JP5875543B2

JP5875543B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5875543B2
Application number: JP2013036482A
Authority: JP
Inventors: 弘臣仲辻; 中野　潤; 潤中野
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP2014165776A

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

一般的に、電子写真方式の画像形成装置において、画像内の細線や文字にはトナーが通常より多く消費される。例えば、文字の割合が多いビジネス文書において、１ページの印字率が同じであれば、文字部分が多いほどトナー消費量が多くなる。

これは、静電潜像のエッジで発生するエッジ効果によるものである。エッジ効果とは、感光体ドラム状に静電潜像を形成したときに、露光部と非露光部との境界であるエッジの電位差によって露光部と非露光部との間に電界が生じ、その電界によってエッジ部に付着するトナー量が増加してしまう現象である。

エッジ効果は、文字太りなどの画質低下、ランニングコスト（トナーコスト）の増加などの原因となる。

ある画像形成装置では、注目画素の周囲画素の濃度値に基づいてエッジを検出し、エッジ部の露光量を調整して、エッジ効果を軽減している（例えば特許文献１参照）。

また、ある画像処理装置では、トナーセーブモードにおいて、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のうち、ＣＭＹプレーンについてエッジ部と非エッジ部とで異なるトナーセーブ変換を行っている（例えば特許文献２参照）。エッジ部および非エッジ部のトナーセーブ変換によって、非エッジ部の濃度減少量を、エッジ部の濃度減少量より大きくしている。

特開２００９−１１８３７８号公報特開２００８−２１９３８６号公報

しかしながら、上述の画像形成装置では、文字以外の部分でも露光量が誤って調整されてしまったり、グレー（低濃度）の文字や色文字に対してはエッジ部の濃度不足で読みにくくなってしまう可能性がある。また、上述の画像処理装置では、一律に、非エッジ部の濃度減少量を、エッジ部の濃度減少量より大きくしているため、エッジ効果が軽減されない。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、どのような文字の濃度に対しても、文字の視認性を維持しつつ、エッジ効果を軽減する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、画像内の文字部を特定する文字特定部と、特定された前記文字部のエッジ部を特定するエッジ特定部と、前記文字部において、前記エッジ部については第１特性で、前記エッジ部以外の非エッジ部については前記第１特性とは異なる第２特性で、特定された前記文字部の濃度を補正する補正部とを備える。そして、前記第１特性および前記第２特性の高濃度範囲において、前記第１特性による補正後の濃度が、前記第２特性による補正後の濃度より低い。また、本発明に係る画像形成装置は、連続ドット数判定部をさらに備え、前記エッジ特定部は、前記文字部のエッジ画素を特定し、前記連続ドット数判定部は、前記エッジ画素から主走査方向または副走査方向に連続するドット数を特定し、前記補正部は、特定された前記ドット数に応じて前記第１特性および／または前記第２特性を変更し、前記補正部は、特定された前記ドット数が多くなるほど、前記第２特性の低濃度範囲における補正後の濃度が低くなるようにする。あるいは、前記エッジ特定部は、画素値の輝度値を２値化し、２値化後の輝度値に基づいてエッジ部を特定し、前記エッジ特定部は、前記画素値が有彩度である場合、第１閾値で２値化し、前記画素値が無彩度である場合、前記第１閾値とは異なる第２閾値で２値化する。

本発明によれば、どのような文字に対しても、文字の視認性を維持しつつ、エッジ効果が軽減される。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図２は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成例を示すブロック図である。図３は、図２におけるエッジ特定部の構成例を示すブロック図である。図４は、図３におけるエッジ画素判定部により判定されるエッジ画素と連続ドット数について説明する図である。図５は、図２におけるガンマ補正部において使用されるエッジ部および非エッジ部のガンマ特性の組の例を示す図である。図６は、図２におけるガンマ補正部による連続ドット数に応じた第２特性の変更を説明する図である。図７は、実施の形態２におけるデータ変換部４１の処理について説明するフローチャートである。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。この画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像処理装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄおよび現像装置３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。露光装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有するレーザースキャニングユニットである。

さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。

現像装置３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像装置３ａ〜３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａ、および現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂ、および現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃ、および現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄ、および現像装置３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、トナー濃度調整に使用されるセンサーであって、中間転写ベルト４に光線を照射し、その反射光を検出する。トナー濃度調整の際、センサー８は、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射し光線の反射光（測定光）を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

図２は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成例を示すブロック図である。

図２に示すように、この画像形成装置１１には、ネットワークなどを介して、パーソナルコンピューターなどの端末装置１２が接続される。

画像形成装置１１は、通信装置２１、プリントデータ生成部２２、ガンマ補正部２３、階調処理部２４、コントローラー２５、およびエッジ特定部２６を有する。

通信装置２１は、ネットワークインターフェイスなどであって、端末装置１２とデータ通信を行う。

プリントデータ生成部２２は、通信装置２１により受信されたＰＤＬ（Page Description Language）データから、プリントデータ（ラスター画像データおよび属性データ）を生成する。属性データは、各画素の属性（文字、写真など）を示すデータである。つまり、プリントデータ生成部２２は、画像内の文字部を特定する。

ガンマ補正部２３は、プリントデータに対してガンマ補正を行う。

階調処理部２４は、ガンマ補正後のプリントデータに対して、スクリーン処理などの階調処理を行う。

コントローラー２５は、階調処理後のプリントデータに基づいて、図１に示す機構を制御して、そのプリントデータに基づく画像を電子写真方式で印刷させる。

エッジ特定部２６は、プリントデータによる画像のおける文字部のエッジ部を特定する。

図３は、図２におけるエッジ特定部２６の構成例を示すブロック図である。図３に示すエッジ特定部２６は、データ変換部４１、およびエッジ画素判定部４２を有する。

データ変換部４１は、プリントデータ内の属性データに基づいて、注目画素が文字部の画素であるか否かを判定し、注目画素が文字部の画素である場合、注目画素の画素値を１または０へ２値化し、２値化後の画素値を出力し、注目画素が文字部の画素ではない場合、注目画素の画素値をゼロに置換し出力する。

エッジ画素判定部４２は、２値化された画素値に基づいて、エッジ画素を特定する。

図４は、図３におけるエッジ画素判定部４２により判定されるエッジ画素と連続ドット数について説明する図である。

エッジ画素判定部４２は、例えば図４に示す画素パターンでパターンマッチングを行い、エッジ画素を検出するとともに、エッジ画素から、エッジの方向（エッジ画素と、エッジ画素の画素値と異なる画素値を有する隣接画素との配列方向）に沿って連続しているドット（つまり、２値化後の画素値が１である画素）の数を特定し、注目画素がエッジ画素であるか否かを示すエッジ判定情報および連続ドット数をガンマ補正部２３に出力する。

図４において、中央のハッチが付された画素が注目画素であって、注目画素の値は１であり、注目画素に隣接する実線で囲まれた白色の画素が画素値＝０の画素であり、その画素値＝０の画素から注目画素への方向（つまり、主走査方向または副走査方向）に位置する黒色の画素は、画素値＝１の画素である。

つまり、主走査方向または副走査方向に沿って１列に配列している、注目画素を含む画素列に対して、パターンマッチングが行われる。すなわち、図４における破線で囲まれている画素は、パターンマッチングに関係しない。

図４に示す画素値パターンを使用する場合、エッジ画素判定部４２は、連続ドット数が４以上、３、および２のいずれかに該当する注目画素をエッジ画素として検出し、連続ドット数が４以上、３、および２のいずれであるかを示す連続ドット数情報をガンマ補正部２３に出力する。

