JPH04271571A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置、特に単色
又はカラーの階調画像を出力して画像を再現する画像処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の階調画像を再現する電子写真複写
機には、画像処理法によりデジタル式とアナログ式に分
けられる。

【０００３】先ず、図２のブロック図を用い、デジタル
式電子写真の階調画像の再現過程を説明する。

【０００４】画像の輝度信号がＣＣＤ入力２１によって
読み取られると、その輝度信号は個々のＣＣＤ素子の感
度バラツキを修正するシェーディング回路２２へ送られ
る。そして、ＬＯＧ変換２３で輝度信号から濃度信号に
変換され、変換された濃度信号はルックアップテーブル
（以下、「ＬＵＴ」）２４に入力される。このＬＵＴ２
４では、電子写真方式の現像特性等の影響による階調性
の変化を補正するためのγ変換が行なわれる。

【０００５】その後、パルス幅変換２５に入力され、ド
ット幅に対応した信号に変換され、レーザドライバー２
６へ送られる。

【０００６】以上の信号処理をもって、感光体（図示せ
ず）上にはドットの面積変化による階調特性を持つた潜
像がレーザスキャンによって形成され、現像、転写、定
着という一連の過程を経て、階調画像が得られる。

【０００７】また、フルカラーコピー機の場合は、色分
解、下色除去、マスキング等の処理が入り、複数の色信
号を平列処理するが、各色の階調再現するための方法は
モノクロコピーと同様である。

【０００８】図３は、デジタル式電子写真の特性変換図
を示す図である。同図において、第■象限は原稿の濃度
が電気信号に変換される光学読み取り特性を示している
。第■象限は最終的な階調再現特性（第■象限）が１：
１、つまり、軸に対する傾きが４５ｏ　の特性になるよ
うに変換するためのＬＵＴを示している。そして、第■
象限は露光、現像、定着の過程によって変換されるプリ
ンタ特性を示している。理論的には、適切なＬＵＴが設
定されていれば、階調再現特性は１：１に変換され、原
稿と同一の階調特性が得られるはずである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
系では、適切なＬＵＴを設定したとしても、機体毎に光
学読み取り特性（第■象限）とプリンタ特性（第■象限
）に差があったり、さらに同一機体でも、使用されてい
る温湿度環境によってプリンタ特性が変動したり、必ず
しも階調特性が１：１にならず、軸に対する傾きが４５
ｏ　を中心に変動するため、再生画像の階調性が変化す
るという欠点があった。

【００１０】この欠点は、再生画像を原稿として利用す
るジェネレーションコピーにより、何世代もの繰り返し
コピーがなされた時、階調特性の変化方向が同一の場合
、著しく階調特性を悪化させてしまい総合的な画質劣化
の大きな原因となっている。一方、アナログ式電子写真
の場合は、露光時に感光体と原稿の光路上に網点を生成
させるためのスクリーンを設置して、階調画像の再現性
を向上させる方法が提案されている。

【００１１】また、別の方法として、感光ドラムの一次
帯電電圧と露光量をコントロールして低濃度部と高濃度
部に分割し、露光、現像を行ない、同一転写紙上に重ね
て転写する重畳効果によって階調性を向上させる方法も
提案されているが、両方式ともプリンタ特性等の変動に
より、理想的な階調再現特性は得られていない。

【００１２】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、良好な階調特性を有する再生画像を得るこ
とができる画像処理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像処理装置は以下の構成からなる。

【００１４】すなわち、単色又はカラーの階調画像を出
力して画像を再現する画像処理装置において、原稿画像
の階調が硬調か軟調かを判定する階調判定手段と、該階
調判定手段での判定結果に応じて所望の階調特性を選択
する選択手段と、該選択手段で選択された階調特性に従
って階調画像を出力する出力手段とを備える。

【００１５】また、前記選択手段は、複数のルックアッ
プテーブルから所望のルックアップテーブルを選択する
ことを特徴とする。

【００１６】更に、前記選択手段は、色剤濃度が異なる
複数のトナーを選択することを特徴とする。

【００１７】また、前記選択手段は、平均体積粒径が異
なる複数のトナーを選択することを特徴とする。

【００１８】

【作用】以上の構成において、原稿画像の階調が硬調か
軟調かを判定し、その判定結果に応じて階調特性を選択
する。そして、選択された階調特性に従って階調画像を
出力するように動作する。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る好適
な一実施例を詳細に説明する。

