(57)【要約】【課題】画素データが示す濃度値の階調数に依存しないように画像を形成できるようにする。【解決手段】各画素に形成されるべきドット量の種類数を、各画素のデータが示す濃度値の階調数に依存しない数、例えば、その階調数が４であっても、上記形成されるべきドット量の数を５にする。この場合、レーザプリンタは、画素データが示す濃度値が「００」のときはドット量０／４を、濃度値が「０１」のときはドット量１／４を、濃度値が「１１」のときはドット量４／４を選択し、濃度値が「１０」のときは、ドット量２／４と３／４のいずれか一方を選択する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の画素から成る画像を処理する際、ＮとＭがＮ＜Ｍの整数であるとき、各画素のＮ階調の濃度値を示した画素データに基づいて、各画素に形成されるべきＭ種類のドット量を表現可能なドット信号を生成するものにおいて、
前記画素データが示し得るＮ種類の濃度値と前記Ｍ種類のドット量の中から選ばれたＮ種類のドット量との間の対応関係に基づいて、各画素の画素データの示す濃度値に対応するドット量を表したドット信号を出力する出力手段と、
１枚の画像を処理する中で、前記Ｎ種類のドット量を変更する変更手段と
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記Ｎは、ｎが２以上の整数であるとき、２ｎである請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記Ｍは、２ｎ＋１である請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
各画素が前記画像のどの位置にあるかを検出する画素位置検出手段を更に備え、
前記変更手段は、前記画素位置検出手段によって検出された各画素の位置に応じて、前記Ｎ種類のドット量を変更する、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画素位置検出手段は、各画素が前記画像のどのライン上にあるかを検出し、
前記変更手段は、前記画素位置検出手段によって検出された前記画像上のラインに応じて、前記Ｎ種類のドット量を変更する、
請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画素位置検出手段は、前記各画素が前記画像内で水平及び／又は水平の座標値が偶数であるか奇数であるかを検出し、
前記変更手段は、前記検出された各画素の座標値が、偶数であるか奇数であるかに応じて、前記Ｎ種類のドット量を変更する、
請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記変更手段は、前記Ｎ種類のドット量をランダムに変更する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記Ｎ種類のドット量には、常に、前記Ｍ種類のドット量中の最低と最高のドット量が含まれており、
前記変更手段は、前記Ｎ種類のドット量のうち、前記最低と前記最高のドット量を除いた中間のドット量を変更する、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項９】
変更される前記中間のドット量は、前記Ｍ種類のドット量を濃度の順に並べたときに中央濃度以上の濃度範囲に存在する請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
Ｍ＝Ｎ＋１であり、前記Ｎ種類のドット量には、中間の互いに隣接する所定の２種類のドット量の中から選択された１種類のドット量と、残りのＮ−１種類のドット量が含まれており、
前記変更手段は、前記所定の２種類のドット量の中から選択される１種類のドット量を変更することによって、前記Ｎ種類のドット量を変更する、
請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１１】
Ｎ＝４及びＭ＝５であり、
前記Ｎ種類のドット量は、濃度の低い順で１番目、２番目及び５番目のドット量と、３番目と４番目のドット量から選択された１種類のドット量を含み、
前記変更手段は、３番目と４番目のドット量の中から選択される一種類のドット量を変更することで、前記Ｎ種類のドット量を変更する、
請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１２】
多数の画素から成る画像の各画素のドット量を決定するための方法であって、
前記画像を処理する際、ＮとＭがＮ＜Ｍの整数であるとき、各画素のＮ階調の濃度値を示した画素データに基づいて、各画素に形成されるべきＭ種類のドット量を表現可能なドット信号を生成するものにおいて、
