(57)【要約】【課題】レーザープリンタ等において出力画像のハイライト部の画質を向上させる。【解決手段】  画像処理部１１０において、網点画像バッファ１１２から網点画像信号が出力され、この網点画像信号の線数情報が線数バッファ１１３より出力される。エンジン部１２０において、露光エネルギー設定部１２１は、その線数情報に従ってＬＤ駆動部１２２のＬＤ点灯時間を増減して露光エネルギーを変化させることにより、形成される網点の大きさを線数情報に応じて制御する。１５０ＬＰＩ以上の線数のときの網点径を１００％とし、１５０ＬＰＩより低い線数範囲において、略５０ＬＰＩ〜略１００ＬＰＩの線数のときの網点径を略７０％とし、それ以外の線数のときの網点径を略８５％とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多階調画像の階調を網点により表現するための、ハイライト領域において線数が所定線数より低下する特性を有する、２値の網点画像信号を出力する網点画像信号出力手段と、
前記網点画像信号出力手段より出力される前記網点画像信号に従って記録媒体上に網点画像を形成するエンジン手段とを備える画像形成装置であって、
前記網点画像信号出力手段より出力される前記網点画像信号の線数を示す線数情報を出力する線数情報出力手段と、
前記線数情報出力手段より出力される前記線数情報に応じて、前記エンジン手段で形成される網点の大きさを制御する制御手段とをさらに備え、
前記制御手段による網点の大きさの制御は、前記所定線数より低い線数のときの網点の大きさを、前記所定線数以上の線数のときの網点の大きさより小さくするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段による網点の大きさの制御は、前記所定線数より低い線数の範囲において、略５０ＬＰＩから略１００ＬＰＩまでの線数のときに網点の大きさを最も小さくするものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段による網点の大きさの制御は、前記所定線数以上の線数のときの網点の径を所定値とし、前記所定線数より低い線数の範囲において、略５０ＬＰＩから略１００ＬＰＩまでの線数のときの網点の径を前記所定値の略７０％とし、それ以外の線数のときの網点の径を前記所定値の略７０％より大きくするものであることを特徴とする請求項１に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、レーザープリンタなどの網点により画像の階調を擬似的に表現するタイプの画像形成装置に係り、特に、画像のハイライト部における画質を向上させるための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタを始めとする電子写真方式の画像形成装置において、電子原稿のような多階調記録を表現しようとする場合、例えば入力画像を閾値マトリクスと比較して画素ごとに２値化するディザ法のような階調処理により、原稿の多階調濃度情報を印刷画素のＯＮ／ＯＦＦに置き換える処理、すなわち擬似的な階調画像（ハーフトーン画像）に変換する擬似中間調処理を使用している。
【０００３】
ディザ法においては、基本となるスクリーンセルを複数まとめて大きなスクリーンセルとし、複数個のスクリーン核を形成することにより、高スクリーン線数かつ高階調数を実現する手法が用いられている。しかし、この手法では、複数個のスクリーン核を形成する過程で、ハイライト部においてスクリーン線数が切り替わる（ハイライト部は線数が低下する）。そのため、ハイライト部では人間の目にパターンとして映ってしまい、粒状性を劣化させてしまうことが課題となっていた。
【０００４】
従来、このようなハイライト部の画質劣化に対して、いくつかの対応が取られている。例えば特許文献１には、ハイライト部において網点の線数をより高い線数にすることにより、知覚される画質を良好にする技術が開示されている。また、特許文献２，３には、ハイライト部においてＯＮとなる画素を集める画像処理を行って安定した綺麗な網点を形成し、これによりハイライト部の画質を良好にする技術が開示されている。さらに特許文献４には、ハイライト部においてドットの規則性を乱し、低線数部のテクスチャを知覚出来ないようにすることにより、ハイライト部の画質を良好にする技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９８８６４号公報
【特許文献２】特開２００５−３４８４２６号公報
【特許文献３】特開２００５−２７７４７９号公報
【特許文献４】特開２００７−０３６９１３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、特許文献１のようなハイライト部の線数を上げる方法には限界があり、また装置構成が複雑になるという問題がある。
