間で論理積が演算される画素についてはすべて白画素の画素値（＝０）として出力される。従って、ホワイトノイズパターン４００の白部（論理値：０）との間で論理積が演算される画素が、画素値が０よりも大きな値である黒色画素などの有色画素の場合は、その画素値が白画素の画素値（＝０）に変換されて出力される。

なお、上記ホワイトノイズパターン４００と入力画像の画像データとの間で論理積をとる演算を行う場合は、その演算に先立って、画像データと同じ解像度に解像度変換を行ってもよい。この解像度変換は、二アレストネイバー法などのエッジをなまらせない方法で行うことが望ましい。

間引きマスクパターンの解像度及び画素の間引き間隔（有色画素を白画素に変換する画素の間隔）については、以下に示す範囲が好適である。例えばホワイトノイズパターンは間引き率が離散的であるため、画像データとしては間引かれていても実際の感光体ドラム上に作成される潜像はつながっている場合が多い。これは、感光体ドラム１１５の感光層に露光しても、その感光体層内で発生する電荷キャリアが感光体表面に達するまでにクーロン反発力などにより広がってしまい、電荷密度分布としてはまったく間引き効果が出ない場合があるからである。

上記間引きマスクパターンの解像度について発明者らが実験及び検討を行った結果、感光体ドラム１１５上の露光ビーム径ωの１〜２倍（１倍以上かつ２倍以下）の画素間隔の逆数を間引きマスクパターンの解像度とすることが望ましいことがわかった。すなわち、間引きマスクパターンは、感光体ドラム１１５の表面に照射される光ビームのピーク強度の１／ｅ^２の強度となる空間サイズにより規定される露光ビーム径ωの１倍以上２倍未満の画素間隔で間引きされていることが望ましいがわかった。露光ビーム径が主走査方向と副走査方向とで異なる場合には、その最大値を用いる。つまり、主走査方向直径及び副走査方向直径のうち値が大きい方の直径を、上記露光ビーム径ωとして用いる。露光ビーム径ωよりも狭い画素間隔で間引く間引きマスクパターンでは間引き効果がほとんどなくトナー消費量は低減されない。また、露光ビーム径ωの２倍よりも広い画素間隔で間引く間引きマスクパターンでは、トナー消費量は節減できるが、元の画像との差が大きくなり画像の劣化が大きすぎる。

図６は、画像処理部２４２における画像データ処理フローの一例を示す説明図である。
図６の画像処理部２４２において、動作モード判定部２５０でトナーセーブモードが選択されていると判定されると、間引き処理部２５１は、マスクパターン記憶部２５２から間引きマスクパターン（ホワイトノイズパターン）のデータを呼び出す。次に、間引き処理部２５１は、間引きマスクパターンのデータと入力画像の画像データとの論理積を演算して黒色画素を間引く間引き処理を実行し、間引き処理後の画像データを出力データ制御部２４４（図３参照）へ出力する。

図７は、画像処理部２４２における画像データ処理フローの他の例を示す説明図である。画像処理部２４２は、図７に示すように、入力画像中の文字部分を検出する文字検出部２５３を更に備えてもよい。この場合、入力画像のうち、文字検出部２５３で文字部分と判定された領域には、黒色画素の間引き処理は行わず、それ以外の領域については、前記間引きマスクパターン（ホワイトノイズパターン）を用いて黒色画素を間引く間引き処理を施す。

図８は、画像処理部２４２における画像データ処理フローの更に他の例を示す説明図である。また、画像処理部２４２は、図８に示すように、文字検出部２５３と文字ポイント数検出部２５４とを更に備えていてもよい。この場合、文字検出部２５３で文字部分を検出した後、その文字部分について文字ポイント数検出部２５４による文字のポイント数の検出を行う。この文字ポイント数検出部２５４で検出した文字のポイント数が所定のポイント数以上の場合、入力画像中の文字検出部２５３で文字部分と判定された領域には上記間引き処理は行わず、それ以外の領域について上記間引き処理を施す。

