(57)【要約】【課題】  電子写真方式の場合１ドットの露光時間を制御して、露光面積を制御し、色材の付着量を制御することにより実現する技術が一般的であるが、画像解像度が向上するのに伴い１画素を占める面積は小さくなり、安定した制御は難しくなる。【解決手段】  電子写真方式における階調処理を、露光時間の制御による色材付着面積の制御だけでなく、露光強度の制御による、色材付着量制御も同時に組み合わせて行うことにより、階調処理における露光時間の制御に依存する割合を減らすようにする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式を用い、かつ、１画素に対する露光強度を画素毎に指定できる印刷装置の画像処理方法において、露光強度を制御することによる色材の付着量の制御と、プリンタで印刷可能な最小単位の画素を１つまたは複数隣接させ、それらを、ある一定の面積の領域にパターンとして配置し、印刷を行う画素と行わない画素の面積の割合によって中間調を表現するディザ処理を組み合わせて、階調処理を行うことを特徴とした、画像処理方法。
【請求項２】
ディザ処理の際に、１つのディザマトリクスと、露光強度の制御を行う段階数−１の個数の露光強度切り替え閾値を用いて、露光強度切り替え閾値によって、各露光強度で露光される範囲を規定し、階調値が該当する露光強度の範囲の下限を超えた場合、超えた分について、ディザマトリクスの閾値の最大値、またはそれより大きい値で除算して正規化し、階調値がどの露光強度の領域の値をとった場合でも同じディザマトリクスを使用してディザ処理を行うことを特徴とした、請求項１記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の印刷装置、特に、中間調表現にディザ処理を用いる印刷装置の画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の印刷装置の代表的な方式である電子写真方式においては、プリンタで印刷可能な最小単位の画素を１つまたは複数隣接させ、印刷を行う画素と行わない画素の面積の割合によって中間調を表現する、ハーフトーン処理が広く利用されている。このハーフトーン処理の方法としては、ディザ処理、ＦＭスクリーンと呼ばれる手法が代表的なものである。また、さらに階調再現性を向上させるため、ドット単位のＯＮ／ＯＦＦだけでなく、ドットの露光時間の制御による１ドットの面積の制御を組み合わせたハーフトーン処理を行う方法（例えば、特許文献１参照）や、ハーフトーン処理の際にトーンジャンプの補正のため、限定的に露光強度の制御を併用する方法（例えば、特許文献２参照）も知られている。
【０００３】
一方、所謂インクジェットプリンタにおいては、電子写真方式のプリンタと同様に、ハーフトーン処理が用いられているが、それに加えて、一般的な色材の色である、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色（以下Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋという）に加えてそれらの色の濃度が異なるインク及び色相が異なるインクを用いて階調再現性を向上させている。
【０００４】
電子写真方式においては、色材の追加による濃度制御は、現像・色材供給機構がインクジェット方式に比較して大掛かりなものとなるため容易ではないが、感光体を露光させる際の露光強度を制御することによって色材の付着量を制御し、濃度を変化させることができ、濃度の比較的低い、Ｃ、Ｍ、Ｙについては効果がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１７８１１２号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２００２−２０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的にプリンタ等の印刷装置においては、印刷解像度が所謂オフセット印刷機よりも粗く、解像性向上のために細かい網点を用いようとすると、少ない画素数で網点を構成する必要が生じる。