(57)【要約】【課題】記録紙の紙質が変化しても高品質の画像形成が行われ，パルス幅変調機能を有しない画像形成装置にも適用でき，また，パルス幅変調機能を有する画像形成装置に適用する場合には，画像品質維持のため，よりきめ細かな画像処理の制御が行えること。【解決手段】画像処理方式を，記録紙の紙質の検出結果に基づいて，画像形成用レーザビーム出力のパルス幅変調による多値化処理における誤差についての誤差拡散処理方式５３ａと，２値化処理における誤差についての誤差拡散処理に基づく方式５３ｂと，ディザ処理に基づく画像処理方式におけるスクリーン線数とディザパターン（網点又は万線）とがそれぞれ異なる方式５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆとの間で切り替えるセレクタ５４を設ける。【選択図】図２
2004173034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置により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，
前記記録紙の紙質を検出する紙質検出手段と，
検出された前記紙質に基づいて，画像処理方式を，誤差拡散処理に基づく画像処理方式とディザ処理に基づく画像処理方式とに切り換える画像処理方式切替え手段と，
を具備してなることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像処理方式切替え手段が，前記ディザ処理に基づく画像処理方式におけるスクリーン線数の切り替えも行うものである請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記画像処理方式切替え手段が，画像形成用レーザビーム出力のパルス幅変調による多値化処理における誤差についての前記誤差拡散処理に基づく画像処理方式と，２値化処理における誤差についての前記誤差拡散処理に基づく画像処理方式との切り換えも行うものである請求項１又は２のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３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。
【請求項５】
画像形成装置により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方法において，
前記記録紙の紙質に基づいて，画像処理方式を，誤差拡散処理に基づく画像処理方式とディザ処理に基づく画像処理方式とに切り換えてなることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
画像形成装置により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これを具備する画像形成装置，並びに画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置によりデジタル画像データを２値化して記録紙に画像を形成する場合，中間調画像データを記録紙への出力画素の有無で擬似的に再現する画像処理方式が採用されるが，その方式には，ディザ処理を用いた方式や誤差拡散処理を用いた方式，レーザ発振器に出力するパルス信号（レーザビームの出力用信号）のパルス幅変調を行うことによりレーザビームの照射時間を調節することで出力画素の大きさを多値化する方式（以下，パルス幅変調方式という），及びこれらを組み合わせた方式等が知られている。また，ディザ処理を用いた方式では，そのスクリーン線数を変えることによっても形成される画像イメージが異なる。このような画像処理方式において，一般には，誤差拡散処理やパルス幅変調を行った方が，また，スクリーン線数が多い方が元の画像データが忠実に再現された高精細な画像を形成することができる。
しかしながら，記録紙の紙質が良い（温湿度が低い，光沢度が高い等）場合には，前述した一般論が成り立つが，記録紙の紙質が悪い（温湿度が高い，光沢度が低い等）場合には，一般的に高品質の画像が得られるはずの画像処理方式を採用することが逆効果となる或いは効果を奏しない場合がある。
例えば，記録紙の紙質が悪い場合に多いスクリーン線数で画像形成すると，記録紙上で現像剤がにじんで隣接する出力画素がつながって返って粒状感が生じてしまう。また，記録紙の紙質が悪い場合に誤差拡散処理やパルス幅変調を行っても，現像剤のにじみによって，２値化の際の誤差分が反映されることによる出力画素数の増減や出力画素の大きさの多値出力の効果が表れない。
一方，従来の技術として，特許文献１には，紙質センサ出力に応じてパルス幅変調による出力とディザ処理による出力とを切り換える画像処理装置が示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１５４５９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，特許文献１に示される画像処理装置は，パルス幅変調機能を有しない画像形成装置には適用できないという問題点があった。