なお、本実施形態の画像処理部２４２において、間引きマスクパターンはマスクパターン記憶部２５２に保存されているが、間引き処理を行うときに演算を行って求めてもよい。

また、上記画像処理部２４２における画像処理は、前述の図６〜図８などで例示した処理手順や機能を実現するプログラムを、マイコンなどのコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）に読み出して実行することにより、実施することもできる。また、ここで用いられるプログラムは、本実施形態に装着可能な記憶媒体に保存しておき、その記憶媒体を介して供給することができる。プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、上記プログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバからダウンロードして供給してもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムを構成する各プログラムコードを実行することにより、前述の実施例の処理手順や機能が実現されるだけでなく、他の処理手順や機能を実現するようにしてもよい。例えば、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述の図６〜図８などで例示した処理手順や機能が実現されるようにしてもよい。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムは、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれてもよい。このように書き込まれた後、そのプログラムを構成するプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行うようにしてもよい。この処理によって前述した実施例の処理手順や機能が実現される。

次に、本実施形態の上記トナーセーブモード時の画像処理のより具体的な実施例について説明する。

＜実施例１＞
本実施例１では、画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ機能を有する株式会社リコー社製のカラー複合機「ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ２８５」（登録商標）相当機種を使用した。光学装置１０２における光ビームとしては、主走査方向直径及び副走査方向直径それぞれが約６０μｍのものを使用した。トナーセーブモード時の間引きマスクパターンとしては、解像度が４００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、２１２ｄｐｉ、２００ｄｐｉのホワイトノイズパターンを使用した。また、比較例では、同様な解像度を有する前述の図４に示した単純な周期性を持つマスクパターンを使用した。以上の条件の下で、トナーセーブモード時に形成された画像（トナーセーブモード画像）について、モアレの官能評価とトナー消費量の低減率の評価と元画像からの劣化の評価とを行った。モアレの官能評価は５０名の評価者で行い、その５０名のうちモアレについて８０％以上が許容した場合を「○」、２０％以上が許容しない場合を「×」とした。また、トナー消費量の低減率については、トナーセーブモード時のトナー使用量が通常モード時のトナー使用量の７０％未満の場合を「○」とし、７０％以上の場合を「×」とした。また、元画像からの劣化については、元画像と比較した官能評価を評価者５０名について行い、その５０名のうち８０％以上が許容した場合を「○」とし、２０％以上が許容しない（元画像を推測できない）場合を「×」とした。

表１〜表３に、本実施例１及び比較例の評価結果を示す。
表１は、モアレの官能評価の結果である。本実施例１の場合は、解像度が４００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、２１２ｄｐｉ、２００ｄｐｉのいずれの場合においても、モアレについて良好な評価結果「○」が得られた。
表２は、トナー消費量の低減率の評価結果である。本実施例１の場合は、解像度が３００ｄｐｉ、２１２ｄｐｉ、２００ｄｐｉの場合において、トナー消費量の低減率について良好な結果「○」が得られた。
表３は、元画像からの劣化の評価結果である。本実施例１の場合は、解像度が４００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、２１２ｄｐｉの場合において、元画像からの劣化について良好な結果「○」が得られた。

＜実施例２＞
本実施例２では、画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ機能を有する株式会社リコー社製のカラー複合機「ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ２８５」（登録商標）相当機種を使用した。光学装置１０２における光ビームとしては、主走査方向直径が約４０μｍ、副走査方向直径が約６０μｍのものを使用した。トナーセーブモード時の間引きマスクパターンとしては、解像度が６００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ、３００ｄｐｉのホワイトノイズパターンを使用した。また、比較例では、同様な解像度を有する前述の図４に示した単純な周期性を持つマスクパターンを使用した。以上の条件の下で、トナーセーブモード時に形成された画像（トナーセーブモード画像）について、モアレの官能評価とトナー消費量の低減率の評価と元画像からの劣化の評価とを行った。モアレの官能評価は５０名の評価者で行い、その５０名のうちモアレについて８０％以上が許容した場合を「○」、２０％以上が許容しない場合を「×」とした。また、トナー消費量の低減率については、トナーセーブモード時のトナー使用量が通常モード時のトナー使用量の７０％未満の場合を「○」とし、７０％以上の場合を「×」とした。また、元画像からの劣化については、元画像と比較した官能評価を評価者５０名について行い、その５０名のうち８０％以上が許容した場合を「○」とし、２０％以上が許容しない（元画像を推測できない）場合を「×」とした。

