JP3791240B2 - 電子写真装置および電子写真の画像処理方法、並びに記録媒体 - Google Patents
電子写真装置および電子写真の画像処理方法、並びに記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置および電子写真の画像処理方法、並びに記録媒体に関し、特に、複数のドットから形成される網点により階調を表現する電子写真装置において、ハーフトーン処理を行う際、参照されるガンマ（γ）テーブルのデータ量を小さくすることができるようにした電子写真装置および電子写真の画像処理方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）のトナーを利用して、カラー画像の再生を行う電子写真システムの一例を示している。
【０００３】
パーソナルコンピュータ(PC)１において、オペレータは、予めインストールされているアプリケーションプログラム１１（例えば、ワードプロセッサ、図形ツール等）を用いて、文字データや図形データを生成する。アプリケーションプログラム１１により生成されたデータは、パーソナルコンピュータ１に予めインストールされているプリンタ２用のドライバ１２に供給される。ドライバ１２は、供給されたデータを画素毎のRGB（８ビット×３＝２４ビット）の階調データからなる画像データに変換する。この画像データは、ケーブル３を介してプリンタ２に供給される。プリンタ２は、コントローラ２１とエンジン２２から構成されており、供給された画像データに基づいてカラー画像を再生する。
【０００４】
コントローラ２１は、色変換部３１、ハーフトーン処理部３２およびパルス幅変調（PWM(Pulse Width Modulation)）部３３から構成されている。色変換部３１は、供給された各画素毎のRGBの階調データを、RGBと補色関係にあるCMYKの階調データＤ１に変換する。CMYKの階調データＤ１は、それぞれ８ビットずつで構成され、最大で２５６階調を有している。色変換部３１から出力されるCMYKの階調データＤ１は、ハーフトーン処理部３２に供給される。
【０００５】
図２は、ハーフトーン処理部３２の構成例を示している。図２に示すように、ハーフトーン処理部３２は、ページメモリ５１、スクリーン処理部５２およびスクリーンテーブルメモリ５３から構成されている。ページメモリ５１には、色変換部３１から供給されたCMYKの階調データＤ１が格納される。スクリーンテーブルメモリ５３には、スクリーンテーブル（ガンマテーブル）が予め格納されている。このスクリーンテーブルは、各画素毎に階調データと画像再生情報であるレーザの駆動パルス幅データとの対応を有する。
【０００６】
スクリーン処理部５２は、ページメモリ５１に格納されている各画素毎の階調データＤ１を読み出し、読み出した画素に対応するスクリーンテーブルを選択する。スクリーン処理部５２は、選択したスクリーンテーブルを参照して、階調データに対応する駆動パルス幅データＤ２を読み出し、読み出した駆動パルス幅データＤ２をパルス幅変調部３３に供給する。パルス幅変調部３３は、供給された駆動パルス幅データＤ２に基づいて、エンジン２２内のレーザダイオード(LD)４２を駆動するためのパルス幅変調信号Ｄ３を生成し、生成したパルス幅変調信号Ｄ３をエンジン２２に供給する。
【０００７】
エンジン２２は、レーザドライバ４１、レーザダイオード(LD)４２、感光ドラム（図示せず）、転写ドラム（図示せず）等から構成されている。レーザドライバ４１は、供給されたパルス幅変調信号Ｄ３に基づいて、画像描画用のレーザダイオード４２を駆動する。レーザダイオード４２により発光されたレーザビームは、図示せぬ感光ドラムの所定の領域に照射され、感光ドラム上に所定の表面電位を有する潜像を形成する。感光ドラム上に形成された潜像に、帯電したトナーが付着し、図示せぬ転写ドラムを介してトナーが印刷用紙に転写される。これにより、カラー画像が再生される。
【０００８】
