(57)【要約】【課題】  テクスチャの発生を低減・防止する画像形成装置を提供する。【解決手段】  テクスチャ値及び階調間のテクスチャ値の差から算出した総合テクスチャ値を評価指標として利用して、画像データの出力に適する中間調処理を選択することで、テクスチャ自体の補正だけでなく、階調間におけるテクスチャの差異による画質の劣化を防止できる。また、像担持体上に形成されたテストパターン像により実際の画像に発生するテクスチャを検出することにより、現像剤などの経時的劣化、環境変化、機種間の違いなどに左右されることなく、テクスチャの発生を低減・防止する。【選択図】  図１
2005348271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力対象の画像データを画像形成装置に入力する画像入力手段と、複数の中間調処理を有する画像処理手段と、像担持体とを有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記中間調処理ごとにテストパターンを生成するテストパターン発生手段と、
前記各中間調処理のテストパターンごとに濃度分布を計測する濃度分布計測手段と、
前記濃度分布計測手段によって計測した前記濃度分布からテクスチャによる画像劣化の度合いを示す各階調のテクスチャ値と隣接する階調間の前記テクスチャ値の差とを算出し、前記テクスチャ値の最大値と前記テクスチャ値の差の最大値とを検出し、前記テクスチャ値の最大値及び前記テクスチャ値の差の最大値から前記各中間調処理を評価するための総合テクスチャ値を算出する処理を前記各中間調処理について行う画質特性算出手段と、
前記画質特性算出手段によって算出された前記各中間調処理の前記総合テクスチャ値に基づいて前記中間調処理を選択する画像処理決定手段と、
前記画像処理決定手段によって選択された前記中間調処理を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
出力対象の画像データを画像形成装置に入力する画像入力手段と、複数の中間調処理を有する画像処理手段と、像担持体とを有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記中間調処理ごとにテストパターンを生成するテストパターン発生手段と、
前記各中間調処理の前記テストパターンごとに濃度分布を計測する濃度分布計測手段と、
前記濃度分布計測手段によって計測した前記濃度分布からテクスチャによる画像劣化の度合いを示す各階調のテクスチャ値と隣接する階調の前記テクスチャ同士がなす角度とを算出し、前記テクスチャ値の最大値と隣接する階調の前記テクスチャ同士がなす角度の最大値とを検出し、前記テクスチャ値の最大値及び隣接する階調の前記テクスチャ同士がなす角度の最大値から前記各中間調処理を評価するための総合テクスチャ値を算出する処理を前記各中間調処理について行う画質特性算出手段と、
前記画質特性算出手段によって算出された前記各中間調処理の前記総合テクスチャ値に基づいて前記中間調処理を選択する画像処理決定手段と、
前記画像処理決定手段によって選択された前記中間調処理を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
出力対象の前記画像データが前記画像形成装置に入力されたとき、前記画像処理手段は、前記記憶手段に記憶された前記中間調処理を前記画像データに施すことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、同一ページ内に複数の画像が含まれているとき、前記画像に同一の中間調処理を施すことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、同一画像データに複数の画像が含まれているとき、前記画像に同一の前記中間調処理を施すことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記濃度分布計測手段は、前記像担持体上に形成された前記テストパターンの濃度分布を計測することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記テストパターンは、前記像担持体上の実画像形成領域外に形成されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記濃度分布計測手段は、用紙に形成された前記テストパターンの濃度分布を計測することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記テストパターン発生手段は、前記像担持体又は前記用紙に出力対象の前記画像データの画像が生成されていないときに前記テストパターンを生成することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画質特性算出手段は、観察距離ごとに前記総合テクスチャ値を前記各中間調処理について算出し、
前記記憶手段は、前記観察距離ごとに前記中間調処理を記憶することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像処理手段は、
前記画像データを前記像担持体上に生成したときの前記画像の大きさを表す画像サイズを検出する画像サイズ検出手段を有し、
前記画像サイズ検出手段によって検出された前記画像サイズに対応する前記観察距離の前記中間調処理を前記画像データに施すことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像処理手段は、
前記画像入力手段によって入力された前記画像データを出力する用紙サイズを検出する用紙サイズ検出手段と、
前記用紙サイズ検出手段によって検出された前記用紙サイズに対応する前記観察距離の前記中間調処理を前記画像データに施すことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１３】
出力対象の画像データを画像形成装置に入力する画像入力手段と、複数の中間調処理を有する画像処理手段と、像担持体とを有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記中間調処理ごとにテストパターンを生成するテストパターン発生手段と、