表４〜表６に、本実施例２及び比較例の評価結果を示す。
表４は、モアレの官能評価の結果である。本実施例２の場合は、解像度が６００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ、３００ｄｐｉのいずれの場合においても、モアレについて良好な評価結果「○」が得られた。
表５は、トナー消費量の低減率の評価結果である。本実施例２の場合は、解像度が４００ｄｐｉ、３００ｄｐｉの場合において、トナー消費量の低減率について良好な結果「○」が得られた。
表６は、元画像からの劣化の評価結果である。本実施例２の場合は、解像度が６００ｄｐｉ、４００ｄｐｉの場合において、元画像からの劣化について良好な結果「○」が得られた。

＜実施例３＞
本実施例３では、画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ機能を有する株式会社リコー社製のカラー複合機「ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ２８５」（登録商標）相当機種を使用した。光学装置１０２における光ビームとしては、主走査方向直径及び副走査方向直径それぞれが約６０μｍのものを使用した。トナーセーブモード時の間引きマスクパターンとしては、解像度が３００ｄｐｉのホワイトノイズパターンを使用した。また、本実施例３では、トナーセーブモードが選択された場合の現像バイアスを、通常動作モードが選択された場合の現像バイアスの値の０．８倍とした。その結果、トナーセーブモードにおいて、可読性を損なわず、トナー消費量を通常動作モードの場合と比較して２２％低減できた。

