JP2015149635A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ容量の低減と演算処理負担の軽減を図りながら色再現性で重視されるグレー色の再現性の向上を可能にする。
【解決手段】画像形成装置は、画像データＧＤ１を画素毎にＣＭＹ色の混合によるグレー部の色味を予め設定した目標値に合わせるグレー判定部１１１及びＣＭＹ変換処理部１０９２と、ＣＭＹＫ単色の階調補正を行う中間調補正処理部１０９１の処理結果とＣＭＹ変換処理部１０９２の演算結果とを彩度に応じた合成寄与率で画素毎に合成する合成処理部１０９３とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、原稿のカラー画像に色補正処理を施して出力する画像形成装置に関する。

従来、カラー画像読取装置で読み取った原稿の画像データに、カラー画像読取装置の分光特性を加味して色補正を施す画像形成装置が知られている。特許文献１には、かかる色補正を行う色補正装置が提案されている。すなわち、この色補正装置は、基準色をカラー画像読取手段で読み取って得られたＣＭＹもしくはＰＧＢ等の三原色の色成分の画像データをＨＬＳ等の三属性の色成分の画像データに変換し、データ変換後の色相データから基準色の色ずれ量を算出すると共に、この色ずれ量に予め設定された補正係数を乗じて各色の色ずれの補正データを設定しておき、次に、原稿を前記カラー画像読取手段で読み取り、得られた色相データを、対応する色相の補正データで補正するようにしたものである。

特開平９−１８７２４号公報

特許文献１に記載の色補正装置では、カラー画像読取装置が持つ分光特性に起因するデータ入力時の色ずれは補正できるものの、コピー処理側、すなわち出力デバイス側で色ずれが生じる場合の対応については考慮されていない。すなわち、特許文献１に記載の色補正装置によって色ずれの補正が行われたカラー画像読取装置で、原稿の読み取り処理から一連の画像処理を行った場合に、特に出力デバイス側での出力中間調の設定によって、例えばＣＭＹ各色に対する出力階調を合わせたとしても、複数色の重ね合わせ時の重なり方が異なるため、２次色、３次色の色（合成色）では変わってしまう場合があるという問題がある。

この問題の解決には、中間調の設定毎に専用の色変換テーブル（入力ＲＧＢ値から出力ＣＭＹＫ値に変換するテーブル）を実装して、切り替えて使用する方法が最も有効であるが、一般に色変換用テーブルは、入力の代表点を網羅する必要があり、例えば、Ｒ１０通り×Ｇ１０通り×Ｂ１０通りとすると、全部で１０００通りに対するＣＭＹＫ値を規定しなければならなくなり、テーブルのサイズが大きくなって大容量のメモリが必要となる。また、代表点以外の点の色変換を演算で行うようにするため、演算処理実行部及び演算途中のデータの一時的な記憶のためのメモリが必要となる。さらに、中間調の設定毎に色変換用テーブルを作成することは多大な労力を要することとなる。

本発明は、上記課題を解決するもので、ＣＭＹ各色の中間調補正処理の結果をグレーの色味で補正することで、データ容量が低減され、かつ演算処理負担が軽減された色補正処理を可能にした画像形成装置を提供するものである。

本発明は、画像データにＣＭＹ各色の中間調補正処理を施す画像形成装置において、前記画像データをＣＭＹ色の混合によるグレー部の色味を予め設定した目標値に合わせるグレー演算手段と、前記中間調補正処理の結果と前記グレー演算手段の演算結果とを合成する合成手段とを備えたものである。

本発明によれば、画像データはＣＭＹ各色の中間調補正処理を施されて出力デバイスへの出力信号とされる。一方、画像データは、グレー演算手段によって、ＣＭＹ色の混合によるグレー部の色味を予め設定した目標値に合わせられ、そして、合成手段によって、中間調補正処理の結果とグレー演算手段の演算結果とが合成される。従って、ＣＭＹ各色の中間調補正処理の結果がグレー色の補正を受けることで、色再現性で重視されるグレー色の再現性が一層高められる。これにより、原稿画像等でグレー色を合わせれば、画像全体として色が合っているという印象をユーザに与えるグレー重視に対応させることが可能となる。また、この場合、中間調補正処理は単色の補正のみで済み、合成色に対する中間調補正を必要としない分、大きなメモリ容量を必要とする合成色用の補正テーブルは不要となり、その補正演算処理も不要となる。

