(57)【要約】【課題】画質を向上させるディザマトリクスを作成する画像処理装置および電子写真方式の画像形成装置を提供する。【解決手段】ディザマスク５を有し、ディザマスク５は、同一な外形形状の複数のセルから構成され、各セルについて最初にオンとなる開始画素は１画素あるいは結合した数画素であり、該開始画素は、不規則な孤立ドット発生に基づきドットをディザマスクに投影処理することにより選択され、セル内での他のドットのオンの順序は、開始点に対して所定の順序で、かつ、オン画素は既にオンしている画素に接続しており、かつ、セルをはみ出さないようにオンされる順序に設定されている。【選択図】図３
2009055411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディザ法を用いた画像処理装置であって
該画像処理装置は、ディザマスクを有し、
該ディザマスクは、同一な外形形状の複数のセルから構成され、
各セルについて最初にオンとなる開始画素は、1画素あるいは結合した数画素であり、
該開始画素は、不規則な孤立ドット発生に基づきドットをディザマスクに投影処理することにより選択され、
セル内での他のドットのオンの順序は、開始点に対して所定の順序で、かつ、オン画素は既にオンしている画素に接続しており、かつ、セルをはみ出さないようにオンされる順序に設定されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
該セル内での他のドットのオンの順序は、開始点に対して所定の順序で、かつ、オン画素は既にオンしている画素に接続しており、かつ、セルの外周に出来るだけ接続しないようにオンされる順序に設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
該不規則な孤立ドット発生は、所定の画像データを擬似中間調処理することにより得られる情報に従う請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
該擬似中間調処理は、
該所定の画像データの所定開始点から所定の順に入力画素を探索し、
探索した所定開始点から所定の順に該画像データの画素を探索し、
探索した該画像データ画素の内、未処理の画像データ画素の値を加算し、
該加算結果を所定の閾値と比較することにより互いに隣接した未処理画素からなる画素集合を生成し、
該画素集合内のオン画素を、該画像データ画素の位置と画像データ画素値の総和を基に設定し、
該画素集合を２値化処理した結果生じる誤差を、以降処理される他の画素集合に伝搬することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
該投影処理は、該不規則に発生させた孤立ドットを、該ディザマスクのセル上に、角度及び倍率を調整して投影することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置にて生成したディザマスクを用いた電子写真方式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画質を向上させるディザマトリクスの作成を行う画像処理装置および電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザープリンタなどの画像形成装置の技術分野においては、中間調の画像を表現するためにディザ法などを用い、濃度レベルに対応する描画ドットの数を制御する技術が知られている。
【０００３】
ディザ法において用いられるディザパターンの作成においては、次のような問題がある。
【０００４】
６００×１２００ｄｐｉ  １ｂｉｔのような解像度の少ない画像処理の場合、線数を上げると階調数が取れないという問題がある。例えば、１５０ｌｐｉ（line  per  inchi）のパターンを作った場合、３２階調しか階調数が取れない。そのため、ディザマトリクスをサブマトリクスにより構成し、見かけ上の高線数と階調を得ている。しかし、ハイライト部においては、規則的なドットの抜けが発生するため、視覚上好ましくないテクスチャが発生してしまう。
【０００５】
これを防ぐため、ディザマスクの網点をランダムに配置して好ましくないテクスチャを防ぐ方法が発明されている。
【０００６】
特許文献１は、ドットを集中させてランダムな網点を形成し、不均一なセルの形状を構成する方法が提案されている。
【０００７】
特許文献２は、孤立点をランダムに配置する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３４２７０２６号公報