網点を構成する画素は、多ければ多いほど階調性は向上し、逆に少なければ少ないほど階調性向上には不利になる。少ない画素数で階調性を向上させるためには、１ドットを多値で表現する必要がある。インクジェット方式のプリンタにおいては、１ドットのインク滴の大きさを制御して、色材の付着量を制御する技術の他、色材について、ライトシアン、ライトマゼンダ、レッドというような基本的なＣＭＹＫ以外のものも使用し、それらを組み合わせて階調性を向上させる技術が一般的である。これに対して、電子写真方式の場合、色材の追加は、大幅なコストがかかるため一般的ではない。１ドットの露光時間を制御して、露光面積を制御し、色材の付着量を制御することにより実現する技術が一般的であるが、画像解像度が向上するのに伴い１画素を占める面積は小さくなり、安定した制御は難しくなる。
【０００８】
本発明の課題は、従来の露光時間の制御による色材付着面積を制御する方法に加えて、露光強度の制御によるトナー付着量の制御を行うことにより、階調処理における露光時間の制御に依存する割合を減らし、より安定した階調制御を行う手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電子写真方式を用い、かつ、１画素に対する露光強度を画素毎に指定できる画像形成装置において、露光強度を制御することによる色材の付着量の制御と、プリンタで印刷可能な最小単位の画素を１つまたは複数隣接させ、それらを、ある一定の面積の領域にパターンとして配置し、印刷を行う画素と行わない画素の面積の割合によって中間調を表現するディザ処理を組み合わせて階調処理を行う手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、ディザ処理を行う際に、１つのディザマトリクスと、露光強度の制御を行う段階数−１の数の露光強度切り替え閾値を用いて、露光強度切り替え閾値によって、各露光強度で露光される範囲を規定し、階調値が該当する露光強度の範囲の下限を超えた場合、超えた分について、ディザマトリクスの閾値の最大値、またはそれより大きい値で除算して正規化し、階調値がどの露光強度の領域の値をとった場合でも同じディザマトリクスを使用してディザ処理を行う手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来の露光時間の制御による色材付着面積を制御する方法に加えて、露光強度の制御によるトナー付着量の制御を行うことにより、階調処理における露光時間の制御に依存する割合を減らすことができ、より安定した階調制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の画像処理方法及びそれを実現する装置についての実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本実施例では、露光強度は２段階に制御する。
【００１４】
図１は、本発明が適用されるプリンタ装置のシステム構成図である。プリンタ０１００は、実際に印刷を行うプリンタエンジン０１０１とネットワーク経由で印刷ジョブデータを受信して、プリンタエンジン０１０１で印刷可能な印刷画像データに変換してから転送するプリントサーバー０１０２及び、操作パネル０１０３から構成されている。
【００１５】
図２はプリンタエンジン０１０１の概略を示す図である。プリンタエンジン０１０１は、プリンタ制御部０２０１、画像処理部Ｋ０２０２、画像処理部Ｃ０２０３、画像処理部Ｍ０２０４、画像処理部Ｙ０２０５、画像形成部Ｋ０２０６、画像形成部Ｃ０２０７、画像形成部Ｍ０２０８、画像形成部Ｙ０２０９、印刷機構部０２１０から構成され、プリンタ制御部０２０１はプリンタエンジン全体を制御し、画像処理部Ｋ０２０２、画像処理部Ｃ０２０３、画像処理部Ｍ０２０４、画像処理部Ｙ０２０５はプリンタサーバー０１０２から受け取った印刷画像データに対して処理を行い、印刷信号としてそれぞれ画像形成部Ｋ０２０６、画像形成部Ｃ０２０７、画像形成部Ｍ０２０８、画像形成部Ｙ０２０９へ転送し、画像形成部Ｋ０２０６、画像形成部Ｃ０２０７、画像形成部Ｍ０２０８、画像形成部Ｙ０２０９は、それぞれブラック、シアン、マゼンダ、イエローの画像を感光体ドラム上に形成し、印刷機構部０２１０の図示しない中間転写ベルト上に転写する。印刷機構部０２１０はプリンタ制御部０２０１からの制御信号により実際の印刷動作を行う。
