(57)【要約】【課題】  電子写真方式を用いた画像形成装置が安定して出力可能な画像データを生成する。【解決手段】  電子写真方式により露光部を用いて画像を形成させる画像処理装置であって、画像データの各画素に加算するための加算値を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された加算値を前記画像データにおける各画素に加算する加算手段と、前記加算手段から出力された画像デ―タに対して高周波成分を強調する処理をする処理手段と、前記処理手段から出力された画像デ―タに基づいて、前記露光部を制御するための露光制御信号を生成する生成手段とを有し、前記設定手段は、前記高周波成分を強調する処理の特性に応じて前記加算値を設定することを特徴とする。【選択図】  図１
2015226113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式により露光部を用いて画像を形成させる画像処理装置であって、
画像データの各画素に加算するための加算値を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された加算値を前記画像データにおける各画素に加算する加算手段と、
前記加算手段から出力された画像デ―タに対して高周波成分を強調する処理をする処理手段と、
前記処理手段から出力された画像デ―タに基づいて、前記露光部を制御するための露光制御信号を生成する生成手段とを有し、
前記設定手段は、前記処理手段における高周波成分を強調する処理の特性に応じて前記加算値を設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
電子写真方式により露光部を用いて画像を形成させる画像処理装置であって、
画像デ―タに対して高周波成分を強調する処理をする処理手段と、
前記画像データの各画素に加算するための加算値を設定する設定手段と、
前記処理手段により処理された画像データにおける各画素に、前記加算値を加算する加算手段と、
前記加算手段から出力された画像デ―タに基づいて、前記露光部を制御するための前記露光制御信号を生成する生成手段とを有し、
前記設定手段は、前記処理手段における高周波成分を強調する処理の特性に応じて前記加算値を設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記処理手段による処理の結果、前記画像データにおける画素値が、前記画像形成装置が出力可能な露光制御信号の範囲になるように前記加算値を決めることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記処理手段は、高周波強調フィルタを用いたフィルタ処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記設定手段は、
（最小の画素値＋加算値）×注目画素に対応するフィルタ係数＋｛Σ（最大の画素値＋加算値）×各画素に対応するフィルタ係数｝が０以上になるように、加算値を設定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記高周波強調フィルタを生成するために用いられる前記画像形成装置の出力特性を取得し、前記出力特性に基づいて前記加算値を設定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記設定手段は、前記画像データにおいて最大となる周波数を取得し、前記出力特性において前記最大となる周波数に対応する振幅に基づいて、前記加算値を設定することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
さらに入力画像データに対してディザ処理を用いてハーフトーン処理することにより前記画像データを出力するハーフトーン処理手段を有し、
前記最大となる周波数は、前記ディザ処理による線数から算出されることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
電子写真方式により露光部を用いて画像を形成させる画像処理装置であって、
画像データに対してハーフトーン処理することにより、画素ごとに前記露光制御信号の強度を示す画素値に変換されたハーフトーン画像データを生成するハーフトーン処理手段と、
前記ハーフトーン画像データに対して、前記ハーフトーン画像データにおけるエッジを強調する処理を施した出力画像データを生成する処理手段と、
前記出力画像データに基づいて、前記露光制御信号を生成する生成手段とを有し、
前記処理手段は、
前記ハーフトーン画像データにおいて前記画素値が０であり、エッジを形成しない非露光画素の画素値を、０よりも大きい露光制御信号の強度を示す所定値に置換し、
前記ハーフトーン画像データにおいて前記画素値が０であり、エッジを形成する非露光画素の画素値を、０以上で前記所定値より小さい画素値に置換することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
コンピュータに読み込み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項１乃至９の何れか一項に記載された画像処理装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
電子写真方式により露光部を用いて画像を形成させる画像処理装方法であって、
画像データの各画素に加算するための加算値を設定し、
前記加算値を前記画像データにおける各画素に加算し、
前記加算値が加算された画像デ―タに対して高周波成分を強調する処理を施し、
前記処理された画像デ―タに基づいて、前記露光部を制御するための露光制御信号を生成し、
前記加算値は高周波成分を強調する処理の特性に応じて設定されていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
電子写真方式により露光部を用いて画像を形成させる画像処理装方法であって、
画像データに対して高周波成分を強調する処理を施し、