【特許文献２】特開２００３−４６７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１は、ディザを形成するセル形状が異なるのでディザマトリクスのように、縦横に繰り返し使用することが困難である。画像データに対してディザ処理を行なう場合、ディザを繰り返し利用することにより、高速にディザ処理ができる。しかし、従来方式ではセルの形状が異なるため、特定の繰り返し形状を作ることが難しい。
【０００９】
特許文献２は、孤立点をランダムに配置する方法が提案されているが、孤立点なので、電子写真エンジンには適用が難しい。
【００１０】
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、画質を向上させるディザマトリクスを作成する画像処理装置および電子写真方式の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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ディザ法を用いた画像処理装置であって該画像処理装置は、ディザマスクを有し、該ディザマスクは、同一な外形形状の複数のセルから構成され、各セルについて最初にオンとなる開始画素は、1画素あるいは結合した数画素であり、該開始画素は、不規則な孤立ドット発生に基づきドットをディザマスクに投影処理することにより選択され、セル内での他のドットのオンの順序は、開始点に対して所定の順序で、かつ、オン画素は既にオンしている画素に接続しており、かつ、セルをはみ出さないようにオンされる順序に設定されている画像処理装置であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、該セル内での他のドットのオンの順序は、開始点に対して所定の順序で、かつ、オン画素は既にオンしている画素に接続しており、かつ、セルの外周に出来るだけ接続しないようにオンされる順序に設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像処理装置において、該不規則な孤立ドット発生は、所定の画像データを擬似中間調処理することにより得られる情報に従うことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像処理装置において、該擬似中間調処理は、該所定の画像データの所定開始点から所定の順に入力画素を探索し、探索した所定開始点から所定の順に該画像データの画素を探索し、探索した該画像データ画素の内、未処理の画像データ画素の値を加算し、該加算結果を所定の閾値と比較することにより互いに隣接した未処理画素からなる画素集合を生成し、該画素集合内のオン画素を、該画像データ画素の位置と画像データ画素値の総和を基に設定し、該画素集合を２値化処理した結果生じる誤差を、以降処理される他の画素集合に伝搬することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像処理装置は、該投影処理は、該不規則に発生させた孤立ドットを、該ディザマスクのセル上に、角度及び倍率を調整して投影することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置にて生成したディザマスクを用いた電子写真方式の画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、画質を向上させるディザマトリクスを作成する画像処理装置および電子写真方式の画像形成装置を提供することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る画像処理装置は、以下の態様を有する。
【００１９】
ディザマスクを有し、該ディザマスクは、同一な外形形状の複数のセルから構成され、各セルについて最初にオンとなる開始画素は１画素あるいは結合した数画素であって、該開始画素は、不規則な孤立ドット発生に基づきドットをディザマスクに投影されることにより選択され、セル内での他のドットのオンの順序は、開始点に対して所定の順序で、かつ、オン画素は既にオンしている画素に接続しており、かつ、セルをはみ出さないようにオンされる順序に設定されている。
上記構成によれば、ハイライト部でも低線数のテクスチャを軽減することができ、画質を向上することができる。
【００２０】
また、上記セル内での他のドットのオンの順序は、開始点に対して所定の順序で、かつ、オン画素は既にオンしている画素に接続しており、かつ、セルの外周に出来るだけ接続しないようにオンされる順序に設定されている。
上記構成によれば、画質を向上することが出来る。
【００２１】
上記不規則な孤立ドット発生は、所定の画像データを擬似中間調処理することにより得られる情報に従う。
上記構成によれば、簡単な構成で画質の向上を実現できる。
【００２２】