【００２０】なお、実施例として、電子写真方式を例に
説明するが、本発明はインクジェットプリンタ、銀塩写
真方式プリンタ、或いはサーマル転写プリンタ等、他の
形式の画像形成装置にも適用できることは言うまでもな
い。＜第１の実施例＞図１は、本発明をデジタル式電子
写真複写機に適用した場合のブロック図である。

【００２１】複写機には原稿のサイズや濃度等をあらか
じめ測定するためにプレスキャン（予備走査）を行ない
、自動用紙選択、自動露光等を実施している機種がある
。

【００２２】図１Ａに示すように、この実施例では、プ
レスキャンにおいて画像輝度信号をＣＣＤ入力１で入力
し、個々のＣＣＤ素子の感度バラツキを補正するシェー
ディング２を行ない、輝度スケールを濃度スケールに変
換するＬＯＧ変換３を行なう。続いて、文字や線画とい
った２値階調をもつ画像領域と、写真の様な連続階調を
もつ画像領域とを分離する像域分離４を通し、連続階調
画像領域の信号だけを抽出する。そして、階調性判定５
では連続階調画像信号を用いて、画像が軟調であるのか
、硬調であるのか（階調性）を判定する。

【００２３】第１の実施例では、この階調性判定５の手
法として、濃度ヒストグラムを利用している。

【００２４】図５に濃度ヒストグラムを示す。横軸には
、８ｂｉｔのデジタル値に変換された濃度信号を、縦軸
には、濃度信号に対応する画素数のパーセンテージを示
す。図示するように、横軸の濃度信号において“０”か
ら“８５”の領域を■とし、“８６”から“１７０”の
領域を■とし、そして、“１７１”から“２５５”の領
域を■として３分割している。

【００２５】ここで、読み込まれた画像の階調性判断を
行なうために、本発明者らが様々な画像について濃度ヒ
ストグラムによって傾向を調べたところ、以下の様な結
果が得られた。

【００２６】硬調な画像の場合は、曲線５１の様に濃度
信号が■と■の領域に高いピークが存在し、また、軟調
な画像の場合には、曲線５２の様に曲線の起伏がゆるや
かであった。

【００２７】この様な傾向から、この実施例では、■領
域での画素数の和が総画素数の１／３以上で、なおかつ
■領域での画素数の和が総画素数の１／３以上の場合、
階調画像が硬調であり、そうでない場合を軟調であると
判定する。

【００２８】従って、上述した階調判定の結果、画像が
硬調であると判定された場合、図４の第■象限曲線４３
の軟調側に変換する階調特性を得るために、第■象限４
３のＬＵＴを選択する。また、画像が軟調であると判定
された場合、第■象限４２の硬調側に変換する階調特性
を得るために、第■象限４２のＬＵＴを選択する。

【００２９】次に、上述のプレスキャンが終わると、感
光体へ露光を行なうためのスキャンを行なう。図１Ｂに
示すように、ＣＣＤ入力１によって画像の輝度信号を受
けとり、２値階調と連続階調の画像を分離する像域分離
４まではプレスキャンと同じ処理が行なわれる。そして
、連続階調画像信号はプレスキャンによって選択された
ＬＵＴを使用して変換される。

【００３０】一方、２値画像信号は、図４の第■象限曲
線４４の２値画像再現に最適な階調再現特性になる様に
、第■象限曲線４４の２値画像用のＬＵＴを使用して変
換される。

【００３１】その後、それぞれの信号は、パルス幅変調
回路９へ送られ、さらにレーザードライバー１０へと送
られ、不図示の感光体上に面積変調による階調画像の潜
像が得られ、現像、転写、定着の一連の過程を経て、再
生画像が得られる。

