(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された電気画像情報をデジタル画像データに変換するデジタル変換手段と、
該デジタル変換手段により変換されたデジタル画像データを処理する画像処理手段と、
該画像処理手段により処理されたデジタル画像データに基づいて発光制御される発光素子と、
該発光素子から発せられた照射光によりその上に潜像が形成される感光体と、該感光体上に形成された潜像を現像する現像装置と、
給紙されたシートを前記感光体に直接的または間接的に圧接させてトナー像をシート上に転写させる転写ローラーまたは押し当て部材と、
シート上に転写したトナー像を定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、
前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、前記画像処理手段は、前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時の最大トナー付着量の値が、文字・線画像領域に属さない時の値より低くなるように、前記デジタル画像データの出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
入力されたデジタル画像データを処理する画像処理手段と、
該画像処理手段により処理されたデジタル画像データに基づいて発光制御される発光素子と、
開発光素子から発せられた照射光によりその上に潜像が形成される感光体と、
該感光体上に形成された潜像を現像する現像装置と、
給紙されたシートを前記感光体に直接的または間接的に圧接させてトナー像をシート上に転写させる転写ローラーまたは押し当て部材と、
シート上に転写したトナー像を定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、
前記前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、前記画像処理手段は、前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時の最大トナー付着量の値が、文字・線画像領域に属さない時の値より低くなるように、前記デジタル画像データの出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、高濃度画像領域の画像端の濃度差を強調する画像端強調フィルターを備え、
デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、前記画像端強調フィルターの出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、高濃度画像領域の画像端の濃度差を強調すると共に、その係数の和が１未満である画像端強調フィルターを備え、
デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、前記画像端強調フィルターにより前記デジタル画像データに画像端強調処理を施すものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、原稿画像と複写画像の濃度線型性を補償するγ補正手段を備え、
デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時の最大トナー付着量の値が、文字・線画像領域に属さない時の値より低くなるように、前記γ補正手段の出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、低濃度域のデジタル画像データに対しては制限を加えること無く、濃度値が増加するに連れて徐々に出力値を抑制するものであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像処理手段は、注目画素のデジタル画像データと前記注目画素周辺の画素のデジタル画像データに基づいて所定の演算則に従って演算した値を出力する面積階調処理手段を備え、
デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時の最大トナー付着量の値が、文字・線画像領域に属さない時の値より低くなるように、前記面積階調処理手段の出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像処理手段は、デジタル画像データを定期的に間欠出力するパルス信号により発光素子を発光制御すると共に、そのパルス幅を濃度値に比例させる発光制御手段を備え、
デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時の最大トナー付着量の値が、文字・線画像領域に属さない時の値より低くなるように、前記パルス幅を所定の範囲内に制限するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像処理手段は、各画素毎にその周辺の所定範囲内の画素で構成される画素ブロック内の黒画素の有無を判定して黒画素有無データを生成し、さらに、注目画素を含む所定の大きさの判定ブロック内の各画素毎の前記黒画素有無データを調べて、それらが全て黒有りの黒画素有無データであった時は絵柄画像領域、それ以外の時は文字・線画像領域と判定する領域判定手段を有したことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は原稿画像を読み取って、静電写真方式により感光体上に形成された潜像を現像し、給紙されたシートを感光体に直接的または間接的に圧接させてトナー像をシート上に転写させるようにした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写装置の分野ではコピーの高品質化、装置の高機能化、他の装置とのシステム化等の高付加価値化を狙った製品開発が進められ、従来のアナログ方式の複写装置がこれらの製品開発に適したデジタル方式の複写装置に置き換えられつつある。即ち、デジタル複写機においては画像情報を電気信号に変換した後、さらに、一旦、デジタル信号に変換するため、変換されたデジタル信号に対して種々の画像処理を施すことができる。例えば、写真等の絵柄画像を良好な階調性を維持して再現させるための処理方法として、画像データにディザ処理を施す方法が知られている。ところが、文字や線画像の画像データに対してディザ処理を施すと、記録画像の画像端（エッジ）がぼやけたり、細線部が途切れた記録画像になってしまい、先鋭度の良好な記録画像を得ることができない。