上記擬似中間調処理は、上記所定の画像データの所定開始点から所定の順に入力画素を探索し、探索した所定開始点から所定の順に該画像データの画素を探索し、探索した該画像データ画素の内、未処理の画像データ画素の値を加算し、該加算結果を所定の閾値と比較することにより互いに隣接した未処理画素からなる画素集合を生成し、該画素集合内のオン画素を、前記画像データ画素の位置と画像データ画素値の総和を基に設定し、前記画素集合を２値化処理した結果生じる誤差を、以降処理される他の画素集合に伝搬する処理である。
上記構成によれば、ハイライト部でも低線数のテクスチャを軽減することができ、画質を向上することができる。
【００２３】
上記投影処理は、前記不規則に発生させた孤立ドットを、前記ディザマスクのセル上に、角度及び倍率を調整して投影する。
上記構成によれば、簡単な構成で画質の向上を実現できる。
【００２４】
上述した態様を有する画像処理装置について詳細に説明する。
以下に示す用語は、その要旨を逸脱しない範囲内において当業者が修正や代用を行い、種々の変更を施し、構築することを可能とする。
なお、以下に示す実施の形態は、好適な一例であって、これに限定されることはなく、趣旨を逸脱しない範囲内において変形可能とする。
また、本実施の形態において、画像処理装置を適用する画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であるが、オフセット印刷方式、インクジェット方式、熱転写方式、デジタル銀塩方式など別方式の画像形成装置であっても可能である。特に有用なのは、電子写真式の画像形成装置である。
【００２５】
図１は、本発明に係る画像処理装置が適用される画像形成装置の概略の一例を示す図である。
【００２６】
図１を参照すると、この画像形成装置では、画像が形成されるべき用紙は、本体トレイ１０１あるいは手差しトレイ１０２にセットされ、トレイ１０１あるいは１０２から給紙ローラ１０３にて用紙の搬送が開始される。
【００２７】
給紙ローラ１０３による用紙の搬送に先立って、感光体（感光体ドラム）６６が回転し、感光体６６の表面は、クリーニングブレード１０５によってクリーニングされ、次に、帯電ローラ１０６で一様に帯電される。
【００２８】
ここに、レーザー光学系ユニット１０７から、画像信号に従って変調されたレーザー光が露光され、現像ローラ１０８で現像されてトナーが付着し、これとタイミングを取って給紙ローラ１０３から用紙の給紙がなされる。
【００２９】
給紙ローラ１０３から給紙された用紙は、感光体ドラム６６と転写ローラ１０９とに挟まれて搬送され、これと同時に、用紙にはトナー像が転写される。転写され残った感光体６６上のトナーは、再び、クリーニングブレード１０５で掻き落とされる。
【００３０】
クリーニングブレード１０５の手前には、トナー濃度センサ１１０が設けられており、トナー濃度センサ１１０によって感光体６６上に形成されたトナー像の濃度を測定することができる。
【００３１】
また、トナー像が載った用紙は搬送経路にしたがって、定着ユニット１１１に搬送され、定着ユニット１１１においてトナー像は用紙上に定着される。
【００３２】
印刷された用紙は、最後に排紙ローラ１１２を通って、記録面を下にしてページ順に排出される。
【００３３】
ところで、レーザー光学系ユニット１０７には、ビデオ制御部７１、ＬＤ駆動回路７２が接続されており、ビデオ制御部７１では、パソコンやワークステーションからの画像信号などを制御したり、あるいは、内部に保持した評価チャート（テストパターン）信号などを発生させたりするようになっている。
【００３４】
また、現像ローラ１０８には、バイアス回路１１４によって高圧バイアスがかけられており、バイアス回路１１４において、このバイアスをコントロールすることにより、画像の全体的な濃度を制御したりすることが可能となっている。
【００３５】
このような画像形成装置ではビデオ制御部７１において、あるいは、外部に接続されたコンピュータにおいて、ディザ法によって元の画像を二値化した信号で、ＬＤ駆動回路７２を駆動し、画像が形成されるのが一般的に行われている。
【００３６】
（画像の階調を複数の画素を使って再現する方法）
画像処理装置では、ディザ法によって元の画像を１ビットのオンオフ情報に二値化したり、あるいは数ビット程度のオン〜オフまでの情報に少値化したりして、出力のエンジンにあわせた階調表現で表現を行なう。
【００３７】
電子写真方式のプリンタや複写機から、ドットパターンによってデジタル画像を用紙などに出力する場合には、多値で表される画像データを２値（１ｂｉｔ）のＯＮ／ＯＦＦデータや、数ビット程度の完全ＯＮ〜一部ＯＮ〜完全ＯＦＦデータに変換する必要が有る。この作業は擬似階調再現と呼ばれ、たとえば網点画像方式などがある。
【００３８】
網点画像方式の中でも、入力画像の各ドットに対し、一対一で対応する閾値マトリクス（ディザマスク）を適用し、入力画像の数値と閾値とを比較した結果に基づいて、出力画像のＯｎ／Ｏｆｆを決定する手法をディザ法と呼ぶ。
【００３９】
