JP4412733B2 - 画像処理装置およびその方法、並びに、コンピュータプログラムおよび記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、プロセスカラーを示す画像信号またはプロセスカラーおよび特色を含む複数の色の組み合わせを示す画像信号の画像処理に関する。

ディジタルプリンティング技術は、オンデマンド印刷市場や少部数の印刷市場において、近年確実にその利用価値を高めている。とくに、電子写真技術を用いたフルカラープリンティングは生産性、印刷コスト、メンテナンスの容易性、などの面で他のプリンティング技術よりも優位な位置にあり、急速にその市場を広めている。さらに、従来の四色のトナーCMYK（プロセスカラー）を用いる電子写真方式のフルカラー印刷だけでなく、レッドR、グリーンG、ブルーB、オレンジ色Oや淡色など、特殊な色再現性をもつ特色トナーを用いた多色印刷方式も注目を集めている。

インクジェットプリンタにおいては、既に基本四色（CMYKのプロセスカラー）に特色インクを加えた印刷技術が開発、製品化されていて、その信号生成方法は数多く提案されている。例えば特開2002-154239公報および特開2002-154240公報には、粒状感を低減するためにMとCをブルー(B)インクに置き換える技術が開示されている。

一方、電子写真方式の特性として、単位面積当りに付着するトナー量が多過ぎると、トナーの飛散、定着機構への記録紙の巻き付きなどが生じる。これは、画質を劣化させるだけでなく、装置を損傷させる危惧がある。この問題を抑制する技術には、一画素当りに使用するトナー量を装置およびトナー特性に応じた所定値以下に変換する方法があり、特開2005-101934公報などに開示されている。

四色を超えるトナーを利用する電子写真方式を前提とする信号処理技術として、例えば特開2004-58624公報は、六色トナーを使用する場合の色分解テーブルの生成技術を開示する。この技術によると、CMYK色分解テーブルと、既定のトナー使用量の範囲内で実際に印刷した印刷物の測色値に基づきC信号とM信号を分解して、淡シアンc、淡マゼンタmを利用するための六色分解テーブルを生成する。そして、この六色分解テーブルを利用することで、トナーの消費量を制御する。

四色を超えるトナーを利用する場合、通常の画像処理に前述した色分解テーブルを適用することで、装置やトナー特性に適した範囲のトナー使用量に相当する信号値の生成が可能になる。

ところが、プリンタが受信する印刷データの形式は様々であり、受信した時点で既に四色を超える信号値に分解されている画像データや、上記の六色分解テーブルを適用することができない特殊な形式の画像データを扱う必要性も想定される。

さらに、特殊な形式の画像データを変換して予め用意した色分解処理を適用した場合、トナー総量が装置の上限値を超える可能性や色再現性の低下が想定される。特殊な形式の画像データとして一般に利用できるものは、PostScript(R)のDeviceN色空間の画像データが挙げられる。なお、DeviceN色空間は、n個の成分（n色版を持つ）で表される色空間である。また、独自定義で多色に分版された画像データなども特殊な形式の画像データである。

一方、インクジェット方式における特色色材を利用する場合の信号処理を、電子写真方式のフルカラー印刷に適用した場合、CMYKのトナー像に加えて、特色トナー像が転写媒体上に形成される。そのトナー像を記録紙に転写し加熱定着を行うわけだが、トナー色数の増加に伴い、総トナー量の増加により、電子写真プロセスの各プロセスにさらに大きな負荷をかけることになる。

特開2002-154239公報 特開2002-154240公報 特開2005-101934公報 特開2004-58624公報

本発明は、プロセスカラーを示す画像信号またはプロセスカラーおよび特色を含む複数の色の組み合わせを示す画像信号を処理する場合に、色材の総使用量を制限値内に抑えることを目的とする。

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。

本発明にかかる画像処理装置は、複数の基本色および特色を含む複数の色の組み合わせを示す画像信号を入力する入力手段と、前記画像信号の画素ごとに、各色の信号値の総和を算出して、前記信号値の総和と制限値を比較する比較手段と、前記総和が前記制限値を超える場合、前記基本色の信号値を特色の信号値へ置き換える置換テーブルに基づき、前記基本色の信号値を前記特色の信号値に置き換える置換手段とを有し、前記置換手段は、前記特色が複数ある場合、各特色への置換量に基づき、前記特色への置き換え順を決定することを特徴とする。

本発明によれば、プロセスカラーを示す画像信号またはプロセスカラーおよび特色を含む複数の色の組み合わせを示す画像信号を処理する場合に、色材の総使用量を制限値内に抑えることができる。

