JP2014239419A - 画像処理装置およびその方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 細線画像の記録において、紙の周波数特性に応じた画像処理を行うことにより、細線再現性の高い画像を出力する。【解決手段】 記録媒体に形成される画像を表す画像データを入力する入力手段と、前記記録媒体の表面凹凸の周波数特性を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した周波数特性に基づいて、前記画像データを補正する補正手段とを有することを特徴とする画像処理装置。【選択図】 図４

Description

本発明は、記録媒体に形成される画像を表す画像データを処理する画像処理装置およびその方法に関する。

記録媒体上に画像を形成する装置として、電子写真方式の画像形成装置がある。電子写真方式ではまず、帯電手段が像担持体である感光体を一様に帯電させた後、露光手段が感光体に画像信号に応じたレーザなどの光ビームを露光し、感光体上に静電潜像を形成する。次に、現像手段が感光体上の静電潜像を現像し、感光体上にトナー像を形成する。その後、感光体上に現像されたトナー像は、一般的に中間転写体に一次転写され、中間転写体から記録媒体に二次転写される。定着手段が転写されたトナー像を加熱、加圧することにより記録媒体にトナーを定着させ、記録媒体上に画像が形成される。

近年、電子写真方式の画像形成装置では多種多様な記録媒体が利用されるが、記録媒体の種類によっては、転写工程や定着工程において不良が発生することが知られている。特に、図面や文字で使用されるような数十μｍ〜数百μｍ程度の細線は、表面の凹凸が大きい記憶媒体では、線の途切れやがたつきが発生したり、濃度が低下したりすることが知られている。

特許文献１には、紙の表面の凹凸状態に応じて、中間調処理、露光強度、現像バイアスのうち少なくともいずれか一つを制御する技術が開示されている。例えば、紙の表面の凹凸が大きい場合に、凹部におけるトナー転写量の低下（転写不良）を考慮して、凹部では表面のフラットな紙の場合と比較してドットサイズを相対的に大きくする。

特開２０１１−２５７７２７号公報

しかしながら、紙のような繊維質の記憶媒体では、繊維の太さによって表面の凹凸の周波数特性が異なり、細線再現性も変わる。特許文献１に開示された方法によれば、記録媒体の表面凹凸を考慮した制御を行うものの、記録媒体の周波数特性まで考慮していないため、必ずしも適切な細線処理がなされなかった。
そこで本発明は、細線画像の記録において、紙の周波数特性に応じた画像処理を行うことにより、細線再現性の高い画像を出力することを目的とする。

そこで本発明は上記課題を解決するために、画像処理装置であって、記録媒体に形成される画像を表す画像データを入力する入力手段と、前記記録媒体の表面凹凸の周波数特性を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した周波数特性に基づいて、前記画像データを補正する補正手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、細線画像の記録において、紙の周波数特性に応じた画像処理を行うことにより、細線再現性の高い画像を出力できる。

転写前後の中間転写体から紙へのトナー移動を示す、断面方向からの概念図 定着プロセスにおける紙上でのトナー変形を示す、断面方向からの概念図 細線画像を印刷した試料を拡大観察した様子を示す概念図 細線画像の再現性を説明する概念図 画像処理装置の構成を表すブロック図 １ドラム型の電子写真記録方式の画像形成装置の構成例 紙の表面凹凸を測定する方法の一例である凹凸センサユニットを示す概念図 図７の凹凸センサで受光した光強度の一例を示すグラフ 細線処理方法を決定する処理の流れを示すフローチャート 量子化後画像デ―タの一例 露光信号データを示す概念図 量子化後画像データの一例 露光信号データを示す概念図 パルス強度変調処理を行った場合の、露光信号データの例を示す概念図 紙の表面凹凸に異方性について説明する図 画像処理装置の処理の流れを示すフローチャート 画像処理装置の構成を表すブロック図 画像処理装置の処理の流れを示すフローチャート 細線処理方法を決定する処理の流れを示すフローチャート

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に関る本発明を限定するものではなく、また、本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

＜第１実施形態＞
図５は、本実施形態に適用可能な画像形成システムを示すブロック図である。本実施形態における画像形成システムは、電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置５０６と、入力画像データを画像形成装置が出力可能な画像データに変換する画像処理装置５００とからなる。画像処理装置５００と画像形成装置５０６は無線通信等のインタフェース又は回路によって接続されている。画像処理装置５００は例えば一般的なパーソナルコンピュータにインストールされたプリンタドライバである。その場合、以下に説明する画像処理装置５００内の各部は、コンピュータが所定のプログラムを実行することにより実現される。ただし、画像形成装置５０６が画像処理装置５００を含む構成としてもよい。

［画像処理装置］
画像処理装置５００は、画像入力部５０１、色変換処理部５０２、色分解処理部５０３、量子化処理部５０４、細線処理部５０５、紙情報取得部５０８、画像出力５０９を有する。

画像入力部５０１では、画像形成装置５０６が印刷対象とする入力画像データが入力される。ここでは、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）からなるデジタルな入力画像データが入力されるとする。