＜実施例４＞
本実施例４では、画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ機能を有する株式会社リコー社製のカラー複合機「ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ２８５」（登録商標）相当機種を使用した。光学装置１０２における光ビームとしては、主走査方向直径及び副走査方向直径それぞれが約６０μｍのものを使用した。トナーセーブモード時の間引きマスクパターンとしては、解像度が３００ｄｐｉのホワイトノイズパターンを使用した。また、本実施例４の画像形成装置では、光学装置１０２によって感光体ドラム１１５の表面に照射される光ビームＬの照射パワー（露光パワー）に応じてトナーの付着量が変化する。例えば、光ビームＬの照射パワーが大きくなると、その照射部分へのトナーの付着量が増え、光ビームＬの照射パワーが小さくなると、その照射部分へのトナーの付着量が減る。そこで、本実施例４では、トナーセーブモードが選択された場合に、光学装置１０２における光源として半導体レーザ（ＬＤ）の注入電流を、通常動作モードが選択された場合の注入電流の０．８倍とした。これにより、トナーセーブモードが選択された場合の感光体ドラム１１５の表面における光ビームＬの照射パワーが、通常動作モードが選択された場合の光ビームＬの照射パワーの０．８倍となった。その結果、トナーセーブモードにおいて、可読性を損なわず、トナー消費量を通常動作モードの場合と比較して１８％低減できた。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
トナーなどの画像形成物質を節約しない通常動作モードと画像形成物質を節約するトナーセーブモードなどの節約動作モードとを有し光学装置１０２や像形成部１２５などの画像形成手段によって画像が形成される対象画像の画像データを処理するＧＡＶＤ２１０などの画像処理装置であって、前記対象画像に対応する画素配列において白画素以外の有色画素を白画素に変換する変換対象の画素の空間的な配置を特定する変換対象画素パターンのデータを記憶するマスクパターン記憶部２５２などの記憶手段と、前記節約動作モードが設定されたとき、前記対象画像と前記変換対象画素パターンとを画素単位で比較し、その比較結果に基づいて、前記対象画像を構成する有色画素のうち、前記変換対象画素パターンで特定される前記変換対象の画素に対応する画素について、有色画素を白画素に変換する間引き処理部２５１などの画素変換手段と、を備え、前記節約動作モードが設定されたときに使用されるホワイトノイズパターン４００などの変換対象画素パターンは、前記変換対象の画素の空間周波数が特定の周波数にピークを持たないように設定されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像形成物質を節約する節約動作モードが設定されたとき、対象画像を構成する有色画素のうち、所定の変換対象画素パターンで特定される変換対象の画素に対応する画素について、有色画素を白画素に変換する。この特定の有色画素を白画素に変換することにより、画像形成物質の消費量を低減することができる。しかも、上記有色画素の白画素への変換は、画像形成手段によって画像が形成される対象画像と予め設定した所定の変換対象画素パターンとを画素単位で比較するという簡易な画像処理に基づいて行うことができ、複雑な画像処理を必要としない。更に、上記変換対象の画素の空間的な配置を特定する変換対象画素パターンの空間周波数は特定の周波数にピークを持たないので、対象画像の有色画素が一定画素間隔で周期的に白画素に変換されることがなく、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる。以上のように、本発明によれば、複雑な画像処理を必要とすることなく画像形成物質の消費量を低減することができるとともに、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記変換対象画素パターンは、前記対象画像と同じ画素配列を有し、該画素配列の各画素の画素データとして、有色画素を白画素に変換する変換対象の画素を特定する論理値が設定され、前記画素変換手段は、前記対象画素及び前記変換対象画素パターンそれぞれの互いに対応する画素同士について画素データの論理積を演算し、その演算結果に基づいて、前記有色画素から白画素への変換を行う。
これによれば、上記実施形態について説明したように、対象画素及び変換対象画素パターンそれぞれの互いに対応する画素同士について画素データの論理積を演算するという簡易な処理で、上記有色画素の白画素への変換を実行することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又は態様Ｂにおいて、前記画像形成手段が、感光体ドラム１５などの像担持体の表面を帯電する帯電装置などの帯電手段と、像担持体の表面に光ビームを照射して潜像を形成する光学装置１０２などの露光手段と、像担持体の潜像を画像形成物質で現像する現像ユニットなどの現像手段とを有し、前記変換対象画素パターンは、像担持体の表面に照射される光ビームのピーク強度の１／ｅ^２の強度となる空間サイズにより規定される直径ωの最大値の１倍以上２倍未満の画素間隔で間引きされている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、元の画像からの劣化を更に抑制しつつ、画像形成物質の消費量を確実に低減することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、前記対象画像の文字部分を検出する文字検出部２５３などの検出手段を更に備え、前記画素変換手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記対象画像のうち文字部分についてのみ前記白画素以外の画素を白画素に変換する処理を実行する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画質が劣化しにくい文字部分についてのみ前記画素の変換処理を実行している。