以下、本発明にかかる実施例の画像処理を図面を参照して詳細に説明する。

［画像形成装置の構成］
図1は実施例のフルカラー画像形成装置（以下「画像形成装置」と呼ぶ）の概観図である。

画像形成装置は、その上部にリーダ300、下部にプリンタ100を有する。

リーダ300は、スキャナユニット32のランプの光で、原稿台ガラス31上に載置された原稿30を露光し、スキャナユニットを副走査方向に移動する。原稿30からの反射は、スキャナユニット32のミラー、レンズ33を介して、CCDセンサ34に集光する。CCDセンサ34が出力する色分解画像信号は、図示しない増幅回路で増幅され、図示しないビデオ処理ユニットによってRGB画像データに変換され、図示しない画像メモリに格納された後、プリンタ100に出力される。

なお、プリンタ100は、リーダ300から出力される画像データを入力するほか、ネットワークを介してコンピュータから画像データを入力し、また、電話回線を介して受信したファクシミリの画像信号も入力する。以下では、代表例として、リーダ300が出力する画像データに対するプリンタ100の動作を説明する。

プリンタ100は、大別して二つの画像形成部を有する。一つ目は感光ドラム1aを含む第一の画像形成部Sa、二つ目は感光ドラム1bを含む第二の画像形成部Sbである。これら画像形成部Sa、Sbはコストダウンのためにほぼ同じ構成（形状）を有する。つまり、後述する現像器41〜46の構成や形状もほぼ同じであり、これによって現像器41〜46を相互に入れ替えても動作可能である。

像担持体としての二つの感光ドラム1a、1bはそれぞれ、図1に示す矢印Aの方向に回転自在に担持されている。感光ドラム1a、1bの周囲にはそれぞれ次の構成が配置されている。露光系として、前露光ランプ11a、11b、コロナ帯電器2a、2b、光学系の露光部3a、3b、並びに、電位センサ12a、12bがある。また、現像系として、回転式現像器の保持部である移動体（現像ロータリ）4a、4bおよび各保持部に色の異なる現像剤を収容する三個の現像器41〜43、44〜46、一次転写ローラ5a、5b、並びに、クリーニング器6a、6bがある。

なお、高画質化のためには、現像器の数は五個以上であればよいが、実施例1では六個の現像器41〜46を用いる構成とする。そして、現像器が収容するトナーは下記のとおりである。
現像器41はマゼンタトナー
現像器42はシアントナー
現像器43は淡マゼンタトナー
現像器44はイエロートナー
現像器45はブラックトナー
現像器46は淡シアントナー

濃色および淡色の現像剤（色材）は、分光特性が等しい顔料の量を調整して作成する。つまり、淡マゼンタトナーは、含有する顔料の分光特性はマゼンタトナーと等しいが、顔料の含有量が少ない。同様に、淡シアントナーは、含有する顔料の分光特性はシアントナーと等しいが、顔料の含有量が少ない。また、淡トナーに替えてレッドやグリーンなどの特色トナーの現像器を搭載してもよい。

この他に、金色や銀色などのメタリック系トナーや、蛍光剤を含む蛍光色トナーなど、顔料の分光特性がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックと異なるトナーを収容する現像器（上記の現像器と同形状）を現像ロータリ4a、4bに搭載することも可能である。

また、各現像器は、トナーとキャリアを混合して用いる二成分現像剤を収容するが、トナーのみからなる一成分現像剤でも問題はない。

ここで、マゼンタとシアンに対して濃い色と薄い色を用いるのは、人肌のような色が淡い画像の再現性を飛躍的に向上させるのが狙いである。言い換えれば、色が淡い領域の粒状性を低減することが狙いである。

画像形成時、感光ドラム1a、1bは、矢印Aの方向に回転し、前露光ランプ11a、11bによって除電された後、帯電器2a、2bによってその表面が一様に帯電させる。一方、露光部3a、3bは、リーダ300から入力される画像データを図示しないレーザ出力部によって光信号に変換する。この光信号（レーザ光E）は、ポリゴンミラー35で反射され、レンズ36および反射ミラー37を経て、感光ドラム1a、1bの表面の露光位置を照射する。これにより、感光ドラム1a、1b上に、トナー色（分解色）ごとに静電潜像を形成する。

次に、現像ロータリ4a、4bを回転して現像器41、44を感光ドラム1a、1b上の現像位置に移動した後、現像器41、44を作動（現像器41、44に現像バイアスを印加）して、感光ドラム1a、1b上の静電潜像を現像する。感光ドラム1a、1b上には、樹脂と顔料を基体とする現像剤（トナー）像が形成される。なお、続く現像時は現像器42、45を、さらに続く現像時は現像器43、46によって静電潜像を現像する。

なお、現像器41〜46が収容するトナーは、光学部3a、3bの間、あるいは、光学部3bの横に配置された各色のトナー収納部（ホッパ）61〜66から、現像器内のトナー比率（またはトナー量）を一定に保つように、所定のタイミングで随時補給される。

