(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色のトナーを利用し、所定のピッチで配列された複数画素内にトナーが付着されるドット画像を形成し、隣接する複数の画素内のドット画像から形成される網点により前記各色の階調を表現して画像を再生するカラー電子写真装置において、
前記各色の前記画素に対応する階調データを供給され、前記画素に対応して作成され前記階調データと画像再生データとの対応を有する変換テーブルを参照して、前記供給された階調データに基づき前記画素に対する画像再生データを前記各色毎に生成するハーフトーン処理部と、
前記画像再生データに対応する駆動信号を供給され、前記画素領域内において前記画像再生データに対応する面積及び位置を有する仮想ドット領域に前記トナーを付着させ前記ドット画像を形成する画像再生エンジンとを有し、
前記変換テーブルは、前記階調データと画像再生データとの対応を有する複数のルックアップテーブルと、前記画像の所定領域の複数画素に対応付けられ参照すべき前記ルックアップテーブルを示すルックアップテーブルマトリクスとを有し、前記ルックアップテーブルの画像再生データは、前記仮想ドットの面積データと位置データとを有し、
前記ハーフトーン処理部は、前記網点の中心位置を前記隣接する複数の画素の中心位置からずらすような前記面積及び位置のデータをもつ画像再生データであって、前記複数の色の少なくとも１つの色に対するスクリーン角を、実質的に無理正接の角度にする前記画像再生データを生成することを特徴とするカラー電子写真装置。
【請求項２】
複数の色のトナーを利用し、所定のピッチで配列された複数画素内にトナーが付着されるドット画像を形成し、隣接する複数の画素内のドット画像から形成される網点により前記各色の階調を表現して画像を再生するカラー電子写真装置において、
前記各色の前記画素に対応する階調データを供給され、前記画素に対応して作成され前記階調データと画像再生情報との対応を有する変換テーブルを参照して、前記供給された階調データに基づき前記画素に対する画像再生データを前記各色毎に生成するハーフトーン処理部と、
前記画像再生データに対応する駆動信号を供給され、前記画素領域内において前記画像再生データに対応する位置及び面積を有する仮想ドット領域に前記トナーを付着させ前記ドット画像を形成する画像再生エンジンとを有し、
前記変換テーブルは、前記階調データと画像再生データとの対応を有する複数のルックアップテーブルと、前記画像の所定領域の複数画素に対応付けられ参照すべき前記ルックアップテーブルを示すルックアップテーブルマトリクスとを有し、前記ルックアップテーブルの画像再生データは、前記仮想ドットの面積データと位置データとを有し、
前記ハーフトーン処理部は、前記網点の中心位置を前記隣接する複数の画素の中心位置からずらすような前記面積及び位置のデータをもつ画像再生データであって、前記複数の色の前記網点中心間距離を、実質的に等しくする前記画像再生データを生成することを特徴とするカラー電子写真装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記変換テーブルは、
前記階調データと、前記仮想ドットの面積データを含む第１の画像再生データとの対応を有する複数の第１のルックアップテーブルと、
前記階調データと、前記仮想ドットの位置データを含む第２の画像再生データとの対応を有する複数の第２のルックアップテーブルと、
前記画像の所定領域の複数画素に対応付けられ参照すべき前記第１のルックアップテーブル及び前記第２のルックアップテーブルを示すルックアップテーブルマトリクスとを有し、
前記第１及び第２のルックアップテーブルの数が前記ルックアップテーブルマトリクスの要素数より少ないことを特徴とするカラー電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のドット画像からなる網点によってハーフトーン処理を行うカラー電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラープリンタやカラーコピー等で広く用いられているカラー電子写真装置は、感光体を露光して形成した潜像を、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）のトナーにより現像し、そのトナー像を紙などの支持体上に転写して、カラー画像を最終画像として再生する。感光体上の潜像の形成にレーザービームを利用するレーザービームプリンタは、レーザービームが走査される主走査方向と、支持体が送られる副走査方向とに沿って配置される画素領域毎に、レーザービームの駆動を制御して潜像を形成する。それらの中で特に、レーザービームを駆動するパルスの幅を変調するタイプのものでは、レーザービームの照射領域を画素領域内において種々変更することができ、単位面積当たりの画素数が少ない場合でも、より高解像度で且つより高い階調のカラー画像を再現することを可能にする。
【０００３】
この様なパルス幅変調タイプのレーザービームプリンタにおいて、濃淡画像の階調再現の一手法として、多値ディザ法（Multi-level Dithering Method）を用いた網点ハーフトーニング法がある。この多値ディザ法によれば、入力信号である色毎の階調データに対して、仮想ドットのサイズと位置を決定付ける画像再生情報の記述された、ルックアップテーブルと称される変換テーブルを参照し、それぞれの画素領域内における仮想ドットの位置とサイズを決定する。このサイズとして、０と最大サイズの間の複数のレベルを設定することにより、各画素における出力が「多値」化される。