前記画像データの各画素に加算するための加算値を設定し、
前記高周波成分を強調する処理を施された画像デ―タにおける各画素に、前記加算値を加算し、
前記加算値が加算された画像デ―タに基づいて、前記露光部を制御するための露光制御信号を生成し、
前記加算値は高周波成分を強調する処理の特性に応じて設定されていることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成のための画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を像担持体上に走査することで画像を形成するレーザビームプリンタや複写機等、いわゆる電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置においては一般に、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニング等の複数のプロセスを経て画像を形成する。
【０００３】
ここで、一般的な電子写真プロセスについて説明する。まず帯電手段が、像担持体である感光体を一様に帯電させた後、露光手段が感光体に画像信号に応じた光ビームを露光し、感光体上に静電潜像を形成する。光ビームが走査する方向（主走査方向）と直交する副走査方向に感光体を回転させながら、静電潜像を形成する。その後、現像手段が感光体上の静電潜像を現像し、感光体上にトナー像を形成する。その際、現像手段がトナーを帯電させた後、回転する現像ローラを用いて感光体へトナーを供給し、このトナーを静電潜像に付着させてトナー像を形成する。そして、感光体上のトナー像を記録媒体上に転写し、定着することで画像を形成する。
【０００４】
図１８（ａ）は、電子写真方式の画像形成によって形成された画像を示している。図１８（ａ）からもわかるように、電子写真方式では露光や現像プロセスにより、出力された画像はボケた画像になってしまうことが知られている。そこで特許文献１には、画像信号に応じて変調された光ビームと画像信号を反転した信号に応じて変調された光ビームを合成して露光を行う方法が開示されている。これによりコントラストが高い静電潜像を形成することができる。また特許文献２には、画像のパターンに応じて光ビームを発光させ、白画像部における感光体表面電位を制御することにより、静電潜像のコントラストを向上する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１６９１３６号公報
【特許文献２】特開平４−１２０８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１による方法では、２つの光ビームを合成するため特別に光学的な構成を必要とする。また、画像信号に基づく露光分布と反転した画像信号に基づいた露光分布は、実際には位置ズレが発生するため、必ずしも所望の電位コントラストにならない場合がある。
【０００７】
さらに特許文献２の方法によれば、予め決められたパターンに対応するコントラストの制御しかできない。
【０００８】
そこで本発明では、電子写真方式を用いた画像形成装置が安定して画像を形成できるように、画像データを適切に補正することをすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、電子写真方式により露光部を用いて画像を形成させる画像処理装置であって、画像データの各画素に加算するための加算値を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された加算値を前記画像データにおける各画素に加算する加算手段と、前記加算手段から出力された画像デ―タに対して高周波成分を強調する処理をする処理手段と、前記処理手段から出力された画像デ―タに基づいて、前記露光部を制御するための露光制御信号を生成する生成手段とを有し、前記設定手段は、前記高周波成分を強調する処理の特性に応じて前記加算値を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、電子写真方式を用いた画像形成装置が安定して出力可能な画像データを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像処理装置の構成を示すブロック図
【図２】画像形成装置の構成を示すブロック図
【図３】画像形成装置における光学系の概略図
【図４】画像処理装置における画像処理のフローを示す図
【図５】周波数強調処理部において用いられるフィルタの一例を示す図
【図６】周波数強調処理部による画像処理の結果の一例を示す図
【図７】露光制御信号と感光体表面電位を説明するための図
【図８】従来技術における露光制御信号と露光結果を示す図
【図９】従来技術における露光制御信号と露光結果を示す図
【図１０】本実施形態における露光制御信号と露光結果を示す図
【図１１】画像処理装置の構成を示すブロック図
【図１２】算出部の構成を示すブロック図
【図１３】算出部における処理のフローチャートを示す図
【図１４】露光制御信号と電位コントラストを示す図
【図１５】膜厚によって異なる表面電位分布の特性を示す図
【図１６】算出部の構成を示すブロック図
【図１７】算出部における処理のフローチャートを示す図
【図１８】電子写真方式による出力画像の結果の一例を示す図
【図１９】出力特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に関る本発明を限定するものではなく、また、本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１３】
＜第１実施形態＞
