JP3358027B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等の画
像形成装置において、原稿画像をＣＣＤ等の素子により
読み込み、出力する画像読み取り部を備え、画像の特徴
を抽出し、コピー画像の一部分又は全面を光沢を有する
画像とすることのできるカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写機等の画像形成装置
においては、現像剤のトナー濃度を監視してトナーを自
動補給する手段を設けて現像条件を一定に保持すると
か、原稿の平均濃度を測定しその結果に応じて現像条件
を変更し、可能な限り原稿に忠実な、また読取りやすい
コピーを得るようにした装置は知られている。しかし、
原稿画像の光沢度まで再現することのできるカラー画像
形成装置は未だ実現されるに至ってない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来の画像形
成装置では、光沢を有する原稿のコピーは転写材に普通
用紙を用いるので原稿とは異なる感じのものとなった
り、画像データの変化による文字部分の濃度の低下、あ
るいはカラーコピーでは彩度の低下したものとなるとい
う問題点があった。

【０００４】また、オーバーヘッドプロジェクタ等に使
用される透明シートに記録される画像についてみると、
画像面に光沢をもたせることによって透過光の乱反射を
防止し、クリアで彩度の高い投影画像が得られることか
ら、光沢度の高い転写画像が求められている。

【０００５】また、記録紙上に転写する画像に関して
も、例えば図５に示すように原稿の一部に写真領域があ
る場合にはその部分に光沢があるのが好ましく、それに
よって画像の品位をさらに高めることもできる。

【０００６】本発明は前記要望に応えるべく画像領域の
分離を行い写真領域については、転写材上のコピー画像
を、転写材の材質に左右されず光沢画像として記録する
ことのできるカラー画像形成装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、原稿画像の
読み取り・出力を行う画像読み取り部と、前記読み取ら
れた画像の画像処理を行う画像信号処理部と、画像信号
処理された画像濃度信号に応じて作動されるレーザ書込
手段とを有するカラー画像形成装置において、前記画像
信号処理部は、プリスキャンによって読み取られた画像
データを用いて写真領域と文字領域とを判別する大局的
判別手段と、本スキャンによりリアルタイムで写真領域
と文字領域とを判別する局所的判別手段と、を有し、前
記本スキャンに伴う画像処理後のレーザ書込および現像
処理により原稿画像に対応した画像を形成するととも
に、前記プリスキャンに伴う画像処理後のレーザ書込お
よび透明トナーによる現像処理により、前記大局的判別
手段で判別された写真領域に対して選択的に透明層を設
けることを特徴とするカラー画像形成装置によって達成
される。

【０００８】

【実施例】まず、本発明の画像処理方式について説明す
る。

【０００９】本発明の画像処理方式では、事前に原稿画
像全体を画像読み取り部によってスキャン（プリスキャ
ン）することにより、大局的に画像の領域を分離する。

【００１０】本発明によってなされる画像信号処理の基
本構成は、大きくは、画像読取り系と画像データ、判別
データを蓄積するメモリ、さらにプリスキャンにより蓄
えられる画像データを元に判別を行い、再びメモリに蓄
える処理を行うＣＰＵにより構成されている。

【００１１】画像データはプリスキャン時にメモリに取
り込まれる。このデータは必ずしも細かいデータを必要
としないので、読取り間隔を間引き、またビット数を落
とすことができる。本スキャンでは16ドット／mm、各Ｂ
（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）について８ビットである
が、プリスキャンのサンプリングは場合によっては２ド
ット／mm、６ビット程度で十分であり、このためメモリ
容量は画像濃度データ用のメモリの数千分の１でよいこ
とになり、十分実用になる値である。

【００１２】このデータを元にＣＰＵで判別計算を行
い、結果（文字、写真等）を再びメモリに返す。この計
算は数秒以内で処理が完了するので、本スキャンまでそ
れほどまたされなくても実行できる。またこのような構
成にしたためＣＰＵ以外は特に専用のハードウエアを必
要とせず、機構が簡単で、アルゴリズム、パラメータの
変更が簡単なシステムが可能となった。なお、上記ＣＰ
Ｕは独立構成としても、スキャナ、制御ＣＰＵがその役
割を兼ねてもかまわない。