【０００４】
ここでいう「仮想ドット」とは、最終画像上にトナーによるドット画像を形成すべく、レーザービームが駆動されて走査されている領域で定義され、その主走査方向の大きさはレーザービームが駆動されている時間とビームの走査速度の積であり、副走査方向の大きさは、画素領域の副走査方向の大きさに等しい。以下に示す理由により、仮想ドットは最終画像上の「ドット画像」とは形状が異なるため、ここでは区別して表記する。各画素領域の仮想ドット内ではレーザービームが駆動され、感光体上にレーザービームの照射領域が形成される。この照射領域は、レーザービームのサイズや駆動時の立上り立下り特性があるために、仮想ドットよりにじみ広がった形状となる。レーザービームの照射領域は、感光体上の潜像領域となり、トナーにより現像され、紙などの支持体上に転写され、最終画像上のドット画像を形成する。これらの過程の中でも、トナーが散るなどするために、ドット画像の形状は仮想ドットからさらに変化したものとなる。このように、ドット画像は仮想ドットから変化したものだが、この変化は電子写真プロセスで決定付けられているために、仮想ドットを制御することでドット画像を制御することができる。
【０００５】
そして網点ハーフトーニング法では、単一の画素内のドット画像、あるいは複数の隣接する画素にわたるドット画像の塊からなる網点を形成し、その網点の大きさにより濃淡画像の階調を再現する。つまり、各画素の階調データの濃淡値が濃くなるに従い、仮想ドットが発生して、最終画像上での網点の成長核が生成され、更に階調データの濃淡値が濃くなると、仮想ドットの数及び面積が増大して、網点のサイズが次第に大きくなる。従って、この入力階調データの濃淡値の増大に対応した網点の成長方法は、網点の中心部（成長核近傍）の画素では仮想ドットの面積の成長が早く、網点の周辺の画素（成長核から離れた画素）では仮想ドット面積の成長が遅い。
【０００６】
このように一つの網点を構成する複数の画素で仮想ドットの面積成長特性を異ならせるために、複数のルックアップテーブルが用意される。そして、それらのルックアップテーブルを配列の要素とする2次元の配列を構成し、入力の画像データに対してこの配列をタイルを敷き詰めるように位置をずらしながら繰返し適用し、画像全体を網点により再生する。この2次元の配列をここではＬＵＴマトリクスと呼ぶ。
【０００７】
図１は、従来の産業用の印刷装置等で広く普及しているシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各スクリーン角の組み合わせを示す図である。図示される通り、従来の方法では、４色のスクリーン角について、イエローＹが０°、シアンＣ（またはマゼンタＭ）が１５°、ブラックＫが４５°、マゼンタＭ（またはシアンＣ）が７５°に設定される。色ずれ防止の為に網点のスクリーン角をずらすと、いわゆるモアレ縞が生成されることが知られている。このモアレ縞の空間周波数を高くして目立たなくする為には、２色間で約３０°スクリーン角がずれていることが最適であることが経験上確認されている。そして、イエローは、他の色に比較して人間の目にとって目立ちにくいことから、イエロー以外のシアン、マゼンタ、ブラックのスクリーン角をそれぞれ３０°づつずらすことが行われている。更に、最も目立ちやすいブラックについては、人間が認識しやすい縦横方向の０°、９０°から最も遠い４５°に設定され、残るシアンとマゼンタがそれぞれ１５°、７５°に設定される。そして、イエローは０°に設定される。人間が最も認識しやすい縦横方向にイエローのスクリーン角が形成されるが、イエローが最も目立ちにくいことから、さほどそのスクリーン角が目立つことはない。
【０００８】
上記の通り、産業用の印刷装置では、マゼンタやシアンを１５°または７５°に設定し、それぞれの色のスクリーンをその角度に回転させてモアレ縞の発生を抑えている。また、それぞれのスクリーンをそのまま回転させるので、それぞれの網点ピッチは等しく保たれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
レーザービーム等を利用する電子写真装置において、画像再生データに基づいて実際の画像を再生するエンジンでは、前述したようにレーザービームが走査される主走査方向と、紙送りがされる副走査方向に沿って画素領域が配置される。仮想ドットの配列も従って、常に主走査方向と副走査方向に固定され、印刷装置の如くスクリーンを任意の角度に回転させることはできない。従って、電子写真装置においては、上記多値ディザ法のＬＵＴマトリクス（ルックアップテーブルマトリクス）の位置を適宜上下または左右にずらすことにより、所望のスクリーン角を再現することが行われる。
【００１０】
図２は、従来のスクリーン角の形成方法を示す図である。この例では、ｍ×ｍのＬＵＴマトリクス４０をずらして画像データに対応させることで、tanθ＝ｂ／ａなるスクリーン角θを実現させている。図２の具体例では、ＬＵＴマトリクス４０がＸ軸方向に４個ずれる間に、Ｙ方向に１個ずれているので、tanθ＝１／４になっている。破線で示したマトリクス４２は、正方マトリクスと称され、ＬＵＴマトリクス４０が複数含まれる。
【００１１】
