JP3492607B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリン
タ、デジタル複写機、カラーレーザプリンタ、デジタル
カラー複写機などの画像形成装置等に適用される画像形
成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】２値のドットで中間調を表現する擬似中
間調処理として、誤差拡散法がある。この方法は、各画
素を２値化した際に生じる誤差を周辺画素に拡散する手
法である。例えば、２値化後の周辺ドット配置に応じて
異なる２値化閾値レベルを出力することにより、文字・
図形の連続性を確保し、階調性・鮮鋭性の良い画像を形
成する方法（特公平８−２４３３８号公報を参照）、低
濃度で２値化後の周辺画素にドットが存在する場合には
出力ドットをＯＦＦにすることにより、低濃度部でドッ
トがつながることによるテクスチャの発生を防止する方
法（特許第２６６２４０２号を参照）などがある。 【０００３】さらに、この誤差拡散法を３値以上に拡張
したものとして、多値誤差拡散法がある。例えば、量子
化後の周辺ドット配置を調べ、ドットまたは白画素の連
続を阻止するように閾値を決定することにより、ドット
のつながりによるテクスチャの発生及び擬似輪郭を除去
する方法がある（特許第２７５６３０８号を参照）。 【０００４】２値誤差拡散の場合、ドットのＯＮ，ＯＦ
Ｆで階調を表現するため、画像の安定性に優れるもの
の、低濃度部で孤立ドットが目立ち粒状性が悪いという
問題点がある。一方、多値誤差拡散は、低濃度部では小
レベルのドットを出力するために孤立ドットが目立ちに
くく粒状性が良い。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、濃度レベルが
高くなると、小レベルのドット数が増え、画像が不安定
になるという問題点がある。また、小レベルのドットの
増加によって、濃度の飽和が早く、階調数が少なくな
る。このような問題点は、電子写真のプリンタによる画
像形成においては特に顕著である。 【０００６】本発明の目的は、多値誤差拡散の利点であ
る低濃度部の粒状性を維持しながら、中・高濃度部の不
安定性を解消し、階調性が良い画像形成装置を提供する
ことにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明では、量子化済み
の注目画素周辺１５画素のドットＯＮまたはＯＦＦの情
報を記憶するメモリと、１５画素内のドットＯＮの数を
数えるカウンタを設け、量子化部の出力が量子化レベル
１の場合に、メモリに記憶されている１５画素内のドッ
トＯＮの数をカウントし、ドット数が５個より多い場合
には注目画素の出力を０とし、最小ドットの出力を制限
する。 【０００８】本発明では、３値以上の誤差拡散処理で、
低濃度部では小ドットの出力により孤立ドットを目につ
きにくくして粒状性の良い画像を形成し、中・高濃度部
では不安定な小ドットを抑制することにより安定した画
像を形成する。小ドットの抑制手段として、量子化後の
周辺画素のドット数を参照するが、そのドット配置（例
えば、ドットが連続しているか否か）の情報は用いな
い。 【０００９】本発明の多値誤差拡散においては、所定領
域内の小レベルのドット数を制限することによって、安
定した画像を形成するとともに、各レベルの出力ドット
の発生割合の制御を容易にし、また高速な処理を実現す
る。 【００１０】本発明の多値誤差拡散においては、所定領
域内の小レベルのドット数を制限することによって、安
定した画像を形成するとともに、画像の文字・エッジ部
においては鮮鋭性の良い画像を形成する。 【００１１】本発明では、入力画像の各階調に対して各
レベルの出力ドットの発生割合を自在に制御し、また、
画像の特徴に応じた最適な各レベルの出力ドットの発生
割合で再現する。 【００１２】さらに、本発明では、参照する量子化済み