本実施形態は、電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置と、入力画像データを画像形成装置が出力可能な画像データに変換する画像処理装置とからなる。図１は、第１実施形態に適用可能な画像処理装置１の詳細な構成を示すブロック図である。また図２は、第１実施形態に適用可能な画像形成装置２の詳細な構成を示すブロック図である。画像処理装置１と画像形成装置２は無線通信等のインタフェース又は回路によって接続されている。画像処理装置１は例えば一般的なパーソナルコンピュータにインストールされたプリンタドライバとして実現されている。その場合、以下に説明する画像処理装置１内の各部は、コンピュータがドライバを実現するための所定のプログラムを実行することにより実現される。ただし、画像形成装置２が画像処理装置１を含む構成としてもよい。このとき、画像処理装置１における各処理はハード構成により画像形成装置２に内蔵されている。
【００１４】
［画像形成装置］
画像形成装置２は、画像処理装置１から画像データに基づいて画像の形成を制御する制御部２０１、画像データの処理結果等を記憶するためのＲＡＭ２０２、ＨＤＤ２０３を有する。画像形成装置２は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）４色の色材により画像を形成する。また、本実施形態における画像形成装置２はタンデム方式であり、各色に対応する画像形成部を有し、それぞれ独立して単色の画像を形成する。画像形成部はおもに、光源、露光器、像担持体となる感光体、帯電器、現像器を有する。以下に、電子写真方式による画像形成を説明する。
【００１５】
（１）  帯電工程
帯電器２１６、２１７、２１８、２１９を用いて、感光体２１２、２１３、２１４、２１５を所定電位に帯電する。帯電器２１６〜２１９によって帯電される感光体の表面電位は、感光体２１２〜２１５に対向する電位計２４１、２４２、２４３、２４４により電位を計測することで、所望の電圧になるよう制御される。
【００１６】
（２）  露光工程
駆動部２０４、２０５、２０６、２０７は、制御部２０１から得られる画像データを露光制御信号に変調し、露光制御信号に基づいて露光部２０８、２０９、２１０、２１１それぞれを駆動する。露光部２０８〜２１１は、感光体２１２、２１３、２１４、２１５上を露光し、感光体上に静電潜像を形成する。
【００１７】
図３は、駆動部と露光部からなる光学系を詳細に示した概略図である。ここでは、駆動部２０４および露光部２０８からなる光学系を例に説明するが、それ以外の駆動部、露光部も同様の構成である。まず駆動部２０４は、レーザドライバ３１０、強度検知フォトディテクタ３０４（以下、強度検知ＰＤセンサ）、ビーム位置検知フォトディテクタ３０６（以下、ＢＤセンサ）からなる。強度検知ＰＤセンサ３０４は露光量を制御するために、レーザ光の強度を検知する。ＢＤセンサ３０６は、書き出しを制御するためにレーザ光の位置を検知する。露光部２０８は、発光素子３０１、コリメータレンズ３０２、ビームスプリッタ３０３、ポリゴンミラー３０５、Ｆθレンズ３０７からなる。発光素子３０１は１次元アレイ状に８点の発光点を備えたマルチビームレーザー素子である。
【００１８】
まず、発光素子３０１が駆動され、レーザ光を発する。コリメータレンズ３０２を通って拡げられビームスプリッタ３０３により分離されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー３０５表面において反射することにより移動走査を行う。なお、図３には折り返しミラー３０８が記載されているが、図２に示すように折り返しミラー３０８が省略された構成としてもよい。移動走査するレーザ光をＢＤセンサが検知すると、書き出し開始信号を発生させ、制御部２０１に送信する。制御部２０１は、書き出し開始信号を受けてから所定時間後に、画像データをレーザドライバ３１０に送る。レーザドライバ３１０は、画像データをパルス幅変調して得られる露光制御信号に基づいて発光素子３０１を駆動し、感光体２１２上に静電潜像を生成する。なお、レーザ光が移動走査する方向を主走査方向とし、主走査方向と直交する副走査方向に感光体が回転することで静電潜像を形成する。
【００１９】
（３）  トナー現像工程
感光体上の静電潜像は、現像器２２０、２２１、２２２、２２３によってトナーが付着されトナー像が生成される。
【００２０】
（４）  転写工程
転写ベルト２２８と各感光体の当接部において、転写手段である導電ローラ２２４、２２５、２２６、２２７に電圧を印加することにより、トナー像が感光体上から転写ベルト上へと一次転写される。転写ベルト２２８上に、ＣＭＹＫのトナー像を同期させて順次形成することでカラーのトナー像を形成する。記録媒体２３０とカラーのトナー像が表面に形成された転写ベルト２２８が当接する２次転写ニップにおいて、２次転写ローラ２３０に電圧を印加することにより、カラーのトナー像がさらに記録媒体２３０上へと２次転写される。
【００２１】
（５）  定着工程
カラーのトナー像が転写さえた記録媒体２３０は、定着部２３２へと搬送される。加熱された定着部２３２は、記録媒体および記録媒体上のトナー像に対して、熱及び圧力を印加し、トナー像を記録媒体上に溶融定着する。
【００２２】
（６）  排紙工程
最終的に、カラー画像が形成された記録媒体は、排出部２３１へと送られ画像形成装置２から排出される。以上で、画像形成装置２における電子写真方式を用いた画像形成が完了する。
【００２３】
前述の通りこのような電子写真方式を用いた画像形成では、露光工程および現像工程において画像がボケてしまう。まず、感光体上における露光強度分布（光学スポット）は一般に、ガウス分布に近似する。露光制御信号に基づいて露光した分布は、実際にはボケたようになる。その後現像工程において、露光された感光体上で形成される表面電位分布は、露光強度分布よりもさらに広がった分布となる。現像工程での感光体における表面電位分布（静電潜像）のボケは、感光体の誘電率や膜厚および現像工程における電極配置や現像剤誘電率などに依存する。図８（ａ）は、露光制御信号の一例を示す。図８（ａ）は、ある画像データにおける主走査方向の１ライン分を例としている。つまり横軸は、感光体における主走査方向の位置を示している。縦軸は、露光制御信号の強度（ハーフトーン処理された後の画素値）を示す。ここではハーフトーン処理された画像データは、０から１６までの画素値からなる１７階調をもつ。図８（ａ）が示す露光制御御信号は、１画素からなるドットと３画素のオフドット（スペース）が繰り返されたパターンを示していることがわかる。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す露光制御信号に従って露光、現像した結果、得られる感光体上の表面電位の模式図である。図８（ｂ）が示す表面電位では、各露光制御信号に応じた表面電位における振幅は周囲の影響を受けて、対応する振幅が小さくなっている場合がある。その結果、トナーが付着するのに必要な電位コントラスト（振幅）に達せず、画像の鮮鋭性が低下してしまう。特に、高周波な画像ほど、電子写真方式を用いた画像形成ではエッジがぼけてしまい、その再現性が低下してしまう。