前記各中間調処理のテストパターンごとに濃度分布を計測する濃度分布計測手段と、
前記濃度分布計測手段によって計測した前記濃度分布からテクスチャによる画像劣化の度合いを示す各階調のテクスチャ値と隣接する階調間の前記テクスチャ値の差とを算出し、前記テクスチャ値の最大値と前記テクスチャ値の差の最大値とを検出し、前記テクスチャ値の最大値及び前記テクスチャ値の差の最大値から前記各中間調処理を評価するための第１の総合テクスチャ値を算出し、前記テクスチャ値の差の最大値から前記各中間調処理を評価するための第２の総合テクスチャ値を算出する処理を前記各中間調処理について行う画質特性算出手段と、
前記画質特性算出手段によって算出された前記各中間調処理の前記第１の総合テクスチャ値に基づいて第１の中間調処理を選択する第１の画像処理決定手段と、
前記画質特性算出手段によって算出された前記各中間調処理の前記第２の総合テクスチャ値に基づいて第２の中間調処理を選択する第２の画像処理決定手段と、
前記第１及び第２の中間調処理を記憶する記憶手段と、
前記画像処理手段は、
前記画像入力手段によって入力された前記画像データの絵柄領域とそれ以外の領域を判別する領域判別手段を有し、
前記絵柄領域には前記記憶手段に記憶された前記第２の中間調処理を施し、前記絵柄領域以外の領域には前記記憶手段に記憶された前記第１の中間調処理を施すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
前記濃度分布計測手段は、前記像担持体上に形成された前記テストパターンの濃度分布を計測することを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記テストパターンは、前記像担持体上の実画像形成領域外に形成されることを特徴とする請求項１３又は１４項記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記濃度分布計測手段は、用紙に形成された前記テストパターンの濃度分布を計測することを特徴とする請求項１３又は１４記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記テストパターン発生手段は、前記像担持体又は前記用紙に出力対象の前記画像データの画像が生成されていないときに前記テストパターンを生成することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に関し、特に、テクスチャの発生を低減・防止する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式のデジタル複写機やプリンタ等の画像形成装置において、ディザ法及び誤差拡散法は、中間調画像の２値的表示方法として広く利用されている。ディザ法は、入力信号である各色の階調データに対して、階調データと画像再生情報とを対応させた変換テーブル（ディザマトリックス、閾値マトリックスなど）を参照し、各画素における表示の有無を決定する。そして、複数の隣接する各画素での表示の有無により網点を生成し、網点の大きさによって中間階調の濃淡を表現する。ディザ法は、ハード化が容易で、かつ低コストで実現することができるため頻繁に用いられる。
【０００３】
誤差拡散法は、各点の色の濃さと白(ディスプレイの場合は黒)との差を演算し、順次周辺の画素に分配して平均化していくことで、中間調を滑らかに再現する方法である。誤差拡散法によれば原画像の階調性を維持し、かつディザ法より高い解像度の画像を得ることができる。
【０００４】
特許文献１は、誤差拡散法においてテクスチャが発生する濃度領域を設定し、予め入力画像から該濃度領域を検出し、検出した濃度領域にランダムノイズを加算し、各画素の濃度レベルを変更することでテクスチャの発生を防止する画像処理装置を提案している。
【０００５】
特許文献２は、誤差拡散法において入力画像からある一定幅の均一濃度の画素を検出し、検出した画素をランダムな階調の画素にし、さらに誤差処理の走査方向に対して適切なフィルタを選択し補正することでテクスチャの発生を防止する補正データ作成装置及び誤差処理装置を提案している。
【特許文献１】特開平７−１１４６３７号公報
【特許文献２】特開平１１−１４６２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の発明は以下に述べる問題を有している。
【０００７】
ディザ法は、階調性と解像度の両立が困難である。また、ディザ法によって表現した画像には、図６に示すようなテクスチャ（画像の模様、パターン、構造）が現れる。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなテクスチャは、画質劣化の大きな要因となる。特に、図６（ｃ）では、主に色ずれを防止するためにスクリーン角を各色毎に分散させていることによりモアレが発生し、ロゼッタと呼ばれる亀の甲羅のような模様として現れ、画質を著しく低下させているのが確認できる。
【０００８】
誤差拡散法は、分配される誤差の大きさに何らかの周期性が生じる傾向があり、階調変換後の画像に特有のテクスチャが現れる。よって、ディザ法と同様に画質が劣化してしまう。
【０００９】
また、経時的要因、温度変化、湿度変化などの環境によるトナー帯電量、キャリア抵抗、現像材流動性などの現像材流動特性の変化、感光体の潜像電位・物理表面状態の経時的変化、現像ユニットの汚れ・摩擦などによる帯電電位と転写電位の変動、複写機の機種間における特性の違い、像担持体の回転機構に関わる振動等もテクスチャ発生の要因となる。さらに、上記発明は、階調の境界におけるテクスチャの変化による画質の劣化について考慮されていない。
【００１０】