そこで、特開昭６１−１５７１６１号公報等に示されているように、文字画像を高品位な複写画像として再現する方法として、入力画像信号に対して画像端強調処理を施して記録信号として出力する方法が知られている。
図２６は説明を簡単化するため、画像信号を一次元画像信号と見做した時の画像端強調処理の過程を示す波形図である。（ａ）は原画像の濃度分布関数ｆ０  （ｘ）  、（ｂ）は原稿がスキャナーに読み取られた後の読取画像信号波形ｆ（ｘ）  、（ｃ），（ｄ）は画像端強調処理における仮想的な画像信号波形ｆ′（ｘ），ｆ″（ｘ）  、（ｅ）は画像端強調処理が施された後の出力画像信号波形Ｆ（ｘ）  をそれぞれ示している。この例では、原稿画像は画像端が急峻な文字画像である。この垂直に立ち上がる画像端を有する原稿画像をスキャナーで読み取ると、入力系のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の高周波成分の劣化により、（ｂ）に示すような画像端の急峻さが失われた読取画像信号ｆ（ｘ）  となってしまう。そこで、画像端強調処理では、読取画像信号ｆ（ｘ）  の失われた画像端の急峻さを回復させるために、読取画像信号ｆ（ｘ）  の二次微分（ラプラシアン）成分信号ｆ″（ｘ）  を演算し、読取画像信号ｆ（ｘ）  との差を取って、出力画像信号Ｆ（ｘ）  ＝ｆ（ｘ）  −ｆ″（ｘ）  を得、画像端にその部分のコントラストを高める効果のある過大補正成分（オーバーシュート）、過少補正成分（アンダーシュート）を有した疑似原画像信号としている。つまり、文字・線画像の画像端に過大補正を施すことにより、画像端の濃度レベルを増大、即ち、トナー付着量を増加させ、記録画像の画像端を原画像のそれに近付けるようにしている。
【０００３】
記録信号は作像部に送られ、記録信号に従って変調制御されるレーザー発光素子から射出されたレーザー光がポリゴンミラーによって偏向走査され、定速回転する感光体ドラム上に導かれ、そこに光強度に応じた電位分布を成す潜像を形成させる。潜像は現像器に送られて、そこで、潜像の電位分布に対応したトナーの付着分布で構成されるトナー像に変換される。トナー像は転写部に送られて、トナー像の搬送と同期して給紙部から送られた転写紙に転写される。トナー像を担持した転写紙は定着装置に送られ、加熱、加圧されることにより、トナーが転写紙に強固に融着し、コピーとして排出可能な記録画像となる。
ところで、上述の転写部に設けられる転写装置としては、従来から、コロナ放電により生成されたイオンを転写紙裏面に付与し、帯電した転写紙に感光体上のトナーを静電的に強制吸着させる方式のものが多用されている。しかし、コロナ放電方式の転写装置は転写紙の搬送ブレや転写電流の不足が起きると、トナー像の転写ズレや転写不良が生じる場合がある。そこで、かかる不具合の発生を防ぐために、搬送された転写紙にバイアス電圧を印加した状態で転写部材を圧接させ、感光体上のトナーを転写紙に接触転写させる転写装置が既に提案されている。
【０００４】
図２７ないし図３１は上述の接触転写方式の転写装置を例示したものである。図２７および図２８は給紙される転写紙Ｐにバイアス電圧が印加された転写ローラー７１を直接接触させ、トナーを接触転写させる方式のものを示したものであり、図２７は転写ローラー７１と感光体ドラム７０との間に転写紙Ｐを挟持搬送して転写させる方式、図２８は一旦、トナーを転写ベルト７２に転写させた後、それをさらに転写ローラー７１３と転写ローラー７１２との間に挟持搬送される転写紙Ｐに転写させる方式を示したものである。
また、図２９は転写ローラー７１が搬送ベルト７５を介して転写紙Ｐを感光体ドラム７０に押し当てて挟持搬送して転写させる方式、図３０および図３１は押し当て部材が搬送ベルト７５を介して転写紙Ｐを感光体ドラム７０に押し当てて挟持搬送して転写させる方式を示したものである。図２９（ｂ）は図２９（ａ）に示した転写方式の変形例を示したものであり、転写ローラー７１が搬送ベルト７５の搬送ローラーを兼ねたもの、図３０（ａ）は（コロナ）転写チャージャー７６のバックアップ板７６１が、（ｂ）は転写ブレード７７が押し当て部材を構成した方式、図３１は４色分の画像形成に対応して４個の感光体ドラム７０ａ〜７０ｄおよび４個の転写チャージャー７６ａ〜７６ｄを転写紙Ｐの搬送方向に並設し、それぞれバックアップ板７６１ａ〜７６１ｄが押し当て部材を構成した方式を示したものである。
このように、感光体上のトナーを転写紙に接触転写させる方式の転写装置は転写ローラー７１またはバックアップ板７６１，７６１ａ〜７６１ｄ、転写ブレード７７が転写紙Ｐを感光体ドラム７０または転写ローラー７１３に強制的に押し当てて挟持搬送するので、感光体ドラム７０や転写ローラー７１３と、転写ローラー７１またはバックアップ板７６１，７６１ａ〜７６１ｄ、転写ブレード７７との間の圧接力を調整することにより、転写紙Ｐの感光体ドラム７０または転写ローラー７１３に対する吸着面積を増大させることができるから、トナーの転写ズレや転写不良の発生を抑え、装置の信頼性を高めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の接触転写方式の転写装置を用いた複写装置は転写紙Ｐを感光体ドラム７０または転写ローラー７１３に強制的に押し当てて挟持搬送することにより、トナーの転写ズレや転写不良の発生を抑えることができるが、反面で、トナーが押圧力により凝集し易くなる。特に、感光体ドラム７０表面が樹脂で形成されている場合は、凝集したトナーの感光体ドラム７０への凝着も生じ易くなり、このような場合には、トナーの転写紙Ｐへの移行が阻害され、極端な場合には強固に凝着したトナーが全く転写紙Ｐへ転写されず、部分的な画像の欠落現象が起きる。