【００１３】本スキャン時には、画像データと同期して
判別データを転送する。なお間引いてあった場合には近
傍は同一判定データとして転送する。この判定データは
以降の処理に用いることにより、より高度の処理、出力
を得ることができるようになる。

【００１４】次に、本発明の画像信号処理部の構成につ
いて説明する。図２はその一例を示したもので、60は画
像信号処理部である。画像読取り系Ａのプリスキャンに
より読み込まれた画像データは、間引かれて画像領域を
分離する手段である大局的判別ＣＰＵ61に送出される。
大局的判別ＣＰＵ61は後述する手法により、文字領域、
写真領域さらに白黒画像領域、カラー画像領域が判別さ
れる。この結果は一時的に判別メモリーに蓄えられるが
高々２ビット、間引かれたデータであり、さほどの容量
を必要としない。

【００１５】本スキャンにおいては、画像読取り系Ａで
読み込まれた画像データは局所的判別ＣＰＵ62とマスキ
ング部63に送出される。上記画像データはマスキング部
63でｙ（イエロー），ｍ（マゼンタ）、ｃ（シアン），
bk（黒）信号に変換されたのち、鮮鋭度（ＭＴＦ）を調
整するフイルタ部64や階調性を調整するγ変換部65など
を経て処理され、それぞれ独立した変調回路を有する変
調回路群66に送出される。

【００１６】局所的判別ＣＰＵ62では後述する手法によ
りリアルタイムで文字領域、写真領域であるかが判別さ
れる。この結果は前記大局的判別ＣＰＵ61により判別さ
れた結果とともに選択的に使用されるフイルタ部64やγ
変換部65の処理指令となる。

【００１７】変調回路群66においては、上記ｙ，ｍ，
ｃ，bk信号とともに、大局的判別ＣＰＵ61から送出され
る写真領域では濃度最大に相当する信号、文字領域では
濃度０に相当する透明信号ｔを受けてそれぞれパルス幅
変調を行い、レーザ書込み系Ｂへ送出される。これによ
り写真領域ではベタに透明トナー層が形成される。感光
体上に形成された透明トナーを付着させた光沢領域と透
明トナーを付着させない非光沢領域を図４（ａ）に示
す。

【００１８】Ｔは透明トナー、Ｇはカラートナーを示
す。

【００１９】上記大局的判別ＣＰＵ61では、（ａ）文字
や線画、図形等の２値画像領域の文字領域と連続階調性
を有する写真領域とでは、空間周波数特性が異なるの
で、これを直交変換を用いて領域を判別する直交変換法
を始め、（ｂ）自己相関法、（ｃ）濃度分布法、（ｄ）
階層的判別法等の識別性能の高い手法が用いられる。

【００２０】また、局所的判別ＣＰＵ62では、（ａ）画
像の濃度勾配が文字領域では大であり、写真領域では小
であることに着目して領域判別をする濃度勾配法、
（ｂ）領域によって構造パターンが異なることに着目し
て領域判別を行うパターン判別法、あるいは、（ｃ）画
像データを複数のブロックに分割しブロック内の性質を
表す少なくとも２種以上の値から領域判別をする組み合
わせ法、等の手法が用いられる。

【００２１】図１は本発明を適用し、光沢あるいは非光
沢のコピーが得られるようにした画像形成装置の一例を
示す断面図である。この画像形成装置は画像読取り系
Ａ、レーザ書込み系Ｂ、画像形成部Ｈ等よりなってい
る。

【００２２】画像形成装置上部には、透明なガラス板な
どからなる原稿台と、さらに原稿台上に載置した原稿Ｄ
を覆う原稿カバー等からなる原稿載置部11があり、原稿
台の下方であって、装置本体内には第１ミラーユニット
12、第２ミラーユニット13、主レンズ20、カラーＣＣＤ
23等からなる画像読取り系Ａが設けられている。第１ミ
ラーユニット12は照明ランプ14、第１ミラー15を備え、
前記原稿台と平行に、かつ図面左右方向へ直線移動可能
に取り付けられていて、原稿Ｄの全面を光学走査（スキ
ャン）する。第２ミラーユニット13は第２ミラー16及び
第３ミラー17を一体化して備え、常に所定の光路長を保
つように第１ミラーユニット12の1/2の速度で左右同方
向に直線移動する。勿論この第２ミラーユニット13の移
動は前記第１ミラーユニット12と同様に原稿台に対して
平行である。前記照明ランプ14によって照明される原稿
台上の原稿Ｄの像は、主レンズ20により第１ミラー15、
第２ミラー16、第３ミラー17を経てスキャナーであるカ
ラーＣＣＤ23上へ結像されるようになっている。スキャ
ンが終わると第１ミラーユニット12及び第２ミラーユニ
ット13は元の位置に戻り、次のスキャンまで待機する。

