JPH10257335A - 階調再現方法及び階調再現装置 - Google Patents

階調再現方法及び階調再現装置

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JPH10257335A
JPH10257335A JP9057674A JP5767497A JPH10257335A JP H10257335 A JPH10257335 A JP H10257335A JP 9057674 A JP9057674 A JP 9057674A JP 5767497 A JP5767497 A JP 5767497A JP H10257335 A JPH10257335 A JP H10257335A
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健 太田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】階調再現のためのパターンを格納するメモリの
メモリ容量を減少させ、コストの低減を図ることのでき
る階調再現方法及び画像形成装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】階調に応じてドット面積率の増減するマト
リックス状のパターンPSを格納したメモリMRを用
い、Xアドレス及びYアドレスを指定してメモリMRか
らパターンPSを読み出すことによってカラー画像につ
いての色成分の各階調データに対応するパターン画像を
得て階調再現を行う階調再現方法であって、メモリMR
に格納された1つのパターンPSに対し、Xアドレス及
び/又はYアドレスをアドレス変換して当該パターンP
Sの読み出し順序を異ならせることによって、当該パタ
ーンPSを2つの色成分の階調データに適用して階調再
現を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、階調に応じてドッ
ト面積率の増減するマトリックス状のパターンを用いて
階調再現を行う階調再現方法及び階調再現装置に関し、
例えばデジタル複写機又はプリンタ装置などに利用され
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、プリンタ装置又はデジタル複
写機などにおいて、中間調のある画像を記録するため
に、濃度パターン法、ディザ法など、種々の面積階調に
よる階調再現方法が提案されている。
【0003】濃度パターン法は、原画像の1画素に対
し、m×nのマトリックス状のパターン(濃度パター
ン)の各ドットのしきい値を対応させ、当該画素の階調
に対応するドット面積率のパターン画像を得て階調再現
を行う方法である。
【0004】ディザ法は、原画像の各画素に対し、m×
nのマトリックス状のパターン(しきい値マトリック
ス)の各ドットのしきい値を1対1に対応させ、それぞ
れの画素の階調に対応するドット面積率のパターン画像
を得て階調再現を行う方法である。
【0005】また、ドット集中型のしきい値マトリック
スを変形したものとパルス幅変調とを組み合せた階調再
現方法(IH法)も提案されている。IH法による表現
可能な階調数rは、パルス幅変調によるドット分割数R
とマトリックスサイズm×mとにより、全白を含める
と、r=m×m×L×0.5+1となり、これ以前のデ
ィザ法と比べて高画質の出力が得られる。
【0006】これらの階調再現方法は、いずれも、単位
領域内における発光ドット数、即ち光源による合計露光
時間を制御して階調再現を行うものであるに対し、合計
露光時間が同一であっても露光位置が相違する場合には
エネルギーの加算状態が異なるため顕像化される面積が
異なることを利用し、露光位置を制御することによって
階調再現を行う階調再現方法(拡張ディザ法)が提案さ
れている(特開平7−115538号)。
【0007】これらいずれの階調再現方法においても、
階調に応じてドット面積率の増減するマトリックス状の
パターンをメモリに格納しておき、Xアドレス及びYア
ドレスを指定してメモリからパターンを読み出す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来において