【００３２】以上説明したように、第１の実施例によれ
ば、硬調画像、軟調画像とも、良好な階調の画像を再生
できる。

【００３３】特に、ジェネレーションコピーでは、図６
に示すように階調特性が傾き４５ｏ　からずれていた場
合、世代数が増える毎に階調が傾き４５ｏ　から離れて
いってしまうが、本発明を適用した結果、図７に示すよ
うに世代数が増えても階調を一定の範囲内に入れること
ができ、良好な画像を得ることができる。＜第２の実施
例＞次に、本発明に係る第２の実施例を関連図面を参照
して以下に説明する。

【００３４】図８は、第２の実施例におけるフルカラー
階調画像コピー機の構造を示す図である。カラー原稿８
１１は照明８９と受光素子８１０によって読み取り走査
され、画像処理が施されてトナーに対応するシアン、マ
ゼンタ、イエロー、ブラック４色に色分解されたデジタ
ル信号に変換される。

【００３５】一方、感光ドラム８１上の感光体表面は、
予めブレードクリーナー８５で清掃され、前露光ランプ
８１２、前除電器８１３により前回形成された潜像の影
響が除去される。そして、１次帯電器８６で一様に帯電
され、感光体表面は均一な電位となる。

【００３６】次に、レーザビームスキャナー８２では、
上述の色分解された電気信号に基づいてパルス幅変調さ
れたレーザ光を感光体表面へ走査露光し、静電潜像を形
成する。

【００３７】なお、現像器８３は通常は各色１個である
が、この実施例では各色２個を使用し、その内訳は次の
通りである。

【００３８】低濃度のシアン色剤の現像器８３Ｃｕ、高
濃度のシアン色剤の現像器８３Ｃｋ、低濃度のマゼンタ
色剤の現像器８３Ｍｕ、高濃度のマゼンタ色剤の現像器
８３Ｍｋ、低濃度のイエロー色剤の現像器８３Ｙｕ、高
濃度のイエロー色剤の現像器８３Ｙｋ、低濃度のブラッ
ク色剤の現像器８３Ｂｋｕ、高濃度のブラック色剤の現
像器８３Ｂｋｋ、つまり、カラー原稿が前述したプレス
キャンによって、硬調な階調性を有していると判定され
た場合、低濃度の色剤が入ってる現像器８３Ｃｕ，８３
Ｍｕ，８３Ｙｕ，８３Ｂｋｕを選択し、またカラー原稿
が軟調な階調性を有していると判定された場合は、高濃
度の色剤が入ってる現像器８３Ｃｋ，８３Ｍｋ，８３Ｙ
ｋ，８３Ｂｋｋを選択するように構成されている。

【００３９】従って、カラー原稿の階調性と静電潜像の
色に対応した現像器が、感光ドラム８１の真下にスライ
ドさせ、トナーを感光ドラム８１上に転写することで現
像が行なわれる。

【００４０】一方、カセット内に収容された転写紙８１
４は送出ローラ８１５で転写部８４の上に送られる。こ
の転写部８４では、転写コロナ放電器８１６によって転
写紙が静電吸着される。そして、４色の現像されたトナ
ー像は、順次転写が終了するまで静電吸着が保持され、
４色のトナー画像が重ね合わされ、カラー画像が形成さ
れる。

【００４１】そして、４色トナーの転写が全て終了した
時、分離爪８１７を作動することにより、転写部８４か
ら転写紙８１４が分離される。この分離された転写紙８
１４は、搬送ベルト８１８によって加熱ローラー定着器
８８へ送られ、最終的にトナー像が定着され、機外へ排
出される。

【００４２】また、転写終了後、感光ドラム８１の表面
上に残留したトナーはブレードクリーナ８５で清掃され
、次の像形成サイクルへ移行する。

【００４３】図９は、第２の実施例におけるトナーの特
性を示す図である。

【００４４】図示するように、第■象限に示す低濃度ト
ナーと高濃度トナーのプリンター特性が異なるので、第
■象限に示す曲線の様に低濃度トナーを用いた時に、軟
調な再生画像を、高濃度トナーを用いた時に、硬調にな
るべく、第■象限のＬＵＴを設定している。

