(57)【要約】【課題】デジタル複合機において、動作クロックの周波数の高いＣＰＵやＤＳＰを用いることなく、擬似中間調処理を行えるようにして、コストダウンを可能にする。【解決手段】ハードウェア回路である画像処理回路４は、ピクセルＸの画像データを閾値Ｔｈと比較して２値化すると共に、誤差成分ＥＲ＿Ｘを算出する。そして、隣接するピクセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、誤差成分ＥＲ＿Ｘに所定の係数を乗じて得た値を元の画像データの値ＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤに足し合わせる。これを各ピクセルについて順次行うことにより、制御手段ＣＰＵの負担を増やすことなく、原稿の画像データを読み取りながら、その読み取った画像データに迅速に擬似中間調処理を施すことができ、安価なＣＰＵを用いることが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿に光を照射してその反射光を受光することにより、画像データを読み取るイメージセンサと、このイメージセンサによって読み取られた画像データに擬似中間調処理を施す画像処理手段と、この画像処理手段によって擬似中間調処理された画像データを一時的に蓄積するバッファ手段と、このバッファ手段に蓄積された画像データに基いて印刷を行う印刷手段と、上記各部を制御する制御手段と、この制御手段の動作プログラムが格納された記憶手段とを備え、単独で原稿の複写が可能なデジタル複合画像形成装置において、
前記制御手段は１つのＣＰＵであり、
前記画像処理手段は、
ハードウェア回路によって構成され、
イメージセンサによって読み取られた各ピクセルの画像データを所定の閾値と比較することにより順次２値化すると共に、現在処理中のピクセルの誤差に所定の係数を乗じ、その値を隣接するピクセルの画像データに加えることにより、２値化に伴って生じた誤差を隣接するピクセルに拡散させて各ピクセルの画像データを順次算出し、前記２値化した画像データを前記バッファ手段に蓄積し、
前記制御手段の負担を増やすことなく、原稿の画像データを読み取りながら、その読み取った画像データに擬似中間調処理を施して印刷することを特徴とするデジタル複合画像形成装置。
【請求項２】
原稿に光を照射してその反射光を受光することにより、画像データを読み取るイメージセンサと、このイメージセンサによって読み取られた画像データに擬似中間調処理を施す画像処理手段と、この画像処理手段によって擬似中間調処理された画像データを一時的に蓄積するバッファ手段と、このバッファ手段に蓄積された画像データに基いて印刷を行う印刷手段と、上記各部を制御する制御手段と、この制御手段の動作プログラムが格納された記憶手段とを備え、単独で原稿の複写が可能なデジタル複合画像形成装置において、
前記画像処理手段は、ハードウェア回路によって構成され、
前記制御手段の負担を増やすことなく、原稿の画像データを読み取りながら、その読み取った画像データに擬似中間調処理を施して印刷することを特徴とするデジタル複合画像形成装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、前記イメージセンサによって読み取られた各ピクセルの画像データに対して、所定の係数から成るマトリクスを用いたフィルタ処理を施すことにより、該画像データに擬似中間調処理を施すことを特徴とする請求項２に記載のデジタル複合画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント機能とスキャン機能を有し、パーソナルコンピュータ等のホスト機能を備えた機器に接続することなく、単独で原稿の複写が可能なデジタル複合画像形成装置（以下、デジタル複合機と記す）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複合機においては、例えば、印刷用紙のサイズに合わせるために、イメージセンサ（スキャナ部）で読み取った画像データを拡大／縮小する画像処理機能が備えられている。このような画像処理は、デジタル複合機にパーソナルコンピュータ等のホスト機器が接続されている場合、パーソナルコンピュータのＣＰＵによって簡単に処理することができる。一方、単独で原稿の複写が可能な、いわゆるスタンドアローンタイプのデジタル複合機にあっては、ホスト機器に接続することなく、又はホスト機器を起動することなく複写処理を行うために、スキャンコントロール、プリントコントロール及びデジタル複合機全体の制御を行うための３つのＣＰＵと、画像処理を行うための１つのＤＳＰ（Digital Signal Processor）が用いられている。
【０００３】