しかしながら、上記した印刷業界で最も画質が良いとされるマゼンタやシアンのスクリーン角の１５°や７５°は、無理正接に対応する角度であり、上記した主及び副走査方向に配置された限られた数の画素領域を利用するかぎり、かかる無理正接の角度を再現することは不可能である。従って、従来の電子写真装置においては、１５°や７５°に近い有理正接の角度に各スクリーン角を設定することが行われていた。ここで、有理正接とはtanθ＝ｂ／ａ（ただしａ，ｂは整数）であり、θ＝１５°、７５°は有理正接にはならない。
【００１２】
ａ，ｂ及びＬＵＴマトリクスのサイズを大きくすることで、できるだけ１５°や７５°に近い有理正接の角度を選択することも考えられる。ところが、上記エンジンでは、単位面積当たりの配置される画素領域数は、例えば６００dpi（dpi：ドット・パー・インチ）と少ない。従って、ＬＵＴマトリクスサイズを大きくすることは、スクリーン線数の減少を招き画像ディテールの表現力が低下するために、解像感が損なわれる。また、ＬＵＴマトリクスのサイズを大きくすることは、それに対応して必要となるルックアップテーブルの数が増大することを意味する。かかるルックアップテーブルの数の増大は、変換テーブルを記録する記録媒体の容量の増大を招き、電子写真装置のコストを押し上げてしまう。
【００１３】
更に、レーザービームの走査方向（主走査方向）と紙送りの走査方向（副走査方向）に固定して配置される画素領域を利用して網点を形成する場合、異なるスクリーン角を持つスクリーン間でそれらの網点ピッチを等しくすることは困難である。従って、この点でも、電子写真装置では産業用印刷装置と同等の画質を提供することを困難にしている。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、複数のドット画像からなる網点を利用して画像を再生するカラー電子写真装置において、無理正接に対応するスクリーン角を実現できる電子写真装置を提供することにある。
【００１５】
更に、本発明の目的は、複数のドット画像からなる網点を利用して画像を再生するカラー電子写真装置において、複数の色に対応するスクリーンにおける網点ピッチをそれぞれ等しくすることができる電子写真装置を提供することにある。
【００１６】
更に、本発明の目的は、上記の目的をそれぞれ少ない変換テーブルによって実現することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、複数の色のトナーを利用し、複数画素内のドット画像から形成される網点により前記各色の階調を表現して画像を再生するカラー電子写真装置において、
前記各色の階調データを供給され、前記画素に対応して作成され前記階調データと画像再生データとの対応を有する変換テーブルを参照して、前記階調データに基づき前記画素に対する画像再生データを前記各色毎に生成するハーフトーン処理部と、
前記画像再生データに対応する駆動信号を供給され、前記画素領域内において前記画像再生データに対応する面積及び位置を有する仮想ドット領域に前記トナーを付着させ前記ドット画像を形成する画像再生エンジンとを有し、
前記変換テーブルは、前記階調データと画像再生データとの対応を有する複数のルックアップテーブルと、前記画像の所定領域の複数画素に対応付けられ参照すべき前記ルックアップテーブルを示すルックアップテーブルマトリクスとを有し、前記ルックアップテーブルの画像再生データは、前記仮想ドットの面積データと位置データとを有し、
前記ハーフトーン処理部は、前記複数の色の少なくとも１つの色に対するスクリーン角を、実質的に無理正接の角度にする前記画像再生データを生成することを特徴とする。
【００１８】
更に、上記の目的を達成するために、本発明は、複数の色のトナーを利用し、複数画素内のドット画像から形成される網点により前記各色の階調を表現して画像を再生するカラー電子写真装置において、
前記各色の階調データを供給され、前記画素に対応して作成され前記階調データと画像再生情報との対応を有する変換テーブルを参照して、前記階調データに基づき前記画素に対する画像再生データを前記各色毎に生成するハーフトーン処理部と、
前記画像再生データに対応する駆動信号を供給され、前記画素領域内において前記画像再生データに対応する位置及び面積を有する仮想ドット領域に前記トナーを付着させ前記ドット画像を形成する画像再生エンジンとを有し、
前記変換テーブルは、前記階調データと画像再生データとの対応を有する複数のルックアップテーブルと、前記画像の所定領域の複数画素に対応付けられ参照すべき前記ルックアップテーブルを示すルックアップテーブルマトリクスとを有し、前記ルックアップテーブルの画像再生データは、前記表示ドットの面積データと位置データとを有し、
前記ハーフトーン処理部は、前記複数の色の前記網点中心間距離を、実質的に等しくする前記画像再生データを生成することを特徴とする。
【００１９】
更に好ましい実施例では、電子写真装置内のコントローラ内やホスト側のドライバ内に設けられる階調データと画像再生情報との対応を有する変換テーブルの容量を小さくするために、インデックス方式の変換テーブルを利用する。この変換テーブルは、階調データと、仮想ドットの面積データを含む第１の画像再生データとの対応を有する複数の第１のルックアップテーブルと、階調データと、前記仮想ドットの位置データを含む第２の画像再生データとの対応を有する複数の第２のルックアップテーブルと、画像の所定領域の複数画素に対応付けられ参照すべき前記第１のルックアップテーブル及び前記第２のルックアップテーブルを示すＬＵＴマトリクスとを有し、前記第１及び第２のルックアップテーブルの数が前記ＬＵＴマトリクスの要素数より少ないことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２１】