また、前記グレー演算手段は、前記画像データのＣＭＹ色を、彩度を属性に含む色空間に変換して、前記彩度を算出することを特徴とするものである。この構成によれば、彩度の値によってグレー色の程度が直接判断できるので、合成処理への適用が容易となる。

また、前記合成手段は、前記画像データのＣＭＹ色の彩度が低いほど、前記グレー演算手段の演算結果の方の合成寄与率を高くするものである。この構成によれば、グレー色に近い画素ほどグレー色の合成寄与率が高く反映されるので、色再現性で重視されるグレー色の再現性を一層高められる。

本発明によれば、データ容量の低減と演算処理負担の軽減を図りながら色再現性で重視されるグレー色の再現性の向上を可能にする画像形成装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す側面断面図である。 画像データ処理部の機能ブロック図の一例を示す構成図である。 本発明の第１実施形態に係るＨＳＶ色空間への変換を行った場合の色補正処理の手順を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係るＨＳＬ色空間への変換を行った場合の色補正処理の手順を説明する図である。

図１に示すように、画像形成装置は、画像形成部１０、中間転写部２０、二次転写部３０、定着部４０、給紙部５０、用紙搬送路６０及びカラー画像読取部７０を備えると共に、装置本体の上部に自動原稿搬送装置８０を搭載している。カラー画像読取部７０は、光源を含む照明系、結像系及び撮像系を備え、自動原稿搬送装置８０によって搬送される原稿の表面を、撮像系である各色（ＲＧＢ）用のＣＣＤ７１で光学的に走査して各色の画像信号を画素単位で順次取得する。画像形成装置は、原稿から読み取った、あるいは図外の記憶部から読み出した画像信号に基づいて多色のトナーを用いて記録紙上に印字出力する。

画像形成部１０は、画像データ処理部１００（図２参照）を備えると共に、出力デバイスであるレーザ走査ユニット１及びそれぞれ同様な構造を有する各色の画像形成部１０Ａ〜１０Ｄを備えている。レーザ走査ユニット１は、筐体を有し、その内部に色毎に、レーザ発光源、レーザ光走査用のポリゴンミラー等の光学部品が配置されている。レーザ走査ユニット１は、カラー画像読取部７０で読み取られたＲＧＢ色の画像データを画像データ処理部１００によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色に変換し、変換後の各色の画像データに対応して変調されたレーザ光で画像形成部１０Ａ〜１０Ｄの感光体ドラム２Ａ〜２Ｄの表面を軸方向（主走査方向）に沿って露光走査して、それぞれの静電潜像を形成する。代表して説明する画像形成部１０Ａは、感光体ドラム２Ａを備え、その周囲に回転方向（副走査方向）に沿って帯電器３Ａ、現像器４Ａ及びクリーナ部５Ａを備えている。

中間転写部２０は、中間転写ベルト２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄを備え、感光体ドラム２Ａ〜２Ｄの周面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２１の表面に一次転写する。二次転写部３０は、中間転写ベルト２１の表面のトナー像を記録紙へ二次転写する。定着部４０は、記録紙に転写されたトナー像を加熱して定着し、排紙トレイに排出する。給紙部５０は、給紙カセットや手差しトレイを備えており、選択された記録紙を、対応する給紙カセットから用紙搬送路６０に給紙する。

画像データ処理部１００は、図２に示すように、カラー画像読取部７０と出力デバイスであるレーザ走査ユニット１との間に設けられ、入力処理部１０１と、Ａ／Ｄ変換部１０２と、シェーディング補正部１０３と、原稿種別自動判定部１０４と、入力階調補正部１０５と、領域分離処理部１０６とを備えると共に、印刷処理用の機能部としての、色補正部１０７と、空間フィルタ処理部１０８と、出力階調補正部１０９と、出力中間調処理部１１０とを備える。また、画像データ処理部１００は、グレー判定部１１１を備える。ＣＰＵ１２０は、画像データ処理部１００を構成する各機能部におけるデータ処理を制御する。