【００４５】以上説明したように、第２の実施例によれ
ば、使用する高濃度トナーとして、例えばフルカラー複
写機、キヤノン製ＣＬＣ−５００で使用されているもの
を低濃度トナーとし、そのトナーの着色剤の添加量を５
０％にしたものを用いることにより、硬調画像、軟調画
像とも良好なカラー階調画像を得ることができる。＜第
３の実施例＞次に、本発明に係る第３の実施例を関連図
面を参照して以下に説明する。

【００４６】なお、この実施例では、前述した第２の実
施例と同様な構成であるが、図８に示す各現像器に小粒
径トナーと大粒径トナーを以下の通りに設定している。

【００４７】小粒径のシアン色剤の現像器８３Ｃｕ、大
粒径のシアン色剤の現像器８３Ｃｋ、小粒径のマゼンタ
色剤の現像器８３Ｍｕ、大粒径のマゼンタ色剤の現像器
８３Ｍｋ、小粒径のイエロー色剤の現像器８３Ｙｕ、大
粒径のイエロー色剤の現像器８３Ｙｋ、小粒径のブラッ
ク色剤の現像器８３Ｂｋｕ、大粒径のブラック色剤の現
像器８３Ｂｋｋ、また、この実施例では、小粒径トナー
として平均粒径５μｍのものを、大粒径トナーとして平
均粒径１２μｍのものを使用している。

【００４８】図１０は、変換特性を示す図である。

【００４９】第■象限に示す様に、小粒径トナーを用い
ることにより、カバリングパワーが落ち、その結果、濃
度が下がり、軟調なプリンタ特性が得られる。また、第
■象限の階調再現特性において、γ＝１の直線をはさむ
べく、小粒径トナーでは軟調側、大粒径では硬調側を再
現できる様にＬＵＴを設定している。しかし、場合によ
って、小粒径トナー、大粒径トナーでの階調の差が小さ
い時には、それぞれのケースに別々のＬＵＴを対応させ
るのも効果的である。

【００５０】この実施例では、カラー原稿がプレスキャ
ンにより硬調な階調性を有していると判定された場合に
は、小粒径トナーが入ってる現像器８３Ｃｕ，８３Ｍｕ
，８３Ｙｕ，８３Ｂｋｕを選択し、またカラー原稿が軟
調な階調性を有していると判定された場合には、大粒径
トナーが入っている現像器８３Ｃｋ，８３Ｍｋ，８３Ｙ
ｋ，８３Ｂｋｋを選択するように構成されている。

【００５１】以上説明したように、第３の実施例によれ
ば、他の実施例と同様に、硬調画像、軟調画像とも良好
なカラー階調画像を得ることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
良好な階調特性を有する再生画像を得ることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】，

【図１Ｂ】実施例における画像処理装置の処理系を示す
ブロック図である。

【図２】従来例における画像処理装置の処理系を示すブ
ロック図である。

【図３】従来例での特性変換図である。

【図４】第１の実施例での特性変換図である。

【図５】濃度ヒストグラムを示す図である。

【図６】従来の階調特性曲線を示す図である。

【図７】第１の実施例での階調再現特性である。

【図８】第２及び第３の実施例における機構部の構成を
示す図である。

【図９】第２の実施例での特性変換図である。

【図１０】第３の実施例での特性変換図である。

【符号の説明】 ８１　　感光ドラム ８２　　レーザビームスキャナー ８３　　現像器 ８４　　転写ドラム ８５　　クリーニング ８６　　１次帯電器 ８７　　転写帯電器 ８８　　定着器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単色又はカラーの階調画像を出力して画像
   を再現する画像処理装置において、原稿画像の階調が硬
   調か軟調かを判定する階調判定手段と、該階調判定手段
   での判定結果に応じて所望の階調特性を選択する選択手
   段と、該選択手段で選択された階調特性に従つて階調画
   像を出力する出力手段とを備えることを特徴とする画像
   処理装置。
2. 【請求項２】前記選択手段は、複数のルックアップテー
   ブルから所望のルックアップテーブルを選択することを
   特徴とする請求項１の画像処理装置。
3. 【請求項３】前記選択手段は、色剤濃度が異なる複数の
   トナーを選択することを特徴とする請求項１の画像処理
   装置。
4. 【請求項４】前記選択手段は、平均体積粒径が異なる複
   数のトナーを選択することを特徴とする請求項１の画像
   処理装置。