感光ドラム1a、1b上に形成されたトナー像はそれぞれ、一次転写ローラ5a、5bによって、転写媒体としての中間転写体（中間転写ベルト）5上に、トナー像が重畳するように順次転写される。このとき、一次転写ローラ5a、5bに一次転写バイアスを印加する。

駆動ローラ51および従動ローラ52によって張架され、図に示す矢印Bの方向に駆動される中間転写ベルト5が形成する平面（転写面t）に、感光ドラム1a、1bは接するように配置される。そして、感光ドラム1a、1bと対向する位置に一次転写ローラ5a、5bが配置される。

また、従動ローラ52に対向する位置に、感光ドラム1a、1bから転写した画像の位置ずれおよび濃度を検知するセンサ53を配置する。このセンサ53によって得られる情報に基づき、随時、画像形成部Sa、Sbの画像濃度、トナー補給量、画像書き込みタイミングおよび画像書き込み開始位置などを補正をする制御を行う。

二つの画像形成部Sa、Sbそれぞれにおいて、上記の静電潜像の形成、現像、一次転写を三回繰り返せば、中間転写ベルト5上には、六色のトナー像を順次重ねたフルカラートナー像が形成される。その後、中間転写ベルト5上のフルカラートナー像は、記録紙に一括して二次転写される。このとき、二次転写ローラ54に二次転写バイアスを印加する。

また、駆動ローラ51に対向する位置に転写クリーニング装置50が配置される。転写クリーニング装置50は、二次転写が終了した中間転写ベルト5上に残ったトナーを除去する。駆動ローラ51によって中間転写ベルト5を転写クリーニング装置50の方向へ押しやることで、中間転写ベルト5と転写クリーニング装置50を接触させ、清掃を行うが、清掃終了後、中間転写ベルト5は転写クリーニング装置50より離間する。そして、清掃後の中間転写ベルト5は、次の画像形成に供される。

一方、記録紙は記録紙カセット71、72、73または手差しトレイ74から、給紙ローラ81、82、83または84によって一枚ずつ画像形成部に搬送される。そして、レジストローラ85によって、斜行が補正され、給紙タイミングに合わせて二次転写位置へ供給される。

フルカラートナー像が転写された記録紙は、搬送ベルト86によって搬送され、熱ローラ定着器9によってトナー像が定着された後、排紙トレイ89または図示しない後処理装置に排出される。

また、記録紙の両面に画像形成する場合は、搬送パス切換ガイド91を駆動して、熱ローラ定着器9を通過した記録紙を、一旦、搬送縦パス7を介して反転パス76に導く。その後、反転ローラ87を逆転して、反転パス76に導かれた際の記録紙の後端を先頭にして、記録紙を反対パス76から退出させて両面搬送パス77へ導く。記録紙は、両面搬送パス77を通過し、両面搬送ローラ88によってレジストローラ85へ送られ、上記の画像形成工程によって、もう一面にフルカラー画像が形成される。

［コントローラ］
図2は、図1に示す画像形成装置を制御するコントローラの構成例を示すブロック図である。

コントローラのCPU 203は、RAM 204をワークメモリに利用して、ROM 206に格納されたプログラムを実行し、システムバス208を介して後述する各構成を制御する。

操作部205は、ユーザの指示を入力してCPU 203に伝えるとともに、CPU 203の制御に従い装置の状態などを表示する。CPU 203は、操作部205を介して、画像の複写など画像の読み取りを含むジョブをユーザから指示されると、リーダ300を制御して、原稿画像を読み取った画像データを画像処理部207に入力させる。

画像処理部207は、受信した画像データにジョブに応じた画像処理を施す。例えば、複写ジョブの場合は、リーダ300から入力された画像データにプリンタ出力に適した画像処理を施し、処理結果の画像データをプリンタ100に出力する。

なお、図2には示さないが、システムバス208とリーダ300およびプリンタ100の間は所定のインタフェイスを介して接続されている。従って、CPU 203は、リーダ300およびプリンタ100の動作状態を示すステータス情報を取得し、それらの動作を制御することができる。

また、ネットワークインタフェイス(I/F) 201は、ローカルエリアネットワーク(LAN) などのネットワーク209に接続し、ネットワーク209に接続されたコンピュータやサーバと通信し、様々なコマンドやデータをやり取りする。例えば、外部のコンピュータから記述言語（例えばPDL）で記述された画像データ（PDLデータ）を含む印刷ジョブを受信した場合、CPU 203は、PDLデータをPDL処理部202に供給する。PDL処理部202は、PDLデータを解釈してレンダリングした画像データを画像処理部207に渡す。画像処理部207は、入力される画像データにプリンタ出力に適した画像処理を施し、処理結果の画像データをプリンタ100に出力する。これによって印刷ジョブが実行される。

また、外部のコンピュータからスキャンジョブを受信した場合、CPU 203は、リーダ300に画像を読み取らせる。そして、読み取った画像に対応する画像データを画像処理部207に生成させ、その画像データをネットワークI/F 201を介して、スキャンジョブを発行したコンピュータなどの宛先に送信する。なお、その画像データは、スキャンジョブで指定されたデータフォーマットにする。