この部分的な画像の欠落現象は文字・線画画像や高濃度の塗り潰し画像の画像端部において特に生じ易い。これは前述の画像端強調処理等によって、感光体ドラム７０上に形成されたトナー像の画像端部に多くのトナーが付着しているため、加圧によりトナーが容易に凝集するからである。このように、画像端部に部分的な画像の欠落が生じた記録画像はその部分に中空の白領域、即ち、「虫食い」画像となってしまう。なお、この部分的な画像の欠落現象が生じるか否かは、転写部位における圧接力および単位面積当たりのトナー付着量Ｍ／Ａの外に、転写紙Ｐの厚さ、単位質量当たりのトナー帯電量Ｑ／Ｍ、トナーの流動性および粘着性によって左右される。
そこで、上述の部分的な画像の欠落現象の発生を抑えるために、記録画像の濃度レベルを全体的に低下させる方法も考えられるが、文字・線画像と写真等の絵柄画像が混在した原稿画像に対しては、記録画像の最高濃度レベルが低く抑えられるために、絵柄画像に対する記録濃度階調範囲が狭くなり、画像品質が低下してしまうという問題点がある。
本発明は従来技術におけるかかる問題点に鑑みて成されたものであり、絵柄画像に対する記録濃度階調範囲を狭めることなく、画像端の先鋭度の良好な文字・線画像の記録画像を得ることができると共に、部分的な画像の欠落現象の発生を抑制することができる接触転写方式の複写装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、入力された電気画像情報をデジタル画像データに変換するデジタル変換手段と、該デジタル変換手段により変換されたデジタル画像データを処理する画像処理手段と、該画像処理手段により処理されたデジタル画像データに基づいて発光制御される発光素子と、該発光素子から発せられた照射光によりその上に潜像が形成される感光体と、該感光体上に形成された潜像を現像する現像装置と、給紙されたシートを前記感光体に直接的または間接的に圧接させてトナー像をシート上に転写させる転写ローラーまたは押し当て部材と、シート上に転写したトナー像を定着させる定着装置とを備えた画像形成装置において、前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、前記画像処理手段は、前記デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時の最大トナー付着量の値が、文字・線画像領域に属さない時の値より低くなるように、前記デジタル画像データの出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するようにしたものである。
【０００７】
【作用】
デジタル変換手段は入力した電気画像情報をデジタル画像データに変換する。画像処理手段はデジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、デジタル画像データの出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限する。発光素子は画像処理手段により処理されたデジタル画像データに基づいて発光制御される。現像装置は感光体上に形成された潜像を現像し、転写ローラーまたは押し当て部材は給紙されたシートを感光体に直接的または間接的に圧接させて部分的に未転写領域を形成させること無く、トナー像をシート上に転写させる。定着装置はシート上に転写したトナー像を定着させる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
図３は本発明の第１の実施例に係る単色デジタル複写機の画像処理系のブロック図である。図３において、１は読取装置、２はＭＴＦ補正回路、３はγ補正回路、８は階調処理回路、９は印刷装置、１０は像域分離回路、１１は領域指定回路である。読取装置１では図示しないスキャナーが原稿の画像を読み取って電気信号に変換し、さらに、デジタル信号に変換する。ＭＴＦ補正回路２ではスキャナーの読み取り等で劣化したＭＴＦ高周波成分が補正される。γ補正回路３では入力信号のγ特性が補正あるいは変換される。階調処理回路８では組織的ディザ法や誤差拡散法に基づく面積階調処理により、１画素当たりの不十分な階調再現性が補われる。印刷装置９では入力した記録データに基づいてレーザー発光素子が発光制御され、感光体ドラム７０上に静電潜像が形成され、現像器によって現像される。以下、図２７に示す転写装置と同様の機構を備えた転写部においてトナー像が転写紙Ｐに転写され、定着装置で定着処理され、コピーとして排出される。
一方、読取装置１から出力された画像データは像域分離回路１０にも入力され、画像データの画像属性が判定され、その結果によって、ＭＴＦ補正回路２で入力画像データが文字・線画像に属するものと、絵柄画像に属するものとで異なる処理が施される。また、領域指定回路１１にデジタル複写機に付設された画像編集機（エディター）や操作板上のテンキー等から画像の領域情報と属性情報が入力された場合にも、それらの情報に基づいてＭＴＦ補正回路２での処理が切り替えられる。なお、像域分離回路１０の画像属性の判定方法については周知技術に従っているので、ここでの説明は省略する。
【０００９】