例えば、図２は、１ｂｉｔのディザ法の例であり、入力画像８を閾値マトリクス（ディザマスク）５と比較し、入力画像の値が閾値５を越えた場合にのみ、６のようにドットをＯＮにする。
【００４０】
図３は、ディザ処理装置をブロック図であらわしたものあり、入力画像８を閾値マトリクス５と比較し、その結果を印刷画像データ６とする。
【００４１】
ディザマスクは通常複数のパターンをあらかじめ持っていて、印刷のモード（解像度優先とか、階調性優先とか）に応じて必要なものを選択する。
【００４２】
図４（Ａ）にスクリーン角を設定した閾値マトリクスの例を示す。閾値マトリクスにおいては、図４（Ｂ）に示されるセルを４個を組み合わせて、セル間に重み付けを設けることにより、構成されている。
【００４３】
これらを、１ページの画像全体に繰り返し適用することにより、ディザ処理が行なわれる。
【００４４】
４個のセルの組み合わせで作られているのは、１個のセルでは階調を表現するには不足だからで、この図の場合、１個のセルで１７階調をあらわすことが出来るが、同一形状のセルを４つ組み合わせることで、６８階調をあらわすことが可能となる。
【００４５】
（開始点の説明）
通常ディザマトリクスでは、１個のセルにおける特定の箇所から網点が成長するようにする。以後、この点を開始点と呼ぶことにする。
【００４６】
図４に示すように、ａ，ｂ，ｃ，ｄのセルの順序でドットが成長するように閾値を設定する。
【００４７】
このとき、全てのセルに最初の1画素がオンされない階調においては、例えば図５のように、ドットの抜けがあるため、階調を表現することは出来るが、低線数のテクスチャを観察者に与えてしまう。これは、開始点（図４での閾値＝１，２，３，４の画素）が規則正しく整列しているためで、そこで、開始点にゆらぎのある、網点成長するディザとすることにより電子写真に好適なディザを得ることができる。
【００４８】
（網の太らせ方の説明）
網の太らせ方は、開始点より、所定の太らせ方の順に従う。例えば、図６は、四角く渦巻状に太るパターンであり、このパターンに従って、網を太らせる。
【００４９】
電子写真エンジンの場合、孤立ドットは再現が安定しないため、ドットが必ず接続して増えるように成長パターンを決めるのが良い。これにより、安定してトナーが付着するようになる。
【００５０】
ただし、セルの端については、図７のように、出来るだけ避けるようにして太らせる。
その理由は、トナー像が隣のセルと結合して大きなトナー領域を形成し、奇異なテクスチャーとして認識されてしまうからである。
【００５１】
このため、セル周辺領域を定め、（図７だと,１画素）、中央部が全て埋まった後に、周辺部を埋めるようにしている。
【００５２】
（開始点の作り方）
次にゆらぎのある開始点の選択方法について、説明する。
【００５３】
開始点は擬似中間調処理方法によって作成する。これにより、簡単な方法でゆらぎのあるドットを発生することができる。
【００５４】
ディザの閾値比較とは別に、画像データＡを用意し、この画像データＡを擬似中間調処理した結果から開始点を決定する。
【００５５】
たとえば、上述のような１つのセルが１７個の画素で構成されている場合、入力画像データＡとして、例えば、２５５／１７というレベルの画像を用意する。これは、ディザ処理をすべき元画像とは異なる画像である。
【００５６】
２５５／１７＝１５と整数値になるが、１７以外の画素数の場合、例えば１８という画素数の場合、２５５／１８＝１４．１６６であるので、画素レベル１４と１５を適切な割合でランダムに組み合わせて、平均として２５５／１８をあらわすようにすればよい。
【００５７】
擬似中間調処理として、図８、図９に記載のサーチパターンを繰り返しながら、開始点から、画像データＡの画素結合した領域（セルＡ）を構成する。そして、セルＡの加算結果が２５５を越えたときに、素のセルＡを確定し、素の重心部分にドットを置く。また、２５５を越えた余りを周辺の未処理画素に拡散する。
【００５８】
図１０で説明すると、入力データに対して、未処理画素の開始点から、図８のようなサーチパターンにて未処理画素を探索する。図１０（ｃ）の（１）〜（６）が探索順であり、最終的にセルＡを形成する。
【００５９】
このようにすると、たとえば１７画素に１個の割合で開始点を求めることができる。
このようにして、得られるビットマップ画像Ａから、開始点を設定する。例えば図１１のようなビットマップ画像が得られる。
【００６０】
図１２で説明すると、当初のディザマスクの枠に対して、ビットマップ画像Aを投影することにより各セルの開始点が決定される。
【００６１】
＜第２の開始点作成方法：適応セルの元画像を変える＞
上述のビットマップ画像Ａについて、スクリーン角０度やスクリーン角４５度は比較的簡単に生成できるが、それ以外の角度は難しい。
【００６２】
そういった角度でも開始点のビットマップ画像Ａを生成する処理について図１３を用いて説明する。