さらに、コントローラ内には、ファクシミリの送受信部、電話回線とのインタフェイスなど、さらに構成が存在するが、ここでは説明を省略する。

［画像処理部］
図3は画像処理部207の構成例を示すブロック図である。

リーダ300が出力する画像データは、多くの場合、一画素当り8ビット（256階調）のRGB画像データである。画像処理部207は、入力したRGB画像データに、シェーディング補正部301で白基準の補正を施し、入力色処理部302で入力マスキング処理を施すことで、CCDの分光特性に起因する色の濁りなどが取り除く。さらに、空間フィルタ303で入力画像データの周波数特性を修正する。

画像処理部207は、上記の処理で得たRGB画像データ、または、PDL処理部202が生成したRGB画像データ（各色8ビット）をRGB色分解部304によってCMYKおよびS1、S2の六色信号（各色8ビット）に色分解する。また、PDL処理部202はCMYK画像データ（各色8ビット）を出力する場合がある。この場合、CMYK画像データをCMYK色分解部308によってCMYKおよびS1、S2信号の六色に色分解する。さらに、外部のコンピュータ（外部装置210）から直接CMYKおよびS1、S2信号が入力されることもある。

また、RGB色分解部304は、ダイレクトマッピングにより、RGBまたはCMYK画像データをCMYKおよびS1、S2に分解する。なお、RGB色分解部304の色分解処理は、他のデバイスにもある程度流用できる方法、係数を設定し、個々のデバイス特性は、後述するトナーリダクション処理部306で吸収するようにしてもよい。

次に、画像処理部207は、六色の信号を出力ガンマ補正部305に入力する。出力ガンマ補正部305は、各色独立の一次元ルックアップテーブル(1D LUT)を用いて、色分解信号に出力特性の補正（ガンマ補正）を施す。続いて、トナーリダクション処理部306は、画素ごとの信号値の総量を所定の制限内に収めるトナーリダクション処理を行う。このトナーリダクション処理の詳細は後述する。

続いて、中間調処理部307は、プリンタ100が再現可能な階調数および解像度に応じた擬似中間調処理を色分解信号に施す。そして、画像処理部207は、擬似中間調処理されたCMYK信号またはCMYKS1S2信号をプリンタ100に出力する。なお、プリンタ100の階調数および解像度は例えば4ビット、600dpiであるが、これに制限されるものではない。また、擬似中間調処理は公知のスクリーン線処理や誤差拡散処理を用いる。

以下では、前述した淡トナーに替えてレッドやグリーンなどの特色トナーの現像器を搭載した場合の、特色トナーへの画素値の置き換え、および、トナーリダクションについて説明する。

［置換トナー色信号の生成］
図4は各色の画素値を組み合わせた場合、あるトナー色（特色）の画素値に置き換え可能であることを示すテーブルを示す図である。図4は、画素の色成分値がA色：B色：C色=a1：b1：c1の混合比を示す場合、画素値に調整値α1を掛けた値を色成分S1の値に置き換えが可能であることを示す。つまり、各色成分の値をA、B、Cとすると、色成分S1およびS2の値は式(1)で表される。
S1 = α1・(A×a1 + B×b1 + C×c1)/(a1 + b1 + c1)
S2 = α2・(A×a2 + B×b2 + C×c2)/(a2 + b2 + c2) …(1)

なお、以下では色成分信号を置換トナー色信号と呼ぶ。また、トナーリダクション処理部306は、図4に示すテーブルに基づき、下色除去(UCR)処理のような、後述する置換色成分の除去処理（以下「置換色除去(Replaceable Color Remove: RCR)処理」と呼ぶ）を実施する。

［トナーリダクション処理］
図5は各画素に施すトナーリダクション処理を示すフローチャートで、トナーリダクション処理部306が実行する処理である。

まず、注目画素の信号値の総和（つまりC+M+Y+K+S1+S2、以下「画素値総和」と呼ぶ）を計算し(S501)、画素値総和がデバイス特性に応じて予め定められた制限値を超えるか否かを判定する(S502)。画素値総和≦制限値の場合はトナーリダクション処理は不要であるから、処理をステップS507に進める。

画素値総和＞制限値の場合は、後述するRCR処理順の決定を行い(S503)、決定した順序に従い後述するRCR処理を行う(S504)。RCR処理後、画素値総和と制限値を比較して(S505)、画素値総和≦制限値になれば処理をステップS507に進める。また、RCR処理後も画素値総和＞制限値の場合は、後述する画素値低減処理を実行する(S506)。