【００１６】
図３は、画像形成部Ｋ０２０６、画像形成部Ｃ０２０７、画像形成部Ｍ０２０８、画像形成部Ｙ０２０９の構成を示す模式図である。レーザー制御装置０３０１は画像処理部から送られてきた印刷信号に基づいて、レーザーダイオード０３０２を制御し、レーザーを発振させる。レンズ０３０３はレーザーダイオード０３０２より発振されたレーザーの感光体０３０８上でのビーム径を絞るためのレンズである。ミラー０３０４は、回転することによりレーザーダイオード０３０２より発振されたレーザーをフォトセンサ０３０７及び感光体０３０８上に走査させるミラーである。レンズ０３０５はミラー０３０４で反射されたレーザーが感光体０３０８上を走査する際の経路長の違いによる焦点距離の違いの補正を行うレンズである。ミラー０３０６はミラー０３０４によって反射されたレーザーをさらに反射させて感光体０３０８上を走査させるためのミラーである。感光体０３０８は、レーザーの走査によって画像を形成し印刷媒体に転写する現像媒体である。フォトセンサ０３０７は、レーザーの受光を検知してレーザー制御装置０３０１に伝えるセンサである。
【００１７】
図４にレーザー制御装置０３０１の構成を示す。なお、本図は画像形成部Ｋ０２０６内のレーザー制御装置について示しているが、他の画像形成部Ｃ０２０７、画像形成部Ｍ０２０８、画像形成部Ｙ０２０９についても同様である。同期信号生成回路０４００は、プリンタ制御部０２０１からの制御信号及びフォトセンサ０３０７からの信号に基づいて同期信号の送出開始タイミングを決定し、レーザー制御装置０３０１の各回路及び、画像処理部Ｋ０２０２のエンジンＩＦ回路０５０５へクロックを供給する。パルス幅制御回路０４０１は、画像処理部Ｋ０２０２から受け取った印刷信号に応じてパルス幅及び出力強度の制御を行い、レーザースイッチング信号として、レーザー制御回路０４０２に出力する。ここで、パルス幅制御回路０４０１が受け取る印刷信号の内容は、１画素に対する露光時間を制御する階調データ４ｂｉｔと、パルス幅を左に寄せるか右に寄せるかを制御する方向データ２ｂｉｔと、露光強度が強いか弱いかを制御する強度データ１ｂｉｔの合計７ｂｉｔのデータである。レーザー制御回路０４０２はレーザースイッチング信号によりレーザーダイオード０３０２からレーザーを発振させ、感光体０３０８上に画像を形成する。
【００１８】
図５に画像処理部Ｋ０２０２の構成を示す。他の画像形成部Ｃ０２０７、画像形成部Ｍ０２０８、画像形成部Ｙ０２０９についても同様である。全体制御回路０５００は、画像処理部Ｋ０２０２全体の動作を制御する。サーバーＩ／Ｆ回路０５０１はバッファメモリを有し、プリンタサーバー０１０２から受け取った印刷画像データを一旦バッファメモリ内に保持し、全体制御回路０５００からの指示により、エッジスムージング処理回路０５０２、ディザ処理回路０５０３に印刷画像データを送る。
【００１９】
ここで、プリンタサーバー０１０２からの画像データの転送は、図６に示すように、１６ラスタずつデータが送られ、この１６ラスタのうち、実際に印刷を行うラスタは図６に示すように、ラスタ＃４〜＃１１の８ラスタであり、ラスタ＃０〜＃３及びラスタ＃１２〜＃１５のラスタの情報については、後述するエッジスムージング処理で使用する。また、１回目のデータ転送時は、図７に示すように、印刷データの先頭ラスタをラスタ＃４とするので、ラスタ＃０〜＃３については空白データ”０”が送られ、最後のデータ転送についても、データが存在しな部分については空白データ”０”が送られる。ここで送られるデータは、各画素につき８ｂｉｔである。
【００２０】