【０００７】
特許文献２，３のようなハイライト部でＯＮ画素を集める方法は、網点は安定にはなるけれども、やはり低線数網点が知覚されるため、ユーザーによってはこの方法が好まれないケースもある。さらに最近では、レーザープリンタのプロセス制御の進展により、ＯＮ画素を集めなくても（ＯＮ画素１つで網点を構成しても）網点は充分に安定なケースがあり、ＯＮ画素を集めることが有効でないこともある。
【０００８】
また、特許文献４のようなドットの規則性を乱す方法では、低線数は感じられないがザラツキ感を知覚するため、必ずしも高画質にはならないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ハイライト部において低線数を知覚しにくく高画質な画像を形成可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
多階調画像の階調を網点により表現するための、ハイライト領域において線数が所定線数より低下する特性を有する、２値の網点画像信号を出力する網点画像信号出力手段と、
前記網点画像信号出力手段より出力される前記網点画像信号に従って記録媒体上に網点画像を形成するエンジン手段とを備える画像形成装置であって、
前記網点画像信号出力手段より出力される前記網点画像信号の線数を示す線数情報を出力する線数情報出力手段と、
前記線数情報出力手段より出力される前記線数情報に応じて、前記エンジン手段で形成される網点の大きさを制御する制御手段とをさらに備え、
前記制御手段による網点の大きさの制御は、前記所定線数より低い線数のときの網点の大きさを、前記所定線数以上の線数のときの網点の大きさより減少させるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記制御手段による網点の大きさの制御が、前記所定線数より低い線数の範囲内において、略５０ＬＰＩから略１００ＬＰＩまでの線数のときに網点の大きさを最も小さくするものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段による網点の大きさの制御が、前記所定線数以上の線数のときの網点の径を所定値とし、前記所定線数より低い線数の範囲において、略５０ＬＰＩから略１００ＬＰＩまでの線数のときの網点の径を前記所定値の略７０％とし、それ以外の線数のときの網点の径を前記所定値の略７０％より大きくするものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
ハイライト領域において線数が特定線数より低下する特性を有する網点画像信号に従って網点画像を形成する画像形成装置において、前記所定線数より低い線数のときの網点の大きさを前記所定線数以上のときの線数の網点の大きさより小さくする制御を行うことにより、画像のハイライト部の画質向上を期待できる（請求項１）。人間の視覚特性の関係から、略５０ＬＰＩから略１００ＬＰＩまでの線数の網点の大きさを最も小さくすると、ハイライト部の画質向上に効果的である（請求項２）。所定線数より低い線数の範囲において、略５０ＬＰＩから略１００ＬＰＩまでの線数の網点の径を、所定線数以上の網点の径の略７０％とし、それ以外の線数の網点の径を略７０％より大きくすることにより、１枚の画像の中に違和感のある画質が良好な網点部と画質が悪い網点部が混在するような、線数に応じた網点径制御による副作用が起きにくい（請求項３）、等々の効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の一実施例に係る画像形成装置は、図１に示すように、画像処理部１１０とエンジン部１２０とから構成される。本実施例では、外部より多値の多階調画像信号１００が画像処理部１１０に入力するものとしている。
【００１６】
画像処理部１１０は２値化処理部１１１、網点画像バッファ１１２、線数情報バッファ１１３から構成される。２値化処理部１１１は、入力された多階調画像信号１００を、その階調を網点により表現するための２値の網点画像信号に変換するとともに、この網点画像信号の線数情報を生成する。生成された網点画像信号と線数情報はそれぞれ網点画像バッファ１１２と線数情報バッファ１１３に一時的に蓄積される。そして、エンジン部１２０の動作に同期して、網点画像信号とその線数を示す線数情報が網点画像バッファ１１２と線数情報バッファ１１３よりそれぞれ出力される。すなわち、網点画像バッファ１１２は請求項１における網点画像信号出力手段に相当し、線数情報バッファ１１３は請求項１における線数情報出力手段に相当する。
【００１７】
２値化処理部１１１より出力される網点画像信号は、少なくともハイライト領域において、線数が所定線数より低下する特性を有する。より具体的には、図４に関連して後述するように、網点画像信号は、そのハイライト領域において、所定の階調レベルを境に、それより階調レベルが下がるに従い線数が徐々に低下する特性を有する。