そして、ステップS507の判定により、処理対象画像の全画素にトナーリダクション処理を施すまでステップS501からS506を繰り返す。

なお、トナーリダクション処理部306に入力される信号は、CMYKS1S2信号ではなくCMYK信号でもよい。この場合、ステップS501においてCMYKの信号値の総和を計算する。さらに、ステップS504においてプロセスカラーと同系色ではない特色の信号に置き換えてもよいし、プロセスカラーと同系色である信号に置き換えてもよい。

●RCR処理順の決定(S503)
図6はRCR処理(S504)を行う場合のRCR量、すなわち図4に示すテーブルの置換トナー色に加える信号値を算出する処理を示すフローチャートである。なお、図6において、「m」は置換トナー色を示すサフィックスで、例えば置換トナー色S1に注目する場合は、am=a1、bm=b1、cm=c1、αm=α1である。

ステップS601からS605は、注目画素の色成分値A、B、C（例えばC、M、Y)を基にRCR量を決定するための基準色を選択する処理である。すなわち、A/am、B/bm、C/cmを比較(S601、S603)し、最小の値を示す色を基準色値BaseColorに、当該色の混合比を基準係数BaseParamにする(S602、S604、S605)。

そして、基準色値および基準係数を利用してRCR量RCRmを決定する(S606)。なおステップS606におけるSumは画素値総和、Limitは制限値である。

図6に示す処理を各置換トナー色について行う。例えば、図4に示すテーブルをもつ場合、置換トナー色はS1およびS2の二色であるからRCR1とRCR2を決定する。

図7はRCR処理順の決定を説明するフローチャートである。

置換トナー色のRCR量であるRCR1とRCR2を比較して(S701)、値が小さい置換色への置き換え（RCR処理）を先に実行するように順序を決定する(S702、S703)。

図7には、置換トナー色が二色の場合を示したが、三色以上の場合も、RCR量が小さい順にRCR処理を実行するように決定すれば良い。

RCR量が小さい順にRCR処理を実行することで、多くの種類の特色に置き換えることができ、特定の種類の特色だけの偏った使用を防ぐことができる。

●RCR処理(S504)
図8はRCR処理順が決定した後のRCR処理を説明するフローチャートである。

以下では、一例としてRCR1＜RCR2の場合、すなわち置換色S1への置き換えを先に実施する場合を説明する。

まず、RCR後の色信号値S1'を決定する(S801)。ここでは各色8ビットを前提とするため、式(1)で計算される信号値S1にRCR1を加算した値が255を超える場合は、RCR後の色信号値S1'=255にする。

次に、RCR後の色信号値A'、B'、C'を計算する(S802)。つまり、色信号S1に加算した信号値に相当する値を色信号値A、B、Cから減算する。

次に、画素値総和を再計算し、画素値総和と制限値を比較して(S803)、画素値総和≦制限値であれば、その時点でRCR処理を終了する。また、画素値総和＞制限値であれば、図6に示す処理によって置換色S1に関するRCR後のRCR2'を計算する(S804)。そして、置換色S1の場合と同様に、信号値S2'を決定し(S805)、RCR後の色信号値A"、B"、C"を計算する(S806)。

●画素値低減処理(S506)
図9は画素値低減処理(S506)を説明するフローチャートである。

まず、画素値総和を算出し(S901)、式(2)によって各色信号の削減率Rateを算出する(S902)。
Rate = Limit/Sum …(2)
ここで、Sumは画素値総和
Limitは制限値

そして、削減率Rateを各色信号値に掛けることで、各色信号値を同じ削減率で低減する(S903)。

［具体例］
次に、置換トナー色がレッドRとグリーンGの場合の具体例を説明する。なお、説明を分かり易くするために、外部のコンピュータなどから極端な信号値のCMYKおよびS1、S2が入力される場合を説明する。

図10は置換トナー色への置換テーブルの具体例を示す図である。図10に示すテーブルは、シアンC：マゼンタM：イエローYが0：1：1の混合比を示す場合はレッドRに、同じく1：0：1の混合比を示す場合はグリーンGに置き換えが可能であることを示している。

図11は、図10に示すテーブルに基づきトナーリダクション処理を進めると、ある画素の信号値がどのように変化するかを示す図である。以下では制限値を200として画素値の変化を順に説明する。

図11(a)はトナーリダクション処理部306へ入力される画素値を示している。この時点での画素値は次のとおりである。
C = 102
M = 128
Y = 255
K = 51
R = 26
G = 77
Sum = 639

図10に示すテーブルによれば、マゼンタMとイエローYをレッドRへ置き換えるためのRCR量RCR1と、シアンCとイエローYをグリーンGへ置き換えるためのRCR量RCR2は、それぞれ以下のように決定される。RCR1＞RCR2であるからグリーンGへの置き換えを先に実施する。
S1: BaseColor = M
RCR1 = Min{128×1, (639-200)/2}
= Min{128, 219.5}
= 128
S2: BaseColor = C
RCR2 = Min{102×1, (639-200)/2}
= Min{102, 219.5}
= 102