このような画像形成装置において、イメージセンサで読み取った画像データを直接用いて画像を形成すると、コントラストの高い、硬い画像となる。そのため、中間調の画像を得るために、従来から、イメージセンサで読み取った画像データに、例えば平均誤差最小法などのデータ処理を施すことが行われている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭５８−２１５１６９号公報
【特許文献２】特開昭６１−５２０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のデジタル複合機は、ＤＳＰを用いたファームウェア処理によって画像処理を行う構成であるので、その処理速度は、デジタル複合機内のＣＰＵ及びそれと同期しながら動作するＤＳＰの動作周波数に依存することになる。そのため、短時間に画像処理を完了させて印刷動作を開始するためには、複合機内のＣＰＵ及びＤＳＰの動作クロックの周波数を高める必要があり、例えば、３つのＣＰＵの動作クロックの周波数は１００ＭＨｚ、ＤＳＰの動作クロックの周波数は２００ＭＨｚ程度を必要とする。そのため、高価なＣＰＵやＤＳＰを多数使用しなければならず、デジタル複合機のコストダウンを妨げる要因となっている。
【０００５】
このような課題は、上記いずれの特許文献に示された技術を適用しても解決することができない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、動作クロックの周波数の高いＣＰＵやＤＳＰを用いることなく、イメージセンサによって読み取られた画像データに擬似中間調処理を施して印刷できるようにして、コストダウンを可能としたデジタル複合機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】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、原稿に光を照射してその反射光を受光することにより、画像データを読み取るイメージセンサと、このイメージセンサによって読み取られた画像データに擬似中間調処理を施す画像処理手段と、この画像処理手段によって擬似中間調処理された画像データを一時的に蓄積するバッファ手段と、このバッファ手段に蓄積された画像データに基いて印刷を行う印刷手段と、上記各部を制御する制御手段と、この制御手段の動作プログラムが格納された記憶手段とを備え、単独で原稿の複写が可能なデジタル複合画像形成装置において、制御手段は１つのＣＰＵであり、画像処理手段は、ハードウェア回路によって構成され、イメージセンサによって読み取られた各ピクセルの画像データを所定の閾値と比較することにより順次２値化すると共に、現在処理中のピクセルの誤差に所定の係数を乗じ、その値を隣接するピクセルの画像データに加えることにより、２値化に伴って生じた誤差を隣接するピクセルに拡散させて各ピクセルの画像データを順次算出し、２値化した画像データをバッファ手段に蓄積し、制御手段の負担を増やすことなく、原稿の画像データを読み取りながら、その読み取った画像データに擬似中間調処理を施して印刷するものである。
【０００８】
請求項２の発明は、原稿に光を照射してその反射光を受光することにより、画像データを読み取るイメージセンサと、このイメージセンサによって読み取られた画像データに擬似中間調処理を施す画像処理手段と、この画像処理手段によって擬似中間調処理された画像データを一時的に蓄積するバッファ手段と、このバッファ手段に蓄積された画像データに基いて印刷を行う印刷手段と、上記各部を制御する制御手段と、この制御手段の動作プログラムが格納された記憶手段とを備え、単独で原稿の複写が可能なデジタル複合画像形成装置において、画像処理手段は、ハードウェア回路によって構成され、制御手段の負担を増やすことなく、原稿の画像データを読み取りながら、その読み取った画像データに擬似中間調処理を施して印刷するものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載のデジタル複合画像形成装置において、画像処理手段は、イメージセンサによって読み取られた各ピクセルの画像データに対して、所定の係数から成るマトリクスを用いたフィルタ処理を施すことにより、該画像データに擬似中間調処理を施すものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、画像処理手段がハードウェア回路によって構成されているので、制御手段（ＣＰＵ）の負担を増やすことなく、原稿の画像データを読み取りながら、その読み取った画像データに迅速に擬似中間調処理を施すことができる。これにより、原稿の読み取りから印刷に要する時間を短縮しながらも、制御手段として動作クロックの周波数の低い安価なプロセッサを適用することが可能となり、装置のコストダウンを図ることができる。