JP3874718B2 - 画像処理装置，画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
画像形成装置により像担持体を介して記録紙に画像を形成する際の画像データの画像処理を行う画像処理装置，及びそれを具備する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置により感光体ドラムや中間転写ドラム等の像担持体を介して記録紙に画像を形成する場合，像担持体の経時変化や現像剤の帯電量の変化等により現像性能が変化し，形成される画像の濃度が不安定となる場合がある。
この問題を解決するため，従来，例えば，特許文献１に示されるように，所定の階調パターン像を形成してその濃度が目標濃度となるようにγ補正による補正量を変更（出力ドットの間引きや出力値の変更等）する像形成装置や，特許文献２に示されるように，所定のテストパターン像を形成してその濃度に基づいて現像器若しくは帯電器の出力電圧を設定する画像形成装置があった。
これにより，現像性能が変化しても，出力される現像剤の量が調節されることにより画像濃度が目標濃度となるように調節される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３５０１９号公報
【特許文献２】
特開平８−１６０６９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，現像性能の変化に対して出力する現像剤の量のみを調節することは，必ずしも画像品質の維持につながらず，返って画像品質を悪化させてしまう場合もあるという問題点があった。
例えば，画像濃度が変化する要因として出力ドット形状のばらつきが大きくなる（ドット再現性能が悪化する）ことが考えられ，これにより粒状感のある画像が形成されてしまうが，このような場合にγ補正により出力ドットを間引いたり出力値を変更したりすることは，出力ドットの粗密や電気的に得られる階調数を減らすことになりかえって画像品質を悪化させる。また，現像器や帯電器の出力電圧制御のみでは中間濃度の再現性を改善することは難しい。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，画像形成装置により像担持体を介して記録紙に画像を形成する際の現像性能が変化した場合でも，画像品質を維持することができる画像処理装置及びそれを具備する画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，画像形成装置により像担持体を介して記録紙に画像を形成する際の画像データの画像処理を行う画像処理装置において，前記像担持体上に形成された又は該像担持体から所定の転写体上に転写され，それぞれ異なる擬似中間調処理方式を用いて複数の異なる濃度相当で生成された複数のスクリーンパターン像の濃度を検出するパターン像濃度検出手段と，複数の前記スクリーンパターン像のうち，画像形成を行う前記画像データの濃度に応じた濃度相当の前記スクリーンパターン像であって，前記パターン像濃度検出手段による検出濃度が前記スクリーンパターン像それぞれについて予め設定された許容濃度範囲内にある前記スクリーンパターン像，の生成に用いられた前記擬似中間処理方式の中で最もスクリーン線数の大きいものを，前記画像データの画像処理における擬似中間調処理方式として決定する中間調処理方式決定手段と，を具備してなることを特徴とする画像処理装置として構成されるものである。
これにより，現像性能の変化により生じる前記スクリーンパターン像の濃度変化に応じて，現像性能変化の影響が表れにくい擬似中間調処理方式を採用することができ，現像性能の変化に関わらず粒状感のない画像品質を維持することができる。
【０００６】
また，前記スクリーンパターン像の各濃度が前記許容濃度範囲内であるうちは，スクリーン線数の大きい（即ち，解像度の高い）擬似中間調処理方式が採用され，現像性能の悪化に従ってスクリーン線数の小さい（即ち，現像性能悪化の影響が表れにくい）擬似中間調処理方式が選択されるので，現像性能の変化に関わらず粒状感のない或いは少ない高画質の画像形成を維持することができる。
【０００７】
また，前記中間調処理方式決定手段により決定された前記擬似中間調処理方式に応じて，前記画像処理におけるγ補正処理に用いる画像処理パラメータが切り替えられるよう構成すれば，適切に決定された擬似中間調処理に対応したγ補正処理が行われるので，濃度再現性能も高く維持できる。
また，本発明は前記画像処理装置を具備する画像形成装置として捉えたものであってもよい。
