JP4196996B2

JP4196996B2 - 画像形成装置及び画像形成装置の濃度制御方法

Info

Publication number: JP4196996B2
Application number: JP2006037605A
Authority: JP
Inventors: 直樹西岡
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: US20070189605A1; JP2007221305A

Description

本発明は、原稿を読み取って電気的な画像信号に変換し、この画像信号を用紙上に記録する、デジタル複合機等の画像形成装置に関する。

複写機能、ファクシミリ機能、プリント機能、スキャナ機能等を有する最近のデジタル複合機やコピー機等の画像形成装置では、コピーを行う際には、読み取った原稿のイメージを画素に分解し、画素ごとの濃度を表す２値画像信号に変換し、この２値画像信号をプリンタに供給して用紙上に記録するようにしている。
このような画像形成装置で、原稿を読み取って得られたコピーを原稿として再度コピーするという動作を繰り返していくと、コピー中の線が太くなっていき、コピーが見づらくなっていくという問題があった。

すなわち、上記のように、画像は画素ごとに読み取られ、得られた画像信号は２値化されるが、このとき、画素への斜線のかかり度合いが所定値以上となる画素は黒と２値化されるため、画像では斜線は元の原稿の斜線より広くなって記録されるので、コピーの過程を数回繰り返すと、線が段々太くなり、文字がつぶれるなど画質が低下していき、ユーザにとってたいへん見にくいものとなる。

また、プリンタは機台間で濃度のばらつきが存在するが、濃度の調整は実際に印字した画質と目標画質を目視で見比べて、目標の範囲に収まるように調整を行っている。しかしながら、この方法では目視によるため、作業者によってばらつきが大きく、プリンタが薄すぎると、黒色が薄くなる、黒側の階調性が落ちるといった問題が発生し、一方、プリンタ濃度が濃すぎると、白側の階調性が落ち、細線が最小線幅で表現しても細線が太ってしまい、孫コピーの文字の太さなどが大きく太ってしまうなどの問題が発生した。

このため、原稿を読み取った画像信号を画素単位で千鳥状に画像信号の画素を白に変換することにより、コピー中の線が太くなるのを防止したり、画像情報を復号した画像の種類を判定し、判定結果に応じて復号された画像に含まれる黒画像を細線化処理することが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平１０−２８５３９３号公報特開平７−２６２３６９号公報

上記のように、従来の画像形成装置では、コピー中の線が太くなるのを防止するため、画像信号を画素単位で千鳥状に画像信号の画素を白に変換することにより、画像信号に千鳥状のマスクをしたり、画像の種類の判定結果に応じて復号された画像に含まれる黒画像を細線化することが提案されているが、画像信号に千鳥状のマスクをする場合、このマスク処理はページ全体にかかるため、黒ベタ部の濃度が低下し、場合によっては線が途切れる可能性がある。

また、画像の種類を判定し、判定結果に応じて復号された画像に含まれる黒画像を細線化処理する場合、例えば、３×３のマトリクスを用い、マトリクス内の黒画素の配置に基づいて中央の注目画素を黒から白に変換することにより細線化しており、マトリクスの設定によっては細線化が効きすぎる、あるいはあまり効かないといった問題があり、最適化が困難である。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、実際のコピーによって文字の太りにフィードバックをかけることにより、効果的に文字の太りを抑えることができる画像形成装置及び画像形成装置の濃度制御方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明の画像形成装置は、原稿を読み取って２値画像信号を生成する画像読取手段と、前記２値画像信号に基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、前記２値画像信号中の黒画素をカウントするカウント手段と、前記カウント手段がカウントした値を記憶する記憶手段とを備え、上記画像形成手段が、原画像を読み取って生成した２値画像信号中の黒画素の第１のカウント値と、原画像をコピーした画像を読み取って生成した２値画像信号中の黒画素の第２のカウント値とから濃度変化率を算出し、当該濃度変化率が目標下限変化率より小さい場合、及び、当該濃度変化率が目標上限変化率より大きい場合、それぞれに対応した濃度変更の確認画面を表示し、作業者の判定に従って画像形成濃度を濃くまたは薄くすることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の画像形成装置は、請求項１に記載された画像形成装置において、前記画像形成手段が、レーザスキャナユニットよりなる走査手段を備え、レーザのパルス幅を変更することにより画像形成の濃度を制御することを特徴とする。