領域を適当な範囲に設定することによって、各レベルの
出力ドットの発生割合をなめらかに切り替える。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて具体的に説明する。図１３は、本発明が適用され
るデジタル複写機からなる画像形成装置の一例を示す。
このデジタル複写機は、画像読み取り装置としてのスキ
ャナ４００と、画像形成部としてのレーザプリンタから
なる画像記録装置４１１と、後述する回路とを有する。
スキャナ４００は、平坦な原稿台４０３上に載置された
製本原稿などの原稿を照明ランプ５０２により照明し、
その反射光像をミラー群５０３〜５０５およびレンズ５
０６を介して読み取りセンサー５０７に結像するととも
に、照明ランプ５０２及びミラー群５０３〜５０５の移
動により原稿を走査して原稿の画像情報を読み取り、電
気的な画像信号に変換する。読み取りセンサー５０７で
得られた画像信号は後述する回路を介してプリンタ４１
１へ送られる。 【００１４】プリンタ４１１においては、露光手段とし
ての書き込み光学ユニットからなる書き込み装置５０８
は、上記画像信号を光信号に変換して感光体からなる像
担持体、例えば感光体ドラム５０９に露光して原稿画像
に対応した光書き込みを行うことにより静電潜像を形成
する。書き込み光学ユニット５０８は、半導体レーザを
発光駆動制御部で上記画像信号により駆動して画像信号
により強度変調されたレーザ光を出射させ、このレーザ
光を回転多面鏡５１０により偏向走査してｆ／θレンズ
及び反射ミラー５１１を介して感光体ドラム５０９へ照
射する。 【００１５】感光体ドラム５０９は、駆動部により回転
駆動されて矢印の如く時計方向に回転し、帯電手段とし
ての帯電器５１２により一様に帯電された後に、書き込
み光学ユニット５０８による露光で静電潜像が形成され
る。この感光体ドラム５０９上の静電潜像は、現像装置
５１３により現像されてトナー像となり、また、転写紙
からなる転写材が複数の給紙部５１４〜５１８、手差し
給紙部５１９のいずれかからレジストローラ５２０へ給
紙される。 【００１６】レジストローラ５２０は感光体ドラム５０
９上のトナー像にタイミングに合わせて転写紙を送出
し、転写ベルト５２１は転写電源から転写バイアスが印
加されて転写紙を搬送するとともに、感光体ドラム５０
９上のトナー像を転写紙へ転写させる。転写紙は、搬送
ベルト５２１により搬送されて定着部５２２によりトナ
ー像が定着され、排紙トレイ５２３へコピーとして排出
される。また、感光体ドラム５０９は、トナー像転写後
にクリーニング装置５２４によりクリーニングされて徐
電器５２５により徐電され、次の画像形成動作に備え
る。 【００１７】図１は、デジタル複写機の画像処理部の構
成を示す。画像処理部は、読み取りデータを補正するス
キャナ系処理部と、デジタル画像を加工、修正するデジ
タル画像処理部と、書き込みＬＤを変調する書込系処理
部からなる。ＣＣＤ１で読み取った６００ｄｐｉのアナ
ログデータをＡＧＣ２によりデータレベルの調整を行
う。次いでＡＤ変換３により、画素毎のアナログデータ
を１画素当たり８ｂｉｔのデジタル値に変換し、シェー
ディング補正４において読み取りＣＣＤの画素および照
度のばらつきを補正する。 【００１８】続いて、フィルタ処理５を行う。具体的に
は、読み取りによって生じる画像の振幅を補正するＭＴ
Ｆ補正と、中間調画像をなめらかに表現するための平滑
化処理を行う。そして、複写倍率に応じて主走査方向の
変倍処理６を行い、書き込み濃度に変換するためのγ補
正７を行う。最後に中間調処理８を行い、１ドット当た
り数ｂｉｔのデータに変換して送出する。その他、地肌
除去処理、フレア除去処理、スキャナγ処理、画像編集
などの図示しない処理が行われる。 【００１９】次に、画像分離処理部について説明する。
一般に、入力画像は文字、網点、写真画像が混在してい
る。文字画像では画像のエッジ部で黒・白画素が連続し
ており、網点画像（絵柄）ではピークが周期的に存在す