図４はＭＴＦ補正回路２において画像端部に強調処理を施す画像端強調処理回路の構成を示すブロック図である。画像端強調処理回路は図４に示すように、ラインメモリ部２０、演算部２１および出力制限部２２から成っていて、ラインメモリ部２０、演算部２１は３×３の係数マトリックスを有する画像端強調フィルターを構成している。ラインメモリ部２０は２つのラインメモリ（Ｉ２０１，ＩＩ２０２）を有し、演算部２１は９つのデータレジスターＤ１１〜Ｄ３３、９つの係数レジスターＣ１１〜Ｃ３３、９つの乗算器および７つの加算器を有している。ラインメモリ部２０に入力した入力画像データＤｉｎはライン毎に順次ラインメモリＩＩ２０２およびラインメモリＩ２０１に取り込まれ、更新記憶される。ラインメモリ部２０から出力された３ライン分の画像データはそれぞれデータレジスターＤ３３，Ｄ２３，Ｄ１３に入力し、保持される。新しい画像データが入力すると、新しい画像データがそれぞれ更新保持され、直前に保持していた画像データは次段のデータレジスターＤ３２，Ｄ２２，Ｄ１２に保持される。データレジスターＤ３２，Ｄ２２，Ｄ１２およびデータレジスターＤ３１，Ｄ２１，Ｄ１１も同様に動作する。
係数レジスターＣ１３に入力した係数マトリックスの係数データｃｉｊは画像データのデータレジスターＤｉｊの更新と同期して、更新保持されると共に、前の係数データｃｉｊが次段、次々段、…の係数レジスターＣ１２，Ｃ１１，Ｃ２３，Ｃ２２…の順で順次保持されていく。そして、各乗算器では、データレジスターＤｉｊの出力信号ｄｉｊと係数レジスターＣｉｊ出力信号ｃｉｊの積が演算され、その出力信号がライン毎に２つの加算器でそれぞれ和が取られた後、出力段の加算器で３ライン分の出力信号の和が取られる。即ち、演算部２１では、Σ（ｃｉｊ×ｄｉｊ）が演算されて出力される。図５（ａ），（ｂ）は画像端強調フィルターの３×３の係数マトリックスの例を示したものである。なお、係数マトリックスの大きさは３×３に限らず、５×３、５×５等のより大きな係数マトリックスを用いればより高品位の画像端強調処理を施すことができる。
【００１０】
図１は出力制限部２２の詳細回路図である。図１に示すように、出力制限部２２は比較器（ＣＭＰ）２２１と選択器（ＳＥＬ）２２２で構成されており、比較器２２１の入力端子Ａに入力した入力画像データＤｉｎは入力端子Ｂに入力した制限データＤｒ  と比較され、Ｄｉｎ＞Ｄｒ  の時、出力信号がハイになる。比較器２２１の出力信号は選択信号ｓｅｌとして選択器２２２の入力端子Ａ／Ｂに入力する。選択器２２２では選択信号ｓｅｌの高低によって、入力端子Ａに入力した入力画像データＤｉｎと入力端子Ｂに入力した制限データＤｒ  が選択され、出力信号Ｄｏｕｔ  として出力される。図２は入力画像データＤｉｎと制限データＤｒ  の大小関係と、選択器２２２で選択出力される出力信号Ｄｏｕｔ  の関係を示した表図である。即ち、出力制限部２２に入力した入力画像データＤｉｎは制限データＤｒ  以下の値の時はそのまま出力されるが、制限データＤｒ  より大きな値の時は、出力信号Ｄｏｕｔ  は制限データＤｒ  の値に制限される。
図６は入力画像データＤｉｎと記録データの波形を重畳して示した波形グラフである。図６において、破線は画像端強調処理が施された入力画像データＤｉｎ、実戦は記録データを示している。図７は感光体ドラム７０上の単位面積当たりのトナー付着量Ｍ／Ａと記録画像の画像欠落度ＩＦおよび画像濃度ＩＤの関係、記録画像の画像濃度ＩＤと記録データＰＤの関係（出力系γ特性）を実測して相関的に示した特性図である。画像欠落度ＩＦは線幅０．４ｍｍの原稿画像について記録画像の部分的な欠落の少ない度合いを評価して５段階で表したものであり、実用的な評価基準はＩＦ≧３とされている。従って、本実施例においては感光体ドラム７０上の単位面積当たりのトナー付着量Ｍ／Ａを約０．８ｍｇ／ｃｍ２以下に抑えるように制御すれば所謂「虫食い」記録画像は生じないことになる。図７を参照すれば、Ｍ／Ａ＝０．８に対応する画像濃度ＩＤは１．２、記録データＰＤは約１７５であることが判る。即ち、本実施例では制限データＤｒ  の値は１７５に設定すれば良い。
【００１１】
第１の実施例では制限データＤｒ  を超える値の画像データＤｉｎが入力した時には、記録データＰＤを制限データＤｒ  の値に抑えることにより、記録画像に部分的な欠落が生じないようにしたが、画像データＤｉｎの値に制限を加えること無く、画像端強調処理の程度を調整することにより、同様の効果を上げることができる。以下に、画像端強調処理の程度を調整可能にした第２の実施例を説明する。本実施例における画像処理回路はＭＴＦ補正回路２に出力制限部２２を有しない外は第１の実施例と変わらないので、図示を省略した。
図５（ｃ）は本実施例において用いられる画像端強調フィルターの３×３の係数マトリックスを示したものである。この係数マトリックスはΣｃｉｊ＝０．７≦１となるように構成されている。従って、ＭＴＦ補正回路２の出力信号Ｄｏｕｔ  は第１の実施例のものに較べて低く抑えられる。図３に示す像域分離回路１０で入力画像データＤｉｎが文字・線画像領域に属すると判定された時、または、領域指定回路１１で指定された領域の画像が文字・線画像であった時、図５（ｃ）に示す係数マトリックスが選択され、ＭＴＦ補正回路２の演算部２１に係数データとして入力される。図８は図５（ａ）に示す係数マトリックスが選択された時のＭＴＦ補正回路２の出力信号Ｄｏｕｔ  を破線で、図５（ｃ）に示す係数マトリックスが選択された時の記録信号ＰＤを実線で示した波形グラフである。本実施例においては、第１の実施例のように、記録信号ＰＤの値を厳密に制限データＤｒ  の範囲に収めることはできないが、従来のＭＴＦ補正回路２をそのまま用いて、実用的に問題がない範囲に抑えることができる。
【００１２】
上述の実施例ではＭＴＦ補正回路２の出力信号Ｄｏｕｔ  があまり大きな値とならないように抑制したが、γ補正回路３の出力信号を制限することによっても同様の効果を上げることができる。図９は第３の実施例に係るγ補正回路３の内部回路図である。図９に示すように、本実施例におけるγ補正回路３はγ補正処理部３１および出力制限部３２で構成されている。γ補正回路３では図示しない２個のＲＯＭまたはＲＡＭに記憶されているデータ変換表（テーブル）のメモリアドレスを指示することにより、入力画像データＤｉｎを出力画像データＤｏｕｔ  に変換することができる変換表参照（ルックアップテーブル−ＬＵＴ）方式が採用されている。γ補正処理部３１では本来のγ補正や、本来のγ補正に意図的な修正が加えられた修正γ補正が施される。出力制限部３２では出力信号Ｄｏｕｔ  があまり大きな値とならないように制限される。