また，パルス幅変調機能を有する画像形成装置に適用する場合であっても，パルス幅変調とディザ処理の切替のように２段階のみでなく，紙質に応じてより適切な画像処理方式をきめ細かく制御できる方が望ましい。
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，記録紙の紙質が変化しても高品質の画像形成が行われ，パルス幅変調機能を有しない画像形成装置にも適用でき，また，パルス幅変調機能を有する画像形成装置に適用する場合には，画像品質維持のため，よりきめ細かな画像処理の制御が行える画像処理装置及びこれを具備する画像形成装置，並びに画像処理方法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，前記記録紙の紙質を検出する紙質検出手段と，検出された前記紙質に基づいて，画像処理方式を，誤差拡散処理に基づく画像処理方式とディザ処理に基づく画像処理方式とに切り換える画像処理方式切替え手段と，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，記録紙の紙質が変化しても高品質の画像形成が行われ，パルス幅変調機能を有しない画像形成装置にも適用できる。
ここで，前記画像処理方式切替え手段が，前記ディザ処理に基づく画像処理方式におけるスクリーン線数の切り替えも行うものも考えられる。
【０００６】
また，パルス幅変調機能を有する画像形成装置に適用する場合には，前記画像処理方式切替え手段が，画像形成用レーザビーム出力のパルス幅変調による多値化処理における誤差についての前記誤差拡散処理に基づく画像処理方式と，２値化処理における誤差についての前記誤差拡散処理に基づく画像処理方式との切り換えも行うよう構成することも考えられる。
これにより，紙質に応じたよりきめ細かな画像処理の制御を行うことができる。
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く，前記画像処理装置の処理方法を有する画像処理方法，即ち，画像形成装置により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方法において，前記記録紙の紙質に基づいて，画像処理方式を，誤差拡散処理に基づく画像処理方式とディザ処理に基づく画像処理方式とに切り換えてなることを特徴とする画像処理方法として捉えたものであってもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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が適用される画像形成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における紙質と採用する画像処理方式との関係を表す図である。
【０００８】
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。また，前記レーザ制御部３８ａは，入力される画像データに応じて，前記パルス発振器３８への出力パルス信号のパルス幅を多段階に変調するパルス幅変調機能を備えている。このパルス幅変調により，前記感光体ドラム４０上に形成される静電潜像の画素（出力画素）の大きさが多段階に調節（多値化）される。
また，画像処理装置Ｘの前記記録紙収納部３１には，記録紙の紙質を検出する紙質センサ３９ａ，３９ｂが設けられている。この紙質センサ３９ａ，３９ｂは，記録紙の温度及び湿度を検出する温湿度センサ３９ａ（環境センサ）及び記録紙の光沢度を検出するフォトセンサ３９ｂからなり，これらの検出信号に基づいて画像処理方式の切り換え制御が行われる。これについては後述する。
【０００９】
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。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と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。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。
【００１０】
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，画像処理装置Ｘは，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光源の配光特性や前記イメージセンサ３７（ＣＣＤ）の画素ごとの出力ばらつき等を補正する周知のシェーディング補正を行うシェーディング補正処理部４９と，該シェーディング補正後の画像データを指定された変倍率に応じて拡大又は縮小する周知の変倍処理を行う変倍処理部５０と，該変倍処理後の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修正処理（γ補正）を行うγ修正処理部５２と，該γ修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とを具備している。
ここで，前記マルチ画像処理部５３は，次の６つの方式の画像処理を行う。