る。特徴判定部１０では、これらの画像特徴を検出する
ことによって、入力画像の各画素を文字１１、写真１
２、網点１３の何れかに分離することができる。 【００２０】この分離情報は、中間調処理部８に送ら
れ、中間調処理の切り替えや処理パラメータの切り替え
に利用される。 【００２１】本発明に係る画像データの量子化を行う誤
差拡散処理は中間調処理部８に設けられている。 【００２２】図２は、従来の誤差拡散処理の構成を示
す。誤差拡散処理は多階調画像データ２０を閾値２２と
比較して出力値２３を決定する。そして、その出力値２
３と画像データ２０との差２４をその画素の誤差２５と
して保存する。次画素では、注目画素の画像データに周
辺画素とその画素に対応する誤差マトリクス係数２６の
積を加え２１、閾値２２と比較してその画素の出力値２
３を決定する。以上を各画素毎に繰り返すことにより、
画像の濃度が保存された誤差拡散処理が行われる。 【００２３】多値誤差拡散処理の一例として４値誤差拡
散処理における出力ドットの割合を図３に示す。量子化
レベル０〜３に対する出力値をそれぞれ０（ドットＯＦ
Ｆ），８５（量子化レベル１；小サイズのドット），１
７０（量子化レベル２；中サイズのドット），２５５
（量子化レベル３；大サイズのドット）とすると、入力
データレベルが８５までは量子化レベル１の割合が増加
し（濃度が増すにつれて小サイズのドット数が増加）、
入力データレベル８５で量子化レベル１の割合が１００
％となる。入力データレベルが８５〜１７０までは量子
化レベル１の割合が減少して量子化レベル２の割合が増
加し（濃度が増すにつれて小サイズのドット数を減ら
し、中サイズのドット数を増加させる）、入力データレ
ベル１７０で量子化レベル２の割合が１００％となる。
入力データレベルが１７０〜２５５までは量子化レベル
２の割合が減少して量子化レベル３の割合が増加し（濃
度が増すにつれて中サイズのドット数を減らし、大サイ
ズのドット数を増加させる）、入力データレベル２５５
で量子化レベル３の割合が１００％となる。このよう
に、多値誤差拡散では小レベルのドットの割合が高くな
る領域があり、その領域では画像が不安定になるという
問題点がある。 【００２４】本発明では、小ドットの発生割合を制御す
ることによって、この問題点を解消し、高画質な画像を
形成する。 【００２５】（実施例１） 図４は、本発明の実施例１のブロック図を示す。本実施
例では、量子化済みの注目画素周辺１５画素のドットＯ
ＮまたはＯＦＦの情報を記憶するメモリ２７と、その１
５画素内のドットＯＮの数を数えるカウンタ２８と、出
力ドット制御部２９が、図２の誤差拡散処理の構成に追
加されている。 【００２６】４値誤差拡散処理で最小ドット（量子化レ
ベル１）の出力を抑制する場合において、出力ドット制
御部の動作を説明する。図５は、出力ドット制御部の処
理フローチャートを示す。 【００２７】図４の量子化部２２において量子化レベル
１（出力値８５）以外の量子化レベルが出力された場合
には（ステップ１０１、１０２でＮｏ）、その量子化レ
ベルに対応する出力値を出力する（ステップ１０７）。
量子化部２２の出力が量子化レベル１の場合には（ステ
ップ１０２でＹｅｓ）、量子化済みの注目画素周辺１５
画素中のドット数をカウンタ２８でカウントする（ステ
ップ１０３）。このドット数が５個より多い場合には
（ステップ１０４）、出力ドット制御部２９は注目画素
の出力値として０（ドットＯＦＦ）を出力し（ステップ
１０５）、５個以下の場合には（ステップ１０４でＮ
ｏ）、注目画素の出力値として８５を出力する（ステッ
プ１０６）。 【００２８】このように、最小ドット（量子化レベル
１）の出力を制限することにより、注目画素周辺にドッ
ト数が少ない低濃度部では量子化レベル１のドットが出
力されるが、注目画素周辺のドット数が６個以上になる
と量子化レベル１のドットは出力されない。 【００２９】従って、図６に示すように、ある入力デー