【００２４】
そこで本実施形態では、画像形成プロセスを考慮して画像処理を行う。図１は、第１実施形態に適用可能な画像処理装置１のブロック図を示す。画像処理装置１は、デジタルな入力画像データを画像形成装置２が出力可能なデータに変換する。画像処理装置１は、色変換処理部１０２、分版画像記憶部１０３、ハーフトーン処理部１０４〜１０７、ハーフトーン画像記憶部１１５、周波数強調処理部１２７、転送用バッファ１２８、画像データ転送部１２９を有する。
【００２５】
色変換処理部１０２は、入力されたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）からなる画像データを画像形成装置２が有する色材に対応するデータに変換する。本実施形態では、ＲＧＢの画像データをＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）に対応する画像データに変換する。さらにここでは、ＣＭＹＫに対応する画像デ―タそれぞれは、各画素０〜２５５いずれかの画素値を有する２５６階調（８ビット）の画像データとする。色変換処理部１０２は、各ＣＭＹＫに対応する画像データを分版画像記憶部１０３に記憶する。
【００２６】
各色に対応するハーフトーン処理部１０４、１０５、１０６、１０７は、分配画像記憶部１０３から受け取る色変換後の画像データに対してハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理は、閾値マトリクスを用いたディザ処理や誤差拡散法など公知のハーフトーン技術を用いる。一般には、画像形成装置２に応じたハーフトーン処理が施される。ここでは、周期的なスクリーン構造をもった画像データに変換可能な閾値マトリクスを用いたディザ処理を用いる。前述の通りハーフトーン処理部１０４〜１０７はそれぞれディザ処理によって、２５６階調の画像データを、０〜１５の画素値からなる１６階調（４ビット）の画像データに変換する。ハーフトーン画像データにおける各画素値は、露光制御信号の強度に対応する。例えば、ハーフトーン画像データにおいて画素値０である画素は、露光制御信号の強度が０であり、露光しない非露光画素であることを示す。つまり本実施形態において、画像形成装置２は１６段階の露光制御信号を出力可能な形態である。なお、ここでは色毎にハーフトーン処理部が構成されている例をあげているが、共通のハーフトーン処理部でもよい。その場合、ＣＭＹＫに対応する画像デ―タのそれぞれを順次ハーフトーン処理部に送り、各色に対応する条件のもとハーフトーン処理を行えばよい。各ハーフトーン処理部１０４〜１０７は、ハーフトーン処理によって得られる各色のハーフトーン画像データをハーフトーン画像記憶部１１５に出力する。
【００２７】
加算値設定部１２６は、ハーフトーン画像記憶部１１５から受け取ったハーフトーン画像データにおける全ての画素の画素値に加算する加算値αを設定する。加算値αは、後続の周波数強調処理部１２７における高周波強調フィルタを考慮して決められる。詳細は後述する。
【００２８】
加算値付加部１２５は、ハーフトーン画像データにおける各画素に対して、加算値設定部１２６が設定した加算値を付加する。つまりハーフトーン画像データにおける全ての画素値に加算値αを加算する。これにより４ビットのハーフトーン画像データは５ビットのデータになる。
【００２９】
周波数強調処理部１２７は、画像形成プロセスによって高周波成分の再現性が低下しないように、高周波強調処理を行う。周波数強調処理部１２７は、フィルタ保持部１２４が保持する高周波強調フィルタを用いて、加算値付加部１２５から出力された画像データに対してフィルタ処理を施す。図５は、本実施形態においてフィルタ保持部１２４が保持する高周波強調フィルタを示す。高周波強調フィルタは、画像データの高周波成分を強調し、画像をより鮮明にするためのフィルタである。周波数強調処理部１２７によって高周波強調されたハーフトーン画像データ（以下、出力画像データ）は、転送用バッファ１２８に出力され、画像データ転送部１２９により画像形成装置２に転送される。
【００３０】
ここで、加算値設定部１２６における加算値の設定方法について説明する。前述の通り加算値は、周波数強調処理部１２７における高周波強調フィルタを用いたフィルタ処理に応じて設定される。図７は、本実施形態における露光制御信号と露光分布を説明するための概念図である。１画素分のドット（露光強度最大）を示す露光制御信号７０１に基づいて露光すると、露光強度分布７０２のようにボケてしまう。ここで点線はトナーが十分に付着するために必要な帯電量を示し、露光強度分布７０２では十分にドットが再現されないことが予測される。図５に示す高周波強調フィルタ５０１を用いたフィルタ処理は、エッジの境界を強調するため振幅が大きくなる。その結果、露光強度分布７０３に示すような分布になる。しかしながら実際には、画像形成装置２は感光体をマイナスに露光することはできない。そこで本実施形態では、高周波強調フィルタによるフィルタ処理の結果得られる出力画像データを構成する画素の画素値が、画像形成装置２が出力可能な露光制御信号の範囲になるように加算値を設定する。フィルタ処理結果における注目画素の画素値は、注目画素および近傍の画素の画素値と高周波強調フィルタにおける各フィルタ係数とから、式（１）の通りになる。
注目画素のフィルタ処理後画素値＝（注目画素の画素値＋加算値）×注目画素に対応するフィルタ係数＋（Σ（近傍画素における各画素値＋加算値）×各画素に対応するフィルタ係数      ・・・（１）