【００２３】上記スキャンによってプリスキャン及び本
スキャン時にカラーＣＣＤ23より得られる画像データ
は、図２に示す画像信号処理部60によって処理され、画
像濃度信号として図示しないセレクターを経てレーザ書
込み系Ｂに出力される。

【００２４】画像形成部Ｈは、像形成体である感光体ド
ラム30の周縁に配設された帯電器35，像露光部55，現像
器36Ｔ，36Ｙ，36Ｍ，36Ｃ，36BK，転写器37，分離器3
8，クリーニング装置39及び搬送ベルト44,定着器45等か
らなっている。

【００２５】上記現像器36Ｔ,36Ｙ,36Ｍ,36Ｃ,36BKは感
光体ドラム30周縁の最上流部に透明トナーＴを収容した
現像器36Ｔが最下流部には黒色トナーBKを収容した現像
器36BKが配設されている。現像器36Ｙ,36Ｍ,36Ｃ,36BK
に収容されるカラートナーについては周知のものが使用
されるので説明は省略する。ただし黒色トナーBKは、赤
外透過性を有するものを用いることにより、画像形成順
の制約を受けないものを選択する。

【００２６】上記現像器36Ｔに収容される透明トナーＴ
は、着色剤の入らない樹脂からなるもので、例えばスチ
レン等のスチレン系単量体とブチルアクリレート等のア
クリル酸エステル類単量体及び／またはメチルメタクリ
レート等のメタクリル酸エステル類単量体との共重合に
より得られるスチレン−アクリル系共重合体樹脂で、ポ
リエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。

【００２７】前記定着器45は定着温度が非光沢モード、
光沢モードに応じて切り替えられるようにされていて、
光沢モード時にはトナー像が充分に溶融定着されて光沢
を有するように定着温度が設定される定着器である。

【００２８】本実施例の画像形成装置では、全面光沢モ
ード、全面非光沢モード、自動光沢モードの何れかを選
択可能となっていて、コピー動作の開始に先立って図３
に示す操作盤100によって希望するコピーモードが選択
される。

【００２９】すなわち、原稿の画像領域を自動的に判別
・分離しその写真領域を光沢画像とする自動光沢コピー
の場合は自動光沢釦101を、コピー画像全面を光沢画像
とするときは全面光沢釦102を、コピー画像全面を非光
沢画像とするときは全面非光沢釦103を選択して押圧す
る。次に各モードの動作について説明する。

【００３０】（１）自動光沢モードの場合前記自動光沢
釦101の押圧によって、まず定着器45は光沢定着に適し
た温度に設定される。コピー釦104が押圧されると画像
読取り系Ａは、画像形成プロセス（コピープロセス）に
先立ってプリスキャンを行い画像データを画像信号処理
部60に送出する。画像信号処理部60では大局的判別ＣＰ
Ｕ61において画像領域の判別・分離が行われそのデータ
は大局的判別ＣＰＵ61に格納される。プリスキャンに続
いて本スキャンが行われると、読取られた画像データは
プリスキャンの大局的判別と本スキャンの局所的判別と
の判断に基づいて処理されレーザ書込み系Ｂに送出さ
れ、像露光部55で感光体ドラム30上に像露光される。

【００３１】大局的判別により文字領域と判別された画
像領域については、γ特性が立つようにγ補正された画
像データに基づいて像露光がなされて潜像が形成された
のち現像器36BKによるBK現像がなされるが、透明トナー
Ｔについては像露光、現像は行われない。