色変換処理部５０２は、入力画像の画像信号を、デバイスに非依存な色空間（例えば、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊やＣＩＥ ＸＹＺ）にマッピングする。一般にデジタルな画像データの色再現範囲よりプリンタ等の画像形成装置５０６が再現可能な色再現範囲の方が狭い。そのため色変換処理部５０２は、入力画像データを画像形成装置５０６が再現可能な色再現範囲に色圧縮する変換処理を行う。ここでは色変換処理は、ＲＧＢ値からＬ＊ａ＊ｂ＊値の対応が記載されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づいて行われる。ただしこれに限定されるものではなく、マトリクス演算でも構わない。

色分解処理部５０３は、色変換処理部５０２により出力されたデバイスに非依存な色空間の値から、画像形成装置５０６に搭載されている各色材色の信号値に変換が行われる。画像形成装置５０６は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の色材を有するとする。色分解処理部５０３は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値とＣＭＹＫ値との対応が記載された色分解ルックアップテーブル（ＬＵＴ）５０７を参照して、各ＣＭＹＫの信号値に変換し、各色に対応する色分解後画像データを出力する。ここで得られる各色の色分解後画像データは、８ビット（２５６階調）の画像データであるとする。

量子化処理部５０４は、色分解処理部５０３から出力された各色色分解後画像データに対して量子化処理を行う。本実施形態において量子化処理部５０４は、８ビット（２５６階調）の色分解後画像データを画素毎に４ビット（０〜１６の画素値からなる１７階調）の量子化後画像データに変換する。

細線処理部５０５は、紙情報取得部５０８から、画像形成装置５０６が出力する紙の周波数特性を示す紙情報を取得し、各色の量子化後画像データに対して、出力する紙の周波数特性に応じた細線処理を行う。細線処理とは、量子化後画像データにおいて細線を形成する細線画素または、細線画素の近傍画素の画素値を補正することを意味する。細線処理部の処理内容の詳細は後述する。

画像出力部５０９は、細線処理部５０５から出力された各色の画像データを、画像形成装置５０６における露光部を制御するための露光信号データに変換する。本実施形態において画像出力部５０９は、多階調からなる画像データを露光走査距離に置き換えるパルス幅変調処理（「ＰＷＭ処理」とも呼ぶ）を施す。

図１６は、本実施形態に適用可能な画像形成システムの処理の流れを表すフローチャートである。まず画像入力部５０１にて画像データを取得し、画像データサイズに対応して確保されたメモリ領域に画像データを格納する（Ｓ１６０１）。次に、色変換処理部５０２にて、Ｓ１６０１で取得した入力画像の画像信号をデバイスに非依存な色空間にマッピングし、上記メモリ領域のデータを更新する（Ｓ１６０２）。色分解処理部５０３にて、Ｓ１６０２で変換されたデバイス非依存のデータから各色材色の記録量に対応する信号値に変換し、上記メモリ領域のデータを更新する（Ｓ１６０３）。さらに、Ｓ１６０３で色分解処理された色材色の信号値に対して、量子化処理部５０４で量子化処理を行い、上記メモリ領域のデータを更新する（Ｓ１６０４）。量子化処理後のデータに対して、細線処理部５０５にて上述した細線処理を実施し、上記メモリ領域のデータを更新する（Ｓ１６０５）。最後に、画像出力部５０９で、細線処理後のデータに対してＰＷＭ処理を行い、画像形成装置５０６に送る。ここでは、処理ステップが進むたびにメモリ内容を更新する例で説明したが、処理毎に異なるメモリ領域を確保してそれぞれ格納しても良い。

［画像形成装置］
図６は、本実施形態に適用可能な電子写真方式の画像形成装置５０６の構成を示すブロック図である。画像形成装置５０６は、露光部であるレーザダイオード６００１とポリゴンミラー６００２、像担持体である感光ドラム６００３、除電器６００４、帯電器６００５、現像器６００６を有する。さらに画像形成装置５０６は転写工程を行う、一次転写器６００８、中間転写ベルト６００７、レジストローラ６０１４、二次転写器６００９を有する。また定着器６０１１により定着工程が施される。感光ドラムクリーナ６０１２、中間転写ベルトクリーナ６０１８はそれぞれ、感光体、中間転写ベルトに残留したトナーを取り除く。図６が示す１ドラム型の場合、複数色に対応する現像器が、レーザダイオード、ポリゴンミラー、感光ドラム、露光器、帯電器、一次転写器、感光ドラムクリーナを共有している。以下に、画像形成装置５０６におより画像が出力される工程を説明する。

感光ドラム６００３は、除電器６００１により均一に除電された後、帯電器６００５により均一に帯電される。レーザダイオード６００１は、画像処理装置５００で決定した露光信号データに基づいてレーザ光を発光する。レーザ光は、ポリゴンミラー６００２、ｆθレンズ（不図示）を経て、矢印方向に回転している感光ドラム６００３上に露光走査される。これにより感光ドラム６００３上には静電潜像が形成される。その後静電潜像は、現像部６００６から供給されるトナーによってトナー像として現像される。現像されたトナー像は、複数のローラ間に加張されて無端駆動される中間転写ベルト６００７上に、一次転写器６００８により転写される。

この動作を、各色の現像ユニット（シアン６００６Ｃ、マゼンタ６００６Ｍ、イエロー６００７Ｙ、ブラック６００６Ｋ）を切り換えながら繰り返し、中間転写ベルト６００７上に順次転写された複数色からなるカラーのトナー像を形成する。