そこで、本発明は、テストパターン像から実際の画像に現れるテクスチャと階調間において発生するテクスチャの差異とを検出し、該検出結果に基づく処理を施すことにより、現像剤の経時的劣化、環境の変化、機種間の特性差等に左右されずにテクスチャの発生が低減・防止された画像を出力できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、出力対象の画像データを画像形成装置に入力する画像入力手段と、複数の中間調処理を有する画像処理手段と、像担持体とを有する電子写真方式の画像形成装置において、前記中間調処理ごとにテストパターンを生成するテストパターン発生手段と、前記各中間調処理のテストパターンごとに濃度分布を計測する濃度分布計測手段と、前記濃度分布計測手段によって計測した前記濃度分布からテクスチャによる画像劣化の度合いを示す各階調のテクスチャ値と隣接する階調間の前記テクスチャ値の差とを算出し、前記テクスチャ値の最大値と前記テクスチャ値の差の最大値とを検出し、前記テクスチャ値の最大値及び前記テクスチャ値の差の最大値から前記各中間調処理を評価するための総合テクスチャ値を算出する処理を前記各中間調処理について行う画質特性算出手段と、前記画質特性算出手段によって算出された前記各中間調処理の前記総合テクスチャ値に基づいて前記中間調処理を選択する画像処理決定手段と、前記画像処理決定手段によって選択された前記中間調処理を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、出力対象の画像データを画像形成装置に入力する画像入力手段と、複数の中間調処理を有する画像処理手段と、像担持体とを有する電子写真方式の画像形成装置において、前記中間調処理ごとにテストパターンを生成するテストパターン発生手段と、前記各中間調処理の前記テストパターンごとに濃度分布を計測する濃度分布計測手段と、前記濃度分布計測手段によって計測した前記濃度分布からテクスチャによる画像劣化の度合いを示す各階調のテクスチャ値と隣接する階調の前記テクスチャ同士がなす角度とを算出し、前記テクスチャ値の最大値と隣接する階調の前記テクスチャ同士がなす角度の最大値とを検出し、前記テクスチャ値の最大値及び隣接する階調の前記テクスチャ同士がなす角度の最大値から前記各中間調処理を評価するための総合テクスチャ値を算出する処理を前記各中間調処理について行う画質特性算出手段と、前記画質特性算出手段によって算出された前記各中間調処理の前記総合テクスチャ値に基づいて前記中間調処理を選択する画像処理決定手段と、前記画像処理決定手段によって選択された前記中間調処理を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、出力対象の前記画像データが前記画像形成装置に入力されたとき、前記画像処理手段は、前記記憶手段に記憶された前記中間調処理を前記画像データに施すことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記画像処理手段は、同一ページ内に複数の画像が含まれているとき、前記画像に同一の中間調処理を施すことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記画像処理手段は、同一画像データに複数の画像が含まれているとき、前記画像に同一の前記中間調処理を施すことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記濃度分布計測手段は、前記像担持体上に形成された前記テストパターンの濃度分布を計測することを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、前記テストパターンは、前記像担持体上の実画像形成領域外に形成されることを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記濃度分布計測手段は、用紙に形成された前記テストパターンの濃度分布を計測することを特徴とする。
【００１９】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記テストパターン発生手段は、前記像担持体又は前記用紙に出力対象の前記画像データの画像が生成されていないときに前記テストパターンを生成することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記画質特性算出手段は、観察距離ごとに前記総合テクスチャ値を前記各中間調処理について算出し、前記記憶手段は、前記観察距離ごとに前記中間調処理を記憶することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、前記画像処理手段は、前記画像データを前記像担持体上に生成したときの前記画像の大きさを表す画像サイズを検出する画像サイズ検出手段を有し、前記画像サイズ検出手段によって検出された前記画像サイズに対応する前記観察距離の前記中間調処理を前記画像データに施すことを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、前記画像処理手段は、前記画像入力手段によって入力された前記画像データを出力する用紙サイズを検出する用紙サイズ検出手段と、前記用紙サイズ検出手段によって検出された前記用紙サイズに対応する前記観察距離の前記中間調処理を前記画像データに施すことを特徴とする。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、出力対象の画像データを画像形成装置に入力する画像入力手段と、複数の中間調処理を有する画像処理手段と、像担持体とを有する電子写真方式の画像形成装置において、前記中間調処理ごとにテストパターンを生成するテストパターン発生手段と、前記各中間調処理のテストパターンごとに濃度分布を計測する濃度分布計測手段と、前記濃度分布計測手段によって計測した前記濃度分布からテクスチャによる画像劣化の度合いを示す各階調のテクスチャ値と隣接する階調間の前記テクスチャ値の差とを算出し、前記テクスチャ値の最大値と前記テクスチャ値の差の最大値とを検出し、前記テクスチャ値の最大値及び前記テクスチャ値の差の最大値から前記各中間調処理を評価するための第１の総合テクスチャ値を算出し、前記テクスチャ値の差の最大値から前記各中間調処理を評価するための第２の総合テクスチャ値を算出する処理を前記各中間調処理について行う画質特性算出手段と、前記画質特性算出手段によって算出された前記各中間調処理の前記第１の総合テクスチャ値に基づいて第１の中間調処理を選択する第１の画像処理決定手段と、前記画質特性算出手段によって算出された前記各中間調処理の前記第２の総合テクスチャ値に基づいて第２の中間調処理を選択する第２の画像処理決定手段と、前記第１及び第２の中間調処理を記憶する記憶手段と、前記画像処理手段は、前記画像入力手段によって入力された前記画像データの絵柄領域とそれ以外の領域を判別する領域判別手段を有し、前記絵柄領域には前記記憶手段に記憶された前記第２の中間調処理を施し、前記絵柄領域以外の領域には前記記憶手段に記憶された前記第１の中間調処理を施すことを特徴とする。