まず、γ補正処理部３１の動作を説明する。図１１は本実施例におけるγ補正曲線の算出方法を説明するための三元系γ特性図である。第１象限に表示された曲線は記録出力電圧Ｖｏｕｔ  と記録画像の画像濃度ＩＤの関係を表す出力系γ補正特性曲線ＧＯ  、第２象限に表示された曲線は意図的な強調を加えた記録画像を出力させるための画質修正曲線Ｍ、第４象限に表示された曲線は出力系γ補正特性曲線ＧＯ  に対して３つの画質修正曲線Ｍ０  ，Ｍ′，Ｍ″に対応する画質修正を施した修正γ補正特性曲線Γ，Γ′，Γ″である。なお、画質修正曲線Ｍ０  は線型変換、画質修正曲線Ｍ′は中間階調強調変換、画質修正曲線Ｍ″は濃淡強調変換の画質修正を行なうための画質修正曲線である。γ補正処理部３１のγ補正に対応する変換表はこの修正γ補正特性曲線Γ，Γ′，Γ″を与える変換データで構成されている。
【００１３】
上述のＲＯＭまたはＲＡＭには修正γ補正特性曲線Γ，Γ′，Γ″を与える変換データがまとめて記憶されていて、γ補正処理部３１に入力される変換表選択信号ＳＥＬにより任意の変換表を選択して、所望の画質の記録画像を形成させることができる。図１２は出力制限部３２の入出力信号の関係を表す出力制限特性曲線、図１３はそれぞれ対応する入力画像データＤｉｎ、記録信号ＰＤの波形を表すグラフである。これらの図において、（ａ）は従来例に対応して出力制限が設けられていない場合、（ｂ）は出力信号Ｄｏｕｔ  を制限データＤｒ  以下に制限する本実施例の場合、（ｃ）は同様に出力信号Ｄｏｕｔ  を制限データＤｒ  以下に制限する場合の出力制限特性曲線および対応する波形のグラフである。（ｃ）に示す出力制限特性曲線は低濃度領域では大きな勾配を有した線型特性であり、高濃度領域では徐々に小さな勾配に変化する非線型特性となっているので、この出力制限特性曲線に従ったγ補正処理を施すと、入力画像データＤｉｎの高濃度領域の濃度情報を圧縮した形で再現できるので、画像の領域指定により完全に絵柄画像領域を分離できなかった場合でも、混入した絵柄画像の階調性の低下を補うことができる。
図１０は本実施例の変形例に係るγ補正回路３の内部回路図である。（ａ）は本実施例のγ補正処理部３１および出力制限部３２を１つに纏めてγ補正・出力制限部３３としたものであり、（ｂ）は第１の実施例における出力制限部２２と同じ回路を出力制限部３２′としたものであり、外の構成は本実施例のものと変わらない。本実施例ではγ補正処理部３１用と出力制限部３２用の変換表を独立させてメモリ素子に記憶させることができるが、メモリ素子が２個必要になるので割高になる。図１０（ａ）に示す変形例ではメモリ素子は１個で済むが、制限データＤｒ  の値を変更するには、メモリ素子の記憶内容を変更された制限データＤｒ  の値を与える変換表のデータに書き換えるか、複数の制限データＤｒ  の値を与える変換表のデータを予め記憶させておくための大容量のメモリ素子が必要になる。図１０（ｂ）に示す変形例ではメモリ素子はγ補正処理部３１用として１個だけで済み、出力制限部３２′の回路構成も簡単なので安価な回路構成とすることができる。
【００１４】
上述の実施例の説明においては前述のように、階調処理回路８では特に絵柄画像の１画素当たりの不十分な階調再現性を補う組織的ディザ法等による面積階調処理が行なわれるが、絵柄画像ばかりでなく、文字・線画像に対しても組織的ディザ法等による面積階調処理が施される場合がある。この場合はドット分散型のディザマトリックスになる。このドット分散型のディザマトリックスを用いた場合には文字・線画像の画像端は左程先鋭化しないが、画像端強調処理が施された文字・線画像の画像データと同様に、面積階調処理が施された結果、最高濃度レベルの画素が連続して発生し、やはり、記録画像の画像端に部分的な画像の欠落現象が起きる場合がある。そこで、画像種類により用いるディザマトリックスを切り替えて面積階調処理を行なう画像処理方式においても、記録画像に所謂「虫食い」画像が形成されるのを防止した第４の実施例について説明する。
第４の実施例の説明に先立って、まず、その前提となる従来技術について簡単に説明する。図１４は画像種類により用いるディザマトリックスを切り替えて面積階調処理を行なう従来例に係る画像処理方式で採用される４値化処理のディザマトリックスを示した表図である。（ａ）は上述の文字・線画像処理に対して用いられる３つのドット分散型のディザマトリックス、（ｂ）は絵柄画像処理に対して用いられる３つのドット集中型のディザマトリックスを表している。ディザマトリックスは入力画像データの属する画像の画像種類によって切り替えられると共に、入力画像データＤｉｎがディザマトリックス（ｉ）  ，（ｉｉ），（ｉｉｉ）  のそれぞれの左上隅枠内に表示される３個の閾値データＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３と比較され、その結果によって４値の出力データの何れかに変換される。
即ち、階調処理回路８に入力した８ビット（２５６階調）入力画像データＤｉｎはまず、属する画像の種類によって文字・線画像処理用か絵柄画像処理用かが判定された後、対応する３個の閾値データＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３を与えるディザマトリックスを用いて、以下の条件式に従って４値の出力データＤｉ  （ｉ＝０〜３）に変換される。
0003596903.tif 000002
なお、ディザマトリックスを構成する閾値データＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３は注目画素が移動すると、画素毎、ライン毎に順次移り変わる。
【００１５】