一方、記録媒体６０１０は給紙トレイ６０１３からレジストローラ６０１４まで搬送され、レジストローラ６０１４により二次転写器６００９に搬送される。そして、中間転写ベルト６００７上に転写されたカラーのトナー像は、二次転写器６００９により搬送された記録媒体６０１０に転写される。定着器６０１１がトナー像を記録媒体６０１０上に定着させる。排紙ローラ６０１５にて排紙トレイ６０１６上に画像が形成された記録媒体６０１０が排出される。

なお、感光ドラム６００３上に残った残留トナーは、感光ドラムクリーナ６０１２で掻き落とされ、回収される。また、転写材６０１０が分離された後、残留している中間転写ベルト６００７上の残留トナーは、ブレード等の中間転写ベルトクリーナ６０１８によって掻き落とされる。

尚、本実施形態では１ドラム型の電子写真方式の画像形成装置５０６の一例を示したが、複数色の現像器ごとにそれぞれの機構を有しているタンデム型の電子写真方式でも実施可能である。

ここで、紙の周波数特数と細線画像の再現性について説明する。

まず、細線画像の再現性低下を招く転写不良には、様々な要因が挙げられている。その一つとして転写される紙と中間転写体上のトナーとの間のエアーギャップが挙げられる。図１は、転写前後の中間転写体から紙へのトナーの移動を示す、断面方向からの概念図である。図１（ａ）は転写前、図１（ｂ）は転写後の様子をそれぞれ表している。中間転写体１０１上のトナー１０３が紙１０２に転写される。図中に図示しないが、表面に凹凸の少ない平滑な用紙であれば、エアーギャップは場所によらずほぼ同じ程度なので、トナー層が紙に均一に転移する。しかし、図１に示すような表面凹凸（表面粗さ）の大きな紙では、紙の凹部でエアーギャップが広がり、転写電界が弱まるため、凹部にトナーが十分に転写されず、中間転写体上の残留トナー１０４が残ってしまう。

次に、細線画像の再現性低下を招く定着不良についても、さまざまな要因が挙げられるが、紙の表面凹凸による定着不良について説明する。図２は、定着工程における紙上でのトナーの変形を示す、断面方向からの概念図である。図２（ａ）は定着ニップでの挙動、図２（ｂ）は定着後の様子をそれぞれ表している。定着部材２０１は、紙２０２に対して加熱、加圧により定着する。図中に図示しないが、表面に凹凸の少ない平滑な紙であれば、トナーにかかる圧力も熱量も場所によらずほぼ同じなので、トナー層が紙に均一に定着する。しかし、図２に示すような表面凹凸の大きな紙では、定着ニップ内でトナーが加熱、加圧され、トナーが溶融して紙上に定着する過程で、凸部のトナー２０３は図２（ａ）の矢印に示すように定着部材からの圧力で凹部方向に掃き寄せられる。また凹部のトナー２０４は定着部材と接触しないため、十分に溶融および圧着されない。結果として、凸部ではトナーの透けが発生し、凹部ではトナーが十分に潰されなかったことによりトナー間に隙間が発生する。このため、紙表面が十分に被覆されないという現象が発生する。

このように、紙の表面凹凸が大きいために転写不良、定着不良が発生し、細線再現性が低下する。さらに細線再現性は、紙の繊維の細かさによっても異なる。図３は、試料を光学顕微鏡等で拡大して観察した様子を示す概念図である。図３（ａ）は、表面凹凸の少ない平滑な紙に細線画像を印刷した場合の概念図である。図３（ｂ）は、細い繊維の紙に細線画像を印刷した場合の概念図である。図３（ｃ）は、太い繊維の紙に細線画像を印刷した場合の概念図である。一般的に、紙の表面凹凸の周波数特性として、細い繊維の紙では高周波成分が多く振幅が低い傾向があり、太い繊維の紙では低周波成分が多く振幅が高い傾向がある。点線の内側が本来、細線が形成される領域である。平滑な紙を用いた図３（ａ）では、本来細線が形成される領域に十分なトナー量で細線が形成されていることがわかる。表面の凹凸のある図３（ｂ）、図３（ｃ）では、上述した通り、転写工程で紙上に転写されるトナー量は、平滑な紙の場合と比べて少なくなる。また、定着工程において繊維上のトナーは繊維間に掃き寄せられ、繊維間のトナーは溶融や圧着が不十分になる。図３（ｂ）では、トナーの透けが発生する凸部は高周波に存在し、凹凸の振幅が小さいため定着部材はトナーに接触してトナーが薄く潰される。図３（ｃ）では、トナーの透けが発生する凸部は低周波に存在し、凹凸の振幅が大きいため定着部材のトナーに接触せずトナーが十分に潰されない。なお上述した通り、一般的には、紙の表面凹凸は繊維の太さに応じて、低周波かつ高振幅、または、高周波かつ低振幅になりやすいが、紙の種類によってはこの限りでは無いと考えられる。紙によって、多様な周波数特性の表面凹凸をもつ。