前記画素データが示し得るＮ種類の濃度値と前記Ｍ種類のドット量の中から選ばれたＮ種類のドット量との間の対応関係に基づいて、各画素の画素データの示す濃度値に対応するドット量を表したドット信号を出力するステップと、
１枚の画像を処理する中で、前記Ｎ種類のドット量を変更するステップと
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、具体的には、処理される画像の各画素の濃度を決定する方式の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像データにおける各画素の画素データが４階調の濃度値を示しているときには、選択可能なドット量の種類数も４種類であり、４種類の濃度値（具体的には、００、０１、１０、１１）の各々には、４種類のドット量（具体的には、０／３、１／３、２／３、３／３）のうちの所定の一種類が対応付けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２０５５５０号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術によれば、画素データがＮ階調の濃度値を示す場合には、各画素を表すための選択可能なドット量もＮ種類である。そのため、画素データが示す濃度値の階調数が、そのまま、形成される画像の階調数となる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、画素データが示す濃度値の階調数に依存しないように画像を形成できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の側面に従う画像形成装置は、多数の画素から成る画像を処理する際、ＮとＭがＮ＜Ｍの整数であるとき、各画素のＮ階調の濃度値を示した画素データに基づいて、各画素に形成されるべきＭ種類のドット量を表現可能なドット信号を生成するものにおいて、前記画素データが示し得るＮ種類の濃度値と前記Ｍ種類のドット量の中から選ばれたＮ種類のドット量との間の対応関係に基づいて、各画素の画素データの示す濃度値に対応するドット量を表したドット信号を出力する出力手段と、１枚の画像を処理する中で前記Ｎ種類のドット量を変更する変更手段とを備える。例えば、前記Ｎは、ｎが２以上の整数であるとき、２ｎであり、また、その場合、前記Ｍは、２ｎ＋１である。
【０００７】
好適な実施形態では、画像形成装置は、各画素が前記画像のどの位置にあるかを検出する画素位置検出手段を更に備える。この場合、前記変更手段は、前記画素位置検出手段によって検出された各画素の位置に応じて、前記Ｎ種類のドット量を変更する。具体的には、例えば、前記画素位置検出手段は、各画素が前記画像のどのライン上にあるかを検出し、前記変更手段は、前記画素位置検出手段によって検出された前記画像上のラインに応じて、前記Ｎ種類のドット量を変更する。また、例えば、前記画素位置検出手段は、前記各画素が前記画像内で水平及び／又は水平の座標値が偶数であるか奇数であるかを検出し、前記変更手段は、前記検出された各画素の座標値が、偶数であるか奇数であるかに応じて、前記Ｎ種類のドット量を変更する。
【０００８】
好適な実施形態では、前記変更手段は、前記Ｎ種類のドット量をランダムに変更する。
【０００９】
好適な実施形態では、前記Ｎ種類のドット量には、常に、前記Ｍ種類のドット量中の最低と最高のドット量が含まれており、前記変更手段は、前記Ｎ種類のドット量のうち、前記最低と前記最高のドット量を除いた中間のドット量を変更する。具体的には、例えば、変更される前記中間のドット量は、前記Ｍ種類のドット量を濃度の順に並べたときに中央濃度以上の濃度範囲に存在する。また、例えば、Ｍ＝Ｎ＋１であり、前記Ｎ種類のドット量には、中間の互いに隣接する所定の２種類のドット量の中から選択された１種類のドット量と、残りのＮ−１種類のドット量が含まれており、前記変更手段は、前記所定の２種類のドット量の中から選択される１種類のドット量を変更することによって、前記Ｎ種類のドット量を変更する。更に具体的には、例えば、Ｎ＝４及びＭ＝５であり、前記Ｎ種類のドット量は、濃度の低い順で１番目、２番目及び５番目のドット量と、３番目と４番目のドット量から選択された１種類のドット量を含み、前記変更手段は、３番目と４番目のドット量の中から選択される一種類のドット量を変更することで、前記Ｎ種類のドット量を変更する。
【００１０】
本発明に従う画像形成装置の各手段は、専用ハードウェア、プログラムされたコンピュータ、又はそれらの組合せのいずれによっても実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置が適用されたレーザプリンタ内の構成を示す。
【００１２】