さらに、請求項３に係る発明の画像形成装置の濃度制御方法は、原稿を読み取って２値画像信号を生成し、この２値画像信号中の黒画素をカウントすることにより第１のカウント値を得るとともに、原稿の２値画像信号に基づいて記録媒体上に画像を形成して第１世代のコピーを得た後、第１世代のコピーを読み取って２値画像信号を生成し、この２値画像信号中の黒画素をカウントすることにより第２のカウント値を得、第１のカウント値と第２のカウント値から濃度変化率を算出し、当該濃度変化率が目標下限変化率より小さい場合、及び、当該濃度変化率が目標上限変化率より大きい場合、それぞれに対応した濃度変更の確認画面を表示し、作業者の判定に従って画像形成濃度を濃くまたは薄くすることを特徴とする。

請求項１、請求項２に係る発明の画像形成装置及び請求項３に係る発明の画像形成装置の濃度制御方法によれば、コピーした原稿を読み取って生成した２値画像信号の黒画素のカウント値と、コピー前の原稿を読み取って生成した２値画像信号の黒画素のカウント値から濃度変化率を算出し、当該濃度変化率が目標下限変化率より小さい場合、及び、当該濃度変化率が目標上限変化率より大きい場合、それぞれに対応した濃度変更の確認画面を表示し、作業者の判定に従って画像形成濃度を濃くまたは薄くするので、実際のコピーによって文字の太りにフィードバックをかけることができ、効果的に文字の太りを抑えることができる。

以下、本発明の画像形成装置をデジタル複合機に適用した実施例について説明する。図１はデジタル複合機を備えたシステムのネットワーク構成例を示す図であり、図２はデジタル複合機のハードウェア構成を示すブロック図である。

図１に示すネットワーク構成図において、１はデジタル複合機、２、３、４・・・はパソコン、５は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、６はＬＡＮ（Local Area Network）、７はインターネット網である。デジタル複合機１はコピーモード、プリンタモード、ファクスモードの各機能を備えるとともに、メール送信機能も備え、ＰＳＴＮ５及びＬＡＮ６に接続されており、このＬＡＮ６に端末装置として複数のパソコン２、３、４・・・が接続されている。また、このＬＡＮ６はインターネット網７にも接続されており、デジタル複合機１はこのインターネット網７を介してメールの送受信を行うことも可能である。

図２はデジタル複合機１の制御系の構成を示す概略ブロック図であり、図に示すように、デジタル複合機１はＭＰＵ（Micro Processing Unit）1１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、操作パネル１４、読取部１５、画像メモリ１６、記録部１７、モデム１８、ネットワーク制御ユニットＮＣＵ１９、及び、ＬＡＮインターフェース（Ｉ／Ｆ）２０から構成され、各部がバス２１を介して接続されている。

ＭＰＵ１１はバス２１を介してデジタル複合機１のハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ１２に記憶されたプログラムに基づいて各種のプログラムを実行し、ＲＯＭ１２はデジタル複合機の動作に必要な種々のプログラムや操作メッセージ等を予め記憶している。また、ＲＡＭ１３はＳＲＡＭやＳＤＲＡＭ等で構成され、プログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶し、操作パネル１４は、デジタル複合機１の動作状態を表示したり、種々の機能の操作画面の表示を行う表示部と、デジタル複合機１を操作するための複数のキーよりなる。

読取部１５はオートドキュメントフィーダー（ＡＤＦ）やフラットベッドスキャナ（ＦＢＳ）等の読取り用原稿載置台を備え、ＣＣＤ等を利用したスキャナで原稿を読み取り、ドットイメージデータを出力する。
この読取部１５は、図に示すように、ＣＣＤ３１、画像信号処理回路３２、メモリコントローラ３３、ページメモリ３４、コーデック３５よりなり、画像信号処理回路３２はＣＣＤ３１からの画像信号を２値化し、メモリコントローラ３３はこの２値化された画像信号の１ページ分をページメモリ３４に記憶した後、コーデック３５により１ページ分の画像データをＭＨ、ＭＲまたはＭＭＲ方式により符号化して出力する。

また、画像メモリ１６は、ＤＲＡＭ等を用いて構成され、送信すべき画像データまたは受信した画像データあるいは読取部１５で読み取った画像データを記憶し、記録部１７はレーザプリンタを備え、受信したデータ、コピー原稿データあるいは外部のパソコン２、３、４等から送信されたプリントデータをプリントアウトする。

この記録部１７は、図に示すように、メモリコントローラ３６、ページメモリ３７、コーデック３８、プリンタ画像処理回路３９、レーザスキャナユニットよりなる走査機構を備えたレーザプリンタ４０及び黒画素数カウンタ５１よりなり、プリント時には、画像メモリ１６からの符号化画像データをコーデック３８により復号し、メモリコントローラ３６が復号された１ページ分の画像データをページメモリ３７に記憶させる。そして、メモリコントローラ３６は、ページメモリ３７より１ページ分の画像データを読み出しプリンタ画像処理回路３９に供給し、プリンタ画像処理回路３９はレーザプリンタ４０に白黒画像制御信号を入力する。なお、黒画素数カウンタ５１については後述する。