本実施形態では、フィルタ処理後の画素値が、必ず０以上になるように加算値を設定する。本実施形態におけるハーフトーン画像データは画素値０〜１５からなる。そこで、高周波強調フィルタ５０１を用いたフィルタ処理の結果、注目画素の画素値が最小になるのは、ハーフトーン画像データにおいて注目画素が画素値０、全ての周辺の画素の画素値１５の場合である。従って、加算値αは、
α×１０８＋｛（１５＋α）×（−１）×３６｝＞０      ・・・（２）
を満たす必要がある。式（２）によりα＞７．５・・・となるので、αは８以上であることが望ましい。なお本来露光制御しない画素であるため加算値αを大きくしすぎると、画像データにおけるベタの白地にもトナーが付着してしまい、画像全体として白地が形成されにくくなってしまう。そこで本実施形態は、α＞７．５・・・を満たす最小の値８を加算値αとして設定する。これにより露光強度分布７０４のように露光され、高周波成分の再現性を向上させることができる。
【００３１】
画像処理装置１における画像処理について説明する。図４は、画像処理装置１が行う画像処理のフローチャートを示す。画像処理装置１内の各部は、ＣＰＵが以下のフローチャートが示すように動く所定のプログラムを実行することにより実現される。
【００３２】
ステップＳ４０１において、色変換処理部１０２にＲＧＢの画像データが入力される。ステップＳ４０２において色変換処理部１０２は前述の通り、ＲＧＢの画像データをＣＭＹＫごとの画像デ―タに変換する。各ＣＭＹＫに対応する画像デ―タは２５６階調を表す８ビットの画像データである。以降の画像処理は、Ｋに対応する画像データに対する処理を例に説明する。図６における画像データ６０１は、色変換処理部１０２から得られるＫに対応する画像データの一例を示す。画像データ６０１において、画素値２５５は白画素（非露光画素）を示し、画素値が小さいほど濃い黒を示す。ＣＭＹに対応する画像データそれぞれに対しても、同様に処理すれば良い。
【００３３】
ステップＳ４０３においてハーフトーン処理部１０７は、Ｋに対応する画像データに対してディザ法を用いたハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理によって２５６階調（８ビット）の画像データは、１６階調（４ビット）の画像データに変換される。図６におけるハーフトーン画像データ６０２は、画像データ６０１に対してハーフトーン処理した結果を示す。ハーフトーン画像データ６０２において画素値０は、非露光画素である。またハーフトーン画像データ６０２において画素値１５は、最大露光強度を点灯させる画素である。
【００３４】
ステップＳ４０４において加算値設定部１２６は、ハーフトーン画像データを付加する加算値を設定する。本実施形態では、予め加算値としてα＝８が決められている。
【００３５】
ステップＳ４０５において加算値付加部１２５は、加算値設定部１２６が設定した加算値をハーフトーン画像データに付加する。ここでは、ステップＳ４０４において加算値として８が設定されたので、４ビットのハーフトーン画像データの上位に１ビット追加した上で各画素の画素値に８を加算する。つまり、加算値付加部１２５から出力された画像データにおける画素値の最小値は８となる。図６における画像データ６０３は、加算値を付加された画像データを示す。ハーフトーン画像データにおいて本来露光制御信号を発生させない画素であった画素値０の画素は、画素値が８になる。
【００３６】
ステップＳ４０６において周波数強調処理部１２７は、加算値付加部１２５から出力された画像データに対して高周波を強調するためのフィルタ処理を行う。周波数強調処理部１２７は、フィルタ保持部１２４が保持する高周波強調フィルタ５０１を用いる。画像データ６０４は、加算値付加部１２５から出力された画像データ６０４に対して、高周波強調フィルタ５０１を用いて処理した結果を示す。画像データ６０３においてエッジを形成する露光画素（ここでは画素値２３）と非露光画素（ここでは画素値８）だった画素がそれぞれ、露光画素は元の画素値より大きな画素値に、非露光画素は元の画素値８より小さな値に変換されている。また、画像データ６０１において画素値が０であった非露光画素については、エッジを形成しない非露光画素の場合は、０より大きい露光制御信号の強度を示す所定値に置換されている。一方エッジを形成する非露光画素の場合は、０よりも大きく所定値よりも小さい画素値に置換されている。そのため、エッジを形成する露光画素と非露光画素の差（露光強度の振幅に相当する）は、加算値を付加した画像データ６０３よりも大きくなっている。その結果、画像データ６０１の高周波成分の再現性が向上することができる。
【００３７】
なお、低周波領域の非露光画素の画素値は、加算値αの画素値のまま周波数強調処理部１２７から出力される。本実施形態における画像形成装置２では、出力画像データにおいて画素値８に対応する露光制御信号により露光してもトナーが付着するために必要な帯電量には達しない。そのため本実施形態において画素値８に対応する画素は、白地として出力される。ただし、画像形成装置２が出力した結果、画素値８の非露光画素の領域にトナーが付着してしまう場合、加算値を下げるなどするとよい。
【００３８】
図９、図１０は、本実施形態による画像処理の効果を説明するための図である。前述のとおり図８は、ハーフトーン画像データにおけるあるラインをそのまま画像形成装置２が出力した結果を示す。繰り返しになるが、図８（ａ）はハーフトーン画像データに基づく露光制御信号であり、横軸は画像データ上のＸ座標方向の位置、縦軸は画素値を示す。図８（ｂ）は図８（ａ）が示す露光制御信号に応じて露光した時の感光体における露光強度分布の一例である。図８（ｂ）が示す露光強度分布は、互いに露光強度が影響し合い、鮮鋭性高く画像を形成するのに求められる所定の電位コントラストに十分に達していない信号が多い。図９（ａ）は、ハーフトーン画像データに高周波強調フィルタによるフィルタ処理を施した結果の露光制御信号を示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）が示す露光制御信号に基づいて画像形成装置２が感光体を露光した結果得られる露光強度分布（表面電位）の一例を示す。図１０（ａ）はさらに、ハーフトーン画像データに加算値付加処理をした上で図５に示す高周波強調フィルタによるフィルタ処理を施した結果の露光制御信号を示している。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）が示す露光制御信号に基づいて画像形成装置２が感光体を露光した結果得られる露光強度分布（表面電位）の一例である。図８が示す露光強度分布と比較すれば、図９は確かに電位コントラストが向上している。さらに本実施形態による図１０（ｂ）が示す結果は、さらに電位コントラストが向上している。従って、記録媒体上に転写、定着して得られる画像では、本実施形態による結果の方がより鮮鋭性がよくなる。