エッジスムージング処理回路０５０２は、サーバーＩ／Ｆ回路０５０１から１６ラスタ全てのデータを受け取り、印刷対象画素を中心に最大で９×９画素の範囲の情報を用いて予め登録されている複数のパターンと照合し、対応するパターンがあった場合は、そのパターンに対応する階調データ４ｂｉｔ＋方向データ２ｂｉｔ＋強度データ１ｂｉｔの合計７ｂｉｔをデータ選択処理回路０５０４に出力し、一致するパターンが無ければ７ｂｉｔ全てを０として出力する。
【００２１】
ここで、受け取った画像データを処理する順序は、図８に示す通り、副走査方向１列のデータに対してラスタ＃４から順にラスタ＃１１まで処理し、次に主走査方向の隣の列について処理を行い、これを繰り返すことにより、８ラスタのデータを処理する。これは、ディザ処理回路０５０３、データ選択処理回路０５０４も同様である。
【００２２】
図９にディザ処理回路０５０３の構成を示す。ディザ処理回路０５０３は、サーバーＩ／Ｆ回路０５０１から実際の印刷対象となる、ラスタ＃４〜＃１１の８ラスタのデータを受け取り、ディザ処理回路０５０３内のガンマ補正ＬＵＴ０９００は、受け取ったデータをＬＵＴを用いてガンマ補正を行い、階調値Ｐとして出力し、ディザマトリクスＬＵＴ０９０１は、画素の位置に対応するディザ閾値Ｔｈを出力し、レジスタ０９０２は、予め設定されたＰＷＭ閾値Ｄ及び露光強度切り替え閾値Ｈを出力し、ディザ演算処理回路０９０３は、これら、Ｐ、Ｔｈ、Ｄ、Ｈに基づいて演算処理を行う。本実施例では、露光強度の切り替えは２段階なので、露光強度切り替え閾値はＨの１つのみである。ここで、Ｔｈの最大値をＴｈ［ｍａｘ］とすると、
Ｈ＞Ｔｈ［ｍａｘ］＋Ｄ
とする。この演算処理のアルゴリズムを図１０に示す。処理Ｓ０１０１においてＰ＞Ｔｈとなっているか調べ、階調値Ｐが閾値Ｔｈ以下となる場合は、処理Ｓ０１０２において、強露光ｂｉｔ＝０、ＰＷＭ値＝０とする。この結果、この画素は露光されない画素となる。階調値Ｐが閾値Ｔｈより大きい場合は、処理Ｓ０１０３において、Ｐ＞Ｔｈ＋Ｄとなっているか調べ、階調値Ｐが閾値ＴｈとＰＷＭ閾値Ｄの合計以下となる場合は、処理Ｓ０１０４において、強露光ｂｉｔ＝０、ＰＷＭ値＝Ｐ−Ｔｈとする。この結果、この画素は弱露光で、露光時間が１ドット以下となる画素となる。階調値Ｐが閾値ＴｈとＰＷＭ閾値Ｄの合計より大きい場合は、処理Ｓ０１０５において、（Ｐ−Ｈ）×｛Ｈ／（２５６−Ｈ）｝＞Ｔｈとなっているか調べ、階調値ＰがＨを超えた部分を２５６−Ｈで正規化した値（Ｐ−Ｈ）×｛Ｈ／（２５６−Ｈ）｝が、閾値Ｔｈ以下となる場合は、処理Ｓ０１０６において、強露光ｂｉｔ＝０、ＰＷＭ値＝１５とする。この結果、この画素は弱露光で、露光時間が１ドット全露光となる画素となる。階調値ＰがＨを超えた部分をＨで正規化した値（Ｐ−Ｈ）×｛Ｈ／（２５６−Ｈ）｝が、閾値Ｔｈより大きい場合は、処理Ｓ０１０７において、強露光ｂｉｔ＝１、ＰＷＭ値＝１５とする。この結果、この画素は強露光で、露光時間が１ドット全露光となる画素となる。
【００２３】
データ選択処理回路０５０４は、エッジスムージング処理回路０５０２から出力される７ｂｉｔのデータとディザ処理回路０５０３から出力される５ｂｉｔデータを調べ、エッジスムージング処理回路０５０２から出力された７ｂｉｔのデータが０以外であればその値を、０であればディザ処理回路０５０３から出力された５ｂｉｔのデータにドットの成長方向が左から右であることを示す２ｂｉｔの信号を付加して合計７ｂｉｔの信号として、エンジンＩＦ回路０５０５へ出力する。
【００２４】
エンジンＩＦ回路０５０５は、バッファを持ち、データ選択処理回路０５０４から出力される７ｂｉｔのデータを一旦バッファに保持し、レーザー制御装置０３０１から供給されるクロックに同期して７ｂｉｔのデータをレーザー制御装置０３０１に出力する。
【００２５】
図１１にディザマトリクスの例を、図１２に、ガンマ補正後の階調値Ｐが、１２８、２４０、２４８、２５５のそれぞれの場合に、図１１のディザマトリクスを使用して階調処理を行った場合の露光状況の模式図を示す。この図のＬＰは弱露光・露光時間が１ドット以下、ＬＦは弱露光・１ドット全露光、ＨＦは強露光・１ドット全露光であることを示す。この例では、Ｈ＝２４０、Ｄ＝１４である。図１２に示す点線は１画素が対応する領域、太線は、図１１のディザマトリクスが対応する領域であることを示す。