図３は、本発明における網点の例を示す図である。この例では、例えば６００ｄｐｉのピッチで配置される画素領域Ｄ１〜Ｄ６内に、図中黒い領域で示された仮想ドットを形成することで、ドット画像の塊からなる一つの網点ＳＰを生成する。この網点ＳＰの形成を、画像再生データに基づいてパルス幅変調されたレーザビームを利用するタイプの、レーザービームプリンタの場合で説明する。
【００２２】
画素領域Ｄ１では、領域内の右側の約１／４の領域に仮想ドットが存在し、それに対応する領域でレーザービームが照射される。レーザービームは、例えば画素領域の高さと同等の直径を有し、図3中の横方向（主走査方向）に走査しながら、所望の領域に照射される。従って、画素領域Ｄ１の場合は、レーザビームを駆動する駆動パルスは、画素領域の右側の約１／４の領域に対応するタイミング（位置）と幅になる。タイミングを制御することで仮想ドットの位置を制御することができ、パルス幅を制御することで仮想ドットの面積を制御することができる。
【００２３】
画素領域Ｄ２は、画素領域Ｄ１に隣接し、画素領域の左側の約１／１０の領域に仮想ドットがある。それにより、隣接する画素領域Ｄ１の仮想ドットと結合して、所定幅の仮想ドットが実現される。さらに画素領域Ｄ３では、画素領域内全域に仮想ドットがある。また、それに隣接する画素領域Ｄ４には、左側約２／３の領域に仮想ドットがある。それにより、画素領域Ｄ３とＤ４の仮想ドットは結合した太い仮想ドットとなる。更に、同様にして、画素領域Ｄ５には右側に約半分の仮想ドットがあり、画素領域Ｄ６には左側の約１／４に仮想ドットがある。
【００２４】
このような仮想ドットに基づきレーザービームが照射され、現像、転写を経て、ドット画像が形成される。図3に示された網点ＳＰの場合、画素領域Ｄ１、Ｄ２に形成されるドット画像は、画素領域Ｄ５、Ｄ６に形成されるドット画像よりも細く、それぞれ隣接する画素領域Ｄ１、Ｄ２、画素領域Ｄ３、Ｄ４、及び画素領域Ｄ５、Ｄ６に形成されるドット画像は、いずれも各領域内で左側にずれている。その結果、画素領域Ｄ１〜Ｄ６に形成される網点ＳＰの重心位置（網点の中心）は、図中Ｘにより示される通り、画素領域Ｄ３〜Ｄ６の中心位置よりも少し左上の位置になる。
【００２５】
前述したように、ドット画像の形状は、図中黒く示された仮想ドットとは完全には一致せず、それらの塊で構成される網点ＳＰの形状は、図中破線で示した形状になる。従って、仮想ドットの位置と面積を適宜選択することで、画素領域のピッチや配置にかかわらず任意の位置に網点の中心を形成することができる。
【００２６】
本発明はかかる点を利用することで、発生する網点位置を任意の位置に制御し、無理正接のスクリーン角或いは任意の網点ピッチを再現する。
【００２７】
図４は、かかる原理に基づき実現された網点の例であり、第１の実施の形態例において成長した網点の例を示す図である。１２行×１２列の画素領域Ｄ１、１〜Ｄ１２、１２の範囲における、仮想ドットがグレー彩色で、それから生成される網点の一部のものが破線でそれぞれ示される。そして、後述するとおり、画素の階調データと画像再生情報との対応を有する変換テーブルは、１２×１２のマトリクス構成である。
【００２８】
各網点は、図中のＳＰ２のように９個の隣接する仮想ドットが現像、転写されて生成されるドット画像で形成される場合もあれば、ＳＰ１のように４個の隣接する仮想ドットから生成されるドット画像で形成される場合もあり、それぞれの網点の中心は、画素領域のピッチや配置にかかわらず所望の位置に設定される。例えば、左下の原点ORに対して、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする座標であらわすと、網点ＳＰ１の座標は（8.2，2.0）、網点ＳＰ２の座標は（10.5，10.7）に設定される。
【００２９】
この２つの網点ＳＰ１，ＳＰ２によるスクリーン角（網点を結ぶ線の角度）は、垂直方向の線との間に、14.81°になる。かかるスクリーン角は、無理正接の角度である１５°に極めて近い角度であり、実質的に無理正接の角度といえる。更に、両網点間の距離は、9.0画素領域長になっている。網点ＳＰ１，ＳＰ２の間には２つの網点が存在しているので、図４の網点ピッチ（網点間の直線距離）は、3.0画素領域長になる。スクリーン角が０°のスクリーンにおいて、3.0画素領域長の網点ピッチにすることは、容易であるので、図４の例は、スクリーン角０°のスクリーンと同じ網点ピッチを持つことができることが理解される。
【００３０】
上記と同様にして、図１で示した４５°や１５°のスクリーン角を実現することができるし、その場合の網点ピッチを上記と同様の3.0画素領域長にすることもできる。
【００３１】
図５は、第１の実施の形態例における変換テーブルを示す図である。変換テーブルは通常電子写真装置内のコントローラ内に設けられたハーフトーン処理部に格納される。図５（Ａ）の画像データは、各画素毎の各色の階調データを有する。この階調データは、ＲＧＢの色空間に対応する場合もあれば、ＣＭＹＫの色空間に対応する場合もある。カラー電子写真装置では、ＣＭＹＫのトナーを利用することが一般的であり、その場合は、画像データはＣＭＹＫそれぞれの階調データを有する。