一方、モデム１８はバス２１に接続されており、ファクシミリ通信が可能なファクスモデムとしての機能を有し、このモデム１８は同様にバス２１に接続されたＮＣＵ１９と接続されている。ＮＣＵ１９はアナログ回線の閉結及び開放の動作を行うハードウェアであり、必要に応じてモデム１８をＰＳＴＮ５に接続する。
また、ＬＡＮインターフェース２０はＬＡＮ６に接続され、インターネット網７からの信号を受信する一方、ＬＡＮ６に対して信号やデータを送信するものであり、信号変換やプロトコル変換などのインターフェース処理を実行する。

デジタル複合機１は上記のような構成を備えており、ファクシミリ送信時には、原稿の画像データが読取部１５で読み取られ、コーデック３５で圧縮されて画像メモリ１６に蓄積される。この圧縮された画像データが画像メモリ１６から読み出されてモデム１８で変調され、ＮＣＵ１９からＰＳＴＮ５を通して通信相手先に送信される。また、ファクシミリ受信時には、受信した画像データがモデム１８で復調され、画像メモリ１６に蓄積された後、コーデック３８で復号されてレーザプリンタ４０により印刷される。

次に、上述の黒画素数カウンタ５１について、図３により説明する。図３に示す黒画素数カウンタ５１は、プリンタのトナー使用量などを把握するために設けられているものであり、図に示すように、プリンタ画像処理回路３９より出力される白黒画像制御信号が入力されており、白黒画像制御信号中の黒画素（図の場合論理「１」）をカウントする。黒画素数カウンタ５１はバス２１に接続しており、ＭＰＵ１１により直接カウント値にアクセスできるようになっている。また、ＭＰＵ１１からの制御信号により、黒画素数カウンタ５１はクリアされるようになっている。プリントを始める前に、ＭＰＵ１１は黒画素数カウンタ５１をクリアし、カウント値を「０」にしておく。

また、プリント濃度調整部６０はプリンタ画像処理回路３９内に設けられ、図４に示すように、７５％デューティパルス発生回路６１、５０％デューティパルス発生回路６２、２５％デューティパルス発生回路６３、マルチプレクサ（ＭＰＸ）６４、アンド回路６５、遅延回路６６よりなる。
７５％デューティパルス発生回路６１、５０％デューティパルス発生回路６２、２５％デューティパルス発生回路５３は、図５（ａ）に示す駆動信号に同期して、それぞれ図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、７５％、５０％、２５％のデューティを有するパルスを発生してマルチプレクサ６４に供給し、マルチプレクサ６４は、制御信号に基づいて７５％、５０％、２５％のデューティを有するパルスのいずれかを選択してアンド回路６５に供給する。

一方、アンド回路６５には、図５（ｅ）に示すシリアル画像信号とマルチプレクサ６４の出力が入力されるので、図５（ｆ）、（ｉ）、（ｌ）に示すように、シリアル画像信号が黒の場合のみ、２５％、５０％、７５％のデューティを有するパルスのいずれかが出力される。
また、遅延回路６６は、制御信号に基づいて入力パルスの立ち下がり部分のみを遅延させるものであり、複数の遅延素子と論理回路を組み合わせて構成することができ、例えば、遅延なしの制御信号が入力されている場合には、図５（ｆ）、（ｉ）、（ｌ）に示す、２５％、５０％、７５％のデューティを有するパルスのいずれかがそのまま出力され、遅延１の制御信号が入力されている場合は、図５（ｇ）、（ｊ）、（ｍ）に示すように、２５％、５０％、７５％のデューティを有するパルスの立ち下がり部分が遅延された信号のいずれかが出力される。また、遅延２の場合は、図５（ｈ）、（ｋ）、（ｎ）に示すように、２５％、５０％、７５％のデューティを有するパルスの立ち下がり部分がさらに遅延された信号のいずれかが出力され、レーザプリンタ４０のレーザダイオードドライバ６７を介してレーザダイオード６８に入力される。

したがって、マルチプレクサ６４及び遅延回路６６への制御信号を切り替えることにより、デューティと遅延の組み合わせによって、図６に示すように、２５％デューティの遅延なし、２５％デューティの遅延１、２５％デューティの遅延２、５０％デューティの遅延なし、・・・７５％デューティの遅延２、というように黒画素に応じて発生されるパルスのパルス幅を可変することができ、９段階で画像濃度を順次濃くすることができる。