【０００８】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る画像処理装置Ｘが適用される複写装置の構成を表す概略断面図，図２は本発明の実施の形態に係る画像処理装置Ｘの概略構成を表すブロック図，図３は本発明の実施の形態に係る画像処理装置Ｘによる擬似中間調処理方式の選択に用いるスクリーンパターン像の一例を表す図である。
【０００９】
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る画像処理装置Ｘを備えた画像形成装置の一例である複写装置３０について説明する。
複写装置３０は下方に複数の記録紙収納部３１を有し，その上方に両面ユニット３２が配置され，その上方には画像形成部３３と定着装置３が設けられている。更にその上部には画像読み取り装置３５と自動原稿搬送装置３６が取り付けられている。また，複写装置３０の本体上面には，液晶タッチパネル等の表示操作部４が配置され，利用者は，該表示操作部４の操作によって，画質モード選択や記録紙収納部３１の有する複数の記録紙カセットのいずれを使用するかの選択，画像読み取りの開始操作等の各種操作を行う。
画像形成部３３には感光体ドラム４０の周囲に，帯電装置４１，現像装置４２，クリーニング装置４３が配置された作像ユニット４４が設けられており，下方には感光体ドラム４０に対向して転写装置４５が配置されている。感光体ドラム４０は，例えば直径８４ｍｍのアルミ円筒の表面に感光層が形成されており，図１において時計方向に回転駆動される。帯電装置４１は回転する感光体ドラム４０の表面をコロナ放電により数百Ｖに帯電させる。感光体ドラム４０表面の帯電装置４１よりも回転方向下流側では，レーザ発振器３８から出射されたレーザビームが照射されて静電潜像が形成される。このレーザ発振器３８のレーザビーム出力の制御に用いられる画像データは，画像処理装置Ｘから入力される。
即ち，画像読み取り装置３５からミラーにより導かれた原稿画像光は，イメージセンサ３７に入射され，ここでＡ／Ｄ変換されてデジタル画像データ（原稿画像データ）として画像処理装置Ｘに入力される。さらに，原稿画像データは，画像処理装置Ｘにおいて，所定の画像処理が施され，画像処理後の画像データがレーザ制御部３８ａに入力され，該レーザ制御部３８ａにより，画像処理後の画像データに従ったレーザビームが出射されるようにレーザ発振器３８が制御される。
【００１０】
現像装置４２では現像ローラが回転して，現像ローラ表面に形成された磁気ブラシが感光体ドラム４０表面に接触し，静電潜像に対して帯電したトナーを付着させてトナー画像を形成する。該トナー画像は転写装置４５において，記録紙収納部３１から搬送されてきた記録紙が感光体ドラム４０とその周速と同じ速度で移動する転写ベルト４６との間に挟持された状態で搬送されながら帯電されてトナー画像が記録紙上に転写される。
また，現像装置４２と転写装置４５との間には，現像装置４２により感光体ドラム４０表面に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサ３９（前記パターン像濃度検出手段の一例）が設けられている。さらに，転写装置４５の下流側にはクリーニング装置４３が配置されており，感光体ドラム４０の表面上に残留したトナーや他の付着物が除去される。前記複写装置３０の転写装置４５は，転写ベルトを用いたものが採用されているが，これを転写ローラに置き換えることも可能である。
前記転写装置４５によってトナー像が転写された記録紙は，その搬送方向下流側に設けられた定着装置３に運ばれ，定着装置３の定着ローラ１とこれに対向する加圧ローラ２の間を通り，記録紙上のトナーが内部にヒータを備えた定着ローラ１の熱によって溶融定着される。加圧ローラ２は，記録紙を前記定着ローラ１に押し付けて，トナーの定着を確実にするためのものである。
【００１１】
次に，図２のブロック図を用いて，画像処理装置Ｘの概略構成について説明する。
図２に示すように，前記画像読み取り装置３５により読み取られ，前記イメージセンサ３７によりＡ／Ｄ変換された原稿画像データを入力し，該原稿画像データに対して周知の空間フィルタ処理を施す空間フィルタ処理部５１と，該空間フィルタ処理後の画像データに対して周知のγ補正処理を行うγ補正処理部５２と，該γ補正処理後の画像データに対してそれぞれ異なる画像処理方式によって画像処理を施す複数の画像処理部からなるマルチ画像処理部５３と，該マルチ画像処理部５３によって画像処理が施された画像データのうち，いずれの画像処理方式で処理された画像データを前記レーザ制御部３８ａに出力するかを選択するセレクタ５４と，前記表示操作部４から設定入力される原稿の種類に対応した画像処理のモード情報を記憶する設定モード記憶部５５と，前記画像処理のモード情報ごとに（モードごとに），後述するスクリーンパターン像（テストパターン）の濃度に基づいて，使用する擬似中間調処理方式を決定し，決定した擬似中間調処理方式に対応するように（基づいて）前記γ補正処理部５２における画像処理パラメータ（以下，γ補正パラメータという）の切り替え及び前記セレクタ５４による出力選択の制御（いずれの出力を選択するかの制御）を行う中間調処理方式決定部５６（前記中間調処理方式決定手段の一例）とを具備している。
