JP3658093B2

JP3658093B2 - 画像形成装置及びその制御方法

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Publication number: JP3658093B2
Application number: JP19372896A
Authority: JP
Inventors: 信篤笹沼; 雄一池田; 康弘齋藤; 哲也渥美
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: US6384857B2; JPH1042128A; US20010043263A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置及びその制御方法、詳しくは所定の記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置には、一例として電子写真プロセスにて説明する。
【０００３】
画像信号として４００ｄｐｉを用い、階調画像再現部では、出力画像が主走査方向（光走査する方向）に２００ｄｐｉ、副走査方向（主走査と垂直方向）に４００ｄｐｉとすることにより、中間調の階調再現に有利な条件で出力し、一方、文字線画像再現部は、出力画像の主走査方向（光走査する方向）を４００ｄｐｉ、副走査方向（主走査と垂直方向）に４００ｄｐｉとすることにより、文字のエッジの再現性に有利な条件で出力している。
【０００４】
ある種の複写機では、印刷写真モード、印画紙写真モードといった階調を重視するモードでは主走査２００ｄｐｉ、副走査４００ｄｐｉの画素構成をとっているのに対し、文字モード、地図モードといった文字線画像を重視するモードでは、主走査４００ｄｐｉ、副走査４００ｄｐｉの画素構成をとっている。
【０００５】
なお、文字写真モードでは、文字や細線のエッジ部分を領域判定して、階調画像であると判定された領域は主走査２００ｄｐｉ、副走査４００ｄｐｉ、文字細線であると判定された領域は主走査４００ｄｐｉ、副走査４００ｄｐｉの画素構成で再現するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、階調画像であっても、その画像サイズが小さい場合には、往々にして至近距離で見ようとする。
【０００７】
この結果、上記のように階調画像だからとって解像度を下げたとしても、今度はドットの存在が目障りになり、逆に画質が劣って見えてしまうという問題が発生する。特に、サンプルから目まで１５ｃｍぐらいで、観察する場合には、各ドットの存在が認識できるようになり、このような問題は顕著になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであり、記録出力する画像サイズが小さい場合には解像度を相対的に上げることで、階調画像といえども良好な品位として視覚できる画像形成装置及びその制御方法を提供しようとするものである。
【０００９】
この課題を解決するため、例えば本発明の画像形成装置は以下に示す構成を備える。すなわち、
入力されたデジタル画像データに基づいて所定の記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置であって、
階調画像に対しては中間調の階調再現に有利な第１の解像度で、文字画像については文字のエッジの再現性に有利な前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で像形成する画像形成手段と、
記録媒体上の記録出力しようとしている画像領域のサイズを決定するサイズ決定手段と、
前記サイズ決定手段で決定されたサイズが所定サイズ以下の場合、階調画像であっても、前記第２の解像度で像形成するよう前記画像形成手段の記録解像度を制御する制御手段とを備える。
【００１０】
また、本発明の好適な実施態様に従えば、前記制御手段は、出力記録媒体の指定サイズに応じて前記画像形成手段の解像度を制御することが望ましい。これによって、縮小画像を記録する場合等においても、簡単に対処することが可能になる。
【００１１】
また、本発明の好適な実施態様に従えば、前記サイズ決定手段は、出力記録媒体の指定サイズに基づいて画像領域のサイズを決定することが望ましい。これによって、縮小画像を記録する場合等においても、簡単に対処することが可能になる。
【００１２】
また、更に、原稿読み取り手段と、前記原稿読み取り手段で読み取られる原稿中の有効領域を指定する指定手段とを備え、サイズ決定手段は、指定手段で指定されたサイズに基づいて画像領域のサイズを決定するようにしても良い。この際、制御手段は、前記指定手段で指定されたサイズが小さいほど高い解像度になるよう制御することが望ましい。
【００１３】
また、入力されたデジタル画像データに基づいて所定の記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置であって、
階調画像を前記第１の解像度で形成する画像形成手段と、
原稿読み取り手段と、
読み取った原稿中の濃度分布のヒストグラムを作成する作成手段と、