【００１８】
エンジン部１２０は、網点画像バッファ１１２より出力される網点画像信号に従って網点画像を印刷用紙等の記録媒体上に出力するものであり、請求項１のエンジン手段に相当する。本実施例に係るエンジン部１２０は、レーザー光で感光体を走査露光することにより感光体上に網点画像の潜像を形成し、これをトナー現像してから記録媒体に転写する電子写真方式のものであり、レーザー光源としてのレーザーダイオード（ＬＤ）を駆動するＬＤ駆動部１２２と、その露光エネルギーを設定する露光エネルギー設定部１２１などを備える。
【００１９】
本実施例においては、ＬＤ駆動部１２２は、レーザーダイオードを一定光量でパルス点灯させる。レーザー光源の場合、連続点灯をすると、発熱の影響により光量が徐々に低下する「ドループ」という現象が発生して好ましくない。この現象は、レーザーダイオードを間欠点灯させることにより回避することができる。
【００２０】
図２の（１ａ）は間欠点灯のためのパルス信号を示し、このパルス信号は露光エネルギー設定部１２１からＬＤ駆動部１２２に供給される。図２の（１ｂ）は網点画像バッファ１１２より出力されてＬＤ駆動部１２２に入力される２値の網点画像信号を示す。ＬＤ駆動部１２２は、網点画像信号がＯＮの時に、間欠点灯用パルス信号のＯＮ期間だけレーザーダイオードを点灯させる。したがって、間欠点灯用パルス信号のパルス幅（ＯＮ期間）の増減により、レーザー光の露光エネルギーを増減することができる。
【００２１】
図２の（２ａ）と（２ｂ）も間欠点灯用パルス信号と網点画像信号を示すが、ここに示した間欠点灯用パルス信号は（１ａ）に示した場合より、そのパルス幅（ＯＮ期間）が２０％ほど狭くなっている。この場合、パルス幅が狭い分だけ露光エネルギーは減少することになる。
【００２２】
エンジン部１２０において、複数のオン画素で１個の網点を形成する場合もあるが、各画素の間欠点灯用パルス幅を制御して露光エネルギーを増減することによって、最終的に形成される網点の径を制御することができる。本実施例では、露光エネルギー設定部１２１で線数情報バッファ１１３より入力される線数情報に基づいて間欠点灯用パルスのパルス幅を調節して露光エネルギーを変化させることにより、線数に応じて網点の径を制御する。すなわち、露光エネルギー設定部１２１は、線数情報に基づき網点の大きさを線数に応じて制御する請求項１の制御手段を構成している。この網点径の制御方法の具体例については後述する。
【００２３】
なお、本実施例では、線数情報に基づいてレーザー光源の間欠点灯時間を変化させて露光エネルギーを増減することにより、線数に応じた網点の径の制御を行う。しかし、線数情報に基づいてレーザー光源の光量を変化させて露光エネルギーを増減することにより、同様の網点径の制御を行うことも可能であり、かかる態様も当然に本発明に含まれる。
【００２４】
次に２値化処理部１１１について説明する。２値化処理部１１１は、例えば図３に示すように、領域取り出し部１１１１、階調レベル算出部１１１２、網点パターン格納部１１１３、網点パターン出力部１１１４、網点パターン貼り付け部１１１５、内部コード変換部１１１６、線数情報貼り付け部１１１７からなる構成である。
【００２５】
領域取り出し部１１１１は、外部より入力される多値の多階調画像データ１００から同一階調レベルの画素群を取り出す処理を行う。網点パターン格納部１１１３は、階調レベルに対応した網点パターンを格納するものである。階調レベル算出部１１１２は、領域取り出し１１１１によって取り出された画素群の階調レベルに対応した網点パターンを網点パターン格納部１１１３から取り出すためのアドレス情報と、当該網点パターンの線数の情報を出力するものである。アドレス情報は網点パターン出力部１１１４に入力され、線数情報は内部コード変換部１１１６に入力される。
【００２６】
階調レベル算出部１１１２は、例えば図４に示すような階調レベル毎に網点パターンのアドレス情報と線数情報を格納したテーブルを保持し、このテーブルを参照することにより、領域取り出し部１１１１で取り出された画素群の階調レベルに対応した網点パターンのアドレス情報と線数情報を出力する。網点パターンのアドレス情報は例えば網点パターン格納部１１１３内の網点パターンの先頭アドレスを指し、線数情報は線数そのものの値である。なお、ここでは多階調画像データ１００は階調レベルが０から２５５までの２５６階調データであるとしている。
【００２７】