【００３２】
かかる画像データに対して図５（Ｂ）のＬＵＴマトリクスと図５（Ｃ）のルックアップテーブル群を有する変換テーブルが対応付けられる。ＬＵＴマトリクスは、本実施の形態例では１２×１２の行列からなり、行列の各要素の位置で適用されるべきルックアップテーブルの参照番号が保持される。そして画像データの所定の画素に対応付けられる。例えば画像データの画素Ｐに対するＬＵＴマトリクスの参照番号は２７とすると、その画素Ｐは、ルックアップテーブル群（Ｃ）内の参照番号２７に対応するルックアップテーブルにより、画像再生情報が決定される。すなわち、参照番号２７に対応するルックアップテーブルを参照して、入力レベルである画像データの階調データに対する出力値である画像再生データが読み出される。
【００３３】
ルックアップテーブル群（Ｃ）中の各ルックアップテーブルは、入力階調データの０〜２５５の各レベルに対して、画像再生情報として、画素領域内に形成される仮想ドットの面積データＰＷと位置データＰＰとを有する。面積データＰＷは、例えばレーザの駆動パルス幅の画素領域幅に対する割合を８ビットで正規化し０〜２５５で表したものである。位置データＰＰは、例えばレーザの駆動パルスを画素領域中で右に寄せるか左に寄せるかを示すデータである。図5図中面積データＰＷは０〜２５５の数値で示され、位置データＰＰはＰＰで示される。
【００３４】
上記の変換テーブルにより決定された画像再生情報に従って、レーザービームを駆動するパルスが生成され、画像形成が行われる。
【００３５】
図６は、第１の実施の形態例におけるＬＵＴマトリクスの例を示す図である。上記の通りこのＬＵＴマトリクスは１２行×１２列のマトリクスであり、全部で１〜１４４の参照番号が行列内に重複することなく割り当てられる。
【００３６】
図７は、第１の実施の形態例における各ルックアップテーブルの面積データPWの特性の例を示すグラフである。この特性グラフは、入力階調データのレベルと面積データPWの関係を示している。
【００３７】
図７の例では、特性グラフｊは、入力レベルが低い段階で大きな値をとる面積データの例である。ＬＵＴマトリクス内で比較的低い階調レベルに対して成長する要素が参照するルックアップテーブルの面積データは、このような特性を持つ。
特性グラフｍは、入力レベルにほぼ比例する大きさの面積データを有する例であり、ＬＵＴマトリクス内で比較的中間の階調レベルに対して成長する要素が参照するルックアップテーブルに対応する。そして、特性グラフｐは、入力レベルが低い段階では成長せず、入力レベルが比較的高い階調になって初めて成長する要素が参照するルックアップテーブルに対応する。
【００３８】
図８は、第１の実施の形態例における入力階調データのレベルと画像再生情報の位置データPPとの対応関係を示す特性グラフの例である。位置データが１ビットの場合、位置データの特性グラフは、図８（Ａ）に示される通り、入力階調レベルに対して、画素領域の左側か（データ「１」）画素領域の右側か（データ「０」）のいずれかの値をとる特性となる。そして、階調レベルに応じて右側か左側かが適宜設定可能になる。また、位置データが複数ビット、例えば６ビットの場合、位置データの特性グラフは、図８（Ｂ）に示される通り、入力階調レベルに対して、ドット内の６４種類の値をとる特性となる。従って、画素領域内の仮想ドットの位置を、図示される通り階調レベルに応じて順次変化させることができる。
【００３９】
第１の実施の形態例では、１２行×１２列のＬＵＴマトリクスに１４４種類のルックアップテーブルを対応付けている。従って、図７、８に示した面積データ、位置データの特性も、１４４種類ある。
【００４０】
ところで、無理正接のスクリーン角やスクリーン角が異なるスクリーンで網点ピッチを実用上問題ない程度に等しくするためには、ＬＵＴマトリクスを例えば1000×1000のように膨大な大きさにすれば理論的には実現可能である。しかし、カラーページプリンタなどのような電子写真装置では、そのような膨大な大きさのＬＵＴマトリクスを利用することは、第１に、画像再生エンジンの単位面積当たりの画素領域数に限界があり実用上有益な１００ｌｐｉ〜３００ｌｐｉ（ｌｐｉ：ラインパーインチ）のスクリーン線数を実現することが不可能に近く、また第２に、６００dpi程度の画素領域密度で実現しようとすると、網点ピッチが大きくなりすぎ（従ってスクリーン線数が少なくなり）再生される画像の解像感が著しく損なわれる。そこで、第１の実施の形態例では、画素領域内の所望の位置及び面積を有する仮想ドットを画像再生情報により制御することで、小さいＬＵＴマトリクスであっても成長する網点の位置を画素領域のピッチや配置に拘束されない任意の位置に制御して、無理正接のスクリーン角或いは等しい網点ピッチを実現する。
【００４１】
しかしながら、図５〜７で示した通り、１２行×１２列のＬＵＴマトリクスにしても依然として１４４通りのルックアップテーブルを設ける必要がある。かかる多くのルックアップテーブルを設けることは、大容量のメモリ領域を必要とする。
【００４２】
第２の実施の形態例は、ルックアップテーブルの数を減らすために入力レベルに対して同等の出力が対応付けされている複数のルックアップテーブルを１つにまとめて、全体のルックアップテーブルの数を減らす。
【００４３】