図１６（ａ）は面積階調処理による理想的な線型の出力系γ補正特性曲線を示すグラフである。ここで、記録画像の画像濃度ＩＤは注目画素近傍の平均画像濃度を表している。本実施例においては、入力画像データの属する画像の種類に拘らず、記録画像の画像濃度ＩＤをＤ2 以下に抑えるような階調処理が施される。図１５は本実施例に係る階調処理回路８の内部回路を示したものである。図１５に示すように、階調処理回路８は４進カウンター（ＣＮＴ）８１，８２およびディザ処理回路８３で構成され、ＣＮＴ８２には画素同期信号ＣＬＫとライン同期信号ＬＳＹＮＣが入力し、画素同期信号ＣＬＫを４まで毎に計数して、その結果を出力すると共に、ライン同期信号ＬＳＹＮＣの入力によってリセットされる。また、ＣＮＴ８１にはライン同期信号ＬＳＹＮＣとフレーム同期信号ＦＧＡＴＥが入力し、ライン同期信号ＬＳＹＮＣを４まで毎に計数して、その結果を出力すると共に、フレーム同期信号ＦＧＡＴＥの入力によってリセットされる。ディザ処理回路８３は文字・線画像処理用と絵柄画像処理用のディザマトリックスの係数データを記憶するメモリを備えていて、画像種類選択信号ＩＳの値によって異なる種類のディザマトリックスの係数データが読み出され、その係数データで構成される閾値データＴｈｉと入力画像データＤinが比較され、その結果により４値の出力データＤi が出力される。
図１７は本実施例に係る画像処理方式で採用される４値化処理のディザマトリックスを示した表図である。（ａ）は上述の文字・線画像処理に対して用いられる３つのドット分散型のディザマトリックス、（ｂ）は絵柄画像処理に対して用いられる３つのドット集中型のディザマトリックスを表している。図１７に示すように、第３閾値Ｔｈ３を与えるディザマトリックス(iii) は全ての係数が２５６になっているので、Ｔｈ２以上の値の入力画像データＤinが入力した時、その大きさに拘らず出力データＤout はＤ2 となり、出力データＤ3 が出力されることはない。図１６（ｂ）は本実施例による出力系γ補正特性曲線を示すグラフである。
【００１６】
図１８は印刷装置９で出力データを所定範囲に制限できるようにした第５の実施例に係る印刷装置９の記録信号生成回路図である。入力画像データＤｉｎは図示しない複写機本体のホストコンピューターから転送され、Ｉ／Ｆ９１を介してコマンドインタラプター（ＣＭＩＮＴ）９２および画像種類判別回路９５に入力する。ＣＭＩＮＴ９２では入力された指令データに従って、共に入力した入力画像データを処理し、原稿１枚分の記憶容量を有したフレームメモリ（ＦＲＭ）９３に出力する。ＦＲＭ９３では原稿１枚分の画像データが入力される毎に更新記憶される。画像種類判別回路９５では入力された指令データを解析し、入力画像データＤｉｎの画像種類を判別する。そして、ＦＲＭ９３に原稿１枚分の画像データが格納された時点で、文字・線画像のみの画像データか否かによって異なる画像種類選択信号ＩＳを出力する。入力画像データＤｉｎが文字・線画像のみの画像データの場合は、ＬＤ駆動回路９４の出力データ、即ち、記録信号ＰＤの値が所定の値を超えないように制限する。
図１９はＬＤ駆動回路９４の内部回路図である。本実施例では画像記録信号ＰＤのパルス幅でレーザーダイオードの単位時間当たりの光量を制御するパルス幅制御方式が採用されている。パルス発生器９４１で発生した三角波パルス信号は画像種類選択信号ＩＳの制御の下に増幅器９４２で増幅され、基準信号ＳＴとして比較器９４４の入力端子に入力する。比較器９４４のもう一方の入力端子にはＤ／Ａ変換器９４３でアナログ信号に変換された入力画像データＤｉｎが入力し、基準信号ＳＴと比較される。ＳＴ≦Ｄｉｎの時、出力信号ＰＤ（レーザーダイオード駆動信号）がハイになる。なお、本実施例ではネガ／ポジ現像方式を採用しているが、ポジ／ポジ現像方式を採用した時は、レーザーダイオード（ＬＤ）の駆動論理を逆転させれば良い。また、基準信号ＳＴとしては三角波パルス信号に限らず、鋸波信号や正弦波信号を用いることもできる。
【００１７】
図２０は比較器９４４の入力信号と出力信号の波形図である。（ａ）は画像種類選択信号ＩＳが絵柄画像に対応する信号であった時、（ｂ）は画像種類選択信号ＩＳが文字・線画像に対応する信号であった時の波形を表している。図２０に示すように、入力画像データＤｉｎの画像種類が文字・線画像であった時の増幅器９４２の増幅率が絵柄画像であった時の増幅率より大きくなるように設定されているので、基準信号ＳＴの値が相対的に大きくなり、同じ値の入力画像データＤｉｎに対して、例えば、パルス数４の出力パルス信号のように、比較出力信号のパルス幅が狭くなるから、記録画像の局部的な平均濃度が低下する。本実施例では入力画像データＤｉｎの画像種類が文字・線画像の場合に、最大記録濃度を与える出力パルス信号（図２０のパルス数４の出力パルス信号）のパルス幅を絵柄画像に対して約７０％に抑えることにより、記録画像の所謂「虫食い」現象の発生を防止できた。
図２１は本実施例の変形例に係るＬＤ駆動回路図である。本変形例では画像記録信号ＰＤのパルス振幅でＬＤの単位時間当たりの光量を制御するパルス振幅制御方式が採用されている。画像種類選択信号ＩＳは増幅器９４２′の増幅制御信号として入力され、Ｄ／Ａ変換器９４３でアナログ信号に変換された入力画像データＤｉｎの増幅器９４２′での増幅率を制御する。増幅器９４２′での増幅率は入力画像データＤｉｎの画像種類が文字・線画像であった時には、絵柄画像であった時より所定量だけ小さくなるように設定されている。本変形例においても第５の実施例と同様の効果が得られる。
【００１８】
第５の実施例では、入力画像データＤｉｎの原稿１頁分のデータ入力毎に画像種類を判別するようにしているので、絵柄画像と文字・線画像が混在した原稿画像に対しては効果的に記録画像の所謂「虫食い」現象の発生を防止することができない。そこで、絵柄画像と文字・線画像が混在した原稿画像に対しても絵柄画像の濃度低下を来すことなく記録画像の所謂「虫食い」現象の発生を有効に防止することができるようにした第６の実施例を説明する。
