JP3630194B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するもので、外部からの画像情報を入力することによって画像形成することが可能な、いわゆるプリンタ機能を有しているデジタル複写機、デジタルカラー複写機等に適用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
原画像を画像読み取り部（スキャナ）で色分解して、複数の色の成分ごとに画像情報を読み込み、この色の成分の画像情報を記録画像情報に変換し、この記録画像情報に基づいてレーザビームを変調・走査し、感光体上に静電潜像を作って、これにトナーを付着させることによりトナー像を形成し、トナー像を転写紙上に転写、定着することによりカラー画像を形成するデジタルカラー複写機等の画像形成装置が知られている。さらには、デジタル方式のメリットを生かして、例えば、コンピュータによりシミュレーションされた結果をデジタル画像データとして、上記デジタル複写機に伝送することにより画像出力するなど、外部からの画像情報を出力可能な、いわゆるプリンタの機能をも兼ね備えたデジタル複写機も商品化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記デジタルカラー複写機のような画像形成装置では、通常、画像読み取り部（スキャナ）からのＲ（レッド）Ｇ（グリーン）Ｂ（ブルー）のカラー画像情報は、γ補正、色変換、階調処理などの画像処理が加えられたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の４色のトナーに対応した色の記録画像情報に変換し、各色の記録画像情報によるレーザビームを変調することによって、高階調かつ高解像のカラー画像を得ることができる。この様な画像形成装置が、色の３原色であるＹＭＣトナーに加えてＢｋトナーを使用するのは、ＹＭＣの加色では、Ｂｋが十分に表現できないために、黒文字等の品質を向上する目的で、印刷分野で一般的になっている下色除去（ＵＣＲ）を用いるためである。また、３色トナーの重ね合わせで付着量が増加することによる不具合、すなわち、転写チリ、定着ローラの寿命低下、トナー消費量の増加などを抑えるためでもある。
【０００４】
従って、スキャナからのデータを画像処理した結果が、全色材ともに最大の値とならないのが一般的である。すなわち、転写紙上の同一場所に各色材最大のトナー付着量が重ならないのが一般的である。また、スキャナからのデータは、文字など解像度を要求される領域と写真や絵柄など階調性の要求される部分とが混在するものが多く、そのため、それぞれの領域に要求される品質を満足するように画像処理されている。
【０００５】
しかし、コピー出力では、見た目で原稿により近づくような、言い換えれば、いかに原稿らしく見せるかの画像処理が施されている。従って、外部からのデータによって画像を出力する、いわゆるプリンタとしての用途で上記スキャナからのデータと同じ画像形成装置を使用した場合には、要求する品質の画像出力は得られない。そのため、外部からのデータを出力する場合は、上記画像処理を通らず、直接入力されたデータで半導体レーザを変調し、感光体上を露光・走査することにより画像出力を得るようにする。しかし、コンピュータでは各色材データを任意の値に設定するために、各色材が１００％の濃度データとなる可能性もあり、そのため、このデータが直接半導体レーザを変調することになり、トナー付着量も最大で１色の最大トナー付着量の４倍にも達することがあり得る。
【０００６】
この様なデータ、すなわち、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色材がすべて最大濃度を示すデータは、色合いからすると、あまり意味がないものであり、また、この様な大量の付着量に対して不具合がでないように余裕度設計をするのも、大変困難であり、コスト高にもなる。
【０００７】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、外部からの入力データが各色最大値の場合でも、画像品質を低下させることがないように、あるいは、機械自体にダメージを与えることがないように、トナー付着量をプリンタ本体側で規制することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、読み取り画像データまたは外部からの画像データにより、あるいはこの画像データによって生成される記録画像情報の内容によって、記録付勢される各色の色材の量を規制する規制手段を有し、この規制手段は、複写機用規制手段とプリンタ用規制手段をそれぞれ独立に備え、複写機用の規制手段はＵＣＲ処理を行う規制手段であり、プリンタ用規制手段は、外部から画像データが入力された場合に、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）Ｂｋ（ブラック）データのγ曲線に一定値を乗ずることにより、これらのγ曲線の傾きを元のγ曲線よりも小さくすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、読み取り画像データまたは外部からの画像データにより、あるいはこの画像データによって生成される記録画像情報の内容によって、記録付勢される各色の色材の量を規制する規制手段を有し、この規制手段は、複写機用規制手段とプリンタ用規制手段をそれぞれ独立に備え、複写機用の規制手段はＵＣＲ処理を行う規制手段であり、プリンタ用規制手段は、外部から画像データが入力された場合に、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）データのγ曲線に一定値を乗ずることにより、Ｂｋ（ブラック）データのγ曲線の傾きをＹＭＣデータのγ曲線の傾きより大きくすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、複写機用とプリンタ用の色材の量の規制手段をそれぞれ独立に有していることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態について説明する。図１において、符号１はデジタル複写機の本体を示す。デジタル複写機の本体１の内部には、原稿を光学的にスキャンしながら読みとった光画像が通過するミラー１０、レンズ１１が設置されており、この通過した光画像を電気信号に変換するためのＣＣＤ１２と、さらには、原稿をスキャンしながら読み取るスキャナの動作を制御するスキャナコントローラ１３、全体の動作を制御するシステムコントローラ１４、及びレーザー発光源１５が設けられている。ＣＣＤ１２で変換された光画像の電気信号は、レーザー発光源１５でレーザー光に変換されて、このレーザー光がホリゴンミラー１６で偏向されて感光体ドラム１７上で走査され、感光体ドラム１７表面において静電潜像を作るように各部が設置されている。また、感光体ドラム１７の回りをＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の４色の現像器１８が取り囲むように設置されていて、各色の現像器１８が各色材トナーを順次感光体ドラム１７に供給して上記静電潜像を現像する。また、上記感光体ドラム１７の下部には転写ドラム１９が接するように設置されていて、上記転写ドラム１９上に巻かれた転写紙上に上記感光体ドラム１７上の各色材を順次重ね合わせてフルカラー画像を形成し、最後に色材としてのトナーを定着して画像出力を得るようになっている。
【００１６】
また、デジタル複写機１は、外部からの画像情報を出力可能なプリンタの機能をも兼ね備えている。この場合、外部にコンピュータ２が設置されている。このコンピュータ２では、画像データが作成される。この際の画像データは、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）で構成されたＲＧＢ信号や、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）で構成されたＹＭＣＢｋ信号や、カラーの明るさ（輝度）と色差信号を表すＬ＊ａ＊ｂ＊信号など、様々のものが考えられるが、各色材を直接指定しやすいＹＭＣＢｋが一般的に使用されている。上記コンピュータ２には外部コントローラ３が接続していて、この外部コントローラ３はデジタル複写機１側のシステムコントローラ１４に接続されている。上記コンピュータ２で作成された画像データは、外部コントローラ３へ出力されて、外部コントローラ３によってデジタル複写機１側のシステムコントローラ１４へ出力される。この接続伝送によって、デジタル複写機１は、外部からの画像情報を出力可能にし、プリンタとしての機能を果たすようになっている。
【００１７】
次に、上記実施の形態の動作について説明するが、まず通常の複写機としてコピーする場合について説明する。図２において、スキャナ部４で、原稿をＣＣＤ素子で読み取って、例えばＲＧＢ信号とし、増幅、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正等の出力補正をした後、画像処理部５に送られる。画像処理部５では、色変換回路５１でＲＧＢ信号からＹＭＣ信号に変換され、色補正回路５２で作像条件にあった色に補正される。次に、ＵＣＲ／ＵＣＡ５３によって、ＹＭＣ信号成分から、ＵＣＲ率、ＵＣＡ率に応じてＢｋ成分が算出され、ここからＹＭＣＢｋの４色の成分で処理される。さらに、階調処理部５４でディザマトリクス法等を使って階調表現をするための処理が行われる。この後、データ制御部６は、画像処理部５からのＹＭＣＢｋ画像データを選択して書き込み部７に送出する。
【００１８】
一方、外部からのデータを受けて出力するプリンタとして使用する場合について説明する。図２において、インターフェイス部（Ｉ／Ｆ）８で、外部からの画像データを受けて、出力（色材量）規制手段９により、各色材の規制処理をされた後、データ制御部６に送出される。この時、出力（色材量）規制手段９は、外部からのＹＭＣＢｋ画像データに応じて、一画素に割り当てられる色材の量（電子写真方式のカラー複写機の場合は、ＹＭＣＢｋの各色トナー付着量）を、複写機本体１に与えるダメージを極力抑え、かつ、画像品質に違和感を与えないように規制する。また、出力（色材量）規制手段９を、複写機としてコピー出力する際の画像処理部５と別にすることにより、通常のＵＣＲ処理とは異なる黒処理をする。