図１３は、入力画像データＡの別の形式である。
【００６３】
入力画像Ａは長方形の画像ではなく、セルの組合せ形状と同一な外形形状としてある。このようにすると、セルＡの探索開始位置がセル形状と配置に従いやすくなるため、開始点の生成方法として好適である。
【００６４】
＜開始点の作成方法３：出来たものから回転させる＞
あらかじめ作られたビットマップ画像Ａを拡大縮小回転させて利用する処理を図１４を用いて説明する。
【００６５】
まず、開始点作成方法１あるいは開始点作成方法２の手順でビットマップ画像Ａを作成する。次に、セルで区画化したディザを用意する。
【００６６】
ビットマップ画像Ａをセルの区画のサイズ煮に合致するように、拡大・縮小する。このケースではＸ軸方向とＹ軸方向を独立して変倍している。
【００６７】
次にスクリーン角にあわせて回転を行なう。
【００６８】
最後に位相を合わせて、セルの区画に投影し、開始点を決定する。以後、所定の成長パターンに従って網点が成長するようにディザマスクを構成する。
【００６９】
図１５に示すように、セルの組み合わせでスーパーセル生成２０１を行っておく、次に、第２の画像データ２０３から、仮の開始点のビットマップ画像Ａを作り、ブロック２０５にて回転と拡大縮小を実施して、２０１のセルに対して、位相を合わせて投影する。最後に先に説明した網点成長順２０６の情報を使用し、ディザマスク化２０７の処理を行ない、ディザマスク５を生成する。
【００７０】
本実施形態に係る画像処理装置、画像処理方法を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、本発明は、達成される。
【００７１】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７２】
またプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００７３】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００７４】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る画像処理装置が適用される画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る画像処理装置に適用する１ｂｉｔのディザ法の例である。
【図３】本発明に係る画像処理装置に適用するディザ処理装置を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る画像処理装置に適用する閾値マトリクスの例を示す図である。
【図５】本発明に係る画像処理装置に適用するディザの抜けを示す図である。
【図６】本発明に係る画像処理装置に適用する網を太らせるパターンを示す図である。
【図７】本発明に係る画像処理装置に適用するセルの周辺領域を示す図である。
【図８】本発明に係る画像処理装置に適用するセル画素探索順序を示す図である。
【図９】本発明に係る画像処理装置に適用する別のセル画素探索順序を示す図である。
【図１０】本発明に係る画像処理装置に適用するセル設定処理を示す図である。
【図１１】本発明に係る画像処理装置に適用するビットマップ画像を示す図である。
【図１２】本発明に係る画像処理装置に適用するビットマップ画像投影を示す図である。
【図１３】本発明に係る画像処理装置に適用する入力画像データＡの別の形式を示す図である。
【図１４】本発明に係る画像処理装置に適用するビットマップ画像の拡大、縮小、回転を示す図である。
【図１５】本発明に係る画像処理装置に適用するディザマスク生成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０１    本体トレイ
１０２    手差しトレイ
１０３    給紙ローラ
１０５    クリーニングブレード
１０６    帯電ローラ
１０７    レーザー光学系ユニット
１０８    現像ローラ
１０９    転写ローラ
１１０    トナー濃度センサ
１１１    定着ユニット
１１２    排紙ローラ
【図１】
2009055411.tif 000003
【図２】
2009055411.tif 000004
【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】
2009055411.tif 000010
【図９】
2009055411.tif 000011
【図１０】
2009055411.tif 000012
【図１１】
2009055411.tif 000013
【図１２】
2009055411.tif 000014
【図１３】
2009055411.tif 000015
【図１４】
2009055411.tif 000016
【図１５】
2009055411.tif 000017