このレーザプリンタは、ホスト装置の周辺機器として機能するプリンタであっても、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記憶媒体内のファイルを読み込んで印刷するスタンドアロン型のプリンタであってもよい。このレーザプリンタは、各画素のデータ長が８ビットである（つまり２５６階調を表現可能な）元画像データ１３の各画素（以下、元画像データ１３の各画素を「元画素」と言う）をハーフトーニングして、ハーフトーニング後の各画素に、０／４〜４／４の５種類のドット量のうちのいずれか１種類のドット量を割り当てるようになっている。具体的には、このレーザプリンタは、基準周波数発生回路１と、ドット量パルス生成回路３と、４分周回路５と、画素送出回路１５と、スクリーンマトリクス１１と、水平位置カウンタ７と、垂直位置カウンタ９と、比較器１７と、画素ドット量選択回路１９と、セレクタ２１と、印刷エンジン２５とを備えている。
【００１３】
基準周波数発生回路１は、所定周波数の信号（以下、「基準クロック」と言う）をドット量パルス生成回路３、４分周回路５、及び水平位置カウンタ７へ出力する。
【００１４】
ドット量パルス生成回路３は、基準周波数発生回路１から入力された基準クロックに同期して、図２に示すような、ドット量０／４〜４／４をそれぞれ表した５種類の信号（以下、この信号を「ドット量パルス」と言う）４ａ〜４ｅを生成し、生成した５種類のドット量パルス４ａ〜４ｅをセレクタ２１へ出力する。
【００１５】
４分周回路５は、基準周波数発生回路１からの基準クロックの周波数を４分の１に分周し、分周した基準クロックを画素クロックとして画素送出回路１５に出力する。これにより、印刷される画像の各画素を、短冊型の４つの小領域に分割した４倍密画素にすることができる。
【００１６】
画素送出回路１５は、４分周回路５からの画素クロックに同期して、各画素８ビット長の元画像データ１３から順次に画素のデータを取り出し、取り出した８ビット長の画素データ、つまり画素の画素値を比較器１７へ出力する。
【００１７】
スクリーンマトリクス１１は、所定形状の、例えば図示のようにＭ×Ｋサイズ（Ｍ、Ｋ共に正の整数）の方形のディザマトリクスである。このスクリーンマトリクス１１上の各画素（以下、この画素を「マトリクス画素」と言う）には、予め、３種類（すなわち、２ｋ−１種類（ｋは、ハーフトーニング後の画像の各画素のビット数））の閾値が設定されている。例えば、このスクリーンマトリクス１１の一番右上のマトリクス画素１１ａには、３種類の閾値として、１０、５０、１００が設定されている（勿論、他のマトリクス画素では、これらの３種類の閾値とは別の閾値が用意されている（但し、必ずしも別の閾値でなくても良い））。これらの閾値の各々は、元画像データ１３中のターゲットの画素（つまり処理中の画素）の画素値と比較され、それにより、ハーフトーニング処理後のそのターゲットの画素の濃度値が選択される。別の言い方をすれば、スクリーンマトリクス１１は、元画像上にタイル上に敷き並べられ、元画像上の各元画素の画素値と、その画素上に位置したマトリクス画素の各閾値とが比較されて、元画像データ１３の各画素がハーフトーニング処理される。
【００１８】
水平位置カウンタ７は、基本周波数発生回路１からの基準クロックに基づいて、元画像データ１３におけるターゲットの元画素の水平ライン上での位置（以下、「元画素Ｘ値」と言う）を識別し、識別した元画素Ｘ値に基づいて、スクリーンマトリクス１１の水平ライン上のアドレス値（以下、「マトリクスＸ値」と言う）を指定する。また、水平位置カウンタ７は、元画素Ｘ値を、画素ドット量選択回路１９へ出力する。
【００１９】
垂直位置カウンタ９は、図示しない回路からの所定のクロック（例えば、垂直ラインの位置を示すためのラインクロック）に基づいて、元画像データ１３におけるターゲットの元画素の垂直ライン上での位置（以下、「元画素Ｙ値」と言う）を識別し、識別した元画素Ｙ値に基づいて、スクリーンマトリクス１１の垂直ライン上のアドレス値（以下、「マトリクスＹ値」と言う）を指定する。垂直位置カウンタ９に指定されたマトリクスＹ値と、水平位置カウンタ７に指定されたマトリクスＸ値とに対応した場所から、スクリーンマトリクス１１上のマトリクス画素の３種の閾値が比較器１７へ出力される。
【００２０】
比較器１７には、画素送出回路１５から送出された、元画像データ１３中の各画素の画素値と、その画素値と比較されるスクリーンマトリクス１１上のマトリクス画素の３種の閾値とが入力される。比較器１７は、各画素の画素値と、それとの比較対象である３種の閾値とを比較し、その比較の結果に対応したコードを画素ドット量選択回路１９へ出力する。例えば、比較器１７は、入力された３種の閾値が上記のように１０、５０、１００である場合、入力された画素値が、１０未満であるときは２ビット濃度値「００」を出力し、１０以上５０未満であるときは濃度値「０１」を出力し、５０以上１００未満であるときは濃度値「１０」を出力し、１００以上であるときは濃度値「１１」を出力する。