は、パターンを格納するメモリのメモリ容量が増大し、
コストの増大の要因となっていた。すなわち、1階調毎
に1つのパターンが必要であるため、例えば256階調
であれば256個のパターンが必要である。しかも、カ
ラー画像の階調再現を行うには、通常、Y(イエロ
ー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)
の4つの色成分毎にそれぞれ異なるパターンが必要であ
るので、メモリ容量はさらにその4倍となる。
【0009】また、近年においては、画像品質への要望
が高いため、文字画像、写真画像などの画像の種類に応
じて最も適した専用のパターンを用いる必要が生じてお
り、この場合にはさらに多くのメモリ容量が必要とな
る。
【0010】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、階調再現のためのパターンを格納するメモリ
のメモリ容量を減少させ、コストの低減を図ることので
きる階調再現方法及び画像形成装置を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る方
法は、階調に応じてドット面積率の増減するマトリック
ス状のパターンを格納したメモリを用い、Xアドレス及
びYアドレスを指定して前記メモリから前記パターンを
読み出すことによってカラー画像についての色成分の各
階調データに対応するパターン画像を得て階調再現を行
う階調再現方法であって、前記メモリに格納された1つ
の前記パターンに対し、前記Xアドレス及び/又は前記
Yアドレスをアドレス変換して当該パターンの読み出し
順序を異ならせることによって、当該パターンを2つの
色成分の前記階調データに適用して階調再現を行う。
【0012】請求項2の発明に係る装置は、階調に応じ
てドット面積率の増減するマトリックス状のパターンを
格納したメモリを用い、Xアドレス及びYアドレスを指
定して前記メモリから前記パターンを読み出すことによ
ってカラー画像についての色成分の各階調データに対応
するパターン画像を得て階調再現を行う階調再現装置で
あって、前記Xアドレス及び/又は前記Yアドレスをア
ドレス変換して前記パターンの読み出し順序を異ならせ
るためのアドレス変換手段と、前記色成分の種類に応じ
て前記アドレス変換手段の変換動作を制御するための制
御手段と、を有して構成される。
【0013】請求項3の発明に係る装置では、前記パタ
ーンは濃度パターン法に用いられる濃度パターンであ
る。請求項4の発明に係る装置では、前記パターンはデ
ィザ法に用いられるしきい値マトリックスである。
【0014】本発明の原理を図1に基づいて説明する。
図1(A)において、メモリMRには濃度パターン法に
用いられる濃度パターンPS1が格納されている。濃度
パターンPS1は、階調数に応じた数のパターンPSの
集合である。階調データによって、その階調値に対応す
る1つのパターンPSが指定される。Xアドレス及びY
アドレスによって、指定されたパターンPSのマトリッ
クスの各要素(セル)が順次指定され、指定された要素
の値がそれぞれ1ビットのデータDEとして読み出され
る。
【0015】アドレス変換手段ACは、入力されるXア
ドレス及び/又はYアドレスを、所定の式に応じて変換
して出力する。アドレス変換手段ACの変換動作は、色
データDCによって選択される。アドレス変換手段AC
の入力と出力とが同じである場合には、メモリMRに格
納されたパターンPSがそのまま読み出される。アドレ
ス変換手段ACの入力と出力とが異なる場合には、パタ
ーンPSの読み出し順序が異なり、メモリMRに格納さ
れたパターンPSとは異なったパターンPSが読み出さ
れる。アドレス変換によって、パターンPSは、例え
ば、左右反転、対角線に対して反転、上下反転、回転な
どが行われる。
【0016】図1(B)において、メモリMRにはディ
ザ法に用いられるしきい値マトリックスPS2が格納さ
れている。この場合には、メモリMRから読み出された
しきい値と階調データとが1対1で比較され、その大小
に応じて1ビットのデータDEが出力される。
【0017】メモリMRに格納されるパターンPSは、
IH法に用いられるパターンPS、拡張ディザ法に用い
られるパターンPSなど、種々のパターンPSであって