また、各ピクセルの画像データを２値化する際に生ずる誤差を隣接するピクセルに拡散させているので、より正確で自然な擬似中間調の印刷が可能になる。また、現在処理中のピクセルの誤差に乗ずる係数を適宜変更することにより、輪郭を強調したり、ぼかしたりすることができ、容易に中間調特性の設定を変更することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、画像処理手段がハードウェア回路によって構成されているので、制御手段の負担を増やすことなく、原稿の画像データを読み取りながら、その読み取った画像データに迅速に擬似中間調処理を施すことができる。これにより、原稿の読み取りから印刷に要する時間を短縮しながらも、制御手段として動作クロックの周波数の低い安価なプロセッサを適用することが可能となり、装置のコストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、マトリクスの各要素（係数）を適宜変更することにより、輪郭を強調したり、ぼかしたりすることができ、容易に中間調特性の設定を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の実施形態によるデジタル複合機について図面を参照して説明する。図１はインクジェット方式のデジタル複合機の概略のブロック構成を示している。デジタル複合機は、原稿の画像データを読み取ってアナログ電気信号に変換するイメージセンサ１と、イメージセンサ１によって読み取られた画像データのアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ）２と、ＡＦＥ２から出力された画像データを必要に応じて補正する画像データ補正回路３と、画像データ補正回路３によって補正された画像データの拡大／縮小処理を行う画像処理回路（画像処理手段）４と、画像処理回路４が処理した画像データを蓄積するバッファ（バッファ手段）５と、バッファ５に蓄積された画像データに基いて、印刷キャリッジの制御を行う印刷制御回路６及び紙送りモータ（図示せず）等の機械制御を行う機械制御回路７と、機械制御回路７から出力された制御信号に基いて紙送りモータ等に駆動電圧を印加するモータ駆動回路８と、装置各部の制御を司るＣＰＵ（制御手段）９と、ＣＰＵ９の動作プログラム及び動作に必要な各種のデータが格納されているメモリ（記憶手段）１０、印刷キャリッジ（印刷手段）１１等によって構成されている。
【００１４】
上述した画像データ補正回路３、画像処理回路４、印刷制御回路６、機械制御回路７、ＣＰＵ９は、１チップのＡＳＩＣ１２に統合されている。なお、本実施形態におけるＣＰＵ９には、動作クロックの周波数が４８ＭＨｚのものが使用されている。また、ＡＳＩＣ１２には、イメージセンサ１、ＡＦＥ２に同期信号を出力するタイミングジェネレータ１３、及び複合機に接続されているパーソナルコンピュータ（ホストＰＣ）２０とＵＳＢケーブルにて接続され、ホストＰＣ２０との間のインターフェースとして機能するＵＳＢデバイス制御回路１４も組み込まれている。
【００１５】
イメージセンサ１は、画素（ピクセル）が１列に配列されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＩＳ(Contact Image Sensor)等により構成され、原稿に光を照射してその反射光を受光することにより、１ライン(例えば、５１００ピクセル)毎に画像データを読み取って電気信号に変換する。画像データ補正回路３は、ＡＦＥ２から出力された画像データのブラックレベル、各画素毎の感度、ＲＧＢ各色のレベル補正、ガンマ補正を行う。画像データ補正回路３によって補正された画像データは、ＣＰＵ９により切り替え制御される切り替えスイッチ１５によって、画像処理回路４又はＵＳＢデバイス制御回路１４に択一的に出力される。すなわち、切り替えスイッチ１５が画像処理回路４の側に閉じているとき、デジタル複合機は、原稿の画像データを単独で複写することができる。一方、切り替えスイッチ１５がＵＳＢデバイス制御回路１４の側に閉じているとき、画像データ補正回路３から出力された画像データは、ＵＳＢデバイス制御回路１４を介してパーソナルコンピュータ２０に転送される。
【００１６】
画像処理回路４は、ハードウェア回路（ロジック回路）によって構成されており、ＣＰＵ９から出力される制御信号に応じて、画像データ補正回路３から出力された画像データの擬似中間調処理を行い、処理後の画像データをバッファ５に蓄積させる。
【００１７】