【００２１】
画素ドット量選択回路１９は、比較器１７からの４倍密画素の２ビット濃度値と、水平位置カウンタ７からの元画素Ｘ値とに基づいて、その４倍密画素に対して、選択可能な５種類のドット量０／４〜４／４の中から１つのドット量を選択し、そのドット量を示すドット量データをセレクタ２１へ出力する。具体的には、この画素ドット量選択回路１９は、２ビット濃度値が後述の特定の濃度値以外のときには、その濃度値に対応して予め定められているドット量を選択するが、２ビット濃度値が特定の濃度値のときには、入力された元画素Ｘ値に応じて、選択可能な５種類のドット量に含まれている２種以上の特定ドット量のうちのいずれか一方を選択する。以下、具体例を説明する。
【００２２】
例えば、特定の濃度値は「１０」であって、２種以上の特定ドット量は２／４及び３／４であるとする。このとき、画素ドット量選択回路１９は、２ビット濃度値が「００」のときはドット量０／４を選択し、２ビット濃度値が「０１」のときはドット量１／４を選択し、２ビット濃度値が「１１」のときはドット量４／４を選択する。そして、画素ドット量選択回路１９は、２ビット濃度値が特定濃度値である「１０」のときは、元画素Ｘ値に応じて、ドット量２／４及び３／４のいずれか一方を選択する（例えば元画素Ｘ値が奇数のときはドット量２／４を選択し、元画素Ｘ値が偶数のときはドット量３／４を選択する）。
【００２３】
セレクタ２１は、ドット量パルス生成回路３からの５種類のドット量パルスの中から、画素ドット量選択回路１９からのドット量データが示すドット量に対応したドット量パルスを選択し、選択したドット量パルスを印刷エンジン２５へ出力する。それにより、印刷エンジン２５では、ターゲットの４倍密画素が画素ドット量選択回路１９によって決定された濃度になるような処理（具体的には例えば、帯電処理、感光ドラムに対するレーザビームの照射処理など）がなされ、その結果、各４倍密画素が画素ドット量選択回路１９によって選択されたドット量となった４倍密画像が印刷される。
【００２４】
以上が本実施形態についての説明である。なお、上記実施形態の変形例として、例えば、特定の濃度値が「０１」であって、選択可能な２種以上の特定ドット量は１／４及び２／４であっても良い。また、例えば、画素ドット量選択回路１９には、元画素Ｘ値に代えて又は加えて、垂直位置カウンタ９によって識別された元画素Ｙ値も入力されても良い。この場合、画素ドット量選択回路１９は、元画素Ｙ値に応じて（例えば元画素Ｙ値が奇数か偶数かに基づいて）、或いは、元画素Ｘ値と元画素Ｙ値との組合わせに応じて（換言すれば、ターゲットの元画素の座標値に応じて）、選択可能な２種以上の特定ドット量の中からいずれか１つのドット量が選択されても良い。
【００２５】
上述した実施形態によれば、処理対象の画素データが示す濃度値が４階調を表現するものであるのに対し、選択可能なドット量の種類数は５であって、その階調数よりも多い。このため、不要な種類のドット量が存在してしまい得るが、この実施形態では、以下の方法により、不要な種類のドット量を存在させてしまうことなく、選択可能な５種類のドット量の全てが利用されるようになっている。すなわち、４種類の２ビット濃度値のうち一つの特定濃度値に対応して選択可能な２種類の特定ドット量を用意し、処理対象の画素データの濃度値がその特定濃度値のときには、２種類の特定ドット量のうちの一方を適宜に選択する。これにより、不要な種類のドット量を出すことなく選択可能な５種類のドット量を全て用いることができ、以って、印刷される画像の画質を従来よりも高めることが図れる。
【００２６】
また、上述した実施形態に係るレーザプリンタによれば、搭載される分周回路５は１画素を偶数個（この実施形態では４個）に分割するように設計されたものである。一方、従来のレーザプリンタに搭載される分周回路は、例えば、画素データが４階調の濃度値を示すときには（つまり画素データのデータ長が２ビットのときには）、０／３〜３／３のいずれかのドット量を表現できるように、つまり各画素を奇数個（上記特許文献１の公報では３個）に分割するように設計される。更に言えば、従来は、処理対象の画素データが示す濃度値の階調数が例えば４、６、８、…のように偶数であっても、一般に、ドット量０を表す関係上、選択可能なドット量が例えば０／３〜３／３の４種類、０／５〜５／５の６種類、０／７〜７／７の８種類、…のようになるよう、すなわち、各画素を奇数個に分割するように分周回路は設計される。各画素を奇数個に分割するような分周回路を設計することは面倒である。
【００２７】