【００３２】大局的判別により写真領域と判別された画
像領域では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，BKの像露光が感光体ドラム30
の回転毎になされ、それぞれ現像器36Y,36M,36C,36BKに
よる現像がなされて感光体ドラム30上には４色のトナー
像が重ねられ、さらにその上に透明トナーＴの像露光、
現像が行われる。写真領域での像露光は階調性あるよう
にγ補正がなされる。

【００３３】本スキャンによる画像読取り系Ａからの画
像信号が、駆動モータ31、回転多面鏡32、及び図示しな
い半導体レーザ、ｆθレンズ、補正レンズ等からなるレ
ーザ書込み系Ｂに入力されてコピープロセスを開始す
る。すなわち、感光体ドラム30は矢示のように時計方向
に回転し、帯電器35により一様に電荷を与えられ、像露
光部55において、前記画像信号処理部60を経て原稿Ｄの
画像に対応したイエロー（Ｙ）像の書き込みがレーザ書
き込み系Ｂによるレーザビームによって行われＹ像の静
電潜像が形成される。この感光体ドラム30上の上記静電
的な潜像は、現像器36ＹによってＹトナーによる反転現
像が行われ可視のＹトナー像となる。すなわち、現像器
36Ｙのマグネットロールを内蔵した現像スリーブには、
直流或はさらに交流のバイアス電圧が印加され、顕像手
段である２成分現像剤による非接触現像が行われＹトナ
ー像が形成される。このＹトナー像を形成した感光体ド
ラム30は退避しているクリーニング装置39の下を通過
し、続いて帯電器35による帯電と、上記と同様にレーザ
書き込み系Ｂによるマゼンタ（Ｍ）像のレーザビーム書
込みが行われ、前記Ｙトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）像
の静電潜像が形成される。この潜像はマゼンタのトナー
を収容した現像器36Ｍによって反転現像されＭトナー像
となる。続いて同様にシアン（Ｃ）トナー像、黒色（B
K）トナー像が形成される。最後に大局的判別により判
別された写真領域に一様に前記透明トナーＴ層を形成す
る透明信号ｔによる透明トナーＴ層が図４（ａ）に示す
ように重ねて形成され、感光体ドラム30上にはカラート
ナーＧの上に透明トナーＴ層が写真領域のみに加わった
カラートナー画像が形成される。図４（ａ）に感光体ド
ラム30上に形成されたトナーの状態を示す。

【００３４】転写材である白色の転写紙Ｐの収容された
給紙カセット40より１枚ずつ給紙ローラ41によって繰り
出された転写紙Ｐは、感光体ドラム30上の前記トナー像
と同期して作動するタイミングローラ42によって感光体
ドラム30上に送出される。この転写紙Ｐには、転写器37
の作用により、感光体ドラム30上の透明なトナーＴ層を
含むカラートナー画像が転写され、分離器38によって感
光体ドラム30上から分離されたのち、搬送ベルト44を経
て定着器45へ送られ、熱定着ローラ及び圧着ローラによ
って挟持押圧されて透明トナーＴ層を下層とした光沢定
着がなされたのち、排紙ローラ46により装置外のトレイ
47へ排出される。

【００３５】一方、前記感光体ドラム30は回転を続け、
その表面に転写されずに残留したトナーは、退避を解除
されたクリーニングブレード39A等を有するクリーニン
グ装置39により回収清掃されて、次回のコピーに待機す
る。

【００３６】（２）全面光沢モードの場合 全面光沢釦102が押圧された場合には、定着器45は光沢
定着に適した温度に設定され、プリスキャンは行われな
いように制御される。続いて前記コピープロセスが行わ
れるが、透明トナーＴについては全面に透明トナーＴ層
を形成する像露光及び現像がなされるように制御され
る。従って、Ｙ,Ｍ,Ｃ,BKの画像データにによる潜像の
形成と全面透明トナーＴ層形成のための潜像形成、Ｙ,
Ｍ,Ｃ,BK,Ｔトナーによる現像が行われ、このトナー像
を転写された転写紙Ｐは搬送ベルト44によって定着器45
に搬送され光沢定着が行われたのち排紙ローラ46により
装置外のトレイ47へ排出される。