図11(b)はグリーンGへの置き換えを実施した後の画素値を示している。この時点での画素値は次のとおりである。
C' = 102 - (179 - 77)/1・1/1 = 0
M' = 128 - (179 - 77)/1・0/1 =128
Y' = 255 - (179 - 77)/1・1/1 = 153
K = 51
R = 26
G' = 77 + 102 = 179
Sum = 537

次にレッドRへの置き換えを実施するが、再計算したRCR量RCR1'は次のようになる。
S1: BaseColor = M
RCR1' = Min{128×1, (639-200)/2}
= Min{128, 219.5}
= 128

図11(c)はレッドRへの置き換えを実施した後の画素値を示している。この時点での画素値は次のとおりである。
C" = 0 - (154 - 26)/1・0/1 = 0
M" = 128 - (154 - 26)/1・1/1 =0
Y" = 153 - (154 - 26)/1・1/1 =25
K = 51
R' = 26 + 128 = 154
G' = 179
Sum = 409

これでRCR処理は終了する。この時点で画素値総和は409になり、制限値は200を超えている。そこで、画素値低減処理を実施する。
Rate = 200/409
C = 0
M = 0
Y = 25×200/409 = 12
K = 51×200/409 = 25
R = 154×200/409 = 75
G = 179×200/409 = 88
Sum = 200

画素値低減処理によって画素値総和は200になる。図11(d)はこの状態の画素値を示している。このように、トナーリダクション処理によって、色再現性の低下を避けつつ、トナーの総使用量に相当する画素値総和を制限値内に収めることができる。

このように、CMYK四色を超える色数の色材を利用するプリンタにおいて、画質を維持しつつ色材量を制限値内に低減することが可能である。

以下、本発明にかかる実施例2の画像処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

実施例1では色再現性を優先した処理を説明した。しかし、文字が多い画像の場合は、画像全体の色が薄くなり、色の置き換えによって文字の判読性が低下するなどの弊害も考えられる。文字の判読性を考慮すると、画像全体の印象を強く左右するブラックKトナーへの色の置き換えを優先することが望ましい。以下では、Kトナーへの置き換えを優先する処理を説明する。

図12はKトナーへの置き換えを含むテーブル例を示す図で、図10に示したテーブル例にC、M、Yを同率で混合するとKトナーに置き換えられる情報を付加したものである。

図13はKトナーへの置き換えを優先する場合を考慮したトナーリダクション処理を示すフローチャートで、トナーリダクション処理部306が実行する処理である。

まず、ブラック（Kトナー）への置き換えを優先するか否かを判定する(S121)。この判定は、例えば、画像タイプとして「文字」が指定され、黒文字などのコントラストを高めた印刷物が望まれている場合にKトナーへの置き換えを優先する、などが考えられる。Kトナーへの置き換えを優先する場合は、Kトナーへ置き換えるRCR処理を実施し、その後、前述したS1、S2色（例えばRトナー、Gトナー）へのRCR順の決定と処理を行う(S122)。また、Kトナーへの置き換えを優先しない場合は、前述したS1、S2色（例えばRトナー、Gトナー）へのRCR順の決定と処理を実施し、その後、Kトナーへ置き換えるRCR処理を行う(S123)。

図14はKトナーへのRCR処理を示すフローチャートである。

まず、各色成分の信号値と、画素値総和と制限値の差分の半分(Sum-Limit)/2を比較して、最小の値をRCR量にする(S131)。次に、K信号値にRCR量を加えたK'信号値を計算し(S132)、CMY信号値からそれぞれ(K'-K)を減じたC'M'Y'信号値を計算する(S133)。

図15はKトナーへの置き換えを優先するトナーリダクション処理によって、ある画素の信号値がどのように変化するかを示す図である。当初の入力値および制限値は実施例1と同様である。

図15(a)は、図11(a)と同様に、トナーリダクション処理部306へ入力される画素値を示している。この時点での画素値は次のとおりである。
C = 102
M = 128
Y = 255
K = 51
R = 26
G = 77
Sum = 639

Kトナーへの置き換えを行うためのUCR量は次のようになる。
RCR = Min{102, 128, 255, (639-200)/2}
= Min{102, 128, 255, 219.5}
= 102

図15(b)はKトナーへの置き換えを実施した後の画素値を示している。この時点での画素値は次のとおりである。
C' = 102 - (153 - 51) = 0
M' = 128 - (153 - 51) =26
Y' = 255 - (153 - 51) = 153
K' = 51 + 102 = 153
R = 26
G = 77
Sum = 435

次に、M成分とY成分をレッドRに置き換える。
BaseColor = M
RCR1 = Min{26, (435 - 200)/2}
= Min{26, 117.5}
=26

図15(c)はレッドRへの置き換えを実施した後の画素値を示している。この時点での画素値は次のとおりである。
C' = 0
M" = 26 - (52 - 26) = 0
Y" =153 - (52 - 26) = 127
K' =153
R' = 26 + 26 = 52
G = 77
Sum = 409