それに対し、各画素を偶数個に分割するような分周回路は設計し易い。上述の実施形態によれば、選択可能なドット量は、０／４〜４／４なので、一画素を４つに分割するための４分周回路５が用意される。４分周回路５は設計し易いので例えばＰＬＬ回路を作るときに便利である。画素データが示す濃度値の種類数が２ｋのときに、各画素を２ｋに分割するようにすると、選択可能なドット量は０／２ｋ〜２ｋ／２ｋの２ｋ＋１個となって、画素データが示す濃度値の種類数を上回り不要なドット量が存在する可能性があるが、本実施形態では既に説明した方法により全てのドット量を使用できるので、不要なドット量を存在させることはない。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施例にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
【００２９】
例えば、水平位置カウンタ７がＸ値を画素ドット量選択回路１９へ出力することに代えて、図３に示すように、乱数発生回路２３を画像形成装置内に備え、その乱数発生回路２３が、乱数を発生してそれを画素ドット量選択回路１９へ出力するようにしても良い。この場合、画素ドット量選択回路１９は、ハーフトーニング後の各画素の２ビット濃度値が特定濃度値であるときは、乱数発生回路２３からの乱数に基づいて、各画素に対し、選択可能な２種以上の特定濃度（例えば２／４及び３／４）のうちのいずれか１種類を選択するようにする。
【００３０】
また、例えば、上述した実施形態の原理は、ｋ＝３以上のときにも適用可能である（ｋは、前述したように、元画像データ１３をハーフトーニングした後の各画素のビット数）。例えば、ｋ＝３のときは、ハーフトーニング後の各画素のデータが８種類の濃度値を示し得るが、その場合は、選択可能なドット量として０／８〜８／８の９種類を用意する（勿論９種類より多くても良い）。そして、例えば、特定の３ビット濃度値は１種類とし、それに対応する選択可能な特定ドット量は２種類とする（この２種類の特定ドット量は、例えば、４／８及び５／８のように中間のドット量であっても良いし、２／８及び３／８のように低濃度側のドット量であっても良いし、６／８及び７／８のように高濃度側のドット量であっても良い）。ターゲットの画素が、特定の３ビット濃度値であるときは、既に例示した方法（例えば元画素Ｘ値を基にする方法）で、選択可能な２種類の特定ドット量からいずれか１種類の特定ドット量を選択する。また、別な例として、特定の３ビット濃度値は２種類とし、それにより、選択可能な特定ドット量は３種類（例えば、４／８、５／８、６／８）とする。この場合、ターゲットの画素データがその２種類の特定の３ビット濃度値のいずれか一方であるときは、例えば既に例示した方法で、選択可能な３種類の特定ドット量からいずれか１つを選択しても良い。
【００３１】
なお、これまでに説明したレーザプリンタを、抽象的に表現すると、
「多数の画素から成る画像を処理する際、ＮとＭがＮ＜Ｍの整数であるとき、各画素のＮ階調の濃度値を示した画素データに基づいて、各画素に形成されるべきＭ種類のドット量を表現可能なドット信号を生成するものにおいて、画素データが示し得るＮ種類の濃度値と前記Ｍ種類のドット量の中から選ばれたＮ種類のドット量との間の対応関係に基づいて、各画素の画素データの示す濃度値に対応するドット量を表したドット信号を出力する出力手段と、
１枚の画像を処理する中で、前記Ｎ種類のドット量を変更する変更手段と
を備える画像形成装置。」
になるが、Ｎ種類のドット量を変更する方法は、上記方法に限られない、すなわち、１種以上の特定濃度値に複数種の特定ドット量を対応付けて、処理対象の画素データが示す濃度値がその特定濃度値であるときに、その特定濃度値に対応した複数種の特定ドット量の中から一つの特定ドット量を選択する方法に限られない。
【００３２】
例えば、Ｍ種類のドット量の中から選択されたＮ種類のドット量を含んだＮ種類ドット量グループを２種類以上用意し、１枚の画像を処理する中で、所定の方法で（例えば、処理対象画素データの濃度値、元画素Ｘ値、元画素Ｙ値等に応じて）、上記２種類以上のＮ種類ドット量グループを選択的に用いることで、適宜に、Ｎ種類のドット量を変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置が適用されたレーザプリンタ内の構成を示す図。
【図２】４階調の濃度値を示した画素に対して選択可能な５種類のドット量をそれぞれ表したドット量パルスを示す図。
【図３】本発明の一実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
１　基準周波数発生回路
３　ドット量パルス生成回路
５　４分周回路
７　水平位置カウンタ
９　垂直位置カウンタ
１１　スクリーンマトリクス
１３　元画像データ
１５　画素送出回路
１７　比較器
１９　画素ドット量選択回路
２１　セレクタ
２５　印刷エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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