【００２４】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の画像形成装置において、前記濃度分布計測手段は、前記像担持体上に形成された前記テストパターンの濃度分布を計測することを特徴とする。
【００２５】
請求項１５記載の発明は、請求項１３又は１４記載の画像形成装置において、前記テストパターンは、前記像担持体上の実画像形成領域外に形成されることを特徴とする。
【００２６】
請求項１６記載の発明は、請求項１３又は１４記載の画像形成装置において、前記濃度分布計測手段は、用紙に形成された前記テストパターンの濃度分布を計測することを特徴とする。
【００２７】
請求項１７記載の発明は、請求項１３から１６のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記テストパターン発生手段は、前記像担持体又は前記用紙に出力対象の前記画像データの画像が生成されていないときに前記テストパターンを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、像担持体上に形成されるテストパターン像の物理量分布を計測し、画像劣化の大きな要因であるテクスチャの検出及び階調間のテクスチャの差異を検出し、両者を考慮した総合テクスチャを評価指標とすることで、テクスチャ自体だけでなく、階調間のテクスチャを考慮した画像処理の選択が可能となり、よりテクスチャによる画像劣化を低減・防止することができる。また、像担持体上のテストパターン像により画像に現れるテクスチャを直接検出することにより、現像剤などの経時劣化、環境変化、機種間の違い等に左右されることなく、常に適切にテクスチャを低減・防止した画像を出力できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、テクスチャ値及び階調間のテクスチャ値の差から算出した総合テクスチャ値を評価指標として利用して、画像データの出力に適する中間調処理を選択することで、テクスチャ自体の補正だけでなく、階調間におけるテクスチャの差異による画質の劣化を防止する。また、像担持体上に形成されたテストパターン像により実際の画像に発生するテクスチャを検出することにより、現像剤などの経時的劣化、環境変化、機種間の違いなどに左右されることなく、テクスチャの発生を低減・防止する。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明を適用した画像形成装置の構成を示すブロック図である。該画像形成装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０、画像入力手段１１、画像出力手段１２、画像処理決定部１３、画像処理部１４から構成されている。
【００３１】
中央処理装置（ＣＰＵ）１０は、画像形成装置全体の動作を制御する。画像入力手段１１は、ＣＣＤなどで読み取ったアナログ信号を１画素あたり８ｂｉｔのデジタル信号に変換したデジタルデータを画像処理部１４へ出力する。画像処理部１４は、画像入力手段１１から受け取ったデジタルデータのシェーディング補正、γ補正などを実行する。画像処理決定部１３は、テストパターン発生手段１３１、濃度分布計測手段１３２、画質特性算出手段１３３、及び画像処理決定手段１３４などから構成されている。画像出力手段１２は、画像処理部１４において処理されたデジタルデータに基づいて、変調されたレーザ光を像担持体に照射して潜像を形成した後、現像手段、転写手段、定着手段などの一連の画像形成プロセスを経て画像を出力する。
【００３２】
ここで、画像処理部１４においてデジタルデータに施される処理について図２を用いて説明する。画像入力手段１１から出力されたデジタルデータは、シェーディング補正部で光源、光学系、読み取り素子におけるばらつきが除去される。シェーディング補正部における処理が施されたデジタルデータは、スキャナγ補正部においてスキャナ間でキャブレーションするためのγ値の補正が行われる。スキャナγ補正部においてγ値の補正が行われたデジタルデータは、フィルタ処理手段において画像のエッジ強調や平滑化などのフィルタ処理が施される。フィルタ処理手段において画像のエッジ強調などの処理が施されたデジタルデータは、変倍処理部によるスキャナのキャリッジ移動速度の変更や補間演算などによる変倍処理が施される。変倍処理が施されたデジタルデータは、プリンタγ補正部でプリンタ間におけるキャブレーションが実行される。プリンタγ補正部での処理が施されたデジタルデータは、中間調処理手段におけるディザ処理や誤差拡散処理などの中間調処理によりプリンタの出力ｂｉｔ数に量子化されて画像出力手段１２へ送出される。なお、画像処理部１４において行われる画像処理は、上述の処理に限定されるものではない。
【００３３】
次に、画像形成装置において行われる全体の処理について図３を用いて説明する。まず、テストパターン像発生手段１３１により異なる中間調処理が施された複数のテストパッチからなるテストパターン像の信号が書き込み手段（図示しない）に送られる（ステップＳ３１）。なお、本実施例における中間調処理手段は、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅとし、ａ〜ｅの各中間調処理において表現可能な階調全てをテストパッチの対象とする。ここで述べた中間調処理法（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）は、線形が異なるディザ法、誤差拡散法、ブルーノイズ法などを含み、中間調処理であれば種類は限定されない。書き込み手段においてテストパターン信号に従った変調されたレーザ光による像担持体上への潜像の形成が行われると、現像手段（図示しない）によってテストパッチのトナー像が像担持体上に形成される（ステップＳ３２）。次に、濃度分布計測手段１３２によって像担持体上に形成されたトナー像の濃度等による物理特性量分布データ（以下、濃度分布データとする）が計測される（ステップＳ３３）。