入力処理部１０１は、カラー画像読取部７０から入力される、アナログの各色（ＲＧＢ）の画像信号を取り込む。Ａ／Ｄ変換部１０２は、カラー画像読取部７０からＲＧＢの画像信号をデジタルの画像データに変換する。シェーディング補正部１０３は、Ａ／Ｄ変換部１０２から出力された画像データに対して、カラー画像読取部７０の照明系、結像系及び撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を実行する。

原稿種別自動判定部１０４は、入力された画像データに対して文字原稿、網点原稿、写真原稿の種別を判別する。全体が文字原稿、網点原稿、又は写真原稿である場合、判別情報が領域分離処理部１０６、色補正部１０７、空間フィルタ処理部１０８及び出力階調補正部１０９に出力される。入力階調補正部１０５は、入力された画像データに対して、カラーバランスを整えると同時に、必要に応じてカラーの画像形成装置に採用されている画像処理システムにとって扱いやすい信号に変換する処理を行う。領域分離処理部１０６は、原稿種別が混在している場合、入力された画像データから、原稿の画像を、例えば、文字エッジ領域、網点領域、写真領域に分離する。そして、文字エッジ領域、網点領域、写真領域の各領域分離情報が色補正部１０７、空間フィルタ処理部１０８及び出力階調補正部１０９に出力される。そして、色補正部１０７、空間フィルタ処理部１０８及び出力階調補正部１０９では、領域分離情報に基づいて領域分離された各領域の画像に対して適正な画像処理が施される。

色補正部１０７は、色再現の忠実化実現のために、不要吸収成分を含むＣＭＹＫ色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理を行って、色補正後のＣＭＹＫの各色データ（画像データ）を出力する。すなわち、ＲＧＢからＣＭＹＫへの色空間の変更が行われる。空間フィルタ処理部１０８は、色空間としてのＣＭＹＫの画像データに対して、原稿種別自動判定部１０４による判別情報又は領域分離処理部１０６による領域分離情報を基にデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけ及び粒状性劣化を防ぐように処理する。出力階調補正部１０９は、画像形成装置にとっての特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を実行する。出力中間調処理部１１０は、入力されたＣＭＹＫデータを、印字形式、例えばディザ表現形式等に対応する各階調で再現できるように処理する。そして、出力中間調処理部１１０から出力されたＣＭＹＫデータは、出力デバイスであるレーザ走査ユニット１に導かれ、画像形成に供される。

上記において、入力処理部１０１から空間フィルタ処理部１０８までの処理、及び出力中間調処理部１１０の処理は従来と同様である。

次に、グレー判別部１１１は、ＲＧＢ色空間（表色系）から彩度を属性の一つとする色空間（表色系）への変換を行うもので、例えば変換式を用いて実行される。変換式は種々あるが、第１実施形態では、ＲＧＢ色空間からＨＳＶ色空間へ変換する式を採用する。なお、Ｈは色相（hue）、Ｓは彩度（saturation）、Ｖは明度（value）である。

今、各画素のＲＧＢの３つの色について、その最大値をｍａｘとし、最小値をｍｉｎとするとき、グレー判別部１１１は、
明度Ｖ＝max …（式１）
彩度Ｓ＝（max−min）／max …（式２）
（なお、色相は本処理では不要なため変換しない。）
を実行する。上記の変換式（式２）において、例えばＳ＝０とは、ｍａｘ＝ｍｉｎの場合、すなわちＲＧＢの３色が全て等しい場合であるから、このときの画素はグレー部と判別される。

算出された各画素の（Ｈ）ＳＶ値は、グレー判定信号として、出力階調補正部１０９に送出される。出力階調補正部１０９の機能構成は図３に示されている。

続いて、図３を用いて本発明の第１実施形態に係る色補正処理の手順について説明する。図３には、原稿の画像データのサンプルが示されている。すなわち、画像データＧＤ１は、例えばカラー画像読取部７０で読み取られ、入力階調補正部１０５（領域分離処理部１０６は図略）から出力されて、色補正処理の対象となるもので、説明の便宜上、３行３列からなる９個の画素数で例示され、また所定ビット、例えば８ビットで示されている。例えば１行３列目の画素のＲＧＢ値は（Ｒ１００，Ｇ１００，Ｂ１００）であり、３行１列目の画素のＲＧＢ値は（Ｒ０，Ｇ３０，Ｂ３０）である。