その１つは，誤差拡散処理に基づく画像処理であり，前記パルス幅変調方式により出力画素の大きさを多値化する処理（多値化処理）を行い，その多値化時の誤差分を次の（隣りの）画素に順次振り分けることにより多値化誤差による変換ノイズの発生を防止する誤差拡散処理を行う画像処理（以下，多値化誤差拡散処理という）である。前記パルス変調方式による多値化の分解能は比較的低いため，多値化時に生じる誤差分を前記誤差拡散処理により補正するものである。この処理を行う処理部を，以下，多値化誤差拡散処理部５３ａという。
２つ目は，一般的な誤差拡散処理に基づく画像処理であり，前記パルス幅変調を行わない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（以下，２値化誤差拡散処理という）である。この処理を行う処理部を，以下，２値化誤差拡散処理部５３ｂという。
３つ目は，ディザ処理に基づく画像処理であり，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大きく設定された画像処理（以下，高線数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，高線数網点スクリーン処理部５３ｃという。ここでのスクリーン線数は，例えば，２１２線とすることが考えられる。
４つ目は，前記高線数網点スクリーン処理におけるスクリーン線数が小さく設定された画像処理（以下，低線数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，低線数網点スクリーン処理部５３ｄという。ここでのスクリーン線数は，例えば，１０６線とすることが考えられる。
５つ目は，ディザ処理に基づく画像処理であり，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，そのスクリーン線数が大きく設定された画像処理（以下，高線数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，高線数万線スクリーン処理部５３ｅという。ここでのスクリーン線数は，例えば，２１２線とすることが考えられる。
６つ目は，前記高線数万線スクリーン処理におけるクリーン線数が小さく設定された画像処理（以下，低線数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，低線数万線スクリーン処理部５３ｆという。ここでのスクリーン線数は，例えば，１４１線とすることが考えられる。
図２に示す例では，前記セレクタ５４は，各画像処理部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，各画像処理部５３ａ〜ｆの前段に設けて各画像処理部５３ａ〜ｆのいずれにより画像処理を行うかを切り替えるものであってもよい。
【００１１】
次に，図３を用いて，前記セレクタ５４による記録紙の紙質に基づく画像処理方式の選択（決定）方法の一例について説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は，前記画像読み取り装置３５により読み取られる原稿の画像の種類（即ち，画像処理の対象とする画像データの画像内容の種類）に応じた画像処理モード（印刷モード）ごとに，横軸を前記フォトセンサ３９ｂの検出値に基づいて求められる記録紙の光沢度（右へ行くほど光沢度が低い），縦軸を前記温湿度センサ３９ａの検出値に基づいて求められる記録紙の温湿度（上へ行くほど温湿度が高い）としたときのこれら光沢度及び温湿度と選択する画像処理方式との関係を表したグラフである。
ここで，前記光沢度は，前記フォトセンサ３９ｂの検出値，即ち，記録紙に照射した光の反射光の強度をそのまま用いた値，又は前記フォトセンサ３９ｂの検出値との正の相関を表す所定の変換関数（或いは，所定の変換テーブル）により変換して求められる値である。
また，前記温湿度は，前記温湿度センサ３９ａにより検出される前記記録紙の温度及び湿度を所定の変換関数（或いは，所定の変換テーブル）により変換して求められる値である。
また，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。
【００１２】
まず，「写真モード」の場合には，図３（ａ）に示すように，前記光沢度（右へ行くほど低）と前記温湿度とのグラフ上において，前記光沢度が所定の最大値ｘ０，前記温湿度が所定の最小値ｙ０の点を原点Ｏとしたときの該原点Ｏからの距離が所定の距離Ｒａ１未満の領域に該当する場合には，紙質が良いと判断し，前記多値化誤差拡散処理部５３ａの出力（画像処理後の画像データ）が選択される。
また，前記原点Ｏからの距離が前記Ｒａ１以上かつ所定の距離Ｒａ２（＞Ｒａ１）未満の領域に該当する場合には，紙質が普通であると判断し，前記高線数網点スクリーン処理部５３ｃの出力が選択される。