図４は、紙の周波数特性によって異なる細線再現性を模式的に示した図である。図４（ａ）は入力信号が１００％の細線画素を含む画像４０が入力された場合、図４（ｂ）は入力信号が６０％の細線画素を含むハーフトーン画像４１が入力された場合の例を示す。画像４０１と４０５は高周波かつ高振幅な紙の場合、画像４０２と４０６は低周波かつ高振幅な紙の場合、画像４０３と４０７は高周波かつ低振幅な紙の場合、画像４０４と４０８は低周波かつ低振幅な紙の場合の例である。

図３（ｂ）が示す高周波かつ低振幅の周波数特性をもつ紙に細線画像を出力した概念図は細線画像４０３であり、画像４０より濃度の低い細線となる。画像４０１は画像４０３と同程度の高周波な表面凹凸であり、画像４０３より高振幅の紙の場合を示している。同程度高周波でより高振幅な周波数特性をもつ紙に細線を含む画像を出力すると、より濃度が低下し、さらに細線再現性が低くなってしまう。また、図３（ｃ）が示す低周波かつ高振幅の周波数特性をもつ紙に細線画像を出力した概念図が４０２であり、画像４０より細くうねりのある細線となる。画像４０４は４０２と同程度の低周波な表面凹凸であり、画像４０２より低振幅の紙の場合を示している。同程度低周波でより低振幅な表面凹凸の紙の場合、画像４０２より濃度が濃いため、うねりによる細線再現性の低下が抑制される。一定以上の振幅成分がある紙の場合、細線画像は濃度が薄くなってしまう。また、表面凹凸が低周波な周波数特性をもつ紙の場合、細くうねりのある細線になり、表面凹凸が高周波な周波数特性の紙では濃度の低い細線となる。さらに、表面凹凸の振幅によって線の細りの程度、濃度低下の程度が異なる。以上のように、紙の表面凹凸がもつ周波数特性によって、細線再現性が異なっていることがわかる。

［紙情報取得部詳細］
紙情報取得部５０８が取得する画像形成装置５０６が出力する紙の周波数特性を示す紙情報について説明する。図７は、紙の表面凹凸を測定する方法の一例である凹凸センサを示す概念図である。凹凸センサユニット７０は、対象とする紙７１の表面凹凸情報を測定する。凹凸センサユニット７０は、光源部７０３、受光部７０２を有する。光源部７０３は、画像形成装置５０６が有するレーザ光のようにスポット径の小さい光ビームを発する構成であることが望ましい。また、表面がコートされていない非コート紙では表面反射光の強度が低いため、受光部７０２は光感度の高い受光素子であることが望ましい。図７における点線は、光の照射された領域の紙の法線方向を示しおり、矢印は光源部７０３による光ビームの進行方向を示している。図からわかるように、図７（ａ）の状態では表面反射光が受光部７０２と異なる方向に反射する。図７（ａ）が示す状態から紙を搬送し（あるいは凹凸センサユニット７０を走査し）、図７（ｂ）が示す状態に遷移すると表面反射光が受光部７０２で受光される。図８は、図７に示した凹凸センサユニット７０における受光部７０２で受光した表面反射光の強度の一例を示すグラフである。測定結果８０１は、表面凹凸が高周波かつ振幅の小さい周波数特性の紙を測定した結果、測定結果８０２は表面凹凸が低周波かつ振幅が大きい周波数特性の紙を測定した結果を示している。紙の表面凹凸の周波数が高いほど光強度変化の周期が短く、振幅が大きいほど表面反射光の強度変化の振幅が大きいことがわかる。この表面反射光の強度変化を周波数解析することにより、間接的に紙の表面凹凸の周波数特性を得ることができる。尚、表面反射光の強度の絶対値は紙の反射率自体に依存するため、周波数解析時に直流成分は除外する。また、凹凸センサユニット７０を画像形成装置の内部に具備しておき、紙を通紙してセンシングしても良いし、凹凸センサユニット７０を画像形成装置とは別構成にしておきセンサユニット側を走査させても良い。

紙凹凸情報の取得方法は、上述した方式に限定されず、面発光式の光源を用いて紙を照射し２次元センサで撮像する構成でも良い。もちろん、良く知られるレーザ顕微鏡、光干渉方式の表面形状測定器、ＡＦＭ、三次元デジタイザ等の表面形状測定器を利用しても良い。さらに、画像処理装置５００において選択可能な紙に凹凸情報を付加しておき、選択された紙に応じて自動的に紙の表面凹凸情報を取得しても良いし、ユーザによって紙の表面凹凸情報が入力される方式でも構わない。

［細線処理部詳細］
紙の周波数特性に応じた細線処理部５０５における補正処理について詳細に説明する。上述した通り、紙の表面凹凸の周波数特性によって細線の印刷結果が異なる。紙の表面凹凸が低周波の場合は本来意図した線幅より細くなり、紙の表面凹凸が高周波の場合は本来意図した線濃度より薄くなる傾向がある。そこで、紙の表面凹凸の周波数特性に応じて補正することで、高品質な細線画像を出力する。図９は、補正方法を決定する処理の流れを示すフローチャートである。