図２２は第６の実施例に係る印刷装置９の記録信号生成回路図である。本実施例ではＦＲＭ９３から読み出された画像データがＬＤ駆動回路９４および像域判別回路９６に入力する。像域判別回路９６ではＦＲＭ９３から読み出された画像データを刻々解析して、入力画像データＤｉｎが何の種類の画像に属するものか判別して画像種類に応じた画像種類選択信号ＩＳを出力するから、絵柄画像と文字・線画像が混在した原稿画像に対しても記録画像の所謂「虫食い」現象の発生を有効に防止することができる。
図２３は像域判別回路９６の前段回路を構成する白地ブロック検出回路の詳細回路図、図２４は像域判別回路９６の後段回路を構成する文字領域判定回路の詳細回路図である。ＦＲＭ９３から像域判別回路９６に入力した入力画像データＤｉｎはフリップフロップ回路（ＦＦ）９６２ａに入力して保持されると共に、１ライン分の画像データがラインメモリ（ＬＭ）９６１ａ，９６１ｂ，９６１ｃに順次取り込まれる。そして、ＬＭ９６１ａ，９６１ｂ，９６１ｃから出力された１ライン分ずつ遅延した画像データがＦＦ９６２ｂ，９６２ｃ，９６２ｄを介してそれぞれＦＦ９６２ａの出力データと共にオア回路９６３に入力する。オア回路９６３の出力データはオア回路９６３に直列接続された３つのＦＦ９６４ａ，９６４ｂ，９６４ｃのそれぞれの出力データと共にノア回路９６５に入力する。かかる回路構成を有する白地ブロック検出回路は４×４画素の白地判定ブロック内の画素が全て白画素（非記録信号）の時、白地ブロック検出信号ＷＢＤハイを出力する。
一方、図２４に示す文字領域判定回路では、入力した白地ブロック検出信号ＷＢＤがＦＦ９６７ａに入力して保持されると共に、１ライン分の白地ブロック検出信号ＷＢＤがＬＭ９６６ａ〜ｇに順次取り込まれる。そして、ＦＦ９６７ａの出力データと共にＬＭ９６６ａ〜ｇから出力された１ライン分ずつ遅延した白地ブロック検出信号ＷＢＤがＦＦ９６７ｂ〜ｈを介してそれぞれオア回路９６８に入力する。オア回路９６８の出力データはオア回路９６８に直列接続された７つのＦＦ９６９ａ〜ｇのそれぞれの出力データと共にオア回路９７０に入力する。文字領域判定回路では判定ブロックを８×８画素の領域に拡大して、この文字領域判定ブロック内の全ての画素に対応する白地ブロック検出信号ＷＢＤがロウの時、絵柄画像領域、それ以外の時、文字・線画像領域と判定される。これは絵柄画像領域においてはディザ法による面積階調処理が施され、黒画素が分散して出力されるので、白地ブロック検出回路の出力信号は全ての画素でロウになることを利用したものである。
【００１９】
上述の実施例では本発明を単色デジタル複写機に適用した例について説明したが、全く同様にカラー複写機にも適用できる。図２５は本発明を４色のカラー複写機に適用した第７の実施例の画像処理系のブロック図である。図２５において、３′は入力系γ補正回路、５はシャープネス調整回路、６は黒生成・下色除去（ＵＣＲ）回路、７は出力系γ補正回路である。シャープネス調整回路５は画像の先鋭度を調整するための回路、黒生成・下色除去回路６は補色３色成分、黄色、マゼンタ色、シアン色に加えて第４色の黒色成分を生成するための回路である。本実施例ではより精密なγ補正処理を施すため、入力系γ補正回路３′と出力系γ補正回路７の２つのγ補正回路を備えている。また、画像端強調処理はシャープネス調整回路５で行なわれる外は、回路構成およびその動作は第１の実施例と変わらないので、重複する説明を省略する。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、入力したデジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、デジタル画像データの出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するようにしたので、絵柄画像に対する記録濃度階調範囲を狭めることなく、画像端の先鋭度の良好な文字・線画像の記録画像を得ることができると共に、記録画像の部分的な画像の欠落現象の発生を抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、高濃度画像領域の画像端の濃度差を強調する画像端強調フィルターを備え、デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、画像端強調フィルターの出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するようにしたので、画像端強調処理により文字・線画像の画像端の先鋭度を増大させながら、画像端強調処理によって画像データの濃度値が過大となり、適正量以上のトナーの付着による転写不良を防止できる。
請求項３記載の発明によれば、係数の和が１未満である画像端強調フィルターを備え、デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、画像端強調フィルターによりデジタル画像データに画像端強調処理を施すようにしたので、出力値制限のための新たな回路を付加する必要がないから、回路単価の上昇を抑えることができる。
請求項４記載の発明によれば、デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、γ補正手段の出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するようにしたので、通常の画像形成装置が備えるγ補正回路に出力値を制限する回路または機能を付加するだけで記録画像の部分的な画像の欠落現象の発生を抑制することができる。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、低濃度域のデジタル画像データに対しては制限を加えること無く、濃度値が増加するに連れて徐々に出力値を抑制するようにしたので、高濃度領域の画像データの階調性を若干維持した状態で出力値を制限することができる。
請求項６記載の発明によれば、面積階調処理手段を備え、デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、面積階調処理手段の出力値または所定時間内の出力値の積算値を所定の範囲内に制限するようにしたので、ドット分散型ディザ法等による面積階調処理手段により文字・線画像領域に属する画像データを処理するものであっても、記録画像の部分的な画像の欠落現象の発生を抑制することができる。