【００３４】
本発明における濃度分布データは、二次元の情報を含む光学的情報として計測される。よって、本実施例では濃度分布計測手段１３２として図４に示す光学センサを用いた。像担持体に隣接して設けられた光学センサは、一次元の濃度データを像担持体の回転に従って時系列に取り出すことにより二次元の濃度分布を計測する。光学センサは、ＣＣＤラインセンサ４１、照明手段４２、及び光学部材４３から構成されており、照明手段４２により像担持体上に形成された各テストパッチのトナー像に照射光が照射され、反射光を光学部材４３によってＣＣＤラインセンサ４１に結像させて受光することにより、各テストパッチの濃度分布データを計測する。計測された濃度分布データは、画質特性算出手段１３３に送られる。画質特性算出手段１３３は、受け取った濃度分布データから各中間調処理が施された各階調のテストパッチのテクスチャ値及び階調間のテクスチャ値の差を算出する。さらに、画質特性算出手段１３３は、全階調のテクスチャ値の最大値及びテクスチャ値の差の最大値から総合テクスチャ値を中間調処理ごとに検出する（ステップＳ３４）。
【００３５】
本実施例におけるテクスチャ値は、マルチチャンネル理論に基づく方式によりテクスチャ値を算出した。マルチチャンネル理論を用いたテクスチャ値の算出は、人間の視覚系の空間周波数特性に基づき画像特徴量の定量化を行うものである。テクスチャ値は、テクスチャによる画像劣化の度合いを示す値である。
【００３６】
次に、テクスチャ値から総合テクスチャ値（以下、ＴＴＸとする）を検出する方法について説明する。まず、全階調のテクスチャ値から最大値（以下、ＴＸとする）と隣接階調間におけるテクスチャ値の差の最大値（以下ＴＸＤとする）とを中間調処理ごとに抽出する。総合テクスチャ値は、ＴＸ及びＴＸＤの関数とする。本実施例においては、ＴＴＸは式１によって算出した。式１においてａ、ｂは任意の係数とする。ここで、ａ及びｂはＴＸとＴＸＤの重み付け係数である。したがって、ａ及びｂを変更することでＴＸ及びＴＸＤの重み付けの割合を変更することができる。
ＴＴＸ＝ａ×ＴＸ＋ｂ×ＴＸＤ・・・式１
【００３７】
画像特性算出手段１３３において検出された各中間調処理の総合テクスチャ値は、画像処理決定手段１３４に送られる。画像処理決定手段１３４は、各中間調処理のうち総合テクスチャ値が最も低い中間調処理法をテクスチャ低減最適中間調処理法（以下、最適処理とする）として選択し、画像処理決定手段が有するＲＯＭ（図示しない）に格納する（ステップＳ３５）。
【００３８】
画像を出力するときは、画像入力手段１１によって出力対象の画像データが画像形成装置内に入力される（ステップＳ３６）。入力された画像データには、画像処理部１４において画像処理決定部１３のＲＯＭに格納されている最適処理が施される（ステップＳ３７）。そして、最適処理が施された画像データに基づき、画像出力手段１２が有する書き込み手段、像担持体、現像手段、転写手段、定着手段などを介して画像が出力される（ステップＳ３８）。
【００３９】
以上に説明したように全階調のテクスチャ値の最大値及び階調間におけるテクスチャ値の差の最大値から算出した総合テクスチャ値を評価指標として、画像データの出力に適する中間調処理を選択することで、テクスチャ自体の補正だけでなく、階調間におけるテクスチャの差異による画質の劣化を防止できる。また、像担持体上に形成されたテストパターン像により実際の画像に発生するテクスチャを検出することにより、現像剤などの経時的劣化、環境変化、機種間の違いなどに左右されることなく、テクスチャの発生を低減・防止することができる。
【実施例２】
【００４０】
次に、実施例１において説明した構成に加え本実施例においては、出力対象の画像を観察する際の観察距離を考慮してテクスチャの発生を低減・防止する方法について説明する。図５は、中間調処理を施すときの明度とテクスチャの関係を観察距離別に表したものである。観察距離が遠い場合、観察距離が近い場合と比較してテクスチャが目立ちにくいことがわかる。また、階調間のテクスチャの差異は、観察距離が近づくにつれて大きくなることがわかる。つまり、テクスチャは、観察距離が短くなると目立つことが明らかである。また、階調間のテクスチャの差異も観察距離が近づくに従いテクスチャの境界が発生し画像が劣化する。
【００４１】
そこで、本発明では上記の構成に加え、観察距離を考慮して最適処理を選択することでテクスチャ発生の低減・防止を実行する。なお、本実施例においては、観察距離に関しては、画像サイズを考慮して判断するものとする。例えば、画像サイズが小さいものは覗き込んで観察するため観察距離は短くなる。一方、画像サイズが大きいものは、離れて観察するため観察距離は長くなる。図５で示したテクスチャ値は、上述のマルチチャンネル方式によって算出したものであり、マルチチャンネル方式は視覚の空間周波数特性（ＶＴＦ）を利用している。図１０に示すように、ＶＴＦは観察距離に応じて変化し、観察距離による視覚特性の違いに反映される。したがって、本発明で用いたマルチチャンネル方式によるテクスチャ定量化法においても、観察距離を考慮したテクスチャ値の算出が可能である。
【００４２】
なお、本実施例において用いた画像形成装置の構成は、実施例１において説明した図１に示した構成と同様である。さらに、画像処理部１４において行われる処理についても実施例１において説明した図２に示した処理と同様である。
【００４３】
以下に観察距離を考慮して中間調処理を選択する動作を経て画像を出力する処理について図７を用いて説明する。テストパターン像発生手段１３１から異なる中間調処理が施された複数のテストパッチからなる各階調のテストパターン像の信号が書き込み手段に送られる（ステップＳ７１）。なお、中間調処理は、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅとし、各中間調処理によって表現可能な階調全てをテストパッチの対象とする。
【００４４】