まずステップＳ９０１において、上述した方法を利用して出力する紙の表面凹凸の周波数特性を取得する。センサユニット７０が測定した結果から、紙の表面凹凸の振幅および周波数を示す情報を取得する。次にステップＳ９０２において、対象とするいずれの周波数においても振幅が所定の閾値以下、つまり表面粗さが所定値以下かどうかを判定する。Ｓ９０２において、出力する紙について、いずれの周波数においても振幅が所定の閾値以下であると判定された場合、すなわち表面の平滑な紙の場合、補正処理を行う必要が無いため補正処理を完了する。ステップＳ９０２において、いずれかの周波数において振幅が所定の閾値より大きいと判定された場合、すなわち表面の粗い紙が利用される場合、補正処理を行う必要がある。ステップＳ９０２における閾値は必ずしも全ての周波数で一定値である必要はなく、周波数帯毎に異なる閾値を設定しておいても良い。ステップＳ９０２で補正処理を行う必要があると判定された場合、ステップＳ９０３に進む。

ステップＳ９０３において、予め設定された所定の周波数より低い周波数帯において所定の閾値より高い振幅成分が存在するか否かを判定する。ステップＳ９０３で低周波帯域に高い振幅成分が存在すると判定された場合、ステップＳ９０４に進み、低周波紙用の補正処理を実行する。ステップＳ９０３で低周波帯域に高い振幅成分が存在しないと判定された場合、すなわち高い振幅成分は高周波帯域側に存在すると判定された場合は、ステップＳ９０５に進み、高周波紙用の補正処理を実行する。

図１０〜１３を参照して、ステップＳ９０４の処理内容を説明する。上述した通り、紙の表面凹凸が低周波な場合、平滑紙と同様の条件で印刷を行うと、本来意図した細線画像より細い線が印刷されてしまう。そこで、量子化処理部５０４で量子化された画像データに基づいて生成される露光信号データにおいて、細線を太くするように画素値を変更する。つまり細線処理部５０５は、露光信号データが示す露光幅が太くなるように画素値を変更する。なお、細線処理部５０５は、画素値０の画素に対しては処理を行わない。

図１０は、細線画素を含む画像に対して量子化処理部５０４が量子化処理した量子化後画像データの一例である。図１０が示す量子化後画像データの各画素（格子）について、画素値に応じて画像形成装置は１６段階で出力することができる。量子化画像データにおいて、塗りつぶされた領域が細線を形成する細線画素である。細線画素はそれぞれ画素値８であり、それ以外の画素の画素値は０である場合を例に示す。図１１は、図１０が示す画像データに対してＰＷＭ処理することにより得られる露光信号データの例を示す。図１１（ａ）は、ステップＳ９０２で補正処理を行う必要が無いと判定された平滑紙の場合の露光信号データを示している。レーザ光の主走査方向（図中の横方向）に対して１画素のうち幅５０％が露光される露光信号データとなっている。図１１（ｂ）は、ステップＳ９０４における低周波紙用の補正処理を行った場合の露光信号データを示しており、１画素につき８０％の幅が露光される。主走査方向に長く露光されるため、潜像像や現像像では入力された細線画像より太い線となるが、前述の通り転写工程、定着工程において線が細くなるため、記録媒体上では入力された細線画像と同等の太さの線が印刷されることになる。尚、１００％を超えるＰＷＭ処理は出来ないため、画素値が１６である画素が形成する細線については、図１１（ｂ）が示す補正処理はできない。そこで、１画素に対応する露光が１００％以上必要な場合の例を、図１２、図１３を用いて説明する。図１０と同様の細線画素を含む画像デ―タであり、細線画素の画素値が１６であったとする。図１２は、画素値１６の画素が細線を形成する量子化後画像データに対して、細線処理部５０５が補正処理した結果得られるデ―タを示す。図１２の中心列における画素の画素値１６であり、中心列の両脇の列に位置する細線画素の近傍の画素はそれぞれ画素値が８である。つまり、本来細線を形成する画素の近傍画素を露光することにより、露光幅が大きくなるように補正処理をする。図１３に、図１２が示す画像データに基づいて生成された露光信号データを示している。中心列が１００％、両脇の列が５０％露光され、細線を形成する露光信号データの合計は、入力された細線画像よりも太い線になっていることがわかる。尚、図１３においてＰＷＭ処理により細線領域を判別して左寄せや右寄せを行った好ましい例を示したが、単に中央寄せのＰＭＷ処理であっても構わない。

なお、ここでは縦方向の細線を含む画像を例に示したが、横方向の細線や斜め方向の細線を含む画像でも、図１２、図１３で説明したような補正処理を行うことで実現可能である。さらに、紙の表面凹凸の振幅によって、細線の細くなる程度は異なるため、振幅が大きいほど露光される面積を広くするなど、振幅情報によって露光信号データの補正量を適宜決定することが望ましい。ステップＳ９０４における線を太くする処理において、補正を行う方法はこれに限定されず、例えば紙の表面凹凸の周波数特性に応じて入力画像に対して太線化の補正を行うなどの方法でも良い。