もよい。Xアドレス又はYアドレスの一方のみを変換し
てもよい。1つのメモリMRに複数種類のパターンPS
を格納してもよい。
【0018】
【発明の実施の形態】図2は本発明に係るフルカラーの
プリンタ装置1の概略図である。プリンタ装置1は、走
査光学系11、感光ドラム12、帯電器13、現像器1
4、中間転写体15、転写器16、及び定着器17など
から構成されている。
【0019】感光ドラム12は、図示の矢印方向に定速
で回転し、その表面が帯電器13によって所定の電位に
一様に帯電される。走査光学系11から出力される光ビ
ーム(レーザビーム)が感光ドラム12上に結像し、感
光ドラム12の表面に静電潜像が形成される。静電潜像
は、現像器14によって、Y(イエロー),M(マゼン
タ),C(シアン),K(ブラック)の各色に順次現像
され顕像化される。顕像化された各色のトナー像は、順
次中間転写体15に一次転写され、色合成される。色合
成された中間転写体15のカラー画像は、転写器16に
よって用紙PP上に二次転写され、定着器17によって
定着される。
【0020】図3は走査光学系11の概略を示す斜視図
である。半導体レーザ21は、図示しない制御部の画像
メモリなどから読み出した画像情報によって強度変調さ
れ、光ビームを出力する。光ビームは、コリメートレン
ズ22によりコリメートされ、回転多面鏡23によって
光偏向を受ける。偏光された光ビームは、fθレンズと
呼称される結像レンズ24により感光ドラム12上に像
を結び、ビーム走査を行う。このビーム走査に際して、
光ビームの各走査ラインの始端部の光をミラー25によ
り反射させ、ディテクタ26に導く。ディテクタ26か
らの検出信号はH方向(水平方向)の走査の同期信号と
して用いられる。
【0021】図4は半導体レーザ21の変調回路30の
ブロック図、図5は変調回路30の行列演算回路36の
ブロック図、図6は行列演算部36K,36Y,36
C,36Mの演算内容を示す図、図7はアドレス指定の
タイミングを示す図、図8はK及びYのためのパターン
PSAの例を示す図、図9はC及びMのためのパターン
PSBの例を示す図である。
【0022】図4において、変調回路30は、パターン
ROM31、Zアドレスカウンタ32、Xアドレスカウ
ンタ33、Yアドレスカウンタ34、ドライバ35、及
び行列演算回路36からなっている。
【0023】パターンROM31には、2種類のパター
ン群PSA,PSBが格納されている。パターン群PS
Aは、6×24のマトリックスからなる多数のパターン
PSA0,1,2…からなる。パターン群PSBは、1
7×68のマトリックスからなる多数のパターンPSB
0,1,2…からなる。それぞれのパターンPSA0,
1,2…、PSB0,1,2…の個数は、階調数に等し
い。例えば、本実施形態のように階調数が「256」で
ある場合には、各パターン群PSA,PSBは、それぞ
れ256個のパターンからなる。階調数が「64」であ
る場合には64個のパターンからなる。
【0024】なお、パターン群PSA,PSBに属する
パターンを、それぞれ「パターンPSA」「パターンP
SB」と記載することがある。また、パターン群PS
A,PSBの両方に属するパターン又はいずれに属して
もよいパターンを、「パターンPS」と記載することが
ある。
【0025】これらパターン群PSA,PSBのうちの
いずれが読み出されるかは、色データDCによって指定
される。色データDCは、Y,M,C,Kの4つの色成
分を示す2ビットの情報である。K及びYのときにはパ
ターン群PSAが、C及びMのときにはパターン群PS
Bが、それぞれ読み出される。
【0026】各パターン群PSA,PSBの中で、いず
れのパターンPSA,PSBが読み出されるかは、Zア
ドレスカウンタ32から出力されるZアドレスAZによ
って指定される。
【0027】Zアドレスカウンタ32は、図示しない画
像メモリなどから読み出した画像データDGに基づい
て、1つの色成分の1つの画像データDG毎に、つまり
1つの色成分の1画素毎に、ZアドレスAZを生成して
出力する。ZアドレスAZは、1つの画素の色成分につ
いての画像データDGの階調値(濃度値)に等しい。例
えば、色成分がKのある画像データDGについて、その