【００１９】
ここで、外部からのデータを受けて出力するプリンタとして使用する場合において、外部データの内容（外部処理装置のソフト）によっては、外部データに対しても複写機内の階調処理５４を利用した方が有用な場合もある。この際、階調処理の要・不要を切り換えるために、階調処理切換信号が必要となる。図３に示す例では、階調処理部５４には、階調処理が必要な場合は外部データは階調処理部５４の階調処理回路を通過し、逆に、階調処理が不要な場合は外部データは階調処理部５４の階調処理回路を通らない回路を通過するように画像処理経路を切り換える階調処理切換信号が設定されている。さらに、この階調処理部５４では、図２で示しているデータ制御部６の機能も備えられている。
【００２０】
次に、出力（色材量）規制手段９が外部からのＹＭＣＢｋ画像データに応じて一画素に割り当てられた色材の量を、複写機本体１に与えるダメージを極力抑え、かつ、画像品質に違和感を与えないように規制する手段の具体例について説明する。
【００２１】
図４ないし図６は、後述する規制手段の各具体例についてのＹＭＣＢｋの各色材の画像データの成分を表すグラフである。これらの図の中で、左側のグラフ上の斜線部分は、ＹＭＣデータの最大等量成分を示している。
【００２２】
まず、Ｂｋ（ブラック）の色材はＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色材を等量に加算することにより表現可能であることから、このＹＭＣデータの各色材が等量含まれている場合においては、このＹＭＣデータの等量分（最大等量成分）をＢｋデータの成分に置き換えることができる。そこで、図４の例では、左側のグラフにおけるＹＭＣデータの等量分を、右側のグラフのようにＢｋデータの成分に置き換えた。従って、図４に示すように、左側のグラフと右側のグラフとは色彩としては、等価といえる。ちなみに、左側のグラフが１０マス分のトナー付着量であるのに対して、右側のグラフでは６マス分のトナー付着量ですむので、トナー付着量は４マス分低減し、転写・定着にかかる負担も低減することができる。ただし、複写機として使用する場合など、色合いに深みを出す必要がある場合は、ＵＣＡのようにＵＣＲ処理をした後に、各色一定量の小さいデータを加算する場合もありうる。
【００２３】
上記実施の形態においては、ＹＭＣデータの等量成分をＢｋデータの成分に置き換えたが、さらにトナー付着量を抑えるために、ＹＭＣデータの最大等量成分とＢｋデータの成分とを比較し、比較の結果によってトナー付着量を規制するようにしてもよい。このような規制手段について以下、説明する。まず、図５に示す例のように、ＹＭＣデータの最大等量成分がＢｋデータの成分と等量または小さい場合は、ＹＭＣデータの最大等量成分だけをＹＭＣデータの各色から減算する。この場合、Ｂｋデータの成分はそのままとする。従って、左側のグラフでは１４マス分のトナー付着量であるのに対して、色材の量を規制した結果を示す右側のグラフでは８マス分のトナー付着量ですむので、トナー付着量は６マス分（ＹＭＣデータの最大等量成分）低減して、前記図４の例よりもさらにトナー付着量を抑えることができ、転写・定着にかかる負担もより低減することができる。
【００２４】
次に、図６に示す例のように、ＹＭＣデータの最大等量成分がＢｋデータ成分より大きく、かつ、Ｂｋデータの成分が０（無色）でない場合は、Ｂｋデータの成分を図６右側のグラフのようにＹＭＣデータの最大等量成分に置き換える。この場合も、左側のグラフでは１０マス分のトナー付着量であるのに対して、右側のグラフでは５マス分のトナー付着量ですむので、トナー付着量は５マス分低減することができる。ここで、図４と図６のグラフを比較してみると、右側のグラフのＹＭＣデータの成分は同じであるが、左側のグラフでは、図４のＢｋデータの成分よりも図６のＢｋデータの成分の方が１マス分低減していることがわかる。従って、ＹＭＣデータの最大等量成分がＢｋデータ成分より大きく、かつ、Ｂｋデータの成分が０（無色）でない場合においても上記図４の例よりもさらに、トナー付着量を抑えることができ、転写・定着にかかる負担もより低減することができる。以上説明した各例の場合、Ｂｋデータの成分出力は多少異なるが、もともとＢｋデータの成分を含む部分であり、色彩度が低いので、目視にて大きく違和感を感じることはない。
【００２５】
次に、色材の濃度を規制して、トナー付着量を抑えるようにした例について説明する。図７ないし図９において、グラフ中の符号７１で示す線はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各データのγ曲線であり、複写機としてコピー出力する場合のγ曲線でもある。また、このγ曲線の傾きは４５度である。従って、ＹＭＣＢｋの各色材のデータ（γ曲線）は、一般的にはトナー付着量とほぼ比例関係にあるといえる。
【００２６】
ここで、プリンタとして出力する場合は、上記と同等なγ曲線を使用すると、ＹＭＣＢｋの各色材の１００％の濃度データとして、外部データが送られてくるためトナー付着量が多大なものとなる。そのために、図７のように、左側のグラフのＹＭＣＢｋデータのγ曲線７１に、右側のグラフにあるＹＭＣＢｋデータのγ曲線７２のように一定値を乗じる。つまり、ＹＭＣＢｋデータのγ曲線７１の傾きを４５度以下に設定する。こうすることにより、最大トナー付着量を抑えることができる。