図９は、第２の実施の形態例におけるインデックス方式の変換テーブルを示す図である。図５に示した変換テーブルのようにＬＵＴマトリクスの各要素に１つずつ個別のルックアップテーブルが与えられていたのと異なり、このインデックス方式では、ＬＵＴマトリクスの各要素にはルックアップテーブルのインデックスが与えられ、インデックステーブルを参照することによりルックアップテーブルが求められる。従って、パターンマトリクスの複数の要素が共通のルックアップテーブルを用いることができ、ルックアップテーブルの数をＬＵＴマトリクスの要素数と独立して小さく設定することができる。
【００４４】
一般に、有理正接スクリーンの場合は、図２で示した通り、縦横に所定量離れたところで完全に同じパターンが現れる。従って、有限のサイズの正方マトリクスで誤差なく指定することができる。しかも、正方マトリクス内に完全に同じパターンが現れる。その意味から有理正接スクリーンに対しては上記のインデックス法による変換テーブルはメリットがある。
【００４５】
ところが、無理正接スクリーンでは、厳密には同じパターンを持つ画素は現れない。そこで、第２の実施の形態例では、１４４個のルックアップテーブルを、第１に画素領域内で右側の位置に仮想ドットを持つものと、左側の位置に仮想ドットを持つものとに分類し、第２に、それぞれ分類された複数のルックアップテーブルのうち、入力レベルに対して同等の出力が対応付けされている隣接ルックアップテーブルをまとめる。そして、そのようにしてまとめられた隣接ルックアップテーブルに、同じインデックス番号が与えられる。
【００４６】
図１０は、更に別のインデックス方式の変換テーブルを示す図である。このインデックス方式の変換テーブルでは、ルックアップテーブル群を、図１０（C-1）に示される、階調データと仮想ドットの面積データとの対応を有する面積ルックアップテーブル群（第１のルックアップテーブル群）と、図１０（C-2）に示される、階調データと仮想ドットの位置データとの対応を有する位置ルックアップテーブル群（第２のルックアップテーブル群）とに分ける。そして、変換テーブルは、更に、再生画像の所定領域の複数画素に対応付けられるＬＵＴマトリクス（Ｂ）に加えて、参照すべき面積ルックアップテーブル及び位置ルックアップテーブルを示す面積及び位置インデックステーブル（D-1）（D-2）をそれぞれ有する。
【００４７】
そして、面積ルックアップテーブル群（Ｃ１）中のルックアップテーブルの数は、ＬＵＴマトリクスの要素数１４４よりも少ない数にまとめられている。つまり、図７に示した１４４種類の特性をそれぞれに持つ面積ルックアップテーブル群のうち、類似する特性を持つ面積ルックアップテーブルをまとめて、全体のテーブル数を少なくしている。同様に位置ルックアップテーブルの数も、ＬＵＴマトリクスの要素数１４４よりも少ない数にまとめられている。つまり、図８（Ｂ）に示した特性を持つ位置ルックアップテーブル群のうち、類似する特性のルックアップテーブルをまとめて、全体のテーブル数を少なくしている。図１０の例では、面積ルックアップテーブルは３６種類、位置ルックアップテーブルは１５種類になっている。
【００４８】
従って、例えば、パターンマトリクス（Ｂ）内の要素２７と３６についてのルックアップテーブルは、面積インデックステーブル(D-1)を参照すると、同じ面積ルックアップテーブル１７を示している。従って、要素２７と３６とは、同じ特性で仮想ドットの面積が設定される。一方、要素２７と３６とは、位置インデックステーブル（D-2）を参照すると、異なる位置ルックアップテーブル１５，７を示している。しかし、要素１と２に対しては、面積インデックステーブル（Ｄ−１）を参照すると別々の面積ルックアップテーブル１，２を示しているが、位置インデックステーブル（D-2）を参照すると、同じ位置ルックアップテーブル１を示している。
【００４９】
このように、図１０の変換テーブル例では、ルックアップテーブルを面積ルックアップテーブルと位置ルックアップテーブルに分けて、ＬＵＴマトリクスとインデックステーブルを利用して、画素毎に参照すべきルックアップテーブルを、面積ルックアップテーブル数と位置ルックアップテーブル数の組み合わせにしている。つまり、要素２７と３６に対応する画素では、同じ面積ルックアップテーブルであっても異なる位置ルックアップテーブルを利用することになる。また、要素１と２に対応する画素では、同じ位置ルックアップテーブルであっても異なる面積ガンマテーブルを利用することになる。従って、実質的に使用可能なルックアップテーブルは、位置及び面積ルックアップテーブルの組合せによって構成され、その種類は最大でそれぞれのテーブル数の乗算値にすることができる。
【００５０】
図１０において、面積インデックステーブル（D-1）と位置インデックステーブル（D-2）とを合体して、ＬＵＴマトリクス（Ｂ）の１〜１４４の要素について、面積及び位置ルックアップテーブルの組み合わせを示すようにしても良い。
【００５１】
図１１は、図１０のインデックス方式の変換テーブルの変形例を示す図である。この例では、図１０のＬＵＴマトリクスとインデックステーブルとを合体して表示したものである。つまり、面積ＬＵＴマトリクス（B-1）は、１４４個の要素に対して、面積ルックアップテーブル群（Ｃ−１）中のどのテーブルを参照すべきかの参照番号を有する。更に、位置ＬＵＴマトリクス（B-2）も、１４４個の要素に対して、位置ルックアップテーブル群（Ｃ−２）中のどのテーブルを参照すべきかの参照番号を有する。図１１の例でも、図１０と同様に、同じ面積ルックアップテーブル２７を参照する２つの要素に対して、異なる位置ルックアップテーブル１５，７が参照される。また、同じ位置ルックアップテーブル１を参照する２つの要素に対して、異なる面積ルックアップテーブル１，２が参照される。