次に、工場出荷時の画像濃度調整時やフィールドでのサービスマンによる画像濃度調整時の作用を図７のフローチャートにより説明する。
なお、この画像濃調整時には、作業者が試験用原稿をフラットベッドスキャナ（ＦＢＳ）に載置し、文字モードによって子供コピーを取り、このときの画像信号の黒画素のカウント値がＲＡＭ１３に記憶されているものとする。

作業者が操作パネル１４の表示画面でメンテナンスを選択し、その画面で濃度調整を選択すると、ＭＰＵ１１は図７のフローチャートに示す画像濃度調整プログラムを開始し、まず、子供コピーの画像の黒画素のカウント値をＲＡＭ１３の一時記憶領域に移動した（ステップ１０１）後、作業者が操作パネル１４のスタートボタンを押下したか否かを判定する（ステップ１０２）。

そして、作業者が子供コピーをフラットベッドスキャナ（ＦＢＳ）に載置し、文字モードに設定した後、操作パネル１４のスタートボタンを押下すると、ＭＰＵ１１は、読取部１５に画像スキャンを実行させることにより子供コピーの画像を読み取った後、読み取った画像のデータを黒画素数カウンタ５１に入力することにより、孫コピーの画像の黒画素のカウント値を得、ＲＡＭ１３の一時記憶領域に記憶する（ステップ１０３）。

次に、ＭＰＵ１１は、
濃度変化率＝（孫コピー画素数−子供コピー画素数）／子供コピー画素数
により濃度変化率（％）を算出した（ステップ１０４）後、濃度変化率が最小許容値、例えば、０％より小さいか否かを判定する（ステップ１０５）。
濃度変化率が最小許容値より小さいと判定した場合、ＭＰＵ１１は、試験用原稿を再度コピーしたか、あるいは、別の文書をコピーしたと判断し、操作パネル１４の表示画面に、例えば、「原稿が違います。」等のエラー表示を行った（ステップ１０６）後、プログラムを終了する。

また、ステップ１０５で濃度変化率が最小許容値より大きいと判定した場合、ＭＰＵ１１は、濃度変化率が最大許容値、例えば、６０％より大きいか否かを判定し（ステップ１０７）、濃度変化率が最大許容値より大きいと判定した場合、全く違う原稿をコピーしたと判断し、操作パネル１４の表示画面にエラー表示を行う（ステップ１０６）。
一方、ステップ１０７で濃度変化率が最大許容値より小さいと判定した場合、ＭＰＵ１１は、濃度変化率が目標下限変化率、例えば、７％より小さいか否かを判定し（ステップ１０８）、濃度変化率が目標下限変化率より小さいと判定した場合、操作パネル１４の表示画面に図８に示す濃度変更の確認画面を表示する（ステップ１０９）。

次に、ＭＰＵ１１は、図８の確認画面で作業者が「ＮＯ」を押下したか否かを判定し（ステップ１１０）、作業者が「ＮＯ」を押下したと判定した場合、プログラムを終了し、作業者が「ＮＯ」を押下していないと判定した場合、作業者が「ＹＥＳ」を押下したか否かを判定する（ステップ１１１）。
そして、ステップ１１１で作業者が「ＹＥＳ」を押下していないと判定した場合、ＭＰＵ１１は、ステップ１１０に戻って再び作業者が「ＮＯ」を押下したか否かを判定し、作業者が「ＹＥＳ」を押下したと判定した場合、現在の濃度より１段階濃くなるようにプリント濃度調整部６０のマルチプレクサ６４及び遅延回路６６への制御信号を変更する。

一方、ステップ１０８で濃度変化率が目標下限変化率より大きいと判定した場合、ＭＰＵ１１は、濃度変化率が目標上限変化率、例えば、１５％より大きいか否かを判定し（ステップ１１３）、濃度変化率が目標上限変化率より大きいと判定した場合、操作パネル１４の表示画面に図９に示す濃度変更の確認画面を表示する（ステップ１１４）。

次に、ＭＰＵ１１は、図９の確認画面で作業者が「ＮＯ」を押下したか否かを判定し（ステップ１１５）、作業者が「ＮＯ」を押下したと判定した場合、プログラムを終了し、作業者が「ＮＯ」を押下していないと判定した場合、作業者が「ＹＥＳ」を押下したか否かを判定する（ステップ１１６）。
そして、ステップ１１６で作業者が「ＹＥＳ」を押下していないと判定した場合、ＭＰＵ１１は、ステップ１１５に戻って再び作業者が「ＮＯ」を押下したか否かを判定し、作業者が「ＹＥＳ」を押下したと判定した場合、現在の濃度より１段階薄くなるようにプリント濃度調整部６０のマルチプレクサ６４及び遅延回路６６への制御信号を変更する。