これでRCR処理は終了する。この時点で画素値総和は409になり、制限値は200を超えている。そこで、画素値低減処理を実施する。
Rate = 200/409
C = 0
M = 0
Y = 127×200/409 = 62
K = 153×200/409 = 75
R = 52×200/409 = 25
G = 77×200/409 = 38
Sum = 200

このように、Kトナーへの置き換えを優先してトナーリダクション処理を実施すれば、実施例1の具体例で示したKトナーの信号値K=25に比べて、Kトナーの信号値K=75と大きくとることができる。従って、文字が多い画像の場合に、色の置き換えによって文字の判読性が低下などを防ぐことができる。

［変形例］
前述したように、Kトナーへの置き換えを優先するか否かでトナーリダクション処理後の画像特性が異なる。そのため、一画像内において、画像領域の特徴に基づき画素またはオブジェクト条件に従い処理を切り替えれば、より高画質の処理結果が得られる。

例えば、ラスタ画像に対する特徴量判定などで得られる像域信号や、PDLデータを解釈して生成したオブジェクト情報に従い、Kトナーへの置き換えを優先するか否かを切り替える。

図16はKトナーへの置き換えを優先するか否かの切り替え条件テーブルの一例を示す図である。図16のテーブルに従えば、PDLオブジェクトの場合、テキストおよびラインはKトナーへの置き換えを優先し、グラフィックスやイメージは優先しない。また、ラスタ画像の場合、文字域および文字内部はKトナーへの置き換えを優先し、写真域は優先しない。

また、画像データを受信した際の通信プロトコルに基づき、Kトナーへの置き換えを優先するか否かを切り替えてもよい。

図17は通信プロトコルに基づき、Kトナーへの置き換えを優先するか否かを切り替えるテーブル例を示す図である。図17のテーブルに従えば、ファクシミリやインターネットファクスで受信した画像データの場合は解像度が低いことが比較的多く、画像内の文字、細線などの情報がより判読し易い出力画像処理が望まれる。そこで、ファクシミリやインターネットファクスで受信した画像データはKトナーへの置き換えを優先する。

また、ファクシミリやインターネットファクス以外で受信した画像データは、Kトナーへの置き換えを優先しない。さらに、ファクシミリやインターネットファクス以外で受信した画像データに、図16に示すテーブルを適用して画像特性に応じてKトナーへの置き換えを優先するか否かを判定してもよい。

［他の実施例］
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、上記実施例の機能を実現するソフトウェアを記録した記憶媒体（記録媒体）をシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（CPUやMPU）が前記ソフトウェアを実行することでも達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたソフトウェア自体が上記実施例の機能を実現することになり、そのソフトウェアを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。

また、前記ソフトウェアの実行により上記機能が実現されるだけでなく、そのソフトウェアの指示により、コンピュータ上で稼働するオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

また、前記ソフトウェアがコンピュータに接続された機能拡張カードやユニットのメモリに書き込まれ、そのソフトウェアの指示により、前記カードやユニットのCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

本発明を前記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するソフトウェアが格納される。

実施例のフルカラー画像形成装置の概観図、 図1に示す画像形成装置を制御するコントローラの構成例を示すブロック図、 画像処理部の構成例を示すブロック図、 各色の画素値を組み合わせた場合、あるトナー色（特色）の画素値に置き換え可能であることを示すテーブルを示す図、 各画素に施すトナーリダクション処理を示すフローチャート、 RCR処理を行う場合のRCR量を算出する処理を示すフローチャート、 RCR処理順の決定を説明するフローチャート、 RCR処理順が決定した後のRCR処理を説明するフローチャート、 画素値低減処理を説明するフローチャート、 置換トナー色への置換テーブルの具体例を示す図、 トナーリダクション処理の具体例を説明する図、 実施例2のKトナーへの置き換えを含むテーブル例を示す図、 Kトナーへの置き換えを優先する場合を考慮したトナーリダクション処理を示すフローチャート、 KトナーへのRCR処理を示すフローチャート、 トナーリダクション処理の具体例を説明する図、 Kトナーへの置き換えを優先するか否かの切り替え条件テーブルの一例を示す図、 通信プロトコルに基づき、Kトナーへの置き換えを優先するか否かを切り替えるテーブル例を示す図である。

Claims (16)