階調値が「21」であったとすると、ZアドレスAZは
「21」であり、パターン群PSAの中の階調値が「2
1」に対応するパターンPSAが読み出される。
【0028】Zアドレスカウンタ32によって指定され
たパターンPSについて、行列演算回路36から出力さ
れるXアドレスAXa及びYアドレスAYaによって、
マトリックスの各要素(セル)が順次指定され、指定さ
れた要素の値がそれぞれ1ビットのデータDEとして読
み出される。
【0029】Xアドレスカウンタ33は、画素クロック
信号SCをカウントし、そのカウント値をXアドレスA
Xとして出力する。画素クロック信号SCは、画像クロ
ック信号に対してk倍(kは分割数)の周波数を有する
クロック信号である。つまり、1つの画像データDGが
入力されている間にk個の画素クロック信号SCが入力
される。Xアドレスカウンタ33は、パターンの横方向
(行方向、水平方向、又は主走査方向)に配列される要
素EMの個数に応じて、所定の値の範囲でカウントを繰
り返す。カウントの範囲は色データDCに応じて切り換
えられる。
【0030】例えば、図8に示すようにパターンPSの
サイズが6(縦)×24(横)である場合には、図7
(A)(B)に示すように、0〜23の範囲でカウント
を繰り返す。また、図9に示すようにパターンPSのサ
イズが17×68である場合には、図7(C)(D)に
示すように、0〜67の範囲でカウントを繰り返す。
【0031】Yアドレスカウンタ34は、水平同期信号
SHをカウントし、そのカウント値をYアドレスAYと
して出力する。Yアドレスカウンタ34は、パターンP
Sの縦方向(列方向、垂直方向、又は副走査方向)の要
素EMの個数に応じて、所定の値の範囲でカウントを繰
り返す。カウントの範囲は色データDCに応じて切り換
えられる。
【0032】例えば、パターンPSのサイズが6(縦)
×23(横)であれば、図7(A)(B)に示すよう
に、0〜5の範囲でカウントを繰り返す。また、パター
ンPSのサイズが17×68である場合には、図7
(C)(D)に示すように、0〜16の範囲でカウント
を繰り返す。
【0033】行列演算回路36は、Xアドレスカウンタ
33から出力されるXアドレスAX及び/又はYアドレ
スカウンタ34から出力されるYアドレスAYに対し、
色データDCに応じた行列演算を行ってアドレス変換を
行う。行列演算回路36は、アドレス変換を行ったXア
ドレスAXa及びYアドレスAYaを出力する。なお、
変換前及び変換後のXアドレスをそれぞれ単に「X」
「Xa」記載し、変換前及び変換後のYアドレスをそれ
ぞれ単に「Y」「Ya」記載することがある。
【0034】図5において、行列演算回路36には、
K,Y,C,Mの各色成分に対して、それぞれ行列演算
部36K,36Y,36C,36Mが設けられている。
行列演算部36K,36Y,36C,36Mの中から、
色データDCをデコーダ361によりデコードして得ら
れた選択信号SSによっていずれか1つが選択される。
【0035】図6に示すように、各行列演算部36K,
36Y,36C,36Mは、それぞれ次の(1)〜
(4)式の演算を行う。 Xa=X Ya=Y ……(1) Xa=23−X Ya=Y ……(2) Xa=X Ya=Y ……(3) Xa=67−X Ya=Y ……(4) すなわち、行列演算部36K及び36Cは、何らの変換
を行わない。行列演算部36Y及び36Mは、Xアドレ
スを逆の方向からカウントするようにアドレス変換を行
う。したがって、色成分がKの場合には、パターンPS
Aがそのまま読み出され、色成分がYの場合には、パタ
ーンPSAがその中央に位置する縦軸に対して線対称と
なるように読み出される。また、色成分がCの場合に
は、パターンPSBがそのまま読み出され、色成分がM
の場合には、パターンPSBがその中央に位置する縦軸
に対して線対称となるように読み出される。つまり、色
成分がY及びMの場合に、パターンPSが左右反転した
状態で読み出される。
【0036】その結果、例えば、KとYとについては、
低濃度の領域においては互いに直角に交わる線状のパタ
ーン画像が得られ、CとMとについては、K及びYに対
してスクリーン角が異なり且つ互いにスクリーン角の異
なるパターン画像が得られる。これによって、各色成分