そして，前記原点Ｏからの距離が前記Ｒａ２以上の領域に該当する場合には，紙質が悪いと判断し，前記低線数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，記録紙の紙質が良い場合には，一般的に最も高精細な画像が得られる前記多値化誤差拡散処理が採用され，紙質がやや悪い（普通）場合には，前記パルス幅変調による多値化処理よりも現像剤のにじみ等の影響を受けにくい前記網点スクリーン処理を採用する。そして，さらに紙質が悪い場合には，前記網点スクリーン処理のスクリーン線数が少なく（ディザパターンの１ブロックが大きく）設定されるので，現像剤のにじみ等の影響をより受けにくくできる。これにより，記録紙の紙質が変化しても高品質の画像形成が行われる。
また，微妙な画像濃度の変化（分布）を表現する必要がある「写真モード」においては，画像濃度変化が表現されにくい前記２値化誤差拡散処理や前記万線スクリーン処理を採用していない。
【００１３】
次に，前記画像処理モードが「文字モード」である場合には，図３（ｂ）に示すように，前記光沢度と前記温湿度とのグラフ上において，前記原点Ｏからの距離が所定の距離Ｒｂ１未満の領域に該当する場合には，紙質が良いと判断し，前記多値化誤差拡散処理部５３ａの出力が選択される。
また，前記原点Ｏからの距離が前記距離Ｒｂ１以上の領域に該当する場合には，紙質が悪いと判断し，前記２値化誤差拡散処理部５３ｂの出力が選択される。これにより，記録紙の紙質が良い場合には，一般的に最も高精細な画像が得られる前記多値化誤差拡散処理が採用され，紙質が悪い場合には，多値化処理のメリットが出ないので前記２値化誤差拡散処理が採用される。これにより，記録紙の紙質が変化しても高品質の画像形成が行われる。
また，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」においては，エッジ強調がされにくいディザ処理（網点又は万線のスクリーン処理）を採用していない。
【００１４】
また，前記画像処理モードが「写真モード」である場合には，図３（ｃ）に示すように，前記光沢度と前記温湿度とのグラフ上において，前記原点Ｏからの距離が所定の距離Ｒｃ１未満の領域に該当する場合には，紙質が良いと判断し，前記多値化誤差拡散処理部５３ａの出力が選択される。
また，前記原点Ｏからの距離が前記距離Ｒｃ１以上かつ所定の距離Ｒｃ２（＞Ｒｃ１）未満の領域に該当する場合には，紙質が普通であると判断し，前記高線数万線スクリーン処理部５３ｅの出力が選択される。
そして，前記原点Ｏからの距離が前記距離Ｒｃ２以上の領域に該当する場合には，紙質が悪いと判断し，前記低線数万線スクリーン処理部５３ｆの出力が選択される。
これにより，記録紙の紙質が良い場合には，一般的に最も高精細な画像が得られる前記多値化誤差拡散処理が採用され，紙質がやや悪い（普通）場合には，前記パルス幅変調による多値化処理よりも現像剤のにじみ等の影響を受けにくい前記万線スクリーン処理を採用する。そして，さらに紙質が悪い場合には，前記万線スクリーン処理のスクリーン線数が少なく（ディザパターンの１ブロックが大きく）設定されるので，現像剤のにじみ等の影響をより受けにくくできる。これにより，記録紙の紙質が変化しても高品質の画像形成が行われる。ここで，前記レーザ制御部３８ａがパルス幅変調機能を有しない場合には，前記多値化誤差拡散部５３ａの出力に替えて前記２値化誤差拡散部５３ｂの出力が採用されるように構成することも考えられる。
また，「写真モード」で必要となる表現と「文字モード」で必要となる表現の両方が必要となる「文字・写真混在モード」においては，前記２値化誤差拡散処理と前記網点スクリーン処理との中間的な性質を有する前記万線スクリーン処理を採用している。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，記録紙の紙質が変化しても高品質の画像形成が行われ，パルス幅変調機能を有しない画像形成装置にも適用でき，また，パルス幅変調機能を有する画像形成装置に適用する場合には，画像品質維持のため，よりきめ細かな画像処理の制御を行うことができる。その結果，記録紙の紙質が変化しても高品質の画像形成を確保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が適用される画像形成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における紙質と採用する画像処理方式との関係を表す図。
【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
３９ａ…温湿度センサ（紙質検出手段）
３９ｂ…フォトセンサ（紙質検出手段）
４０…感光ドラム
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
４９…シェーディング補正処理部
５０…変倍処理部
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…多値化誤差拡散処理部
５３ｂ…２値化誤差拡散処理部
５３ｃ…高線数網点スクリーン処理部
５３ｄ…低線数網点スクリーン処理部
５３ｅ…高線数万線スクリーン処理部
５３ｆ…低線数万線スクリーン処理部
５４…セレクタ（画像処理方式切替え手段）
【図１】
2004173034.tif 000003
【図２】
2004173034.tif 000004
【図３】
2004173034.tif 000005