【００３９】
図１８は、画像形成装置２が出力した記録媒体上の画像を示す。画像１８０１は、ハーフトーン画像データをそのまま画像形成装置２が出力した画像である。ボケた画像になっていることがわかる。画像１８０２は、周波数強調処理がなされた出力画像である、画像１８０３は、本実施形態における加算値付加と周波数強調処理を行った出力画像である。画像１８０２と画像１８０３を比較すると、加算値を付加した上で周波数強調処理をした方がより先鋭化されていることがわかる。
【００４０】
以上のように本実施形態によれば、ハーフトーン処理された画像データを加算値を付加した上で高周波強調フィルタを用いたフィルタ処理を行った。加算値は、高周波強調のためのフィルタ処理の結果が、画像形成装置２が露光可能な露光制御信号の範囲におさまるように設定されている。これにより、露光および電位形成において鈍る電位コントラストを適切に増幅することができる。電子写真方式による画像形成プロセスの結果、画像がボケてしまうのを低減し、高画質に画像を形成できる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、予め設定された加算値および高周波強調フィルタを用いる構成を例に説明した。第２実施形態では、記録媒体に画像形成を行うジョブを実行する時点で画像形成装置２の出力特性を取得し、出力特性に基づいて、高周波強調フィルタおよび加算値を算出する形態について説明する。なお第１実施形態と同一な構成については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４２】
図１１は、第２実施形態に適用可能な画像処理装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態における画像処理装置１は、算出部１３０を有する。図１２は、算出部１３０の詳細な構成を示すブロック図である。算出部１３０は、周波数再現特性取得部１２０１、周波数再現特性算出部１２０２、線数記憶部１２０３、再現係数算出部１２０４、フィルタ生成部１２０５を有する。
【００４３】
周波数再現特性取得部１２０１は、画像形成装置２から周波数再現特性を示す情報を取得する。本実施形態では、画像露光による周波数再現特性を示す情報と電位形成時の周波数再現特性を示す情報とを取得する。周波数再現特性とは、画像データにおける各周波数成分をどの程度再現できているかを示す特性である。図１９（ａ）は画像露光による周波数再現特性を示し、図１９（ｂ）は電位形成時の周波数再現特性を示す。横軸は空間周波数、縦軸は振幅を示す。振幅が１である周波数成分は、忠実に再現されていることを示し、振幅が小さい周波数成分ほど再現性が低下していることを示す。つまり図１９（ａ）および図１９（ｂ）から、露光時および電位形成時それぞれにおいて、高周波成分があまり再現されないことがわかる。出力特性算出部１２０２は、周波数再現特性取得部１２０１が取得した２つの周波数再現特性を乗算して得られる図１９（ｃ）を出力特性として算出する。図１９（ｃ）からわかる通り、露光および電位形成を経た画像においては、もとの画像データの周波数成分多くが失われている。
【００４４】
線数保持部１２０３は、処理対象とする画像データの線数を保持している。本実施形態では、ハーフトーン処理部１０４が行うディザ処理の線数を保持しておく。複数の線数がある場合は、最大線数を保持する。なお、画像データに応じて異なる線数のハーフトーン処理が施される場合は、処理対象とする画像データに用いられる線数を画像データごとに取得すればよい。
【００４５】
必要倍率算出部１２０４は、画像形成装置２により画像の再現性を高めるために加算値を設定するための必要倍率を算出する。まず必要倍率算出部１２０４は、出力特性算出部１２０２が算出した出力特性と線数保持部１２０３が保持する線数とから再現係数を算出する。再現係数とは、図１９（ｃ）が示す出力特性において、線数保持部１２０３が保持する線数に対応する周波数の振幅を示す。例えば線数が１７５線の場合、振幅０，６４が再現係数として算出される。これは、画像データにおける線数、特に本実施形態では画像データにおける最も高い線数において、その周波数成分の０．６４しか再現されないことを意味する。なお前述の通り、再現係数＝１は、画像の周波数成分が忠実に再現されていることを示す。
【００４６】
さらに、必要倍率算出部１２０４は、再現係数の逆数を必要倍率として算出する。つまり、画像データにおいて最も高周波な周波数成分における振幅（再現係数）を１にするために必要な倍率が必要倍率である。必要倍率算出部１２０４は、算出した必要倍率を加算値設定部１２６に出力する。
【００４７】
フィルタ生成部１２０５は、出力特性算出部１２０２が算出した出力特性に基づいて周波数強調処理部１２７が用いる高周波強調フィルタを生成する。画像形成装置２の出力特性から高周波強調フィルタを生成する方法は、従来から知られた方法を用いればよい。フィルタ生成部１２０５は、生成した高周波強調フィルタをフィルタ保持部１２４に出力する。
【００４８】