の階調画像の重なりのずれに基づくテクスチャの発生が
防止され、画像品質が向上する。
【0037】ドライバ35は、パターンROM31から
読み出されたデータDEに基づいて、半導体レーザ21
をオンオフ制御する。図8及び図9に示すパターンPS
について簡単に説明する。パターンPSは、縦横共にm
個のドットDTからなる正方マトリックスの各ドットD
Tを横方向にk分割し、分割されたそれぞれを要素EM
とするm×(m×k)のサイズのマトリックスからな
る。各要素EMは「0」又は「1」の値をとる。「0」
の場合は半導体レーザ21がオフであり、「1」の場合
は半導体レーザ21がオンである。したがって、半導体
レーザ21のオンに対応する感光ドラム12上の部分が
露光されてその電位が低下し、その部分にトナーが付着
し、その結果、記録紙PPのその部分が黒くなる。その
逆に、半導体レーザ21のオフに対応する記録紙PPの
部分は白くなる。したがって、「0」の値の要素EMを
「白要素(EMW)」、「1」の値の要素EMを「黒要
素(EMB)」ということがある。
【0038】次に、行列演算回路36における変換内容
の他の例を説明する。図10はパターンPSの他の例を
示す図、図11は行列演算回路36における行列演算部
の演算内容を示す図である。
【0039】図11に示すように、行列演算部において
は次の(5)式の演算を行う。Xa=Y Ya=X ……(5) すなわち、行列演算部は、XアドレスXとYアドレスY
とを入れ換えるアドレス変換を行う。これによって、パ
ターンPSは、対角線を軸線として線対称に読み出され
る。例えば、図10(A)に示すパターンPS10か
ら、(5)式の変換を行うことによって、図10(B)
に示すパターンPS11が得られる。
【0040】なお、図8及び図9に示すパターンPSは
特開平7−115538号で提案された拡張ディザ法に
用いられるものであるが、拡張ディザ法においては、図
6に示したようにパターンPSを左右反転させるアドレ
ス変換が好ましい。その理由は、黒要素の位置がどこに
あっても、左右反転を行うことによって黒要素の左右位
置は変わっても上下位置は変わらないので、半導体レー
ザ21の点灯パターンに変化がなく所期に設定したとお
りの濃度が得られるからである。もし、パターンPSの
対角線に対して反転させた場合には、黒要素の上下位置
が変わるので、点灯パターンが変化して所期に設定した
とおりの濃度が得られない場合がある。したがって、ド
ットを分割しないパターンPSを用いる場合には、対角
線に対して反転させても何ら問題ない。
【0041】上述の実施形態においては、パターンRO
M31に濃度パターン法に用いる濃度パターンであるパ
ターン群PSA,PSBを格納した場合について説明し
たが、パターンROM31にしきい値マトリックスを格
納した場合についても同様に適用することができる。そ
のような実施形態においては、パターンROM31から
読み出したしきい値マトリックスの値と画像データ(階
調データ)DGとを比較し、その大小に応じて2値化し
たパターンが得られることとなる。
【0042】上述の実施形態によると、パターンROM
31に格納された1つのパターンPSによって2つのパ
ターンPSを読み出すことができ、2つのパターンPS
によって4つの色成分についてのパターンPSを得るこ
とができる。したがって、階調再現のためのパターンP
Sを格納するメモリであるパターンROM31のメモリ
容量を半減することができ、コストの低減を図ることが
できる。
【0043】また、パターンROM31のメモリ容量が
同じである場合に、従来と比較して2倍の種類数のパタ
ーンPSを得ることができるので、例えば、文字画像用
のパターンPS、写真画像用のパターンPSなど、画像
の種類に応じたパターンPSをメモリ容量を増大するこ
となく得ることが可能となる。したがって、コストを上
昇させることなく、画像品質の向上を図ることが可能と
なる。
【0044】上述の実施形態においては、行列演算回路
36において行列演算を行ってアドレス変換を行った
が、例えば、Xアドレスカウンタ33又はYアドレスカ
ウンタ34において加減のいずれかの方向にカウントを
行うようにしてアドレス変換を行うことも可能である。
変換の内容として、上下方向へのパターンPSの反転、