【００３７】（３）全面非光沢モードの場合 操作部において全面非光沢釦103が押圧されて全面非光
沢モードが指定された場合は、定着器45の定着温度は通
常定着の温度に設定され、プリスキャンは行われないよ
うに制御される。前記コピープロセスにおいても、透明
トナーＴについての像露光は行われず、また現像器36Ｔ
も作動しないように制御される。従って、Ｙ,Ｍ,Ｃ,BK
の画像データによる潜像の形成と、Ｙ,Ｍ,Ｃ,BKトナー
による現像が行われ、このトナー像を転写された転写紙
Ｐは搬送ベルト44によって定着器45に搬送され通常定着
が行われたのち排紙ローラ46により装置外のトレイ47へ
排出される。

【００３８】以上のようにして、自動光沢モード指定の
場合は、写真領域のみに透明トナーＴ層が形成され全面
光沢定着がなされる。全面光沢モードの指定の場合は、
転写材全面はカラートナーＧに重ねて透明トナーＴ層の
形成が行われ光沢定着されることになる。また、全面非
光沢モードの場合には、全面透明トナーＴ層の形成は行
われず通常定着がなされる。

【００３９】透明トナーＴの付着量は前記画像信号処理
部60において、カラートナー付着量を勘案して決定し、
カラートナーＧの付着量が少ない部分では多く、カラー
トナーＧの付着量が多い部分には少なく透明トナーＴを
形成するようにし、図４（ｂ）に示すように全トナー層
の厚みが全面ほぼ一様で凹凸のないコピーを得るように
することもできる。この場合は図２において透明トナー
Ｔの付着量が一定になる信号ｔに代えて、透明トナーの
付着量に対応する信号をｔ−（ｙ＋ｍ＋ｃ＋Ｂｋ）とす
ることにより実現することができる。これによりカラー
トナーの付着量に応じて透明トナーの付着量を変更する
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上説明した方法により、一部
に写真領域を有する原稿に対して一般の転写紙を用いて
も写真領域は優れた光沢を有するコピーを得ることがで
きる。また、外部の指令により全面を光沢画像、又は非
光沢画像とすることができ、さらに、転写材として透明
シートを用いる場合は、透過性が良好で乱反射がなく、
クリアで彩度の優れた画像を投影可能な優れたコピーを
得ることができる画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したカラー画像形成装置の一実施
例を示す断面図である。

【図２】本発明の画像信号処理部の一例を示すブロック
図である。

【図３】本実施例の操作部の一例を示す要部平面図であ
る。

【図４】本発明により形成した感光体上のトナー層構成
を示す断面図である。

【図５】写真領域のある原稿の一例を示す図である。

【符号の説明】

30 感光体ドラム 35 帯電器 36Ｔ,36Ｙ,36Ｍ,36Ｃ,36BK 現像器 37 転写器 38 分離器 39 クリーニング装置 40 給紙カセット 45 定着器 60 画像信号処理部 Ａ 画像読取り系 Ｂ レーザ書込み系 BK 黒色トナー Ｃ シアントナー Ｈ 画像形成部 Ｍ マゼンタトナー Ｐ 転写紙 Ｔ 透明トナー Ｙ イエロートナー

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−13262（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−108563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−29887（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−228080（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−52674（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−22963（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−122678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−114571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−119936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−135851（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像の読み取り・出力を行う画像読
   み取り部と、前記読み取られた画像の画像処理を行う画
   像信号処理部と、画像信号処理された画像濃度信号に応
   じて作動されるレーザ書込手段とを有するカラー画像形
   成装置において、 前記画像信号処理部は、プリスキャンによって読み取ら
   れた画像データを用いて写真領域と文字領域とを判別す
   る大局的判別手段と、本スキャンによりリアルタイムで
   写真領域と文字領域とを判別する局所的判別手段と、を
   有し、前記本スキャンに伴う画像処理後のレーザ書込および現
   像処理により原稿画像に対応した画像を形成するととも
   に、前記プリスキャンに伴う画像処理後のレーザ書込お
   よび透明トナーによる現像処理により、前記大局的判別
   手段で 判別された写真領域に対して選択的に透明層を設
   けることを特徴とするカラー画像形成装置。