次に、図１４を参照して、ステップＳ９０５の処理内容を説明する。上述した通り、紙の表面凹凸が高周波な場合、平滑紙と同様の条件で印刷を行うと、本来意図した細線画像より濃度が低く印刷されてしまう。そこで、量子化処理部５０４から得られる量子化後画像データに対して、平滑紙の場合より細線画素の濃度を高くするように補正処理を行う。濃度を高くするということは、すなわち紙の上に転写されるトナー像を高くする処理である。例えば、露光するレーザ光の強度（以下、露光強度）を高くすることで現像されるトナー像（現像トナー像）を高くし、結果として表面凹凸の大きい紙でも紙上に転写されるトナー量を平滑紙の場合と同等程度にすることができる。なお、ステップＳ９０５において細線処理部５０５は、画素値０の画素に対しては処理を行わない。

図１４は、この露光強度を変更する処理であるパルス強度変調処理（ＰＡＭ処理）を行った場合の、露光信号データの例である。図１４（ａ）は、Ｓ９０２で補正処理を行う必要が無いと判定された平滑紙の場合の露光信号データ（パルス信号値）を示している。図１４（ｂ）は、ステップＳ９０５における高周波紙用の補正処理を行った場合の露光信号データを示しており、図１４（ａ）より露光強度が高い値になっている。上述した通り、現像されるトナー像は平滑紙の場合よりトナーの高さが高くなり、転写工程、定着工程を経て、記録媒体上では入力された細線画像と同等の濃度の線が印刷されることになる。現像されるトナー量を増やす処理は、ＰＡＭ処理に限定されず、例えば現像バイアスを高くするなどの処理を行っても良い。紙の表面凹凸の振幅によって、細線の濃度低下の程度は異なるため、振幅が大きいほど露光強度を高くする、あるいは、現像バイアスを高くするなど、振幅情報によって現像されるトナーの補正量を適宜決定することが望ましい。

また本実施形態では、ＰＷＭ処理を行う構成を例に説明したが、これに限らない。

以上、説明した本処理を行うことで、表面凹凸が有する周波数特性が異なる紙を用いた場合に、細線画像の品位の低下を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、記録媒体の表面凹凸が粗い場合、画素値が０の画素を除く全ての画素に対して細線の再現性を保障するための処理（ステップＳ９０４またはステップ９０５）について述べた。しかしながら、細線領域以外にも同じ処理が施されるため、網点面積拡大または網点濃度上昇が発生し、入力画像によっては濃度が高くなってしまう可能性がある。これに付随し、マクロ的な濃度に非線形な変化が発生し、階調性が低下する可能性がある。

そこで、本実施形態では、入力画像における細線領域を抽出し、細線領域についてのみ第１実施形態と同様の細線処理を実施する例を述べる。

基本的な構成や処理内容は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる箇所についてのみ説明を行い、それ以外については説明を割愛する。

図１７は、本実施形態に適用可能な電子写真方式の画像形成装置５０６の構成を示すブロック図である。

［画像処理装置］
画像処理装置１７００は、画像入力部１７０１、色変換処理部１７０２、像域判定部１７０３、色分解処理部１７０４、量子化処理部１７０５、細線処理部１７０６、紙情報取得部１７０８、画像出力部１７０９を有する。画像入力部１７０１では、第１実施形態と同様、画像形成装置５０６が印刷対象とするＲＧＢの入力画像データが入力される。色変換処理部１７０２は、入力画像の画像信号を、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊などデバイスに非依存な色空間にマッピングする。

本実施形態に特有の構成である像域判定部１７０３は、特開平５−１４７０２号をはじめとして、数多く発明されているので詳細な説明はここでは省略するが、基本的な動作は１画素単位で細線情報かそれ以外のオブジェクトかを判定し、オブジェクトごとの信号を生成する処理のことである。この信号は、例えば、細線であれば１、細線でなければ０といった値を画素毎に付与する。このオブジェクト信号を参照することで読み取り画像の任意画素位置が細線か否かを区別できるようになる。

色分解処理部１７０４は、色変換処理部１７０２により出力されたデバイスに非依存な色空間の値から、画像形成装置５０６に搭載されている各色材色ＣＭＹＫの信号値に変換が行われる。色分解処理部１７０４は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値とＣＭＹＫ値との対応が記載された色分解ＬＵＴ１７０７を参照して、各ＣＭＹＫの信号値に変換し、各色に対応する色分解後画像データを出力する。ここで得られる各色の色分解後画像データは、８ビット（２５６階調）の画像データであるとする。

量子化処理部１７０５は、色分解処理部１７０４から出力された各色色分解後画像データに対して量子化処理を行う。本実施形態において量子化処理部１７０５は、８ビット（２５６階調）の色分解後画像データを画素毎に４ビット（０〜１６の画素値からなる１７階調）の量子化後画像データに変換する。

細線処理部１７０６は、紙情報取得部１７０８から、画像形成装置５０６が出力する紙の周波数特性を示す紙情報を取得し、各色の量子化後画像データに対して、出力する紙の周波数特性に応じた細線処理を行う。この処理において、像域判定部１７０３で生成された細線情報か否かの信号に応じて、細線処理を行うかどうかを決定する。尚、細線と判定された画素に対する細線処理は第１実施形態と同様の処理を実施し、細線でないと判定された画素に対しては処理を行わない。