図３に戻る。網点パターン出力部１１１４は、階調レベル算出部１１１２より入力されるアドレス情報に基づき、領域取り出し部１１１１により取り出された画素群に対応する網点パターンを網点パターン格納部１１１３から取り出し出力する。網点パターン貼り付け部１１１５は、網点パターン出力部１１１４より出力される網点パターンを、網点画像バッファ１１２上の当該画素群に対応した領域に書き込むものである。つまり、網網点画像バッファ１１２上において、当該網点パターンを当該画素群に貼り付けるわけである。以上の２値化処理部１１１の処理によって、多階調画像データ１００の階調を網点で表現する２値の網点画像信号が網点画像バッファ１１２上に生成され一時的に記憶される。
【００２８】
内部コード変換部１１１６は、階調レベル算出部１１１２より入力される画素群対応の線数情報を内部コードに変換する。線数情報貼り付け部１１１７は、当該内部コードを当該画素群に対応させて線数情報バッファ１１３に書き込む。すなわち、線数情報バッファ１１３上において、内部コードに変換した線数情報を当該画素群に貼り付ける。
【００２９】
なお、線数情報は通常、画素単位で変化するわけではなく、例えば、基本となるスクリーンセル単位のオーダーでしか変化しないので、線数情報バッファ１１３において、線数内部コードを圧縮して記憶しておき、その圧縮データを展開することにより画素対応の線数情報を復元し出力するような構成とすると、線数情報バッファ１１３に必要なメモリ容量を削減することができる。
【００３０】
図５はそのような線数情報バッファ１１３の内部構成の一例を示し、線数情報バッファ１１３は作業用バッファ１１３１と保存用バッファ１１３２に分かれる。保存用バッファ１１３２は圧縮器１１３３、メモリ１１３４及び伸長器１１３５からなる。線数情報の圧縮保存動作は次の通りである。線数情報貼り付け部１１７によって、作業用バッファ１１３１上で画素群への線数内部コードの貼り付けが行われる。作業用バッファ１１３１の内容が圧縮器１１３３により圧縮され、その圧縮データがメモリ１１３４に保存される。このような圧縮保存処理は例えばバンド単位あるいはページ単位で行われる。
【００３１】
線数情報の伸長出力動作は次の通りである。メモリ１１３４内の圧縮データが伸長器１１３５により伸長され、作業用バッファ１１３１の圧縮前の内容、すなわち画素群に貼り付けられた線数内部コードが復元される。そして、網点画像バッファ１１２からの網点画像信号の出力と同期して、復元された作業用バッファ１１３１の内容が出力される。このような線数情報の伸長処理は例えばバンド単位あるいはページ単位で行われる。
【００３２】
さて、図４に示すようなテーブルを利用する例では、２値化処理部１１１で生成される網点画像信号は、ハイライト領域において、階調レベル４以下では線数が１５０ＬＰＩより低下する特性を有する（この例では１５０ＬＰＩが請求項１の所定線数に相当する）。露光エネルギー設定部１２１は、線数情報バッファ１１３より入力される線数情報に従って、形成される網点の径を図６に示すように線数に応じて変化させるように露光エネルギーを設定する。すなわち、１５０ＬＰＩ以上の線数では一定の網点径（これを１００％）とし、１５０ＬＰＩ未満、１００ＬＰＩ以上の線数では８５％の網点径とし、１００ＬＰＩ未満、５０ＬＰＩ以上の線数では最小の７０％の網点径とし、５０ＬＰＩ未満の線数では８５％の網点径とするように制御する。このような線数に応じた網点径の制御を行うことにより、ハイライト領域での画質が改善される。
【００３３】
図７に、ハイライト領域における網点の大きさと画質評価との関係を示す。図７に見られるように、網点の大きさが小さいほうが画質は向上するが、その画質向上は人間の視覚特性の関係から５０〜１００ＬＰＩの線数で特に顕著である。そこで、図６に示すように、５０ＬＰＩ以上、１００ＬＰＩ未満の線数範囲で網点径を最も小さい７０％径に制御している。また、１００ＬＰＩ以上、１５０ＬＰＩ未満の線数範囲では網点径を８５％径に制御し、５０ＬＰＩ未満の線数範囲では８５％径に制御している。
【００３４】
なお、画像はハイライト部だけではないので、色々な画像について、５０ＬＰＩ以上、１００ＬＰＩ未満の線数範囲での網点径を、どの程度まで減少させるのが良いか評価を行った結果を図８に示す。図８に見られるように、７０％径程度までならば網点径を減少させる制御により画質が向上するが、５５％径以下まで網点径を減少させると好ましくない影響が認められる。図６に示すような網点径の制御は、このような評価結果に基づいたものであり、１枚の画像の中に違和感のある画質が良好な網点部と画質が悪い網点部が混在するような、線数に応じた網点径制御による副作用が起きにくい。
【００３５】
なお、図６に示した線数及び網点径の数値は好ましい値であるが、それら数値はある程度の幅を許容するものである。
【実施例２】
【００３６】
本発明の他の一実施例に係る画像処理装置は、図９に示すように、エンジン部１２０のシーケンス制御部１２３から解像度情報が２値化処理部１１１へ送られるようになっている。エンジン部１２０の出力解像度は例えば６００ｄｐｉ又は８００ｄｐｉに切り替え可能であり、ユーザーの設定により、高画質の印字を望む時には解像度８００ｄｐｉで、高速の印字を望む時には解像度６００ｄｐｉで稼動させることができる。エンジン部１２０は、シーケンス制御部１２３の制御により、指定された出力解像度に応じて動作スピードなどが変更になる。