書き込み手段は、テストパターン信号に従って変調されたレーザ光によって像担持体上に潜像を形成する。次に、現像手段によって像担持体上に形成された潜像がトナー像として可視像化される（ステップＳ７２）。トナー像は、濃度分布計測手段１３２に送出される。濃度分布計測手段１３２は、トナー像の濃度等の物理特性量分布データ（以下、濃度分布データとする）を計測する（ステップＳ７３）。なお、濃度分布計測手段１３２は、実施例１と同様に図４に示す光学センサを用いて濃度分布データを計測する。計測された濃度分布データは、画質特性算出手段１３３へ送られる。
【００４５】
画質特性算出手段１３３は、受け取った濃度分布データから各中間調処理が施された各階調のテストパッチのテクスチャ値及び階調間のテクスチャ値の差を観察距離ごとに算出し、全階調のテクスチャ値の最大値及びテクスチャ値の差の最大値を用いた各中間調処理の総合テクスチャ値の検出が観察距離ごとに実行される（ステップＳ７４）。なお、各中間調処理の総合テクスチャ値の検出は、実施例１と同様に式１を用いて行う。画像処理決定手段１３４は、観察距離ごとに総合テクスチャ値（ＴＴＸ）が最も低い中間調処理をテクスチャ低減最適中間調処理法（以下、最適処理とする）として選択し、画像処理決定手段１３４が有するＲＯＭ（図示しない）に格納する（ステップＳ７５）。なお、観察距離が近い画像について総合テクスチャ値を算出する式１の係数であるａとｂとの関係をａ＜ｂとすることで、階調間のテクスチャの差を重視した総合テクスチャ値を検出することができる。また、観察距離が所定の値以下となった場合には、ａ＝０とすることで総合テクスチャ値（ＴＴＸ）を隣接階調間のテクスチャ値の差とすることもできる。
【００４６】
一般的に、観察距離が近くなるほど、テクスチャ自体よりも階調間のテクスチャの差異による画像劣化が目立つ場合が多い。よって、観察距離が近い画像について式１の係数ａとｂとの関係をａ＜ｂとすること、若しくは観察距離が所定の値以下となった場合にａ＝０とすることで、画像処理決定手段１３４において階調間のテクスチャの差を小さくする中間調処理法が優先的に選択されるため、より効果的に画質の劣化を防止することができる。
【００４７】
画像を出力するときは、画像入力手段１１による画像データの入力（ステップＳ７６）及び画像処理部１４が有する画像サイズ検出手段（図示しない）における画像サイズの検出（ステップＳ７７）が実行される。なお、画像サイズ検出手段において検出される画像サイズは面積で判別することができる。画像サイズ検出手段において検出された画像サイズが大きい場合は、観察距離が遠い最適処理がＲＯＭを参照して選択され、該最適処理が画像データに施される（ステップＳ７８）。一方、画像サイズ検出手段において検出された画像サイズが小さい場合は、観察距離が近い最適処理がＲＯＭを参照して選択され、該最適処理が画像データに施される（ステップＳ７８）。最適処理が施された画像データは、画像出力手段１２が有する書き込み手段、像担持体、現像手段、転写手段、定着手段などの一連の処理を介して出力される（ステップＳ７９）。
【００４８】
以上に説明したように、観察距離ごとに総合テクスチャ値を検出し、画像サイズに応じた中間調処理を選択し、該中間調処理を施すことにより、より効果的にテクスチャの発生を低減・防止することができる。また、画像サイズが小さいほど階調間のテクスチャ値の差異を小さくする中間調処理を優先的に選択することで、画像サイズが小さい場合に顕著に現れる階調間のテクスチャの差異による画質の劣化を防止することができる。
【００４９】
なお、同一ページ又は同一ファイル内に複数の画像が含まれている場合、画像ごとに画像サイズを検出し、画像ごとの画像サイズに応じた最適処理を施すことも可能だが、同一ページ又は同一ファイル内に含まれる複数の画像サイズのうち一つの画像にのみ注目して最適処理を選択して、該最適処理を施すことも可能である。これにより、同一ページ又は同一ファイル内で最適処理の切り換えが行われないため、安定した画質の画像を得ることができる。
【実施例３】
【００５０】
実施例２では画像サイズに応じて中間調処理の選択を行った。しかし、観察距離は、用紙サイズによっても異なる。したがって、用紙サイズに応じて中間調処理の選択を行うことで画質を向上させることも可能である。具体的には、実施例２と同様に観察距離ごとに総合テクスチャ値を検出するが、実施例２と異なり用紙サイズに応じて観察距離を考慮して最適な中間調処理を選択し、該中間調処理を施す。例えば、用紙サイズが小さい場合、観察距離は近くなる。一方、用紙サイズが大きい場合、観察距離は遠くなる。つまり、用紙サイズによっても観察距離は異なるため、用紙サイズに応じて観察距離に応じた中間調処理を選択する必要がある。本実施例においては、実施例１及び実施例２において説明した構成に加え、用紙サイズを考慮して中間調処理の選択を行う処理について図８を用いて説明する。
【００５１】
図８の画像処理決定手段１３４における観察距離ごとに総合テクスチャ値を各中間調について検出し、観察距離ごとに最適な中間調処理（最適処理）を選択するまでの処理（ステップＳ８１〜ステップＳ８５）は、図７のステップＳ７５までの処理と同様なため説明を省略する。なお、本実施例において用いた画像形成装置の構成は、実施例１において説明した図１に示した構成と同様である。さらに、画像処理部１４において行われる処理についても実施例１において説明した図２に示した処理と同様である。
【００５２】
画像を出力するときは、画像入力手段１１による画像データの入力（ステップＳ８６）及び画像処理部１４が有する用紙サイズ検出手段（図示しない）による画像サイズの検出（ステップＳ８７）が実行される。ここで、用紙サイズは、はがきサイズ、Ａ４、Ａ５などを言う。用紙サイズ検出手段によって検出された用紙サイズが大きい場合は、観察距離が長い最適処理が画像処理決定手段１３４のＲＯＭから選択され、該最適処理が画像データに施される（ステップＳ８８）。一方、用紙サイズ検出手段によって検出された用紙サイズが小さい場合は、観察距離が短い最適処理が画像処理決定手段１３４のＲＯＭから選択され、該最適処理が画像データに施される（ステップＳ８８）。最適処理が施された画像データは、画像出力手段１２において書き込み手段、像担持体、現像手段、転写手段、定着手段などにおける一連の処理を経て出力される（ステップＳ８９）。