画像データＧＤ１は色補正処理、空間フィルタ処理を経て、画像データＧＤ２に補正されて出力階調補正部１０９に入力される。画像データＧＤ２では、画像データＧＤ１の例えば１行３列目の画素のＲＧＢ値（Ｒ１００，Ｇ１００，Ｂ１００）が、ＣＭＹＫ値（Ｃ１７３，Ｍ１５３，Ｙ１４５，Ｋ１８）に変換されている。

出力階調補正部１０９は、中間調補正処理部１０９１、ＣＭＹ変換処理部１０９２、合成処理部１０９３を備える。中間調補正処理部１０９１は、予め、ＣＭＹＫ各色の濃度を異ならせたパッチをレーザ走査ユニット１で記録紙に印字し、それらをスキャナあるいは色測定器で読み取り、各色の濃度に応じて目標の階調に補正する補正データを求めて補正テーブルに記憶し、後に入力される画像データＧＤ２に対して、この補正テーブルを用いてＣＭＹＫ単色の階調補正を実行する。画像データＧＤ３では、画像データＧＤ２のうち例えば１行３列目の画素のＣＭＹＫ値（Ｃ１７３，Ｍ１５３，Ｙ１４５，Ｋ１８）が、ＣＭＹＫ値（Ｃ１８５，Ｍ１４７，Ｙ１４１，Ｋ２０）に補正されている。

一方、ＣＭＹ変換処理部１０９２は、グレー判別部１１１から入力されるＳＶ値を合成用のＣＭＹ値に変換する処理を行う。まず、グレー判別部１１１の（Ｈ）ＳＶ変換処理部１１１１は、前記（式１）、（式２）を用いて、入力される画像データＧＤ１をＳＶ値で表される画像データＧＤ４に変換する。例えば、画像データＧＤ４では、（Ｈ）ＳＶ変換処理部１１１１によって、画像データＧＤ１の例えば１行３列目の画素のＲＧＢ値（Ｒ１００，Ｇ１００，Ｂ１００）はＳＶ値（Ｓ０，Ｖ１００）に変換され、また画像データＧＤ１の３行１列目の画素のＲＧＢ値（Ｒ０，Ｇ３０，Ｂ３０）はＳＶ値（Ｓ１，Ｖ３０）に変換され、さらに例えば画像データＧＤ１の２行２列目の画素のＲＧＢ値（Ｒ５０，Ｇ５０，Ｂ６０）はＳＶ値（Ｓ０．１７，Ｖ６０）に変換されている。

ＣＭＹ変換処理部１０９２は、グレー部（彩度Ｓ＝０）の各明度Ｖに対応する出力ＣＭＹ値を予め算出し、算出値を例えば変換テーブルに記憶したものである。出力ＣＭＹ値の算出方法は、予め、明度毎にグレー周辺の複数色を有するバッチをレーザ走査ユニット１で記録紙に印字し、スキャナあるいは色測定器で読み込み、明度毎に、予め設定したニュートラルなグレー色、すなわちレーザ走査ユニット１で印字されたグレー色の内、グレー色に近い色を選出し、その色のＣＭＹ値を算出する方法であり、算出されたＣＭＹ値は明度Ｖ値と対応させて変換テーブル等に記録される。ＣＭＹ変換処理部１０９２をこのように構成することで、画像データＧＤ５の各画素には、明度Ｖ値に対応したＣＭＹ値と彩度Ｓに対応する値（１−Ｓ）が設定される。変換後の画像データＧＤ５では、例えば画像データＧＤ４で明度Ｖ＝０の１行１列目の画素のＣＭＹ（１−Ｓ）値は（Ｃ２４２，Ｍ２４２，Ｙ２２７，（１−Ｓ）＝１）に変換されている。なお、グレー判別部１１１とＣＭＹ変換処理部１０９２とでグレー演算手段を構成する。

合成処理部１０９３は、中間調補正値である画像データＧＤ３と、ＣＭＹ変換処理値である画像データＧＤ５とを画素毎に合成して画像データＧＤ６を生成する処理を行って出力中間調処理部１１０に出力する。合成方法の一例として、ここでは彩度Ｓ値で比例配分して合成寄与率を可変する、
CMYの出力値＝（1−S）×CMY変換処理値＋S×中間調補正値 …（式３）
を採用している。