なお、エッジ特定部２６は、エッジ画素だけをエッジ部として特定してもよいし、エッジ画素およびエッジ画素の所定範囲の周辺画素をエッジ部として特定してもよい。

そして、ガンマ補正部２３は、エッジ特定部２６により得られるエッジ判定情報および連続ドット数に応じて、画像内の文字部において、エッジ部については第１特性で、エッジ部以外の非エッジ部については第１特性とは異なる第２特性で、その文字部の濃度を補正する。この第１特性および第２特性の高濃度範囲において、第１特性（エッジ部用ガンマ特性）による補正後の濃度が、第２特性（非エッジ部用ガンマ特性）による補正後の濃度より低くなるように、第１特性および第２特性は設定されている。なお、第１特性および第２特性は、入出力テーブルとして実現され、そのテーブルは、画像形成装置１１内に記憶されている。

図５は、図２におけるガンマ補正部２３において使用されるエッジ部および非エッジ部のガンマ特性の組の例を示す図である。

図５（Ａ）に示す例では、入力値（補正前の画素値）について所定閾値以上の高濃度範囲において、第１特性（エッジ部用ガンマ特性）の出力値（補正後の画素値）が、第２特性（非エッジ部用ガンマ特性）の出力値より低くされており、その所定閾値未満の範囲においては、第２特性の出力値は、第１特性の出力値と略同一とされている。

図５（Ｂ）に示す例では、さらに、所定閾値未満の範囲において、第２特性の出力値は、第１特性の出力値より低くされている。

そして、ガンマ補正部２３は、上述の連続ドット数に応じて第１特性および／または第２特性を変更する。例えば図６に示すように、ガンマ補正部２３は、連続ドット数が多くなるほど、所定の低濃度範囲における補正後の濃度が低くなるように第２特性を変更する。図６は、図２におけるガンマ補正部２３による連続ドット数に応じた第２特性の変更を説明する図である。

なお、図２における端末装置１２は、アプリケーション３１で作成された原稿データから画像形成装置１１用のＰＤＬデータをドライバー３２で生成し、ネットワークインターフェイスなどの通信装置３３でそのＰＤＬデータを画像形成装置１１へ送信する。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

端末装置１２からＰＤＬデータが通信装置２１により受信されると、プリントデータ生成部２２が、ＰＤＬデータからプリントデータを生成する。

エッジ判定部２６は、プリントデータ内の属性データに基づいてエッジ部を検出するとともに、エッジ部の連続ドット数を特定し、それらの情報をガンマ補正部２３に供給する。

ガンマ補正部２３は、それらの情報に基づいて、プリントデータの各画素が文字部のエッジ部であるか否かを判定し、文字部のエッジ部については第１特性で、文字部の非エッジ部については第１特性とは異なる第２特性で、その文字部の濃度を補正する。この第１特性および第２特性は、高濃度範囲において、第１特性（エッジ部用ガンマ特性）による補正後の濃度が、第２特性（非エッジ部用ガンマ特性）による補正後の濃度より低くなるように設定されている。なお、画像内の文字部以外の部分についても、所定の特性でガンマ補正が行われる。

そして、階調処理部２４は、ガンマ補正部２３による補正後のプリントデータに対して、２値化を行い、コントローラー２５用の画像データを生成する。コントローラー２５は、その画像データに基づいて図１に示す印刷機構を制御して、プリントデータに基づく画像（つまり、端末装置１２におけるアプリケーション３１による原稿画像）を印刷する。

以上のように、上記実施の形態１によれば、ガンマ補正部２３は、画像内の文字部において、そのエッジ部については第１特性で、その非エッジ部については第１特性とは異なる第２特性で、特定された文字部の濃度を補正する。そして、高濃度範囲において、第１特性による補正後の濃度が、第２特性による補正後の濃度より低くなるように第１特性および第２特性が設定されている。

これにより、どのような文字の濃度に対しても、文字の視認性を維持しつつ、エッジ効果が軽減される。

実施の形態２．

本発明の実施の形態２に係る画像形成装置は、実施の形態１に係る画像形成装置と同様の構成を有する。ただし、実施の形態２におけるデータ変換部４１については、以下に示す処理を行う。

実施の形態２では、エッジ特定部２６は、プリントデータに基づく画像の文字部における各画素の画素値の輝度値を２値化し、２値化後の輝度値に基づいてエッジ部を特定する。具体的には、エッジ特定部２６は、その画素値が有彩度である場合、第１閾値で２値化し、その画素値が無彩度である場合、第１閾値とは異なる第２閾値で２値化する。ここでは、有彩度用の第１閾値は、無彩度用の第２閾値より高く設定され、輝度値の低い有彩度の画素がエッジ画素として検出されないようにしている。