従って、画質の劣化を最小限にし、文字の可読性を損なうことなく画像形成物質の消費量を確実に低減することができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、前記対象画像の文字部分とその文字分のポイント数とを検出する文字検出部２５３及び文字ポイント数検出部２５４などの検出手段を更に備え、前記画素変換手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記対象画像のうち所定のポイント数の文字部分についてのみ前記白画素以外の画素を白画素に変換する処理を実行する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、更に画質が劣化しにくい所定のポイント数の文字部分についてのみ前記画素の変換処理を実行している。従って、画質の劣化を最小限にし、文字の可読性を損なうことなく画像形成物質の消費量を確実に低減することができる。
（態様Ｆ）
画像形成物質を節約しない通常動作モードと画像形成物質を節約する節約動作モードとを有し、画像形成手段で形成される画像形成対象の対象画像を処理する画像処理装置に設けられたコンピュータに読み込まれて実行されるプログラムであって、前記コンピュータを、上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかにおける前記画素変換手段として機能させる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、上記所定の画像処理を実行するためのプログラムをコンピュータに読み込んで実行する。これにより、複雑な画像処理を必要とすることなく画像形成物質の消費量を低減することができるとともに、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる。
（態様Ｇ）
画像形成物質を節約しない通常動作モードと画像形成物質を節約する節約動作モードとを有し画像形成手段で形成される対象画像を処理する画像処理装置に設けられたコンピュータに読み込まれて実行されるプログラムを記録した記録媒体であって、前記コンピュータを、上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかにおける前記画素変換手段として機能させるプログラムを記録した。
これによれば、上記実施形態について説明したように、上記所定の画像処理を実行するためのプログラムを記録媒体から読み出してコンピュータで実行する。これにより、複雑な画像処理を必要とすることなく画像形成物質の消費量を低減することができるとともに、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる。
（態様Ｈ）
対象画像の画像データを処理するＧＡＶＤ２１０などの画像処理手段と、前記画像処理手段で処理された対象画像の画像データに基づいて画像を形成する光学装置１０２や像形成部１２５などの画像形成手段とを備えた複合機１００などの画像形成装置であって、前記画像処理手段として、上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかの画像処理装置を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、複雑な画像処理を必要とすることなく画像形成物質の消費量を低減することができるとともに、擬似中間調画像における画像の劣化を抑制できる。
（態様Ｉ）
上記態様Ｈにおいて、前記画像形成手段は、感光体ドラム１５などの像担持体の表面を帯電する帯電装置などの帯電手段と、像担持体の表面に光ビームを照射して潜像を形成する光学装置１０２などの露光手段と、現像バイアスが印加された現像ローラ１２３などの現像剤担持体に担持されたトナーなどの画像形成物質により像担持体の潜像を現像する現像ユニットなどの現像手段と、を有し、前記通常動作モードが設定されたときと前記節約動作モードが設定されたときで、前記現像バイアスが互いに異なる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記節約動作モードが設定されたときに、通常動作モード設定時とは異なる現像バイアスとすることにより、より効果的に画像形成物質の消費量を低減することが可能になる。
（態様Ｊ）
上記態様Ｈにおいて、前記画像形成手段は、感光体ドラム１５などの像担持体の表面を帯電する帯電装置などの帯電手段と、像担持体の表面に光ビームを照射して潜像を形成する光学装置１０２などの露光手段と、現像バイアスが印加された現像ローラなどの現像剤担持体に担持されたトナーなどの画像形成物質により像担持体の潜像を現像する現像ユニットなどの現像手段と、を有し、前記通常動作モードが設定されたときと前記節約動作モードが設定されたときで、前記光ビームの照射パワーが互いに異なる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記節約動作モードが設定されたときに、通常動作モード設定時とは異なる光ビームの照射パワーとすることにより、より効果的に画像形成物質の消費量を低減することが可能になる。