【００５２】
図１２は、第２の実施の形態例におけるＬＵＴマトリクスの別の例を示す図である。図１２のＬＵＴマトリクスは、図９におけるＬＵＴマトリクス（Ｂ）とインデックステーブル（Ｄ）とを一つのＬＵＴマトリクスにして表している。図６に示した第１の実施の形態例のＬＵＴマトリクスが、１２行×１２列の全ての要素に異なるルックアップテーブルが割り当てられているのに対して、図１２の例では、１２行×１２列の１４４個の要素内に３６種類のルックアップテーブルが割り当てられている。図１２の１４４個の要素内の番号はルックアップテーブルのインデックスを示す。従って、一部重複してルックアップテーブルが割り当てられることが理解される。例えば、ＬＵＴマトリクスのＤ1,1、Ｄ1,4、Ｄ2,7、Ｄ3,10、Ｄ7,12、Ｄ10,11には、同じ１番のルックアップテーブルが割り当てられる。
【００５３】
このように、入力の階調データに対する出力値が非常に近い複数のルックアップテーブルをまとめることで、全体のルックアップテーブルの数を減らすことができる。即ち、図７、８に特性を示したルックアップテーブルのうち、隣接する若しくは類似するルックアップテーブルが一つにまとめられる。
【００５４】
図１３は、第２の実施の形態例において成長した網点の例を示す図である。この例においても、各画素領域内の仮想ドットは、左右の位置とそれぞれの面積とが画素毎に異なる。その結果、成長した網点ＳＰ１の中心座標は（8.2、2.0）となり、網点ＳＰ２の座標は（10.5、10.7）になり、図４と同様の網点位置を得ることができた。この時のスクリーン角θは約１５゜、網点ピッチは3.0になるのも、図４と同様である。
【００５５】
図４と図１３を比較すると明らかな通り、図４におけるドットＤ1,1、Ｄ1,4、Ｄ2,7、Ｄ3,10、Ｄ7,12、Ｄ10,11は、画素領域の右側領域に仮想ドットが存在するか、その幅がほとんどないものであるのに対して、図１３におけるそれらの画素領域は、全て同じルックアップテーブルが割り当てられた結果、全て右側領域に同じ面積の仮想ドットが存在する。
【００５６】
図１４は、以上に述べてきた画像処理が好ましく適用される電子写真印刷システムの構成図である。この例では、ホストコンピュータ５０において、ＲＧＢそれぞれの階調データ（各８ビットで合計２４ビット）からなる画像データ５６が生成され、ページプリンタなどの電子写真装置６０に与えられる。ページプリンタなどの電子写真装置６０は、供給された画像データ５６をもとにカラー画像を再現する。電子写真装置６０内には、画像処理を行ってエンジンにレーザの駆動データ６９を供給するコントローラ６２と、その駆動データ６９に従って画像の再生を行うエンジン７０とを有する。
【００５７】
ホストコンピュータ５０において、ワードプロセッサや図形ツールなどのアプリケーションプログラム５２により、文字データ、図形データ及びビットマップデータ等が生成される。これらのアプリケーションプログラム５２により生成されたそれぞれのデータは、ホストコンピュータ５０内にインストールされている電子写真装置用のドライバ８０のラスタライズ機能５４により、ラスタライズされ、画素またはドット毎のＲＧＢ各色の階調データからなる画像データ５６に変換される。
【００５８】
電子写真装置６０内にも、図示しないマイクロプロセッサが内蔵され、そのマイクロプロセッサとインストールされている制御プログラムにより、色変換部６４、ハーフトーン処理部６６及びパルス幅変調部６８等を含むコントローラ６２が構成される。このハーフトーン処理部６６に、これまで述べてきた画像処理方法が用いられている。また、エンジン７０は、例えばレーザドライバ７２が、駆動データ６９に基づいて、画像描画用のレーザダイオード７４を駆動する。エンジン７０には、感光ドラムや転写ベルト等とその駆動部が含まれるが、図１４では省略されている。
【００５９】
コントローラ６２内の色変換部６４は、供給された各画素毎のＲＧＢ階調データ５６を、トナーの色であるＣＭＹＫの階調データ１０に変換する。ＣＭＹＫの階調データ１０は、ＣＭＹＫの各色プレーンについて画素毎の各色８ビットずつの階調データであり、最大で２５６階調を有する。ハーフトーン処理部６６は、各色のプレーン毎に、画素に対応した階調データ１０を供給される。
【００６０】
ハーフトーン処理部６６は、画素毎の階調データ１０に対して、予め作成された階調データと画像再生情報との対応を有する変換テーブルを参照して、各画素に対する画像再生データ３０を生成する。このハーフトーン処理部６６は、例えば多値ディザ法を利用して、中間階調を表現する画像再生データ３０を生成する。例えば、図５，６，７や図８，９に示したＬＵＴマトリクスとルックアップテーブルからなる変換テーブルを使用することで、各画素毎に左右の領域と面積とを示す画像再生データ３０を生成することができる。
【００６１】
即ち、好ましい実施の形態例では、ハーフトーン処理部６６は、多値ディザ法を利用することで、例えばカラープリンタ等の６００ｄｐｉ程度の少ない画素領域密度において、網点ピッチが小さく従ってスクリーン線数が多く解像度が高く、且つ画素の位置にかかわらず任意の位置に網点の中心を設定することができる。それにより、無理正接スクリーンを実現でき、スクリーン角が異なる複数色のスクリーンの網点ピッチをほぼ等しくすることもできる。