【００２６】
Ｐ＝１２８の場合は、Ｈ以下なので、強露光画素は発生しない。閾値１１２以下の画素は全てＬＦ、閾値１４０以上の画素は露光なし、閾値１２６の画素は、１２８−１２６＝２となり、値２でＰＷＭで露光する画素ＬＰとなる。
【００２７】
Ｐ＝２４０の場合は、Ｈ以下なので、強露光画素は発生しない。全ての閾値においてＰ＞Ｔｈ＋Ｄとなるので、全ての画素がＬＦとなる。
【００２８】
Ｐ＝２４８の場合は、Ｈより大きいので、強露光画素が発生する。（Ｐ−Ｈ）×｛Ｈ／（２５６−Ｈ）｝＝１２０となり、閾値１１２以下の画素は全てＨＦ、閾値１４０以上の画素は全てＬＦとなる。
【００２９】
Ｐ＝２５５の場合は、（Ｐ−Ｈ）×｛Ｈ／（２５６−Ｈ）｝＝２２５となり、全ての閾値において（Ｐ−Ｈ）×｛Ｈ／（２５６−Ｈ）｝＞Ｔｈとなるので、全ての画素がＨＦとなる。
【００３０】
このように、弱露光のハーフトーン、弱露光のベタ、弱露光のベタ＋強露光のハーフトーン、強露光のベタというようにして、従来の露光時間の制御による色材付着面積の制御だけでなく、露光強度の制御による、色材付着量制御も同時に組み合わせて行うことにより、階調処理における露光時間の制御に依存する割合を減らすことができ、より安定して良好な階調再現を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】プリンタ装置のシステム構成図である。
【図２】プリンタエンジンの概略を示す図である。
【図３】画像形成部の構成を示す模式図である。
【図４】レーザー制御装置の構成を示す図である。
【図５】画像処理部２の構成を示す図である。
【図６】転送する画像データのラスタと印刷を行うラスタの関係を示す図である。
【図７】転送する画像データのラスタと実際のデータの関係を示す図である。
【図８】画像データを処理する順序を示す図である。
【図９】ディザ処理回路の構成を示す図である。
【図１０】ディザ演算処理回路のアルゴリズムを示す図である。
【図１１】ディザマトリクスの例を示す図である。
【図１２】露光状況の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
０１００…プリンタ、０１０１…プリンタエンジン、０１０２…プリントサーバー、０１０３…操作パネル、０２０１…プリンタ制御部、０２０２…画像処理部Ｋ、０２０３…画像処理部Ｃ、０２０４…画像処理部Ｍ、０２０５…画像処理部Ｙ、０２０６…画像形成部Ｋ、０２０７…画像形成部Ｃ、０２０８…画像形成部Ｍ、０２０９…画像形成部Ｙ、０２１０…印刷機構部、０３０１…レーザー制御装置、０３０２…レーザーダイオード、０３０３…レンズ、０３０４…ミラー、０３０５…レンズ、０３０６…ミラー、０３０７…フォトセンサ、０３０８…感光体、０４００…同期信号生成回路、０４０１…パルス幅制御回路、０４０２…レーザー制御回路、０５００…全体制御回路、０５０１…サーバーＩ／Ｆ回路、０５０２…エッジスムージング処理回路、０５０３…ディザ処理回路、０５０４…データ選択処理回路、０５０５…エンジンＩＦ回路、０９００…ガンマ補正ＬＵＴ、０９０１…ディザマトリクスＬＵＴ、０９０２…レジスタ、０９０３…ディザ演算処理回路。
【図１】
2006159534.tif 000003
【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】
2006159534.tif 000009
【図８】
2006159534.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006159534.tif 000012
【図１１】
2006159534.tif 000013
【図１２】
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