前記作成手段で作成したヒストグラムの分布から複数の濃度領域における画素数を演算することにより原稿中に含まれる階調画像のサイズを判定し、階調画像のサイズが所定閾値より小さいと判定される演算結果の場合には、階調画像であっても前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で像形成するよう前記画像形成手段の記録解像度を制御する手段とを備える装置でも良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１５】
図１は実施形態の画像形成装置である複写機の断面構造を示している。図示の如く、この複写機は読み取り装置２３と画像形成装置２４から構成されている。
【００１６】
読み取り装置２３構成している要素を、その動作を共に説明すると次の通りである。
【００１７】
原稿台ガラス２上に置かれた原稿１は、光源３及び反射ミラー４により照らされ、原稿１で反射した光は折り返しミラー５により光路を曲げられ、光学レンズ６によりフォーカスされ１次元にアレイ配置されたＣＣＤ７に結像される。光源３、反射ミラー４、折り返しミラー５を矢印Ｖの方向に走査させることにより、２次元の原稿画像を取り込むことができる。なお、実施形態における読み取り装置２３で読み取り可能最大サイズはＡ３サイズとなっている。
【００１８】
複写機の利用者は、複写のしたい紙サイズを操作パネル（図示せず）上で設定可能であり、場合によっては、所定の紙サイズ内に納めるために、ズーム率を設定することも可能である。ズーム率の変更は、原稿の副走査方向に関しては図示の速度Ｖを制御することで行ない、副走査方向については補間・間引き処理で行う。
【００１９】
更には、公知の原稿の自動サイズ検知手段により、或いは不図示の操作パネルからの指示により、複写機が用紙サイズを選択させることも可能である。
【００２０】
さて、ＣＣＤ７で得られた画像信号は画像形成装置２４の画像処理部８へ送られる。
【００２１】
画像処理部８では、ＣＣＤ７より送られてきたアナログ信号をデジタル信号に変換し、所定のγ補正等を行っては解像度切換部２６に画像データを出力する。解像度切換部２６は、画像処理部８からの画像データに基づいてビデオ信号（半導体レーザ部９を駆動するための信号）を生成するが、このときの生成される画像データの解像度はＣＰＵ２５からの制御による（これについての詳細は後述する）。
【００２２】
半導体レーザ部９は、与えられたビデオ信号に従って、その信号レベルがｈｉｇｈの期間、レーザ光を発生する。発生したレーザ光は回転多面鏡２７の１側面に照射され、そこで反射されることで一次元に走査するように変換される。このレーザ光は、反射ミラー１０によって反射され、それが感光ドラム１１の表面上を走査露光することになる。
【００２３】
感光ドラム１１は図示矢印方向に定速回転しており、その周囲には感光ドラム１１の表面に均一な帯電を行なわせる帯電器１２と、レーザ光の露光によって形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像器１３、記録紙にトナー像を転写する転写器、更には感光ドラム１１の表面上の残留トナーを書き落とすクリーナー１５が配設されている。
【００２４】
記録紙は給紙カセット１８或いは２０（それぞれ収納されている記録サイズは異なる）に収納されており、ＣＰＵ２５が給紙ローラ１７或いは１９のいずれかを駆動することで搬送が開始され、所定のタイミングで搬送ローラ１６を駆動することで、記録紙が感光ドラム１１と転写器１４の間に挿入される。なお、不図示の手差し口から任意のサイズの記録紙を挿入し、それに記録することもできる。
【００２５】
この結果、記録紙上にはトナー像が転写されることになる。転写済みの記録紙は搬送ベルト２１上を移動し、最終的に定着器２２で定着された後、装置外部に排出される。
【００２６】
さて、上記構成における本実施形態では、出力原稿サイズがある程度小さい場合（たとえばＢ５サイズ以下の場合）、その原稿が中間調画像であろうとも、解像度を上げて（主走査及び副走査方向とも４００ｄｐｉ）画像を記録するものである。なお、当然ことであるが、読み取り原稿がたとえばＡ４サイズであってもそれをＢ５以下のサイズまで縮小して記録する場合にも、この動作が機能する。
【００２７】
図８は解像度切換部２６の一部と、ＣＰＵ２５の詳細一例を示している。
【００２８】
図示の如く、解像度切換部２６は、画像処理部８で処理されたデジタル画像データ（たとえば１画素につき８ビット＝２５６階調）を画素クロックｃｌｋに同期して受信し、これをＤ／Ａ変換器８０でアナログ信号に変換する。このアナログ信号はコンパレータ８１の一方の入力端子に供給される。
【００２９】
コンパレータ８１の他端子には三角波発生回路８２、８３のいずれかからのパターン信号（実施形態では三角波）を供給する。このために、いずれかを選択するためのスイッチ８４が設けた。このスイッチ８４の切換はＣＰＵ２５が制御することになる。
【００３０】