また，前記設定モード記憶部５５に記憶される前記画像処理モードには，「写真モード」，「文字モード」，「文字・写真混在モード」があり，これは，前記表示操作部４からの入力により設定される。
ここで，前記マルチ画像処理部５３は，次の６つの方式の擬似中間調処理を行うものである。
その１つは，誤差拡散処理に基づ擬似中間調処理であり，原稿画像データの２値化処理時における誤差分を次の画素に順次振り分ける誤差拡散処理を行う画像処理である。この処理を行う処理部を，以下，誤差拡散処理部５３ａという。
２つ目は，ディザ処理に基づく擬似中間調処理であり，ディザパターンを網点とする網点スクリーン処理を行い，そのスクリーン線数が２１２線に設定された画像処理（以下，２１２線網点スクリーン処理という）である。この処理を行う処理部を，以下，２１２線網点スクリーン処理部５３ｂという。
３つ目及び４つ目は，スクリーン線数がそれぞれ１４１線，１０６線に設定された擬似中間調処理（以下，それぞれ２１２線網点スクリーン処理，１０６線網点スクリーン処理という）である。これらの処理を行う処理部を，以下，それぞれ１４１線網点スクリーン処理部５３ｃ，１０６線網点スクリーン処理部５３ｄという。
５つ目は，ディザ処理に基づく擬似中間調処理であり，ディザパターンを万線とする万線スクリーン処理を行い，２画素（ドット）ごとに万線（高線数の万線）を形成する画像処理（以下，２ドット万線スクリーン処理という）である。この処理を行う処理部を，以下，２ドット万線スクリーン処理部５３ｅという。
６つ目は，３画素（ドット）ごとに万線（低線数の万線）を形成する擬似中間調処理（以下，３ドット万線スクリーン処理という）である。この処理を行う処理部を，以下，３ドット万線スクリーン処理部５３ｆという。
図２に示す例では，前記セレクタ５４は，各処理部５３ａ〜ｆの後段においてそれらの出力を切り替えるものであるが，例えば，各処理部５３ａ〜ｆの前段に設けて各処理部５３ａ〜ｆのいずれにより擬似中間調処理を行うかを切り替えるものであってもよい。
【００１２】
当該複写装置では，電源投入時や，周囲環境の温度や湿度（不図示の温湿度計により検出）の変化が大きい場合，或いは運転時間が所定時間を経過した場合等に，前記感光体ドラム４０上に図３（ａ）〜（ｆ）に示すようなテスト用の複数のスクリーンパターン像（以下，テストパターンという）が形成（現像）され，該テストパターンそれぞれの濃度が前記濃度センサ３９により検出される。前記テストパターンは，それぞれ異なる擬似中間調処理方式を用いて生成された濃度５０％相当（トナー像部分の面積率が５０％）のスクリーンパターン像であり，１０６線，２１２線，１４１線，及び４２４線の各スクリーン線数を有する網点スクリーンパターン像（図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ））と，３画素（ドット）及び２画素ごとに万線を形成する３ドット及び２ドット万線スクリーンパターン像（図３（ｅ），（ｆ））とが含まれる。
また，前記中間調処理方式決定部５６には，前記テストパターンそれぞれ（図３（ａ）〜（ｆ））について，当該複写装置の正常時（初期時）に前記濃度センサ３９により検出される濃度に対応した許容濃度範囲が予め設定（記憶）されている。
【００１３】
次に，前記中間調処理方式決定部５６による擬似中間調処理方式の決定処理（即ち，各処理部５３ａ〜ｆの出力いずれを選択し，前記γ補正パラメータをいずれに切り替えるかの決定処理）の一例について説明する。以下の決定処理が行われる前に，ベタ黒画像（前記レーザ発振器３８全点灯時の画像の濃度）が所定の目標濃度となるように，現像バイアス電位や帯電電位等が制御されているものとする。
前記中間調処理方式決定部５６は，前記画像処理モードが「文字・写真混在モード」の場合には，デフォルトとして前記誤差拡散処理部５３ａの出力が，「写真モード」の場合には，デフォルトとして前記１４１線網点処理部５３ｃの出力が，「文字モード」の場合には，デフォルトとして前記誤差拡散処理部５３ａの出力がそれぞれ選択されるよう構成されている。そして，前記テストパターンの濃度検出が行われた場合に，その濃度に基づいて，必要な場合には選択される擬似中間調処理が切り替えられる。