次に、エッジ特定部２６における詳細な処理について説明する。図７は、実施の形態２におけるデータ変換部４１の処理について説明するフローチャートである。

まず、データ変換部４１は、注目画素が文字属性の画素であるか否かを判定し（ステップＳ１）、注目画素が文字属性の画素である場合、注目画素の画素値が有彩度であるか否かを判定する（ステップＳ２）。

注目画素の画素値が有彩度ではない、つまり無彩度である場合、データ変換部４１は、第１閾値で注目画素の画素値を２値化する（ステップＳ３）。このとき、無彩色であるので、ＲＧＢプレーンのいずれかの画素値を輝度値として２値化すればよい。

一方、注目画素の画素値が有彩度である場合、データ変換部４１は、注目画素のＲＧＢ値から輝度値を計算し（ステップＳ４）、その輝度値を第２閾値で２値化する（ステップＳ５）。

また、ステップＳ１において注目画素が文字属性の画素ではない場合、データ変換部４１は、注目画素の画素値をゼロにセットする（ステップＳ６）。

このように、画像内の各画素について２値化処理を行う。

そして、このようにして２値化で得られたデータに基づいて、エッジ画素判定部４２が、実施の形態１と同様に、エッジ部の検出および連続ドット数の特定を行う（ステップＳ７）。

以上のように、上記実施の形態２によれば、画像に有彩度の文字と無彩度の文字が混在しているような場合でも、どのような文字に対しても、文字の視認性を維持しつつ、エッジ効果が軽減される。

なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

本発明は、例えば、プリンター、複合機などの画像形成装置に適用可能である。

１１画像形成装置
２２プリントデータ生成部（文字特定部の一例）
２３ガンマ補正部（補正部の一例）
２６エッジ特定部
４２エッジ画素判定部（連続ドット数判定部の一例）

Claims

画像内の文字部を特定する文字特定部と、
特定された前記文字部のエッジ部を特定するエッジ特定部と、
前記文字部において、前記エッジ部については第１特性で、前記エッジ部以外の非エッジ部については前記第１特性とは異なる第２特性で、特定された前記文字部の濃度を補正する補正部と、
連続ドット数判定部とを備え、
前記第１特性および前記第２特性の高濃度範囲において、前記第１特性による補正後の濃度が、前記第２特性による補正後の濃度より低く、
前記エッジ特定部は、前記文字部のエッジ画素を特定し、
前記連続ドット数判定部は、前記エッジ画素から主走査方向または副走査方向に連続するドット数を特定し、
前記補正部は、特定された前記ドット数に応じて前記第１特性および／または前記第２特性を変更し、
前記補正部は、特定された前記ドット数が多くなるほど、前記第２特性の低濃度範囲における補正後の濃度が低くなるようにすること、
を特徴とする画像形成装置。
前記エッジ特定部は、前記文字部のエッジ画素を特定し、前記エッジ画素および前記エッジ画素の所定範囲の周辺画素を前記エッジ部として特定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
画像内の文字部を特定する文字特定部と、
特定された前記文字部のエッジ部を特定するエッジ特定部と、
前記文字部において、前記エッジ部については第１特性で、前記エッジ部以外の非エッジ部については前記第１特性とは異なる第２特性で、特定された前記文字部の濃度を補正する補正部とを備え、
前記第１特性および前記第２特性の高濃度範囲において、前記第１特性による補正後の濃度が、前記第２特性による補正後の濃度より低く、
前記エッジ特定部は、画素値の輝度値を２値化し、２値化後の輝度値に基づいてエッジ部を特定し、
前記エッジ特定部は、前記画素値が有彩度である場合、第１閾値で２値化し、前記画素値が無彩度である場合、前記第１閾値とは異なる第２閾値で２値化すること、
を特徴とする画像形成装置。