請求項７記載の発明によれば、定期的に間欠出力されるパルス信号からなるデジタル画像データで発光素子を発光制御し、そのパルス幅を濃度値に比例させると共に、デジタル画像データが文字・線画像領域に属するものであった時は、パルス幅を所定の範囲内に制限するようにしたので、単に、パルス幅制御の基準値を調整するだけで、記録画像の部分的な画像の欠落現象の発生を抑制することができる。
請求項８記載の発明によれば、各画素毎にその周辺の所定範囲内の画素で構成される画素ブロック内の黒画素の有無を判定して黒画素有無データを生成し、さらに、注目画素を含む所定の大きさの判定ブロック内の各画素毎の前記黒画素有無データを調べて、それらが全て黒有りの黒画素有無データであった時は絵柄画像領域、それ以外の時は文字・線画像領域と判定する領域判定手段を有したので、比較的簡単な手段で画像データの属する画像領域を判定することができ、しかも、その判定結果に従って自動的に画像データの出力値または所定時間内の出力値の積算値を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る単色デジタル複写機の画像端強調処理回路の出力制限部の詳細回路図
【図２】入力画像データと制限データの大小関係と、選択器で選択出力される出力信号の関係を示した表図
【図３】単色デジタル複写機の画像処理系のブロック図
【図４】画像端強調処理回路の構成を示すブロック図
【図５】画像端強調フィルターの３×３の係数マトリックスの例を示す説明図
【図６】入力画像データと記録データの波形を重畳して示した波形グラフ
【図７】トナー付着量と記録画像の画像欠落度および画像濃度の関係、記録画像の画像濃度と記録データの関係を示した特性図
【図８】第２の実施例に係るＭＴＦ補正回路の出力信号と記録信号を示した波形グラフ
【図９】第３の実施例に係るγ補正回路の内部回路図
【図１０】第３の実施例の変形例に係るγ補正回路の内部回路図
【図１１】γ補正曲線の算出方法を説明するための三元系γ特性図
【図１２】出力制限部の入出力信号の関係を表す出力制限特性曲線を表すグラフ
【図１３】図１２に対応する入力画像データと記録信号の波形を表すグラフ
【図１４】従来例に係る４値化処理のディザマトリックスを示した表図
【図１５】第４の実施例に係る階調処理回路の内部回路図
【図１６】面積階調処理による理想的な線型の出力系γ補正特性曲線と第４の実施例による出力系γ補正特性曲線を示すグラフ
【図１７】第４の実施例に係る４値化処理のディザマトリックスを示した表図
【図１８】第５の実施例に係る印刷装置の記録信号生成回路図
【図１９】ＬＤ駆動回路の内部回路図
【図２０】比較器の入力信号と出力信号の波形図
【図２１】第５の実施例の変形例に係るＬＤ駆動回路図
【図２２】第６の実施例に係る印刷装置の記録信号生成回路図
【図２３】像域判別回路の前段回路を構成する白地ブロック検出回路の詳細回路図
【図２４】像域判別回路の後段回路を構成する文字領域判定回路の詳細回路図
【図２５】第７の実施例の画像処理系のブロック図
【図２６】従来例に係る画像端強調処理の過程を簡単化して示す波形図
【図２７】転写紙に転写ローラーを直接接触させ、感光体ドラムに押し当てて転写させる方式の転写装置を示す構成図
【図２８】図２７に示す方式と同等の転写ベルトを用いた転写装置を示す構成図
【図２９】転写紙に転写ローラーを間接的に接触させ、感光体ドラムに押し当てて転写させる方式の転写装置を示す構成図
【図３０】転写紙に押し当て部材を間接的に接触させ、感光体ドラムに押し当てて転写させる方式の転写装置を示す構成図
【図３１】図３０に示した方式と同等の方式の４色分の画像形成が可能な転写装置を示す構成図
【符号の説明】
１  読取装置
２  ＭＴＦ補正回路
３  γ補正回路
８  階調処理回路
９  印刷装置
１０  像域分離回路
１１  領域指定回路
２０  ラインメモリ部
２１  演算部
２２，３２，３２′  出力制限部
３１  γ補正処理部
７０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）  感光体ドラム
７１，７１１，７１２，７１３  転写ローラー
７２  転写ベルト
７６（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）  転写チャージャー
８１，８２  ４進カウンター
８３  ディザ処理回路
９３  フレームメモリ
９４  ＬＤ駆動回路
９５  画像種類判別回路
９６  像域判別回路
２０１，２０２，９６１（ａ，ｂ，ｃ），９６６（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）  ラインメモリ
２２１，９４４  比較器
２２２  選択器
９４２，９４２′増幅器
【図１】
0003596903.tif 000003
【図２】
0003596903.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003596903.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0003596903.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003596903.tif 000019
【図１８】
0003596903.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
0003596903.tif 000022
【図２１】
0003596903.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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