【００５３】
以上に説明したように用紙サイズにより観察距離が異なることによるテクスチャ及び階調間のテクスチャの差異による画質の劣化を考慮し、観察距離ごとの総合テクスチャ値を中間調処理ごとに検出し、観察距離に応じた中間調処理が選択され、該中間調処理が画像データに施されることにより、より効果的にテクスチャの発生を低減・防止することができる。また、用紙サイズが小さいほど階調間のテクスチャ値の差異を小さくする中間調処理を優先的に選択することで、用紙サイズが小さい場合に顕著に現れる階調間のテクスチャの差異による画質の劣化を防止することができる。
【実施例４】
【００５４】
本実施例では、実施例１から３において説明した画像形成装置の構成に加え、画像の種類（絵柄領域からなる画像データなど）を考慮することによってテクスチャの発生を低減・防止する処理について説明する。例えば、絵柄領域を有する画像データにおいて隣接する階調を連続的に出力する必要がある場合（グラデーションが含まれる場合など）、文字から構成される領域と比べ階調間のテクスチャの差による擬似輪郭などが顕著に現れて画像劣化の要因となる。したがって、絵柄領域における階調間のテクスチャの差を優先的に低減・防止する中間調処理を選択する必要がある。以下に、画像の種類に応じて中間調処理を選択する動作について図９を用いて説明する。
【００５５】
図９の濃度分布計測手段１３２におけるトナー像の濃度等の物理特性量分布データ（以下、濃度分布データとする）を計測する処理（ステップＳ９３）までの動作は、図３のステップＳ３１〜ステップＳ３３と同様であるため説明を省略する。なお、本実施例において用いた画像形成装置の構成は、実施例１において説明した図１に示した構成と同様である。さらに、画像処理部１４において行われる処理についても実施例１において説明した図２に示した処理と同様である。
【００５６】
濃度分布計測手段１３２において濃度分布データの計測が行われると（ステップＳ９３）、画質特性算出手段１３３は、受け取った濃度分布データから各階調のテストパッチのテクスチャ値及び階調間のテクスチャ値の差を中間調処理ごとに算出する。次に、全階調のテクスチャ値の最大値及びテクスチャ値の差の最大値から式１及び式２を用いて２種類の総合テクスチャ値を中間調処理ごとに検出する（ステップＳ９４）。
ＴＴＸ２＝ＴＸＤ・・・式２
【００５７】
ここで、ＴＴＸは式１から算出した総合テクスチャ値、ＴＴＸ２は式２から算出した総合テクスチャ値、ＴＸは全階調のテクスチャ値の最大値、ＴＸＤは隣接する階調間におけるテクスチャ値の差の最大値を表している。
【００５８】
各中間調処理の総合テクスチャ値ＴＴＸ及びＴＴＸ２が画像処理決定手段１３４に送信されると、画像処理決定手段１３４はＴＴＸが最も低い中間調処理を絵柄領域以外の領域についてのテクスチャ低減最適中間調処理法（以下、最適処理とする）として選択し、画像処理決定手段１３４が有するＲＯＭ内に格納する（ステップＳ９５）。一方、ＴＴＸ２が最も低い中間調処理を絵柄領域についてのテクスチャ低減最適中間調処理法(以下、最適処理とする)として選択し、画像処理決定手段１３４が有するＲＯＭ内に格納する（ステップＳ９５）。ＴＴＸ２は、式２から明らかなように隣接する階調間のテクスチャ値の差から算出した総合テクスチャ値である。したがって、ＴＸＤが最も低い中間調処理は、階調間のテクスチャの差を最も効果的に低減・防止することができる。
【００５９】
画像を出力するときは、画像入力手段１１は画像データの入力（ステップＳ９６）及び画像処理部１４が有する領域判別手段（図示しない）により絵柄領域と絵柄領域以外の領域の判別が行われる（ステップＳ９７）。領域判別手段によって絵柄領域と判別された領域には、ＲＯＭに格納されているＴＴＸ２に対応する中間調処理が施される（ステップＳ９８）。一方、絵柄領域以外の領域には、ＲＯＭに格納されているＴＴＸに対応する中間調処理が施される（ステップＳ９８）。中間調処理が施された画像データは、画像出力手段１２が有する書き込み手段、像担持体、現像手段、転写手段、定着手段における処理を経て出力される（ステップＳ９９）。
【００６０】
以上に説明したように、絵柄領域とそれ以外の領域を判別し、絵柄領域には階調間のテクスチャの差を低減・防止に適する中間調処理を施すことにより、絵柄領域に発生する階調間のテクスチャの差による擬似輪郭などによる画質の劣化を低減・防止することができる。
【実施例５】
【００６１】
本実施例では階調間のテクスチャの方向性を考慮して階調間のテクスチャの差を低減・防止する方法について説明する。なお、本実施例の画像形成装置においても、総合テクスチャ値を算出する際の階調間におけるテクスチャ値の差の代わりに階調間のテクスチャの角度差を用いることを除き、実施例１から４において説明した処理と同じ処理を実行できる。
【００６２】
図１１に示すように、階調間のテクスチャの方向性が異なる場合、階調の境界の強調によって発生する擬似輪郭により画質は劣化する。よって、階調間のテクスチャの方向性を考慮して画像処理をすることはテクスチャの発生の防止には有効である。以下に階調間のテクスチャの方向性を考慮して画像処理を施す動作について図１及び図３を用いて説明する。図３のステップＳ３１からステップＳ３３までの処理は本実施例においても同様であるため説明を省略する。
【００６３】
濃度分布データを受け取った画質特性算出手段１３３は、濃度分布データから各階調のテストパッチのテクスチャ値及び隣接する階調のテクスチャ同士がなす角度を中間調処理ごとに算出する。次に、全階調の該テクスチャ値の最大値及び隣接する階調のテクスチャ同士がなす角度の最大値から総合テクスチャ値（以下、ＴＴＸ３とする）を中間調処理ごとに検出する（ステップＳ３４）。
【００６４】
ここで、隣接する階調のテクスチャ同士がなす角度を算出する方法について説明する。本実施例において、画質特性算出手段１３３はテクスチャ値の算出に加えて隣接する階調のテクスチャ同士がなす角度を算出も行うものとする。なお、テクスチャ値の算出は実施例１等と同様の方法によって行うものとする。
【００６５】