図２は、２×３（２行×３列）フィルタを用いて擬似中間調処理を行っているピクセルを示している。画像処理回路４は、例えば、Ｎ行目及びＮ＋１行目のピクセルに着目し、現在２値化処理中のピクセルＸについて２値化により生じた誤差を、隣接するピクセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに拡散する。このとき、バッファ５上に作成した３ライン分のデータが格納できるリングバッファが用いられる。ピクセルＸの画像データは、例えば、アドレスＹに、格納されている。同様に、ピクセルＡの画像データはアドレスＹ＋１に、ピクセルＢの画像データはアドレスＹ＋５０９９に、ピクセルＣの画像データはアドレスＹ＋５１００に、ピクセルＤの画像データはアドレスＹ＋５１０１に、それぞれ格納されている。各画像データは、例えば、シアン色、マゼンタ色、黄色の各色成分によって構成されている。
【００１８】
図３は、ピクセルＸについて２値化により生じた誤差を隣接するピクセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに拡散する際に用いる２×３（Floyd Steinberg）フィルタを示している。各ピクセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに相当する数値は、上記誤差に乗ずる係数を表している。例えば、ピクセルＡについては、ピクセルＸについて２値化により生じた誤差に係数（＝７／１６）を乗じて得た数値をピクセルＡの画像データに加えることにより誤差が拡散される。ピクセルＢ，Ｃ，Ｄの画像データについても同様に誤差が拡散される。
【００１９】
以下、画像処理回路４による誤差拡散処理の流れについて、図４を参照して説明する。画像処理回路４は、ピクセルＸの画像データを所定の閾値Ｔｈと比較する。ピクセルＸの画像データが、所定の閾値Ｔｈ以上であれば、その値を“１”として、誤差成分ＥＲ＿Ｘを算出する。また、ピクセルＸの画像データが、所定の閾値Ｔｈ未満であれば、その値を“０”とする。この場合は、ピクセルＸの画像データの値そのものが誤差成分ＥＲ＿Ｘとなる。そして、ピクセルＡについては、誤差成分ＥＲ＿Ｘに係数（＝７／１６）を乗じて得た値を元の画像データの値ＡＡに足し合わせて、ピクセルＸの誤差が拡散される。ピクセルＢ，Ｃ，Ｄについても、係数（＝３／１６，５／１６，１／１６）を用いて同様の計算が実行され、ピクセルＸの誤差が拡散される。この処理を各ピクセル毎に、各色成分に対して繰り返して行えば、最終的に全てのピクセルについて擬似中間調による２値化処理が完了する。なお、２値化された画像データは、８ビット又は１６ビット単位でリングバッファの別のアドレスに格納される。
【００２０】
以上のように、本実施形態のデジタル複合機によれば、画像処理回路４がハードウェア回路によって構成されているので、ＣＰＵ９の負担を増やすことなく、原稿の画像データを読み取りながら、その読み取った画像データに迅速に擬似中間調処理を施すことができる。これにより、原稿の読み取りから印刷に要する時間を短縮しながらも、ＣＰＵ９として動作クロックの周波数の低い安価なプロセッサを適用することが可能となり、装置のコストダウンを図ることが可能となる。また、スキャンコントロール、プリントコントロールを行うためのＣＰＵ、及び画像処理を行うためのＤＳＰを省くことができるので、装置のコストダウンを図ることができる。また、各ピクセルの画像データを２値化する際に生ずる誤差を隣接するピクセルに拡散させているので、より正確で自然な擬似中間調の印刷が可能になる。また、現在処理中のピクセルの誤差に乗ずる係数を適宜変更することにより、輪郭を強調したり、ぼかしたりすることができ、容易に中間調特性の設定を変更することができる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、画像処理回路４の構成は、図４に示したものに限られることなく、他の擬似中間調処理のアルゴリズム、例えば、他の係数からなる２×３フィルタ又は３×５（Jarvis Judice Ninke若しくはStuki）フィルタに対応するハードウェア回路によるものであってもよい。また、プリント機能は、インジェット方式のプリンタによって実現されるものに限られることなく、レーザ方式のプリンタによるものであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態によるデジタル複合機の概略構成を示すブロック図。
【図２】同複合機によって擬似中間調処理を行っているピクセルを示す図。
【図３】同擬似中間調処理に用いられるフィルタを示す図。
【図４】同複合機の画像処理回路の構成を示す図。
【符号の説明】
【００２３】
１    イメージセンサ
４    画像処理回路(画像処理手段)
５    バッファ（バッファ手段）
９    ＣＰＵ（制御手段）
１０    メモリ（記憶手段）
１１    印刷キャリッジ（印刷手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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