例えば，前記画像処理モードが「文字・写真混在モード」である場合において，４２４線の網点のテストパターン（図３（ｄ））の濃度が，前記許容濃度範囲内である場合には，出力の選択は変更されない。
一方，４２４線の網点のテストパターン（図３（ｄ））の濃度が前記許容濃度範囲外である場合は，２ドット万線のテストパターン（図３（ｆ））の濃度が前記許容濃度範囲内であれば前記２ドット万線スクリーン処理部５３ｅの出力が，そうでなければ前記３ドット万線スクリーン処理部４５ｆの出力が選択される。
ここで，５０％濃度相当の４２４線の網点のテストパターン（図３（ｄ））の濃度を用いているのは，その濃度が前記誤差拡散処理により出力（画像形成）された５０％濃度相当の画像と同等の濃度になるためである。
これにより，現像性能（ドット再現性能）が悪化して高解像度（１画素ごと）で擬似中間調処理を行う前記誤差拡散処理を用いて出力したテストパターンの濃度が許容範囲から外れる場合には，多少解像度は落ちるが現像性能悪化の影響が表れにくく前記誤差拡散処理の次に解像度の高い前記２ドット万線スクリーン処理が選択され，該２万ドット万線スクリーン処理を行っても現像性能悪化の影響を除去できない（即ち，２ドット万線のテストパターン（図３（ｆ））の濃度が許容範囲外である）場合には，さらに現像性能悪化の影響が表れにくい前記３ドット万線スクリーン処理が選択されるよう擬似中間調処理方式の切り替えが行われることになる。その結果，現像性能の変化に関わらず，粒状感のない（少ない）高画質の画像形成を維持することができる。
また，「文字・写真混在モード」において，網点スクリーン処理を選択しないのは，エッジをより強調して表現する必要がある文字や図形が含まれる画像に対しては，エッジ強調がされにくい網点スクリーン処理に基づく擬似中間調処理は適さないからである。
【００１４】
また，前記画像処理モードが「写真モード」である場合において，前記１４１線網点のテストパターン（図３（ｃ））の濃度が前記許容濃度範囲内であり，かつ前記２１２線網点のテストパターン（図３（ｂ））の濃度が前記許容範囲外である場合には，出力の選択はデフォルト設定（前記１４１線網点処理部５３ｃの出力）のまま変更されない。
一方，前記２１２線網点のテストパターン（図３（ｃ））の濃度が前記許容濃度範囲内である場合には，解像度が高く高画質の画像形成を行うことができる前記２１２線網点スクリーン処理部５３ｂの出力が選択される。さらに，前記１４１線網点のテストパターン（図３（ｃ））の濃度と前記２１２線網点のテストパターン（図３（ｂ））の濃度との両方が前記許容範囲外である場合には，前記１０６線網点スクリーン処理部５３ｄの出力が選択される。
これにより，現像性能（ドット再現性能）が良好であり高解像度で擬似中間調処理を行う２１２線の網点処理を用いて出力したテストパターン（図３（ｂ））の濃度が許容濃度範囲内であるうちは，最も解像度の高い前記２１２線網点スクリーン処理が選択される。
これに対し，現像性能が悪化して最も高い解像度（２１２線），或いはさらに低い解像度（１４１線）での前記テストパターン（図３（ｂ），（ｃ））の濃度に影響が表れた場合（前記許容濃度範囲外となった場合）は，現像性能悪化の影響が表れにくくなるように順次解像度の低い網点処理方式（前記２１２線網点スクリーン処理→前記１４１線網点スクリーン処理→前記１０６線網点スクリーン処理）に擬似中間調処理方式が切り替えられる。即ち，複数の前記テストパターンのうち，その濃度が前記許容濃度範囲内にある前記テストパターンの生成に用いられた擬似中間調処理方式の中で，最もスクリーン線数の大きいものが選択される。その結果，前記テストパターンの濃度が前記許容濃度範囲内であるうちは，解像度の高い擬似中間調処理方式が選択され，現像性能の悪化に従ってその影響が表れにくい擬似中間調処理方式が選択されるので，現像性能の変化に関わらず粒状感のない（少ない）高画質の画像形成を維持することができる。
また，前記画像処理モードが「文字モード」である場合には，前記テストパターンの濃度による擬似中間調処理の切り替えは行わない。微妙な画像濃度の変化よりもエッジをより強調して表現する必要がある「文字モード」では，前記誤差拡散処理の方が，ディザ処理（網点又は万線のスクリーン処理）基づく擬似中間調処理よりも適しているからである。
また，このように適切な擬似中間調処理に対応する前記γ補正パラメータを用いて（切り替えられて）前記γ補正処理部５２により所定の目標濃度となるように補正されるので，濃度再現性能も高く維持できる。例えば，前記中間調処理方式決定部５６により決定された擬似中間調処理方式に対応する前記テストパターンの濃度の前記許容濃度範囲の中央値を目標濃度とし（目標濃度の切り替え），該目標濃度と選択された擬似中間調処理方式に対応する前記テストパターンの濃度との差分に応じて補正すること等が考えられる。