【００２７】
さらに、プリンタとして出力する際に、出力画像の黒文字を鮮明に出力しようとする場合には、Ｂｋデータのγ曲線の傾きをＹＭＣデータのγ曲線の傾きより大きくする。図８の右側のグラフにおいて、符号７３はＹＭＣデータのγ曲線を示し、符号７４はＢｋデータのγ曲線を示している。このようにＢｋデータのγ曲線７４の傾きをＹＭＣデータのγ曲線７３の傾きよりも大きくさせて、Ｂｋの色材量の規制を緩くさせることにより、出力画像の黒文字を鮮明に出力することができる。
【００２８】
次に、図９において、符号７５はＢｋデータのγ曲線を示す。この図９の右側のグラフのように、Ｂｋデータのγ曲線７５だけは規制しない、つまりＢｋデータのγ曲線７５の傾きだけを４５度にすることにより、トナー付着量規制時の文字品質の劣化を抑えることができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１および２記載の発明によれば、画像形成装置に外部からの画像データに対して、色材の量を規制する規制手段を備えたことにより、トナー付着量が増加することによる不具合、例えば転写チリ、定着ローラの寿命低下や、トナー消費量の増加を抑えることができ、安定した画像品質を継続的に提供することができる。
また、画像形成装置に複写機としての用途と、プリンタとしての用途で、それぞれ異なる作像条件に対して、それぞれ独立に規制手段を備えることにより、それぞれ最適な条件で高い品質の画像出力を提供することができる。
【００３０】
請求項３記載の発明によれば、黒文字品質をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の例を示す概略図である。
【図２】本発明にかかる画像形成装置の画像処理系統の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明にかかる画像形成装置の画像処理系統の別の例を示すブロック図である。
【図４】本発明に適用可能な色材の量の規制の一例を示すグラフである。
【図５】本発明に適用可能な色材の量の規制の別の例を示すグラフである。
【図６】本発明に適用可能な色材の量の規制のさらに別の例を示すグラフである。
【図７】本発明に適用可能な色材の量の規制のさらに別の例を示すグラフである。
【図８】本発明に適用可能な色材の量の規制のさらに別の例を示すグラフである。
【図９】本発明に適用可能な色材の量の規制のさらに別の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ デジタル複写機の本体
２ コンピュータ
３ 外部コントローラ
５ 画像処理部
６ データ制御
７ 書き込み部
９ 出力（色材量）規制手段
７１ ＹＭＣＢｋの各データのγ曲線

Claims (3)

1. 原画像を画像読み取り装置で色成分ごとに読み取り各色の画像情報に基づき各色記録装置を付勢して転写紙上にカラー画像を再生すると共に、外部からの信号入力によりプリンタとしても機能する画像形成装置において、
   読み取り画像データまたは外部からの画像データにより、あるいはこの画像データによって生成される記録画像情報の内容によって、記録付勢される各色の色材の量を規制する規制手段を有し、
   上記規制手段は、複写機用規制手段とプリンタ用規制手段をそれぞれ独立に備え、
   複写機用の規制手段はＵＣＲ処理を行う規制手段であり、
   プリンタ用規制手段は、外部から画像データが入力された場合に、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）Ｂｋ（ブラック）データのγ曲線に一定値を乗ずることにより、これらのγ曲線の傾きを元のγ曲線よりも小さくすることを特徴とする画像形成装置。
2. 原画像を画像読み取り装置で色成分ごとに読み取り各色の画像情報に基づき各色記録装置を付勢して転写紙上にカラー画像を再生すると共に、外部からの信号入力によりプリンタとしても機能する画像形成装置において、
   読み取り画像データまたは外部からの画像データにより、あるいはこの画像データによって生成される記録画像情報の内容によって、記録付勢される各色の色材の量を規制する規制手段を有し、
   上記規制手段は、複写機用規制手段とプリンタ用規制手段をそれぞれ独立に備え、
   複写機用の規制手段はＵＣＲ処理を行う規制手段であり、
   プリンタ用規制手段は、外部から画像データが入力された場合に、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）データのγ曲線に一定値を乗ずることにより、Ｂｋ（ブラック）データのγ曲線の傾きをＹＭＣデータのγ曲線の傾きより大きくすることを特徴とする画像形成装置。
3. プリンタ用の規制手段は、Ｂｋ（ブラック）の色材量を規制しないことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。

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