タレベル以上では量子化レベル１の割合は減少し、量子
化レベル２の割合が増加する。量子化レベル１の割合が
減少し始める入力データレベルは参照する周辺領域とそ
の領域で許容されるドット数の最大値で決まる。実施例
１では、１５画素中に最大で５個まで許容されるので、
８５×５／１５＝２８までは量子化レベル１の割合が増
加する。 【００３０】本実施例によれば、入力画像の低濃度部は
最小ドットで再現するために孤立ドットが目立ちにくく
粒状性が良い。また、中濃度部では最小ドットを抑制す
ることにより、最小ドットの割合が大きくなり画像が不
安定になることを防止することができる。 【００３１】（実施例２） 図７は、本発明の実施例２のブロック図を示す。本実施
例では、図１の画像分離処理部で各画素毎に文字、絵柄
（網点・写真）に分離された結果を保持する文字・絵柄
判定部３０、量子化済みの注目画素周辺１５画素の量子
化結果の情報を記憶するメモリ３１、量子化部からの出
力によって参照する注目画素周辺領域を切り換える周辺
領域切換部３２、その領域内のドットＯＮの数を数える
カウンタ３３、出力ドット制御部３４が、図２の誤差拡
散処理の構成に追加されている。 【００３２】４値誤差拡散処理で量子化レベル１と量子
化レベル２の出力を抑制する場合において、出力ドット
制御部の動作を説明する。 【００３３】図９は、実施例２の出力ドット制御部の処
理フローチャートを示す。文字・絵柄判定部３０での判
定の結果、注目画素が文字領域に属している場合には
（ステップ２０２でＮｏ）、出力ドット制御部３４は、
図７の量子化部２２からの出力（ステップ２０１）をそ
のまま出力する（ステップ２１５）。 【００３４】注目画素が絵柄領域に属している場合には
（ステップ２０２でＹｅｓ）、以下のような制御を行
う。まず、図７の量子化部２２から量子化レベル１が出
力された場合（ステップ２０３でＹｅｓ）、周辺領域切
換部３２は参照する量子化済みの注目画素周辺領域を７
画素に設定し（ステップ２０４）、カウンタ３３はその
７画素中のドット数をカウント（＝Ｙ１）する（ステッ
プ２０５）。そのドット数が、３個より多い場合には
（ステップ２０６でＹｅｓ）、出力ドット制御部３４は
注目画素の出力値として０（ドットＯＦＦ）を出力し
（ステップ２０７）、３個以下の場合には（ステップ２
０６でＮｏ）、注目画素の出力値として８５を出力する
（ステップ２０８）。 【００３５】また、図７の量子化部２２から量子化レベ
ル２が出力された場合には（ステップ２０９でＹｅ
ｓ）、周辺領域切換部３２は参照する量子化済みの注目
画素周辺領域を１５画素に設定し（ステップ２１０）、
カウンタ３３はその１５画素中のドット数をカウント
（＝Ｙ２）する（ステップ２１１）。そのドット数が、
１０個より多い場合には（ステップ２１２でＹｅｓ）、
出力ドット制御部３４は注目画素の出力値として０（ド
ットＯＦＦ）を出力し（ステップ２１３）、１０個以下
の場合には（ステップ２１２でＮｏ）、注目画素の出力
値として１７０を出力する（ステップ２１４）。 【００３６】図８は、実施例２における入力データレベ
ルに対する出力ドットの割合を示す。量子化レベル１
は、入力データレベルが８５×３／７＝３６以上ではそ
の割合が減少する。また、量子化レベル２は、１７０×
１０／１５＝１１３以上ではその割合が減少する。従っ
て、量子化レベル１と２は、共にその割合が１００％に
なることはない。 【００３７】このように出力ドットを制御することによ
り、入力画像の低濃度部は量子化レベル１のドットで再
現するために孤立ドットが目立ちにくく粒状性が良い。
また、中濃度部では量子化レベル２のドットのみで再現
し、高濃度部は量子化レベル３のドットでのみ再現する
するために、通常の４値誤差拡散処理に比べて安定性・
階調性が良い。さらに、ドットの切り替わり部分におけ
る階調飛びや違和感がなく、多値誤差拡散処理で問題と
なる擬似輪郭の発生もない。 【００３８】（実施例３） 図１０は、本発明の実施例３のブロック図を示す。本実