【００６２】
図１５は、電子写真印刷システムの別の構成図である。このシステム構成例は、図１４に示したシステム構成例の変形例である。図１５のシステムでは、ホストコンピュータ５０にインストールされているドライバ８０が、ラスタライズ機能５４、色変換機能６４及びハーフトーン処理機能６６とを有する。これらの各機能６４，６６は、図１４に示した同じ引用番号の処理部と同等の機能を持つ。そして、ハーフトーン処理機能により生成された各色毎の画像再生データ（パルス幅データ）３０が、ページプリンタなどの電子写真装置６０内に設けられたコントローラ６２のパルス幅変調部６８に供給され、所望の駆動データ６９に変換され、エンジン７０に与えられる。
【００６３】
図１５のシステム例では、ホストコンピュータ側にインストールされるドライバ８０により、色変換処理とハーフトーン処理とが行われる。図１４の例では、色変換処理とハーフトーン処理とは、電子写真装置内のコントローラで行っていたが、図１５の例ではホストコンピュータ５０側で行う。電子写真装置６０の低価格化が要求される場合は、コントローラ６２の能力を下げて価格を抑えることが要求される。その場合は、ホストコンピュータにインストールされるドライバプログラムにより、図１４のコントローラが行っていた機能の一部である色変換処理とハーフトーン処理とを代わりに実現することが有効である。ドライバ８０にてハーフトーン処理が実現される場合、上記したハーフトーン処理手順をコンピュータに実行させるプログラムが格納された記憶媒体が、ホストコンピュータ５０内に内蔵される。
【００６４】
以上、本発明についてレーザービームを利用したカラーの電子写真画像形成装置を例に取り述べてきたが、パルス幅の変調方向を副走査方向とし、「右」「左」といった位置を画像領域内での「上」「下」と読みかえることで、本発明はそのまま、LEDラインヘッドを利用した電子写真画像形成装置に適用可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、限られた画素領域密度しか再現できない電子写真装置において、網点ピッチを小さくして解像度を高く保って、実質的に無理正接のスクリーン角を実現することができる。また、限られた画素領域密度において、スクリーン角が異なる色のスクリーンの網点ピッチを全てほぼ等しくすることができる。その為のハーフトーン処理における最適の変換テーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の産業用の印刷装置等で広く普及しているシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各スクリーン角の組み合わせを示す図である。
【図２】従来のスクリーン角の形成方法を示す図である。
【図３】本発明における網点の例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態例において成長した網点の例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態例における変換テーブルを示す図である。
【図６】第１の実施の形態例におけるＬＵＴマトリクスの例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態例におけるルックアップテーブルの面積データの特性を示す図である。
【図８】第１の実施の形態例におけるルックアップテーブルの位置データの概略特性例である。
【図９】第２の実施の形態例におけるインデックス方式の変換テーブルを示す図である。
【図１０】第２の実施の形態例における別のインデックス方式の変換テーブルを示す図である。
【図１１】図１０のインデックス方式の変換テーブルの変形例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態例におけるＬＵＴマトリクスの例を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態例において成長した網点の例を示す図である。
【図１４】電子写真印刷システムの構成図である。
【図１５】電子写真印刷システムの別の構成図である。
【符号の説明】
１０      階調データ
３０      画像再生データ
６０      電子写真装置
６２      コントローラ
６６      ハーフトーン処理部
６８      パルス幅変調部
【図１】
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【図２】
0003873590.tif 000003
【図３】
0003873590.tif 000004
【図４】
0003873590.tif 000005
【図５】
0003873590.tif 000006
【図６】
0003873590.tif 000007
【図７】
0003873590.tif 000008
【図８】
0003873590.tif 000009
【図９】
0003873590.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0003873590.tif 000015
【図１５】
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