この結果、コンパレータ８１からの出力信号は、デジタル画素データの値に応じた幅の信号（パルス幅変調信号）が発生し、そのｈｉｇｈレベルの場合に半導体レーザ素子を駆動することで、デジタル画素データの値に応じた時間だけレーザ光が発生することになる。回転多面鏡２７によってレーザ光は一次元的に振らされているので、結果的に、デジタル画素データの値に応じた長さのレーザ光の走査露光が行われることになり、最終的にデジタル画素データの値に応じた面積にトナーが付着し、濃度として人間が知覚することになる。
【００３１】
ここで三角波発生回路８２と８３の違いは、三角波発生回路８２が搬送クロックｃｌｋの１／２の周波数（２倍の波長）の三角波（２００ｄｐｉ用の三角波）を発生するのに対し、三角波発生回路８３は搬送クロックと同じ周波数の三角波（４００ｄｐｉ用の三角波）を発生する点である。
【００３２】
この結果、たとえば、三角波発生回路８２からの三角波を選択させた場合と、三角波発生回路８３からの三角波を選択させた場合の、それぞれのレーザ発光パターンは図２、図３に示すようになる。
【００３３】
つまり、図２では、形成されるドットが大きめになることで、階調画像に対して優れたものとなる。一方、図３に示すようにドットが細かい（解像度が高い）場合には、文字線画に対して有効になる。ただし、先に説明したように、一般に、人間はその印刷物等が小さいと間近にして見ることが多く、２００ｄｐｉではかえってあらさが目立ってしまう。そこで、本実施形態では、出力サイズが所定サイズ以下の場合には、主走査及び副走査方向とも４００ｄｐｉで記録しようとするものである。
【００３４】
このように、所定サイズ以下（実施形態ではＢ５サイズ以下）の小サイズの用紙に画像形成する場合に、高解像度モード、特に図４に示したとおり、画素構成の周期が１１ｌｉｎｅｓ／ｍｍ即ち２５０ｄｐｉ以上で構成されるモードで画像を形成することにより、見た目の印象の良い画像を得ることができるようになった。
【００３５】
もう少し具体的にいうならば、たとえばはがきサイズで、全身の人物の画像を形成する場合、従来の主走査２００ｄｐｉ、副走査４００ｄｐｉでは、その人物の顔を注目すると、画素構成が目ざわりになり、見た目の細部再現性が劣る画像となるが、本実施形態では、画素の構成が認識できない程度にし、結果として、細部まできれいに再現された良好の画像が得ようとするものである。
【００３６】
本実施形態では、Ｂ５サイズ以下を小サイズと称したが、画像形成装置の特性に従い、小サイズの判断基準が変わることがありえるので、サイズを限定するものではないことは言うまでもない。
【００３７】
なお、本実施形態における階調再現特性は、高解像度モードも従来の階調画像再現モードも、階調変換特性（γルックアップテーブル）により、原稿濃度が再現濃度と同じになるように、モード毎に独立に調整できるようにしてある。
【００３８】
本実施形態がデジタル方式フルカラー複写機においても有効であることは言うまでもない。
【００３９】
また、上記実施形態では、２つの解像度（主走査方向４００ｄｐｉ，２００ｄｐｉ）について説明したが、プリンタエンジンが１２００ｄｐｉとより高解像度である場合には、出力記録紙サイズに応じて多段階に変更するようにしても良い。つまり、三角波発生回路を多数用意しておき、それらを適宜切り替えるようにするわけである。勿論、ＣＣＤ７の本来の読み取り解像度も高いことが望まれるが、場合によっては補間処理や間引き処理でもって読み取り解像度を可変にしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では解像度の切り替えを三角波発生回路の選択によって実現したが、回転多面鏡の回転速度及び画素クロックｃｌｋを可変にするとともに、高解像度記録であれば読み取り解像度を上げたり、補間処理を行ったりして、画素数を増やすようにすれば、上記とほぼ同じ作用効果を得ることができる。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
一般に、デジタルフルカラー複写機などでは、原稿押えの圧板の上に、デジタイザ等の座標入力装置を有するエディタを搭載し、トリミングやマスキング、色変換といった多彩な編集機能が簡単にできる機種がある。
【００４２】
本第２の実施形態では、図５の外観の複写機に示す如く、位置座標指定ペン５０１とそのペンで押すことで圧力を感じて位置座標を決定できる台５０２から成るエディタで、領域指定することにより、トリミングが実施可能な複写機において、トリミングのサイズ（面積）が、２００平方センチメートル以内であった場合には、高解像度モードを自動選択し、２００平方センチメートルよりも大きな領域であった場合には、低解像度モードで画像を形成するようにする。これにより、小サイズフォーマットの画像の品質を向上させることができるようになる。
【００４３】
なお、本第２の実施形態では、トリミングサイズを対象にしているのであって、それがＡ４とかある程度の大きさの記録紙に出力する場合であっても、それには依存しない。なぜなら、現実に記録される画像のサイズは、記録紙全体の一部分になり、人間がその記録画像を見る場合には間近で見ようとするからである。
【００４４】
＜第３の実施形態＞
本第３の実施形態では、階調画像の画像サイズを画像形成装置が自動的に判定して、高解像度モードと低解像度モードを選択する。
【００４５】
なお、装置構成は上記第１の実施形態と同じであるものとし、ここではＣＰＵ２５の動作処理手順（ＣＰＵ２５内のＲＯＭに格納されているプログラム）を図６のフローチャートに従って説明する。