画像出力部１７０９は、細線処理部１７０６から出力された各色の画像データを、画像形成装置５０６における露光部を制御するための露光信号データに変換する。本実施形態において画像出力部１７０９は、多階調からなる画像データを露光走査距離に置き換えるＰＷＭ処理を施す。

図１８は、本実施形態に適用可能な画像形成システムの処理の流れを表すフローチャートである。まず画像入力部１７０１にて画像データを取得し、画像データサイズに対応して確保されたメモリ領域に画像データを格納する（Ｓ１８０１）。次に、色変換処理部１７０２にて、Ｓ１８０１で取得した入力画像の画像信号をデバイスに非依存な色空間にマッピングし、上記メモリ領域のデータを更新する（Ｓ１８０２）。像域判定部１７０３にて、Ｓ１８０３で変換されたデバイス非依存のデータに対し、１画素単位で細線情報かそれ以外のオブジェクトかを判定し、細線であれば１、細線でなければ０の信号を画素毎に付与する（Ｓ１８０３）。

色分解処理部１７０４で、Ｓ１８０３で変換されたデバイス非依存のデータを各色材色の記録量に対応する信号値に変換し、上記メモリ領域のデータを更新する（Ｓ１８０４）。さらに、Ｓ１８０４で色分解処理された各色材色の信号値に対して、量子化処理部１７０５で量子化処理を行い、上記メモリ領域のデータを更新する（Ｓ１８０５）。量子化処理後のデータに対して、細線処理部１７０６にて上述した細線処理を実施し、上記メモリ領域のデータを更新する（Ｓ１８０６）。最後に、画像出力部１７０９で、細線処理後のデータに対してＰＷＭ処理を行い、画像形成装置５０６に送る（Ｓ１８０７）。ここでは、処理ステップが進むたびにメモリ内容を更新する例で説明したが、処理毎に異なるメモリ領域を確保してそれぞれ格納しても良い。

図１９は、Ｓ１８０６の細線処理の詳細を説明するフローチャートである。

まずステップＳ１９０１において、第１実施形態同様、出力する紙の表面凹凸の周波数特性を取得する。次にステップＳ１９０２において、対象とするいずれの周波数においても振幅が所定の閾値以下、つまり表面粗さが所定値以下かどうかを判定する。Ｓ１９０２において、出力する紙について、いずれの周波数においても振幅が所定の閾値以下であると判定された場合、すなわち表面の平滑な紙の場合、補正処理を行う必要が無いため補正処理を完了する。ステップＳ１９０２において、いずれかの周波数において振幅が所定の閾値より大きいと判定された場合、すなわち表面の粗い紙が利用される場合、補正処理を行う必要がある。ステップＳ１９０２における閾値は必ずしも全ての周波数で一定値である必要はなく、周波数帯毎に異なる閾値を設定しておいても良い。ステップＳ１９０２で補正処理を行う必要があると判定された場合、ステップＳ１９０３に進む。

ステップＳ１９０３において、予め設定された所定の周波数より低い周波数帯において所定の閾値より高い振幅成分が存在するか否かを判定する。ステップＳ１９０３で低周波帯域に高い振幅成分が存在すると判定された場合、ステップＳ１９０４に進み、画素単位で細線か否かの判定処理を行う。ステップＳ１９０４で対象画素が細線と判定された場合、低周波紙用細線処理を行う（ステップＳ１９０５）。ステップＳ１９０４で対象画素が細線でないと判定された場合、細線処理を行わない。全画素処理済みか否かを判定し（ステップＳ１９０６）、処理が終わっていなければ次の画素に移動し（ステップＳ１９０７）、ステップＳ１９０４に戻る。以降、同様に処理を繰り返し、Ｓ１９０６で全画素処理済みとなれば、細線処理を完了する。

ステップＳ１９０３で低周波帯域に高い振幅成分が存在しないと判定された場合、すなわち高い振幅成分は高周波帯域側に存在すると判定された場合は、ステップＳ１９０８に進み、ステップＳ１９０８に進み、画素単位で細線か否かの判定処理を行う。ステップＳ１９０８で対象画素が細線と判定された場合、高周波紙用細線処理を行う（ステップＳ１９０９）。ステップＳ１９０８で対象画素が細線でないと判定された場合、細線処理を行わない。全画素処理済みか否かを判定し（ステップＳ１９１０）、処理が終わっていなければ次の画素に移動し（ステップＳ１９１１）、ステップＳ１９０８に戻る。以降、同様に処理を繰り返し、Ｓ１９１０で全画素処理済みとなれば、細線処理を完了する。

ステップＳ１９０５の低周波紙用細線処理、ステップＳ１９０９の高周波紙用細線処理、さらには、細線処理を行わない場合についての詳細な処理に関しては、第１実施形態と同様のため説明を割愛する。

尚、像域判定部１７０３では色変換処理部１７０２でＬ＊ａ＊ｂ＊等のデバイスに非依存な色空間にマッピングされたデータに対して判定処理を行う例を説明したが、これに限定されない。例えば、ＲＧＢ等の入力画像データに対して処理を行っても良いし、色分解処理部１７０４で処理されたＣＭＹＫのデータに対して処理を行っても良い。