【００３７】
２値化処理部１１１は、図３に示すような内部構成であるが、階調レベル算出部１１１２（図３）は図１０に示すような６００ｄｐｉ用線数情報と８００ｄｐｉ用線数情報を格納したテーブルを保有し、また、シーケンス制御部１２３から送られる解像度情報は階調レベル算出部１１１２に入力する。階調レベル算出部１１１２は、解像度情報が示す出力解像度が６００ｄｐｉのときにはテーブル内の６００ｄｐｉ用の線数情報を出力し、出力解像度が８００ｄｐｉのときにはテーブル内の８００ｄｐｉ用の線数情報を出力する。
【００３８】
図１０から明らかなように、８００ｄｐｉの場合、生成される網点画像信号は、ハイライト領域において、階調レベル４以下で線数が１５０ＬＰＩより低下する特性を有する。このような網点画像信号に対し、前記実施例１と同様に図６に示した線数に応じた網点径の制御が行われる。
【００３９】
以上、前記実施例１と異なる点について説明した。これ以外は前記実施例１と同様である。
【実施例３】
【００４０】
図１１は本発明のもう一つの実施例に係る画像形成装置を説明するためのブロック図である。本実施例に係る画像形成装置は、多値の多階調画像データを２値化処理した２値の網点画像信号１０１が入力される形態であり、この網点画像信号１０１は画像処理部１１０内の網点画像バッファ１１２に蓄積される。網点画像データ１０１は、前記実施例１，２に係る２値化処理部１１１により生成される網点画像データと同様に、ハイライト領域において所定線数より線数が低下する特性を有するものである。ただし、網点画像信号の生成のために適用された２値化処理方式はどのようなものでも構わない。
【００４１】
画像処理部１１０は、網点画像バッファ１１２内の網点画像信号の線数を画素毎に検出する線数検出部１１４を備える。線数検出部１１４にはシーケンス制御部１２３より解像度情報が与えられ、解像度情報で指定される出力解像度（例えば６００ｄｐｉ又は８００ｄｐｉ）に対応した線数情報が線数検出部１１４から出力され、線数情報バッファ１１３に例えば前記実施例１，２の場合と同様に圧縮された形で蓄積される。
【００４２】
図１２は、線数検出部１１４の内部構成の一例を示すブロック図である。ここに示す線数検出部１１４は、網点画像信号の注目画素周辺のデータを所定の窓を用いて取り出すデータ入力部１１４１と、取り出されたデータのノイズを除去するフィルタ部１１４２と、フィルタ部１１４２で処理後の網点画像信号のパワースペクトルを検出するパワースペクトル検出部１１４３と、検出されたパワースペクトルに基づいて注目画素近傍の線数を特定する線数特定部１１４４とから構成される。
【００４３】
以上、前記実施例１，２と異なる点について説明した。これ以外は前記実施例１，２と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１を説明するためのブロック図である。
【図２】露光エネルギー制御を説明するための信号波形図である。
【図３】２値化処理部のブロック図である。
【図４】網点画像信号及び線数情報を生成するためのテーブルの説明図である。
【図５】線数情報バッファの内部構成の説明図である。
【図６】線数に応じた網点径制御の内容を示す図である。
【図７】ハイライト部における網点径と画質評価値との関係を示すグラフである。
【図８】５０ＬＰＩ以上、１００ＬＰＩ未満の線数範囲での網点径の減少度合と画質評価結果を示す図である。
【図９】実施例２を説明するためのブロック図である。
【図１０】網点画像信号及び線数情報を生成するためのテーブルの説明図である。
【図１１】実施例３を説明するためのブロック図である。
【図１２】線数検出部のブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  多値の多階調画像データ
１０１  ２値の網点画像信号
１１０  画像処理部
１１１  ２値化処理部
１１２  網点画像バッファ
１１３  線数情報バッファ
１１４  線数検出部
１２０  エンジン部
１２１  露光エネルギー設定部
１２２  ＬＤ駆動部
１２３  シーケンス制御部
１１１１  領域取り出し部
１１１２  階調レベル算出部
１１１３  網点パターン格納部
１１１４  網点パターン出力部
１１１５  網点パターン貼り付け部
１１１６  内部コード変換部
１１１７  線数情報貼り付け部
【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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