施例では、量子化済みの注目画素周辺１５画素の量子化
結果の情報（各量子化レベルのドットＯＮ）を記憶する
メモリ３５、その領域内の各量子化レベルのドットＯＮ
の数を数えるカウンタ３６、３７、３８、出力ドット制
御部３９が、図２の誤差拡散処理の構成に追加されてい
る。 【００３９】４値誤差拡散処理で量子化レベル１と量子
化レベル２の出力を抑制する場合において、出力ドット
制御部の動作を説明する。図１１は、実施例３の出力ド
ット制御部の処理フローチャートを示す。 【００４０】図１０の量子化部２２からの出力（ステッ
プ３０１）が量子化レベル１の場合には（ステップ３０
２でＹｅｓ）、カウンタ３６、３７は量子化済みの注目
画素周辺１５画素中の量子化レベル１と２のドット数を
カウントし、その合計（＝Ｙ１）を算出する（ステップ
３０３）。Ｙ１が７より大きい場合には（ステップ３０
４でＹｅｓ）、出力ドット制御部３９は注目画素の出力
値として０（ドットＯＦＦ）を出力し（ステップ３０
５）、７以下のときには（ステップ３０４でＮｏ）、注
目画素の出力値として８５を出力する（ステップ３０
６）。 【００４１】また、量子化部２２からの出力が量子化レ
ベル２の場合には（ステップ３０７でＹｅｓ）、カウン
タ３７、３８は量子化済みの注目画素周辺１５画素中の
量子化レベル２と３のドット数をカウントし、その合計
（＝Ｙ２）を算出する（ステップ３０８）。Ｙ２が１０
より大きい場合には（ステップ３０９でＹｅｓ）、出力
ドット制御部３９は注目画素の出力値として０（ドット
ＯＦＦ）を出力し（ステップ３１０）、１０以下のとき
には（ステップ３０９でＮｏ）、注目画素の出力値とし
て１７０を出力する（ステップ３１１）。 【００４２】入力データレベルに対する出力ドットの割
合は、実施例２と同様の変化し、図８のようになる。本
実施例の場合には、量子化レベル１の割合が減少し始め
る入力データレベルは、８５×７／１５＝４０であり、
量子化レベル２の割合が減少し始める入力データレベル
は、１７０×１０／１５＝１１３である。 【００４３】このように出力ドットを制御することによ
り、実施例２と同様の効果が得られる。また、量子化レ
ベル１の制御には量子化レベル３のドット数は関係しな
いために、文字や細線などのエッジ部において、量子化
レベル３のドットが多数存在しても量子化レベル１のド
ットが抑制されることはない。従って、文字・絵柄判定
部を設けなくても、文字・エッジ部においてはジャギー
の少ない画像となる。これにより、絵柄部の粒状性と文
字部の鮮鋭性を両立した高品位な画像が得られる。 【００４４】上記した各実施例は、４値誤差拡散処理の
場合についての実施例であるが、Ｎ値誤差拡散処理の場
合についても容易に拡張可能である。 【００４５】また、量子化結果を参照する注目画素周辺
領域は、主走査方向にはテクスチャを発生させないため
に注目画素の左右２画素以上が必要であり、副走査方向
にはハード構成と画質の兼ね合いから２〜４行程度が適
当である。つまり、副走査方向に大きく領域をとると、
必要なラインメモリが増加することになり、また１行
（注目画素の行のみ）ではテクスチャが発生しやすく粒
状性が悪化することから本発明では上記した領域を参照
領域とした。 【００４６】上記した実施例では副走査方向に３行の領
域としたが、図１２（ａ）、（ｂ）に示すような太線枠
の領域をとっても同様の制御が可能である。 【００４７】なお、本発明はソフトウェアによっても実
現できる。例えば図５、９、１１に示す処理手順あるい
は処理機能を実行するプログラムをコンピュータ読み取
り可能な記録媒体などに記録しておく。デジタル複写機
などで本発明の画像形成処理を実行するときには、デジ
タル複写機のシステムに、上記媒体からプログラムをイ
ンストールし、処理が開始される。 【００４８】 【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば
以下のような効果が得られる。 （１）多値誤差拡散において、小レベルのドット数を自
在に制御することにより、各入力データレベルに対して
最適なドット占有率で階調表現をすることができ、中・
高濃度部での不安定性を解消することができる。 （２）多値誤差拡散において、各量子化レベルのドット
の発生割合をなめらかに切り替えることができるため、
粒状性の良い画像を得ることができる。 （３）画像の文字・エッジ部においては大ドットの周辺
に小ドットが出力されるためにジャギーが少なくなり、
鮮鋭性の良い画像を得ることができる。 （４）各量子化レベルのドットの抑制度合いを制御する
ことが容易になる。つまり、各量子化レベルのドットが
発生し始める入力データレベルを制御することが容易で
ある。 （５）画像の特徴に応じて小レベルのドットの抑制度合
いを切り換えることにより、各画像に最適なドット占有
率で画像を形成することができる。 （６）文字・エッジ部では小レベルのドットを抑制しな
いことにより、鮮鋭性の良い画像を形成することができ
る。 （７）参照する量子化済み注目画素周辺領域を適当な範
囲に設定することにより、各量子化レベルのドットの発
生割合をなめらかに切り替えることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】デジタル複写機の画像処理部の構成を示す。 【図２】従来の誤差拡散処理の構成を示す。 【図３】従来の４値誤差拡散処理における出力ドットの
割合を示す。 【図４】本発明の実施例１の構成を示す。 【図５】実施例１の出力ドット制御部の処理フローチャ
ートを示す。 【図６】実施例１における出力ドットの割合を示す。 【図７】本発明の実施例２の構成を示す。 【図８】実施例２、３における出力ドットの割合を示
す。 【図９】実施例２の出力ドット制御部の処理フローチャ
ートを示す。 【図１０】本発明の実施例３の構成を示す。 【図１１】実施例３の出力ドット制御部の処理フローチ
ャートを示す。 【図１２】（ａ）、（ｂ）は、参照する注目画素周辺領
域の例を示す。 【図１３】本発明が適用されるデジタル複写機からなる
画像形成装置の一例を示す。 【符号の説明】 １ ＣＣＤ ２ ＡＧＣ ３ ＡＤ変換部 ４ シェーディング補正部 ５ フィルタ処理部 ６ 主走査変倍部 ７ γ補正部 ８ 中間調処理部 ９ ＬＤ １０ 特徴判定部 １１ 文字部 １２ 写真部 １３ 網点部 ２０ 入力データ ２１ 加算器 ２２ 量子化部 ２３ 出力データ ２４ 誤差演算器 ２５ 誤差バッファ ２６ 誤差拡散マトリクス ２７ ドット格納メモリ ２８ 周辺ドット数カウンタ ２９ 出力ドット制御部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 多階調の画像データを誤差拡散法により
   Ｎ（≧３）値に量子化する量子化手段を備えた画像形成
   装置であって、注目画素周辺の量子化が終了した複数画
   素からなる所定領域内のドット情報を格納するドット情
   報格納手段と、量子化手段からの出力が量子化レベルＭ
   （＜Ｎ−１）のとき、前記所定領域の内、注目画素を含
   む第１の領域を選択し、量子化レベルＭ＋１のとき、前
   記所定領域の内、注目画素を含む第２の領域を選択する
   ように参照する領域範囲を切り替える切換手段と、前記
   量子化手段からの注目画素の出力が量子化レベルＭの場
   合に、前記ドット情報格納手段を参照して前記選択され
   た第１の領域内の出力ドット数を計数し、前記量子化手
   段からの注目画素の出力が量子化レベルＭ＋１の場合
   に、前記ドット情報格納手段を参照して前記選択された
   第２の領域内の出力ドット数を計数する計数手段と、前
   記第１、第２の領域内の出力ドット数がそれぞれ所定個
   数を超えるとき、前記注目画素の出力をオフにする出力
   制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。