階調間におけるテクスチャの方向性の差異は、公知のパターンマッチングなどの方法により検出する。例えば、図１２に示すような複数のパターンとそれに関連付けられた角度を画質特性算出手段１３３のＲＯＭに格納しておき、濃度分布計測手段１３２から受け取った濃度分布データに対してパターンマッチングを行う。具体的には、図１２に示したＡ〜Ｌの特徴的なパターンを利用して濃度分布データとの相関を算出し、最も相関の高いパターンを選択する。そして、選択したパターンに関連付けられた角度をテクスチャが有する角度（以下、テクスチャ角度とする）とし、隣接する階調のテクスチャ同士がなす角度をテクスチャ角度差とする。テクスチャ角度差の絶対値が大きいもの、つまり角度差が９０度に近いものほど階調間におけるテクスチャの方向性の差異による擬似輪郭が目立つものとする。
【００６６】
以上に説明した方法により算出したテクスチャ角度差（ＴＸＤｘ）の最大値と全階調のテクスチャ値の最大値（ＴＸ）とを評価基準として抽出する。次に、式３を用いて総合テクスチャ値（ＴＴＸ３）を中間調処理ごとに検出する。
ＴＴＸ３＝ａ×ＴＸ＋ｂ×ＴＸＤｘ・・・式３
【００６７】
式３においてａ、ｂは任意の係数とする。なお、ａ及びｂはＴＸ及びＴＸＤｘに重み付けする係数である。よって、ａ、ｂを変更することでＴＸとＴＸＤｘの重み付けを変更することができる。
【００６８】
総合テクスチャ値（ＴＴＸ３）が中間調処理ごとに検出されると、ＴＴＸは画像処理決定手段１３４に送出される。画像処理決定手段１３４は、総合テクスチャ値（ＴＴＸ３）が最も低い中間調処理をテクスチャ低減最適中間調処理法（以下、最適処理とする）として選択し、画像処理決定手段１３４のＲＯＭに格納する（ステップＳ３５）。
【００６９】
次いで、画像入力手段１１によって画像データが入力されると（ステップＳ３６）、画像処理部１４において画像処理決定手段１３４のＲＯＭを参照して画像データに最適処理が施される(ステップＳ３７)。最適処理が施された画像データは、画像出力手段１２における書き込み手段、像担持体、現像手段、転写手段、定着手段などにおける処理を介して出力される（ステップＳ３８）。
【００７０】
なお、本実施例において、隣接する階調のテクスチャ同士がなす角度を算出する方法としてパターンマッチングを用いたが、隣接する階調のテクスチャ同士がなす角度を算出する方法はこれに限定されるものではない。
【００７１】
以上に説明したように、隣接する階調のテクスチャ同士がなす角度を利用して総合テクスチャ値を検出することでテクスチャの方向性の違いによる画質の劣化を防止することができる。
【００７２】
以上の実施例において説明したテストパターン像を像担持体上に形成したが、感光体又は中間転写体に形成することもできる。また、テストパターン像の濃度分布の計測についても、定着手段を経た画像の濃度分布を計測し、総合テクスチャ値を検出する構成とすることもできる。さらに、テストパターン像のテクスチャの検出にあっては、一度出力したテストパターン像をユーザによってスキャナで読み取らせてテクスチャの発生を検出する構成とすることもできる。一度出力したテストパターン像からテクスチャの発生を検出する構成においては、最終的な画像を用いて画質を評価するため、より忠実にテクスチャの発生を低減・防止することができる。
【００７３】
また、テクスチャは、先に述べたように、現像剤の経時的劣化による影響を受けることも考えられるため、本発明における総合テクスチャ値の検出は定期的に、画像形成動作が行われていないときに実施するのが望ましい。定期的に総合テクスチャ値の検出を実行するにあたっては、例えば初期設定に基づいて行われるようにしてもよい。自動的に最適な中間調処理が画像データに施されることで、常に良好な画質の画像を出力することができる。
【００７４】
また、像担持体の画像形成領域外にテストパターン像を形成し、該テストパターン像から総合テクスチャ値を算出し、適切な中間調処理の選択を実行することで、画像形成装置の動作を停止することなく適切な中間調処理の設定を実行することができる。さらに、像像担持体の実画像形成領域外（転写手段において画像が転写されない領域）にテストパターン像を形成することは、像担持体への余計な負担を軽減し、像担持体の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した画像形成装置が画像を出力する処理を示す図である。
【図３】本発明を適用した画像形成装置が画像を出力する処理のフローチャートである。
【図４】テストパターン像の濃度分布を計測する濃度計測手段の概略図である。
【図５】観察距離とテクスチャ値の関係を示す図である。
【図６】出力画像にテクスチャが発生した例を示す図である。
【図７】本発明を適用した画像形成装置が画像を出力する処理のフローチャートである。
【図８】本発明を適用した画像形成装置が画像を出力する処理のフローチャートである。
【図９】本発明を適用した画像形成装置が画像を出力する処理のフローチャートである。
【図１０】空間周波数特性と観察距離の関係を示す図である。
【図１１】隣接する階調間の境界に擬似輪郭が発生した例を示す図である。
【図１２】パターンマッチングの際に用いられるパターンの例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０    ＣＰＵ
１１    画像入力手段
１２    画像出力手段
１３    画像処理決定部
１４    画像処理部
４１    ＣＣＤラインセンサ
４２    照明手段
４３    光学部材
１３１    テストパターン発生手段
１３２    濃度分布計測手段
１３３    画質特性算出手段
１３４    画像処理決定手段
【図１】
2005348271.tif 000003
【図２】
2005348271.tif 000004
【図３】
2005348271.tif 000005
【図４】
2005348271.tif 000006
【図６】
2005348271.tif 000007
【図７】
2005348271.tif 000008
【図８】
2005348271.tif 000009
【図９】
2005348271.tif 000010
【図１１】
2005348271.tif 000011
【図１２】
2005348271.tif 000012
【図５】
2005348271.tif 000013
【図１０】
2005348271.tif 000014