例えば、（式３）において、Ｓ＝０（無彩色）部は、ＣＭＹ変換処理値である画像データＧＤ５が１００％使用され、Ｓ＝１．０（最高彩部）部は、中間調補正値である画像データＧＤ３が１００％使用される。

次に、図４を用いて本発明の第２実施形態に係る色補正処理の手順について説明する。図４に示す原稿の画像データＧＤ１、ＧＤ２、ＧＤ３は図３と同一である。グレー判別部１１１ａは、ＲＧＢ色空間から彩度を属性の一つとする色空間であるＨＳＬ色空間へ変換する変換式を採用する。なお、Ｈは色相（hue）、Ｓは彩度（saturation）、Ｌは明度（luminance）である。

今、例えば８ビットの各画素のＲＧＢの３つの色について、その最大値をｍａｘとし、最小値をｍｉｎとするとき、グレー判別部１１１ａの（Ｈ）ＳＬ変換処理部１１１１ａは、
明度Ｌ＝（max＋min）／2 …（式４）
彩度Ｓ＝（max−min）／（max＋min） （但し、Ｌ≦128）
＝（max−min）／（2−max−min） （但し、Ｌ＞128） …（式５）
（なお、色相は本処理では不要なため変換しない。）
を実行する。

算出された各画素の（Ｈ）ＳＬ値は、画像データＧＤ４ａで示すグレー判定信号として、出力階調補正部１０９に送出される。出力階調補正部１０９の機能構成は図３と同一である。

また、ＣＭＹ変換処理部１０９２は、予めグレー周辺色のパッチを記録紙に印字し、そのパッチをスキャナ等で読み取り、ニュートラルグレーとなるＣＭＹ混合値を求めるようにしたが、これに代わる本発明の第３実施形態として、ユーザがパッチを目視で判定して、所望のグレー色を選出し、選出したグレー色のＣＭＹ混合比を設定する方法でもよい。また、ＣＭＹ変換処理部１０９２は、予めＣＭＹ混合値を算出する方法に代えて、選出したグレー色のＣＭＹ混合比を算出しておき、画像データＧＤ４（ＧＤ４ａ）からの明度を乗算することで、各画素のＣＭＹ値を算出するようにしてもよい。

また、合成処理部１０９３は、CMY変換処理値と中間調補正値とを彩度Ｓの情報（（１−Ｓ）含む）で比例配分する方法で求めたが、これに限定されず、他の計算式を採用して、実用的な精度のグレー色の再現性を得ることが可能となる。

また、グレー判定部１１１，１１１ａは、ＨＳＶ、ＨＳＬの色空間に限らず、彩度Ｓを属性として含む色空間への変換を採用可能である。また、彩度Ｓの属性に限定されず、少なくともグレー部を識別できる属性を含み、かつＣＭＹ色空間への変換が可能な色空間であればよい。

また、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ レーザ走査ユニット（出力デバイス）
１００ 画像データ処理部
１０９ 出力階調補正部
１０９１ 中間調補正処理部
１０９２ ＣＭＹ変換処理部（グレー演算手段）
１０９３ 合成処理部（合成手段）
１１１，１１１ａ グレー判定部（グレー演算手段）
１１１１ （Ｈ）ＳＶ変換処理部
１１１１ａ （Ｈ）ＳＬ変換処理部

Claims (3)

1. 画像データにＣＭＹ各色の中間調補正処理を施す画像形成装置において、
   前記画像データをＣＭＹ色の混合によるグレー部の色味を予め設定した目標値に合わせるグレー演算手段と、
   前記中間調補正処理の結果と前記グレー演算手段の演算結果とを合成する合成手段とを備えた画像形成装置。
2. 前記グレー演算手段は、前記画像データのＣＭＹ色を、彩度を属性に含む色空間に変換して、前記彩度を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記合成手段は、前記画像データのＣＭＹ色の彩度が低いほど、前記グレー演算手段の演算結果の方の合成寄与率を高くする請求項２に記載の画像形成装置。

Images