本実施形態における加算値設定部１２６は、算出部１３０から出力された必要倍率を用いて加算値を設定する。図１４（ａ）は、本実施例における画像形成装置において、露光制御信号と感光体における表面電位との対応を示す。図１４（ａ）から、露光されていない感光体は、表面電位が６００Ｖであり、最大強度の露光制御信号により露光された感光体は、表面電位が２００Ｖになることがわかる。また、画像形成装置２が画像を形成する過程において、トナーが十分に付着するために必要な電位差（以下、標準電位コントラストとする）は４００Ｖであるとして設定されている。なおいずれの露光制御信号も、全面に同じ露光制御信号の強度で露光した時の表面電位が対応付けられている。低周波な画像であれば、互いの露光制御信号は影響し合わないため、標準電位コントラストを実現するためには露光制御信号の強度１６を出力すればよい。
【００４９】
しかしながら、高周波な画像では互いの露光制御信号による表面電位同士が影響し合う結果、最大強度の露光制御信号により露光しても標準電位コントラストに達しない場合が生じる。そこで本実施形態では、標準電位コントラストを実現するため、標準電位コントラストを必要倍率分拡大する。拡大された標準電位コントラストを使用電位コントラストと呼ぶ。
【００５０】
図１４（ｂ）は、標準電位コントラストの拡大を説明するための図である。ここで必要倍率は１／再現係数＝１／１，６４≒１．５とすると、標準電位コントラスト４００Ｖ×必要倍率１，５＝使用電位コントラスト６００Ｖとなる。このように、標準電位コントラストを拡大するためには、露光制御信号を拡大する必要がある。そこで加算値が用いられる。加算値は、標準電位コントラストを拡大した分に相当する露光制御信号の強度が設定される。図１４（ｂ）に示す通り、標準電位コントラストは、８００Ｖ〜７００Ｖと３００Ｖ〜２００Ｖの２００Ｖ分が拡大されている。拡大された標準電位コントラストに対応して、露光制御信号も拡大する。従って加算値は、拡大した使用電位コントラスト２００Ｖに相当する露光制御信号の強度８が設定される。なお、加算値を付加した露光制御信号の最大強度２４を露光した時に、感光体の表面電位が標準最低電位となるように１次帯電の電位（露光制御信号＝０に相当）を設定する。
【００５１】
図１３は、本実施形態における算出部１３０が行う算出処理のフローチャートを示す。まずステップＳ１０００において線数保持部１２０２は、出力したい画像データの線数を取得する。ここではハーフトーン処理部１０４〜１０７は、それぞれ１つの線数のディザ処理をする。そこで線数保持部１２０２は、ハーフトーン処理部で実施されるディザ処理が定める線数を保持している。この線数は、処理対象とするハーフトーン画像データにおける最大の周波数に対応する。なお、線数に対応する周波数を最大周波数として保持してもよいし、線数に対応する周波数の２倍を最大周波数とみなして用いても良い。
【００５２】
ステップＳ１００１において周波数再現特性取得部１２０１は、画像露光による周波数再現特性を示す情報を取得する。またステップＳ１００２において周波数再現特性取得部１２０１は、電位形成時の周波数再現特性を取得する。本実施形態では、図１９（ａ）（ｂ）をそれぞれ取得する。ステップＳ１００３において出力特性算出部１２０２は、画像露光による周波数再現特性と電位形成時の周波数再現特性を乗算し、出力特性とする。図１９（ｃ）が示す出力特性が算出される。図１９（ｃ）が示す出力特性は、画像形成装置２が電子写真方式により画像を形成した時に、各周波数成分をどれくらい再現できているかを示す情報である。出力特性算出部１２０２は、算出した出力特性を必要倍率算出部１２０４とフィルタ生成部１２０５とに出力する。
【００５３】
ステップＳ１００４において出力特性算出部１２０２は、算出した出力特性において、線数保持部１２０２が保持する線数に対応する周波数より高い周波数に対応する振幅を、すべて１に置換する。これは、画像データに含まれない周波成成分の再現は、考慮する必要がないからである。特に高周波成分ほど対応する振幅（再現係数）が０に近いため、このような処理をしない場合、以降の処理において算出される必要倍率（再現係数の逆数）が、画像形成装置２が露光出力不可能な値となってしまう。そこで、画像データの最大周波数よりも高い周波数は、以降の処理に用いられないようにするため、ここでは対応する振幅を１に置換する。あるいは、画像データの最大周波数よりも高い周波数に対応する振幅を受け取らない方法などでもよい。
【００５４】
ステップＳ１００５において必要倍率算出部１２０４は、線数保持部１２０２が保持する線数を取得する。そしてステップＳ１００３において画像データにおける最大周波数以上に対応する振幅を１に置換した出力特性から、画像データにおける最大周波数に対応する振幅を再現係数として取得する。また、必要倍率算出部１２０４は、１／再現係数を必要倍率として算出する。必要倍率算出部１２０４は、算出した必要倍率を加算値設定部１２６に出力する。
【００５５】
ステップＳ１００６においてフィルタ生成部１２０５は、ステップＳ１００３において画像データにおける最大周波数以上に対応する振幅を１に置換した出力特性の逆数を周波数補償特性として算出する。ステップＳ１００７においてフィルタ生成部１２０５は、周波数補償特性を逆フーリエ変換することにより、高周波強調フィルタを生成する。フィルタ生成部１２０５は、生成した高周波強調フィルタをフィルタ保持部１２４に出力する。
【００５６】
以上のように、第２実施形態では画像形成装置２の周波数再現特性から加算値を設定し、高周波強調フィルタを生成する構成について説明した。加算値設定部１２６は、画像データに含まれる最大の周波数を、画像形成装置２が再現するための必要倍率に応じて加算値を設定する。このように画像を出力するごとに画像形成装置２の出力特性に応じて加算値や高周波強調フィルタを設定することにより、画像形成装置２における周波数再現特性が変化しても、適応的に処理することができる。その結果、画像形成装置２がより鮮鋭性の高い画像を形成するための画像データを生成できる。
【００５７】
なお、本実施形態では、画像露光における周波数再現特性と電位形成時の周波数再現特性の２つを取得した。しかしながらいずれか一方の周波数再現特性を出力特性として処理しも十分効果は得られる。また、２つの周波数再現特性をわけることなく、転写ベルト上のトナー像から画像形成装置２における出力特性を測定してもよい。
【００５８】
＜第３実施形態＞