以上、説明した本処理を行うことで、表面凹凸が有する周波数特性が異なる紙を用いた場合に、細線画像の品位の低下を抑制した上で、画像濃度の変動を抑制することができる。

＜変形例＞
第１実施形態では、表面凹凸の周波数特性が低周波な紙に画像を形成する場合に、細線を太線化する処理を説明したが、使用する紙によっては紙の繊維方向（表面凹凸）に異方性がある場合がある。特に、量子化された細線画像においては、現像されるトナー領域を縦方向にも横方向にも広げることが可能だが、紙の表面凹凸の異方性との組み合わせによって、太線化の効果の大小は異なる。そこで、表面凹凸の異方性の大きい紙を利用する場合における、より好適な処理方法を以下に説明する。

図９のステップＳ９０１において、紙の表面凹凸の周波数特性を取得する際に、紙の表面凹凸の異方性情報も同時に取得する。例えば、図７の凹凸センサユニットを用いて、使用する紙を縦方向、横方向にそれぞれ走査して、縦方向の表面凹凸と横方向の表面凹凸をそれぞれ取得する。または、第１実施形態に記載した別の表面凹凸取得方法である２次元センサ、表面形状測定器の利用や、ユーザによって紙の凹凸情報が入力される方式でも構わない。

次に、ステップＳ９０３にて、低周波成分が検出された場合、縦方向と横方向のどちらの振幅の方が高いかを判定する。縦方向の振幅の方が横方向の振幅より高い場合、縦方向に現像トナー領域を広げ、横方向の振幅の方が縦方向の振幅より高い場合、横方向に現像トナー領域を広げる。

図１５は、紙の表面凹凸に異方性がある場合において、現像トナー領域を広げる方向を説明するための概念図を示す。図１５（ａ）は、縦方向の繊維が多い紙の場合、すなわち縦方向の振幅の方が横方向の振幅より高い場合である。横方向に現像トナー領域を広げても、転写、定着工程において、紙上では紙繊維によって透けたり掃き寄せられたりするため、縦方向に広げることでより効率的に紙上での被覆率を向上させるができる。同様に、図１５（ｂ）は、横方向の繊維が多い紙の場合、すなわち横方向の振幅の方が縦方向の振幅より高い場合である。縦方向に現像トナー領域を広げても、転写工程、定着工程において、紙上では繊維によって透けたり掃き寄せられたりするため、横方向に広げることでより効率的に紙上での被覆率を向上させる。

尚、現像トナー領域の広げ方は第１実施形態に記載の方法を利用できる。

＜その他の実施形態＞
本発明の目的は前述した実施例の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム、情報処理装置に供給し、それらのコンピュータ（またはＣＰＵまたはＭＰＵ）がプログラムコードを読み出し実行することでも達成され得る。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶したコンピュータ可読記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するためのコンピュータ可読記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤなどを用いることができる。

また、コンピュータが読み出したコンピュータプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現される。さらにそのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行うこともできる。その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、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こまれた後、そのコンピュータプログラムコードの指示に基づき実行されてもよい。その際において、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い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

以上、説明した通り、本発明によれば、表面凹凸の種類の異なる紙を用いた場合に、細線画像の品位の低下を抑制するができる。

５０５ 細線処理部
５０８ 紙情報取得部

Claims (14)

1. 記録媒体に形成される画像を表す画像データを入力する入力手段と、
   前記記録媒体の表面凹凸の周波数特性を取得する取得手段と、
   前記取得手段が取得した周波数特性に基づいて、前記画像データを補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記補正手段は、前記表面凹凸の周波数特性が所定の周波数より低い周波数帯の振幅成分が所定値より高い場合は、前記画像データにおける細線を太らせるようにすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記補正手段は、前記表面凹凸の振幅成分に基づいて前記細線を太らせる量を決定することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記決定手段は、前記表面凹凸の周波数特性が所定の周波数より高い周波数帯の振幅成分が所定の値より高い場合、前記画像データにおける細線が表す濃度が高くなるようにすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記補正手段は、前記表面凹凸の振幅成分に基づいて前記細線が表す濃度を高くする量を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記補正手段は、ＰＡＭ処理により露光強度を高くすること、または、現像バイアスを高くすることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記補正手段は、前記画像データを構成する画素の画素値を変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像処理装置。
8. さらに、前記画像データにおいて細線を構成する画素を検出する検出手段を有し、
   前記補正手段は、前記検出手段により細線を構成する画素として検出された画素またはその近傍画素に対してのみ補正を行うことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像処理装置。
9. 前記補正手段は、前記表面凹凸の周波数特性が所定の周波数より低い周波数帯の振幅成分が所定値より高い場合、前記検出手段により細線を構成する画素として検出された画素に対して、前記画素に対応する露光信号データが示す露光幅が太くなるようにすることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記補正手段は、は前記記録媒体の繊維の方向が縦方向か横方向かに応じて補正することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
11. 細線判定を行い細線領域に対してのみ本技術を適用するクレームの追加をお願いします。
12. コンピュータに読み込み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項１乃至１１の何れか一項に記載された画像処理装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
13. 記録媒体に形成される画像を表す画像データを入力し、前記記録媒体の表面凹凸の周波数特性を取得し、前記取得手段が取得した周波数特性に基づいて、前記画像データを補正する画像処理方法。
14. 請求項１２に記載のコンピュータプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。

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