【００４６】
まず、ステップＳ６１において、プレスキャンで原稿画像を読み取り、画素の濃度のヒストグラムを求める。
【００４７】
ヒストグラムは、図７のように、０から６４までをＩ領域、６５から１２８までをII領域、１２９から１９２までをIII領域１９２から２５５までをIV領域として領域単位に分割した。
【００４８】
図７は原稿に小サイズの階調画像が入っている場合の例である。
【００４９】
ヒストグラムを求めるのにメモリ量の関係で、今回は全体の１／４に間引いた画素について求めたが、勿論、全数であっても構わない。ただし、１／４に間引いたとしても全体の分布が全くことなることは有り得ず、且つ、メモリの有効利用の観点からすれば、間引き処理（読み取る画素間隔を空けること）の方が望ましい。
【００５０】
さて、Ｉ領域からIV領域までのそれぞれの画素比率（全画素に対するそれぞれの領域の画素数の比率）を求めておき、メモリに登録しておく。
【００５１】
ステップＳ６２に処理が進むと、Ｉ領域＋IV領域＞８０％の関係が成立していれば、原稿画像は文字の比率が非常に高いと判断し、文字モード（主走査４００ｄｐｉ副走査４００ｄｐｉ、シャープネス係数は高めるモード）を設定する（ステップＳ６３）。
【００５２】
ここで、シャープネス係数を高めることについての意義について簡単に説明する。
【００５３】
一般に文字／線画等の２値的な画像の場合には、読み取り画像のデータをそのまま活用してしまうと、エッジ付近がぼやけてしまう。本来、文字／線画のエッジは、その境界が明瞭になることが重要であるのに対し、これだと逆効果になってしまう。そこで、注目画素の濃度値を周りの画素との関係でより強調するように補正する必要がある。通常、この処理は適当な領域を参照するための係数を有するマトリックスを用い、そのマトリックス内の係数を適当に合わせることで、注目画素を強調する。
【００５４】
ステップＳ６３におけるシャープネス係数を高めるというのは、高いエッジ強調を行う設定を行うということである。
【００５５】
さて、ステップＳ６２での判断がＮＯの場合にはステップＳ６４に進み、Ｉ領域＜II領域＋III領域で、且つ、Ｉ領域＋II領域＋II領域I＜１５％の関係が成立するかを判断する。この条件が満足する場合には、階調画像が原稿中に存在するものの、そのサイズは小さいと判断し、高精細モードを設定する（ステップＳ６５）。ここで言う高精細モードは、文字モードと同じ解像度であるものの、シャープネス係数を低めにするという意味である。
【００５６】
いずれも該当しない場合は、ステップＳ６６で、原稿は階調画像比率が高めの混在画像と判断し、文字領域判定有りの文字／写真モード（主走査方向２００ｄｐｉ、副走査方向４００ｄｐｉ）として設定した。
【００５７】
上記のフローにそってモードを設定することにより、自動で、良好な画像が形成されるようになった。
【００５８】
なお、カラー複写機に適用するのであれば、ステップＳ６２において、更に墨入れ量（ＵＣＲ処理で生成する黒成分を生成する際に用いる割合）を高めにするようにし、ステップＳ６５ではその墨入れ量を少なくする等の処理を行うようにしても良い。
【００５９】
＜他の実施形態＞
なお、上記実施形態では複写機に適用する例を説明したが、ホストコンピュータ等に接続されるプリンタ装置単体に適用してもよく、ホストコンピュータとイメージスキャナ装置、プリンタで構成されるシステムに適用する場合であっても構わない。
【００６０】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００６１】
この場合、記憶媒体から読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になり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，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。
【００６３】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、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。
【００６４】
さらに、記憶媒体から読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込まれた後、その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。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、形成される画像の大きさに応じて解像度を制御することで、たとえば、至近距離に耐えうる画像を形成することが可能になる。
【００６６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像形成装置の断面構造図である。
【図２】実施形態における主走査２００ｄｐｉの画素形成の原理を説明するための図である。
【図３】実施形態における主走査４００ｄｐｉの画素形成の原理を説明するための図である。