第２実施形態では、画像形成装置２の出力特性から加算値と高周波強調フィルタを設定する方法について説明した。第３実施形態ではさらに、感光体の膜厚の変化に応じたフィルタ算出処理を行う例について説明する。なお第２実施形態と同一な構成については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１６は、第３実施形態における算出部１３０の構成を示すブロック図である。第３実施形態における算出部１３０は、印刷枚数をカウントするカウンタ１２０６を有する。カウンタ１２０６は、像形成が終了する毎に画像形成装置２から出力される信号を計数する。感光体は、印刷枚数（使用枚数）に応じて感光体表面が削れ、感光体の膜厚が減少してしまうことが知られている。感光体の膜厚によって、感光体上に形成される表面電位分布は異なる。図１５は、印刷枚数に応じて表面電位分布の特性が異なることを示す図である。横軸は画像信号の周期を１２００ｄｐｉの１ドットを単位として示し、縦軸は（横軸で示した周期の画像信号の）振幅強度を示している。印刷を開始する初期、感光体の膜厚は３０μｍである。印刷枚数が５００００枚に達すると、感光体の膜厚は２０μｍまで減少し、さらに印刷枚数が１００００枚達すると感光体膜厚は１０μｍまで減少している場合を例に示す。感光体の膜厚が厚いと、露光強度分布に対して表面電位分布のボケ量が多くなる。すなわち、ドラム膜厚が薄くなるにしたがい、ボケ量は小さくなり、縦軸の振幅値は大きくなる。したがって、膜厚によって感光体上における周波数再現特性も異なる。そこで本実施形態では、印刷枚数に対応した電位形成時の周波数再現特性を取得することを特徴とする。
【００６０】
図１７は、第３実施形態における算出部１３０における算出処理のフローチャートを示す。ステップＳ４０００において線数保持部１２０３は処理対象の画像データにおける線数を取得する。ステップＳ４００１において周波数再現特性取得部１２０１は、画像露光による周波数再現特性を取得する。またステップＳ４００２において、周波数再現特性取得部１２０１はカウンタ１２０６から感光体の通算印刷枚数を取得し、ステップＳ４００３において通算印刷枚数に応じた電位形成時の周波数再現特性を取得する。ステップＳ４００４において出力特性算出部１２０２は、画像露光による周波数再現特性と電位形成時の周波数再現特性とから、出力特性を算出する。以降の処理は第２実施形態と同様である。
【００６１】
以上のように本実施形態によれば、感光体の膜厚変化に応じた画像処理を行うことができる。なお第３実施形態では、カウンタを用いて通算印刷枚数を取得する形態を例に説明したが、これに限らない。現像や１次転写における電流検知や接触帯電方式による帯電電流等の検知結果を用いることにより、感光体膜厚の推定を行うこともできる。
【００６２】
なお第３実施形態では通算印刷枚数に応じた電位形成時の周波数再現特性を取得した。同様に、通算印刷枚数に応じた画像露光による周波数再現特性を反映した出力特性を算出してもよい。
【００６３】
＜変形例＞
前述の実施形態では、高周波強調フィルタに応じて加算値を加算することにより、より電位コントラストが強くなるように制御する方法について説明した。高周波強調フィルタとしては、例えばＳｏｂｅｌフィルタやＰｒｅｗｔｔフィルタ、Ｌａｐｌａｓｉａｎフィルタ、アンシャープマスキング等がある。しかしながらこれに限らない。例えば、前述のフィルタを組み合わせたフィルタ処理でも同様の処理が可能である。２つのフィルタを組み合わせて画像データに用いる場合、２つのフィルタ処理の結果を考慮して加算値を設定してもいいし、それぞれのフィルタ処理に合わせて２回加算値を加算してもよい。また、線や点パターンの消失・つぶれを防ぐためにパターンマッチング等を用いて露光量を強調したり削減する場合にも、同様に加算値を加算することで同様の効果を得ることができる。この場合、露光量を小さくする度合いに合わせて加算値を設定するとよい。
【００６４】
＜その他の実施形態＞
第１実施形態では、ハーフトーン画像データに対して先に加算値を加算し、高周波強調処理を行った。前述の通り加算値を加算するのは、高周波強調フィルタの結果、画素値が画像形成装置２が出力可能な露光制御信号の範囲になるようにするためである。従って、高周波強調フィルタによる高周波強調処理をした後に加算値を加算する構成であってもよい。例えば、高周波強調処理の結果得られる画像データの各画素値のうち、最小となる画素値を保存しておく。このとき最小の画素値がマイナスになっている場合は、加算値量の加算を行う。ここで加算値は、予め決めておいても良いし、最小の画素値の絶対値を加算値として設定し、高周波強調処理の結果得られる画像データにおける各画素に加算してもよい。また、高周波強調処理を行った後に加算値を付加する場合、画像データごとに処理を実行ではなく、画素毎に高周波強調処理、加算値付加を実行するようにしてよい。
【００６５】
前述の実施形態における画像処理は、ソフトウェア処理の代替としてハードウェアを構成する場合には、それぞれの処理に対応させた演算部や回路を構成すればよい。例えば、実施形態において示したフローチャートを実行するプログラムに基づいて配線するゲートアレイやＦＰＧＡなどを使うことによりハード構成とすることも可能である。また、各処理部は、その一部をソフトウェアにより実行し、それ以外をハードウェア構成として実現することもできる。
【００６６】
本発明は、上述した実施例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、システム或いは装置に供給することによっても実現できる。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）がコンピュータが読み取り可能に記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することにより、上述した実施例の機能を実現する。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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