【００１５】
また，図３に示した例では，前記テストパターンは，５０％濃度相当のスクリーンパターン像としているが，これに限るものでなく，例えば，より高濃度での画像再現性能を維持する必要がある場合には７０％濃度相当のスクリーンパターン像にする等，他の中間濃度のテストパターンとしてもかまわない。
また，例えば，前記テストパターンとして複数の異なる濃度相当のスクリーンパターン像を用いることも考えられる。例えば，２５％濃度相当の前記テストパターンと５０％濃度相当の前記テストパターンとを用意し，２５％濃度相当以下の画像形成を行う場合には，２５％濃度相当の前記テストパターンの検出濃度に基づいて決定した擬似中間調処理方式を選択し，２５％濃度相当を超える画像形成を行う場合には，５０％濃度相当の前記テストパターンの検出濃度に基づいて決定した擬似中間調処理方式を選択するよう構成すること等が考えられる。
また，前記濃度センサ３９は，前記感光体ドラム４０から前記転写ベルト４６や記録紙（前記転写体の一例）に転写された前記テストパターンの濃度を検出するよう構成されたものであってもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，スクリーンパターン像の検出濃度に基づいて適切な擬似中間調処理方式が決定されるので，現像性能が変化した場合でも，画像品質な画像形成を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置Ｘが適用される複写装置の構成を表す概略断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像処理装置Ｘの概略構成を表すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像処理装置Ｘによる擬似中間調処理方式の選択に用いるスクリーンパターン像の一例を表す図。
【符号の説明】
１…定着ローラ
２…加圧ローラ
３…定着装置
４…表示操作部
３０…複写装置
３１…記録紙収納部
３２…両面ユニット
３３…画像形成部
３５…画像読み取り装置
３６…自動原稿搬送装置
３７…イメージセンサ
３８…レーザ発振器
３８ａ…レーザ制御部
３９…濃度センサ（パターン像濃度検出手段）
４０…感光体ドラム
４１…帯電装置
４２…現像装置
４３…クリーニング装置
４４…作像ユニット
４５…転写装置
４６…転写ベルト
５１…空間フィルタ処理部
５２…γ補正処理部
５３…マルチ画像処理部
５３ａ…誤差拡散処理部
５３ｂ…２１２線網点スクリーン処理部
５３ｃ…１４１線網点スクリーン処理部
５３ｄ…１０６線網点スクリーン処理部
５３ｅ…２ドット万線スクリーン処理部
５３ｆ…３ドット万線スクリーン処理部
５４…セレクタ
５５…設定モード記憶部
５６…中間調処理方式決定部（中間調処理方式決定手段）

Claims (3)

1. 画像形成装置により像担持体を介して記録紙に画像を形成する際の画像データの画像処理を行う画像処理装置において，
   前記像担持体上に形成された又は該像担持体から所定の転写体上に転写され，それぞれ異なる擬似中間調処理方式を用いて複数の異なる濃度相当で生成された複数のスクリーンパターン像の濃度を検出するパターン像濃度検出手段と，
   複数の前記スクリーンパターン像のうち，画像形成を行う前記画像データの濃度に応じた濃度相当の前記スクリーンパターン像であって，前記パターン像濃度検出手段による検出濃度が前記スクリーンパターン像それぞれについて予め設定された許容濃度範囲内にある前記スクリーンパターン像，の生成に用いられた前記擬似中間処理方式の中で最もスクリーン線数の大きいものを，前記画像データの画像処理における擬似中間調処理方式として決定する中間調処理方式決定手段と，
   を具備してなることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記中間調処理方式決定手段により決定された前記擬似中間調処理方式に応じて，前記画像処理におけるγ補正処理に用いる画像処理パラメータが切り替えられるよう構成されてなる請求項１に記載の画像処理装置。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載の画像処理装置を具備してなることを特徴とする画像形成装置。

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