また、ステップ１１３で濃度変化率が目標上限変化率より小さいと判定した場合、ＭＰＵ１１は、操作パネル１４の表示画面に上記の濃度変化率を表示するとともに、濃度変化率が妥当である旨を表示した（ステップ１１８）後、プログラムを終了する。

以上のように、黒画素数をカウントすることにより、コピー世代間の黒画素数の増加（線の太り）を検出して、黒画素数の増加量が多いようだと、画像形成時の濃度を下げて黒画素数の増加を相殺することにより、実際のコピーによって文字の太りにフィードバックをかけることができるので、効果的に文字の太りを抑えることができる。
文字の太りが発生するのは１画素に対してトナー量が多いことに原因があるため、文字の太りが発生する場合には、１画素に対するトナー量を減らせばよい。これは、レーザプリンタのパルス幅、すなわち、プリンタの濃度を調整することで実現できる。そのため世代間のコピーにおける黒画素数の増加率をプリンタ濃度にフィードバックをかけることで、効果的にプリンタの濃度を調整することが可能となる。

なお、上記の実施例では、プリンタとしてレーザプリンタを使用したが、ＬＥＤプリンタを使用することも可能であり、ＬＥＤプリンタを使用する場合には、（１）ＬＥＤプリンタヘッドのストローブ信号の時間調整、または、（２）ＬＥＤプリンタヘッドの駆動電圧調整のいずれか、あるいは、両者を併用することにより、印字濃度を制御することができる。

また、上記の実施例で説明した、最小許容値、最大許容値、目標下限変化率及び目標上限変化率の値は一例であり、機器に応じて任意の数値を使用することができ、画像濃度の可変レベルについても、９段階に限らず、もっと多くの段階で画像濃度レベルを変更できるようにしてもよい。
さらに、上記の実施例では、本発明の画像形成装置をデジタル複合機に適用した例について説明したが、ファクシミリ機能を持たない通常のコピー機にも本発明を適用することが可能である。

デジタル複合機を備えたシステムのネットワーク構成例を示す図である。デジタル複合機のハードウェア構成を示すブロック図である。記録部の黒画素数カウンタを示すブロック図である。プリンタ画像処理回路のプリント濃度調整部の構成を示すブロック図である。プリント濃度調整部の出力するパルスを示す波形図である。画像濃度の変化状態を示す図である。画像濃度調整時の作用を示すフローチャートである。濃度変更の確認画面の一例である。濃度変更の確認画面の一例である。

符号の説明

１デジタル複合機
２、３、４パソコン
５ＰＳＴＮ
６ＬＡＮ
７インターネット網
１１ＭＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４操作パネル
１５読取部
１６画像メモリ
１７記録部
１８モデム
１９ＮＣＵ
２０ＬＡＮＩ／Ｆ
２１バス

Claims

原稿を読み取って２値画像信号を生成する画像読取手段と、前記２値画像信号に基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、
前記２値画像信号中の黒画素をカウントするカウント手段と、前記カウント手段がカウントした値を記憶する記憶手段とを備え、上記画像形成手段が、原画像を読み取って生成した２値画像信号中の黒画素の第１のカウント値と、原画像をコピーした画像を読み取って生成した２値画像信号中の黒画素の第２のカウント値とから濃度変化率を算出し、当該濃度変化率が目標下限変化率より小さい場合、及び、当該濃度変化率が目標上限変化率より大きい場合、それぞれに対応した濃度変更の確認画面を表示し、作業者の判定に従って画像形成濃度を濃くまたは薄くすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載された画像形成装置において、
前記画像形成手段が、レーザスキャナユニットよりなる走査手段を備え、レーザのパルス幅を変更することにより画像形成の濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
原稿を読み取って２値画像信号を生成し、この２値画像信号中の黒画素をカウントすることにより第１のカウント値を得るとともに、原稿の２値画像信号に基づいて記録媒体上に画像を形成して第１世代のコピーを得た後、第１世代のコピーを読み取って２値画像信号を生成し、この２値画像信号中の黒画素をカウントすることにより第２のカウント値を得、第１のカウント値と第２のカウント値から濃度変化率を算出し、当該濃度変化率が目標下限変化率より小さい場合、及び、当該濃度変化率が目標上限変化率より大きい場合、それぞれに対応した濃度変更の確認画面を表示し、作業者の判定に従って画像形成濃度を濃くまたは薄くすることを特徴とする画像形成装置の濃度制御方法。