1. 複数の基本色および特色を含む複数の色の組み合わせを示す画像信号を入力する入力手段と、
   前記画像信号の画素ごとに、各色の信号値の総和を算出して、前記信号値の総和と制限値を比較する比較手段と、
   前記総和が前記制限値を超える場合、前記基本色の信号値を特色の信号値へ置き換える置換テーブルに基づき、前記基本色の信号値を前記特色の信号値に置き換える置換手段とを有し、
   前記置換手段は、前記特色が複数ある場合、各特色への置換量に基づき、前記特色への置き換え順を決定することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記置換手段は、前記置換量が大きい置き換えよりも先に、前記置換量が小さい置き換えを実行することを特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
3. 前記置換手段は、前記基本色の信号値、前記総和、前記制限値、および、前記基本色の信号値を特色の信号値へ置き換える置換テーブルに基づき前記特色への置換量を計算する計算手段、並びに、前記特色が複数ある場合に、決定された前記特色への置き換え順に基づき前記特色ごとに前記置換量に応じた前記置き換えを実行する処理手段を有することを特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
4. 前記置換手段は、前記特色が複数ある場合、前記特色の一つに対する前記置き換えを行うごとに、前記比較手段に前記比較を実行させ、前記総和が前記制限値以下になった場合は前記置き換えを終了することを特徴とする請求項３に記載された画像処理装置。
5. 前記置換手段は、前記特色が複数ある場合、前記特色の一つに対する前記置き換えを行うごとに、前記比較手段に前記比較を実行させ、前記総和が前記制限値を超える場合は、前記置き換え順が示す次の特色について、前記計算手段に前記置換量を再計算させ、前記処理手段に前記置き換えを実行させることを特徴とする請求項３に記載された画像処理装置。
6. さらに、前記置換手段による前記置き換え後、前記比較手段に前記比較を実行させ、前記総和が前記制限値を超える場合は、前記総和と前記制限値に基づき設定した低減率により、前記各色の信号値を低減する低減手段を有することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載された画像処理装置。
7. 前記置換テーブルは、前記特色の信号値への置き換えの関係に加えて、ブラック色を除く前記基本色の信号値の組み合わせと前記ブラック色の信号値への置き換えの関係を含み、
   前記置換手段は、さらに、前記特色への置き換えよりも、前記ブラック色への置き換えを優先するか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする請求項３から請求項５の何れか一項に記載された画像処理装置。
8. 前記判定手段は、ラスタ画像の像域判定結果、または、PDLデータを処理して得たオブジェクト情報に基づき前記判定を行うことを特徴とする請求項７に記載された画像処理装置。
9. 前記判定手段は、前記入力手段が装置外から画像信号を入力した場合、前記画像信号の通信に使用された通信プロトコルの種類に基づき前記判定を行うことを特徴とする請求項７に記載された画像処理装置。
10. プロセスカラーを示す画像信号を入力する入力手段と、
    前記画像信号の画素ごとに、各色の信号値の総和を算出して、前記信号値の総和と上限値を比較する比較手段と、
    前記総和が前記上限値を超える場合、前記プロセスカラーの信号値を前記プロセスカラーと同系色ではない特色の信号値へ置き換える置換テーブルに基づき、前記プロセスカラーの信号値を前記プロセスカラーと同系色でない特色の信号値に置き換える置換手段とを有し、
    前記置換手段は、前記特色が複数ある場合、各特色への置換量に基づき、前記特色への置き換え順を決定することを特徴とする画像処理装置。
11. 前記置換手段は、前記置換量が大きい置き換えよりも先に、前記置換量が小さい置き換えを実行することを特徴とする請求項１０に記載された画像処理装置。
12. 複数の基本色および特色を含む複数の色の組み合わせを示す画像信号を入力する入力ステップと、
    前記画像信号の画素ごとに、各色の信号値の総和を算出して、前記信号値の総和と制限値を比較する比較ステップと、
    前記総和が前記制限値を超える場合、前記基本色の信号値を特色の信号値へ置き換える置換テーブルに基づき、前記基本色の信号値を前記特色の信号値に置き換える置換ステップとを有し、
    前記置換ステップは、前記特色が複数ある場合、各特色への置換量に基づき、前記特色への置き換え順を決定することを特徴とする画像処理方法。
13. 前記置換ステップは、前記置換量が大きい置き換えよりも先に、前記置換量が小さい置き換えを実行することを特徴とする請求項１２に記載された画像処理方法。
14. プロセスカラーを示す画像信号を入力する入力ステップと、
    前記画像信号の画素ごとに、各色の信号値の総和を算出して、前記信号値の総和と上限値を比較する比較ステップと、
    前記総和が前記上限値を超える場合、前記プロセスカラーの信号値を前記プロセスカラーと同系色ではない特色の信号値へ置き換える置換テーブルに基づき、前記プロセスカラーの信号値を前記プロセスカラーと同系色ではない特色の信号値に置き換える置換ステップとを有し、
    前記置換ステップは、前記特色が複数ある場合、各特色への置換量に基づき、前記特色への置き換え順を決定することを特徴とする画像処理方法。
15. 画像処理装置を制御して、請求項１２から請求項１４の何れか一項に記載された画像処理を実行することを特徴とするコンピュータプログラム。
16. 請求項１５に記載されたコンピュータプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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