１００ 複合機
１０２ 光学装置
１０４ ポリゴンミラー
１０６ 反射ミラー
１０８、１０９、１１０ 給紙カセット
１１１、１１２、１１３ 給紙ユニット
１１４ 縦搬送ユニット
１１５Ｋ〜Ｍ 感光体ドラム
１１６ 搬送ベルト
１１７ 定着ユニット
１２０ 現像ユニット
１２３ 現像ローラ
１２５ 像形成部
１３０ 転写・定着ユニット
２０８ プリンタ部
２１０ ＧＡＶＤ
２１２ ＬＤドライバ
２１４ ＬＤユニット
２４０ メモリブロック
２４２ 画像処理部
２５０ 動作モード判定部
２５１ 間引き処理部
２５２ マスクパターン記憶部
２５３ 文字検出部
２５４ 文字ポイント数検出部
３００ 周期性マスクパターン
４００ ホワイトノイズパターン

特開平２−１４４５７４号公報 特許第３４８９９４１号公報 特開２００８−２１９３８６号公報

Claims (10)

1. 画像形成物質を節約しない通常動作モードと画像形成物質を節約する節約動作モードとを有し画像形成手段によって画像が形成される対象画像の画像データを処理する画像処理装置であって、
   前記対象画像に対応する画素配列において白画素以外の有色画素を白画素に変換する変換対象の画素の空間的な配置を特定する変換対象画素パターンのデータを記憶する記憶手段と、
   前記節約動作モードが設定されたとき、前記対象画像と前記変換対象画素パターンとを画素単位で比較し、その比較結果に基づいて、前記対象画像を構成する有色画素のうち、前記変換対象画素パターンで特定される前記変換対象の画素に対応する画素について、該有色画素を白画素に変換する画素変換手段と、を備え、
   前記節約動作モードが設定されたときに使用される変換対象画素パターンは、前記変換対象の画素の空間周波数が特定の周波数にピークを持たないように設定されていることを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１の画像処理装置において、
   前記変換対象画素パターンは、前記対象画像と同じ画素配列を有し、該画素配列の各画素の画素データとして、有色画素を白画素に変換する変換対象の画素を特定する論理値が設定され、
   前記画素変換手段は、前記対象画素及び前記変換対象画素パターンそれぞれの互いに対応する画素同士について画素データの論理積を演算し、その演算結果に基づいて、前記有色画素から白画素への変換を行うことを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１又は２の画像処理装置において、
   前記画像形成手段が、像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の表面に光ビームを照射して潜像を形成する露光手段と、該像担持体の潜像を画像形成物質で現像する現像手段とを有し、前記変換対象画素パターンは、前記像担持体の表面に照射される前記光ビームのピーク強度の１／ｅ^２の強度となる空間サイズにより規定される直径ωの最大値の１倍以上２倍未満の画素間隔で間引きされていることを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかの画像処理装置において、
   前記対象画像の文字部分を検出する検出手段を更に備え、
   前記画素変換手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記対象画像のうち文字部分についてのみ前記白画素以外の画素を白画素に変換する処理を実行することを特徴とする画像処理装置
5. 請求項１乃至３のいずれかの画像処理装置において、
   前記対象画像の文字部分とその文字分のポイント数とを検出する検出手段を更に備え、
   前記画素変換手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記対象画像のうち所定のポイント数の文字部分についてのみ前記白画素以外の画素を白画素に変換する処理を実行することを特徴とする画像処理装置
6. 画像形成物質を節約しない通常動作モードと画像形成物質を節約する節約動作モードとを有し、画像形成手段で形成される画像形成対象の対象画像を処理する画像処理装置に設けられたコンピュータに読み込まれて実行されるプログラムであって、
   前記コンピュータを、請求項１乃至５のいずれかにおける前記画素変換手段として機能させることを特徴とするプログラム。
7. 画像形成物質を節約しない通常動作モードと画像形成物質を節約する節約動作モードとを有し画像形成手段で形成される対象画像を処理する画像処理装置に設けられたコンピュータに読み込まれて実行されるプログラムを記録した記録媒体であって、
   前記コンピュータを、請求項１乃至５のいずれかにおける前記画素変換手段として機能させるプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
8. 対象画像の画像データを処理する画像処理手段と、前記画像処理手段で処理された対象画像の画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置であって、
   前記画像処理手段として、請求項１乃至５のいずれかの画像処理装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８の画像形成装置において、
   前記画像形成手段は、像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の表面に光ビームを照射して潜像を形成する露光手段と、現像バイアスが印加された現像剤担持体に担持された画像形成物質により像担持体の潜像を現像する現像手段と、を有し、
   前記通常動作モードが設定されたときと前記節約動作モードが設定されたときで、前記現像バイアスが互いに異なることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項８の画像形成装置において、
    前記画像形成手段は、像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の表面に光ビームを照射して潜像を形成する露光手段と、現像バイアスが印加された現像剤担持体に担持された画像形成物質により像担持体の潜像を現像する現像手段と、を有し、
    前記通常動作モードが設定されたときと前記節約動作モードが設定されたときで、前記光ビームの照射パワーが互いに異なることを特徴とする画像形成装置。

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