パターンPSの所定角度の回転などを行うことも可能で
ある。行列演算回路36はハードウエアによる論理回路
によって構成したが、ファームウエア又はソフトウエア
で動作する高速演算素子などを用いてもよい。
【0045】パターンROM31に格納するパターンP
Sのマトリックスのサイズ、パターンPSの種類、パタ
ーン群の種類の数などは、上述した以外に適宜変更する
ことができる。パターンROM31に代えてRAM、又
はフラッシュメモリなどを用いてもよい。その他、行列
演算回路36、変調回路30、画像読取り装置1の全体
又は各部の構成、処理内容、処理順序などは、本発明の
主旨に沿って適宜変更することができる。
【0046】
【発明の効果】請求項1乃至請求項4の発明によると、
階調再現のためのパターンを格納するメモリのメモリ容
量を減少させ、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る階調再現方法の原理を説明する図
である。
【図2】本発明に係るフルカラーのプリンタ装置の概略
図である。
【図3】走査光学系の概略を示す斜視図である。
【図4】半導体レーザの変調回路のブロック図である。
【図5】変調回路の行列演算回路のブロック図である。
【図6】行列演算部の演算内容を示す図である。
【図7】アドレス指定のタイミングを示す図である。
【図8】パターンの例を示す図である。
【図9】パターンの例を示す図である。
【図10】パターンの他の例を示す図である。
【図11】行列演算回路における行列演算部の演算内容
を示す図である。
【符号の説明】
1 プリンタ装置(階調再現装置) 31 パターンROM(メモリ) 33 Xアドレスカウンタ(アドレス変換手段) 34 Yアドレスカウンタ(アドレス変換手段) 36 行列演算回路(アドレス変換手段) 361 デコーダ(制御手段) DC 色データ(制御手段) PSA,PSB パターン群(パターン) PS パターン MR メモリ AC アドレス変換手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 1/40 C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】階調に応じてドット面積率の増減するマト
    リックス状のパターンを格納したメモリを用い、Xアド
    レス及びYアドレスを指定して前記メモリから前記パタ
    ーンを読み出すことによってカラー画像についての色成
    分の各階調データに対応するパターン画像を得て階調再
    現を行う階調再現方法であって、 前記メモリに格納された1つの前記パターンに対し、前
    記Xアドレス及び/又は前記Yアドレスをアドレス変換
    して当該パターンの読み出し順序を異ならせることによ
    って、当該パターンを2つの色成分の前記階調データに
    適用して階調再現を行う、 ことを特徴とする階調再現方法。
  2. 【請求項2】階調に応じてドット面積率の増減するマト
    リックス状のパターンを格納したメモリを用い、Xアド
    レス及びYアドレスを指定して前記メモリから前記パタ
    ーンを読み出すことによってカラー画像についての色成
    分の各階調データに対応するパターン画像を得て階調再
    現を行う階調再現装置であって、 前記Xアドレス及び/又は前記Yアドレスをアドレス変
    換して前記パターンの読み出し順序を異ならせるための
    アドレス変換手段と、 前記色成分の種類に応じて前記アドレス変換手段の変換
    動作を制御するための制御手段と、 を有してなることを特徴とする階調再装置。
  3. 【請求項3】前記パターンは濃度パターン法に用いられ
    る濃度パターンである請求項2記載の階調再現装置。
  4. 【請求項4】前記パターンはディザ法に用いられるしき
    い値マトリックスである請求項2記載の階調再現装置。
JP05767497A 1997-03-12 1997-03-12 階調再現方法及び階調再現装置 Expired - Fee Related JP3692693B2 (ja)

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