【図４】人間の視覚のＭＴＦ特性を示す図である。
【図５】第２の実施形態の複写機の外観を示す図である。
【図６】第３の実施形態における処理内容を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態において作成されるヒストグラムの一例を示す図である。
【図８】実施形態における解像度切換部近傍のブロック構成図である。
【符号の説明】
１原稿
２原稿台ガラス
３光源
７ＣＣＤ
９レーザ
１１感光ドラム
１２一次帯電器
１４転写帯電器
２２定着ローラ
２５ＣＰＵ
２６解像度切換部

Claims

入力されたデジタル画像データに基づいて所定の記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置であって、
階調画像に対しては中間調の階調再現に有利な第１の解像度で、文字画像については文字のエッジの再現性に有利な前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で像形成する画像形成手段と、
記録媒体上の記録出力しようとしている画像領域のサイズを決定するサイズ決定手段と、
前記サイズ決定手段で決定されたサイズが所定サイズ以下の場合、階調画像であっても、前記第２の解像度で像形成するよう前記画像形成手段の記録解像度を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記サイズ決定手段は、出力記録媒体の指定サイズに基づいて画像領域のサイズを決定することを特徴とする請求項第１項に記載の画像形成装置。
更に、原稿読み取り手段と、
前記原稿読み取り手段で読み取られる原稿中の有効領域を指定する指定手段と、を備え、
前記サイズ決定手段は、前記指定手段で指定されたサイズに基づいて画像領域のサイズを決定することを特徴とする請求項第１項に記載の画像形成装置。
入力されたデジタル画像データに基づいて所定の記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置であって、
階調画像を第１の解像度で形成する画像形成手段と、
原稿読み取り手段と、
読み取った原稿中の濃度分布のヒストグラムを作成する作成手段と、
前記作成手段で作成したヒストグラムの分布から複数の濃度領域における画素数を演算することにより原稿中に含まれる階調画像のサイズを判定し、階調画像のサイズが所定閾値より小さいと判定される演算結果の場合には、階調画像であっても前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で像形成するよう前記画像形成手段の記録解像度を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記第２の解像度は文字画像用の記録解像度であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
入力されたデジタル画像データに基づいて所定の記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
階調画像に対しては中間調の階調再現に有利な第１の解像度で、文字画像については文字のエッジの再現性に有利な前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で像形成する画像形成工程と、
記録媒体上の記録出力しようとしている画像領域のサイズを決定するサイズ決定工程と、
前記サイズ決定工程で決定されたサイズが所定サイズ以下の場合、階調画像であっても、前記第２の解像度で像形成するよう前記画像形成工程における記録解像度を制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
前記サイズ決定工程では、出力記録媒体の指定サイズに基づいて画像領域のサイズを決定することを特徴とする請求項第６項に記載の画像形成装置の制御方法。
更に、原稿読み取り工程と、
前記原稿読み取り工程で読み取られる原稿中の有効領域を指定する指定工程と、を備え、
前記サイズ決定工程では、前記指定工程で指定されたサイズに基づいて画像領域のサイズを決定することを特徴とする請求項第６項に記載の画像形成装置の制御方法。
入力されたデジタル画像データに基づいて所定の記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
階調画像を前記第１の解像度で形成する画像形成工程と、
原稿読み取り工程と、
読み取った原稿中の濃度分布のヒストグラムを作成する作成工程と、
前記作成工程で作成したヒストグラムの分布から複数の濃度領域における画素数を演算することにより原稿中に含まれる階調画像のサイズを判定し、階調画像のサイズが所定閾値より小さいと判定される演算結果の場合には、階調画像であっても前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で像形成するよう前記画像形成工程における記録解像度を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。