次に、エンジン２２で再生される画像を構成するスクリーンについて、図３を参照して説明する。図３は、一例として３×３（縦×横）の画素から構成されるスクリーン（またはセル）６１を示している。画素１乃至画素９の各画素内の所定の領域には、パルス幅変調信号Ｄ３に基づいて、トナーが付着された領域（図中斜線部分）であるドットが形成される。複数のドットにより網点６２が形成され、この網点の大きさにより、中間調（ハーフトーン）の階調が表現される。このように、網点の大きさにより濃淡画像の中間階調を再現する手法は、ディザ法(Dither Method)と呼ばれ、広く利用されている。スクリーン６１においては、ドット１乃至ドット５が、それぞれ画素１乃至画素５内に形成されており、これらのドット１乃至５により網点６２が形成されている。
【０００９】
次に、上記スクリーン６１上で表現される濃度（階調）について、図４を参照して説明する。図４（Ａ）に示すように、スクリーン６１は、例えば９画素から構成されており、０（０／９）乃至１（９／９）の濃度を表現することができる。ここで、濃度０は最低濃度とされ、濃度１は最大濃度とされる。スクリーン６１上で表現される濃度は、パルス幅変調部３３において生成されるパルス幅変調信号Ｄ３に基づいている。
【００１０】
例えば、スクリーン６１上で濃度１／９を表現させる場合、パルス幅変調部３３は、それぞれ３つの画素を有する３行の走査ラインに対して、図４（Ｂ）に示すようなパルス幅変調信号を出力する。この場合、パルス幅変調信号は画素１の位置でＨ(High)レベルになる。濃度０／９乃至１／９を表現させる場合、パルス幅変調部３３は、画素１内でパルス幅変調信号のパルス幅を濃度に対応して変化させる。スクリーン６１上で濃度２／９を表現させる場合、パルス幅変調部３３は、３行の走査ラインに対して、図４（Ｃ）に示すようなパルス幅変調信号を出力する。即ち、パルス幅変調信号は、画素１および画素２の位置でＨレベルになる。スクリーン６１上で濃度４／９を表現させる場合、パルス幅変調部３３は、３行の走査ラインに対して、図４（Ｄ）に示すようなパルス幅変調信号を出力する。即ち、パルス幅変調信号は、画素１、画素２、画素３および画素４の位置でＨレベルになる。上記以外の濃度を表現させる場合も同様に、パルス幅変調部３３は、所定の走査ラインに対して、濃度（最大２５６階調）に対応するパルス幅のパルス幅変調信号を出力する。
【００１１】
上述したように、スクリーン６１上の各画素に対して、パルス幅変調信号のパルス幅を変化させることにより、１画素あたり２５６階調まで表現することができる。しかしながら、エンジン２２において、１画素あたり形成されるドットの面積の種類は、トナーの粒径等の理由で、実際には２０程度であるので、２５６階調表現することができない。但し、スクリーン６１上で表現できる階調数は、１画素あたり２０階調とすると、９画素で１８０（２０×９）階調となる。
【００１２】
次に、コントローラ２１の処理動作について、図５を参照して具体的に説明する。先ず、画素１の階調データの処理について、以下に説明する。スクリーン処理部５２は、ページメモリ５１に格納されている画素１の階調データ“４２”を読み出し（図５（Ａ））、画素１に対応したスクリーンテーブル（ガンマテーブル）を選択する（図５（Ｂ））。スクリーン処理部５２は、選択したスクリーンテーブルを参照して、階調データ“４２”に対応する駆動パルス幅データ“２５５”を読み出し（図５（Ｃ））、読み出した駆動パルス幅データ“２５５”をパルス幅変調部３３に供給する。パルス幅変調部３３は、供給された駆動パルス幅データ“２５５”に基づいてパルス幅変調信号Ｄ３を生成し（図５（Ｄ））、生成したパルス幅変調信号Ｄ３をエンジン２２内のレーザドライバ４１に供給する。
【００１３】
画素２の階調データの処理の場合は、スクリーン処理部５２は、ページメモリ５１に格納されている画素２の階調データ“４１”を読み出し（図５（Ａ））、画素２に対応したスクリーンテーブル（ガンマテーブル）を選択する（図５（Ｂ））。スクリーン処理部５２は、選択したスクリーンテーブルを参照して、階調データ“４１”に対応する駆動パルス幅データ“１２０”を読み出し（図５（Ｃ））、読み出した駆動パルス幅データ“１２０”をパルス幅変調部３３に供給する。パルス幅変調部３３は、供給された駆動パルス幅データ“１２０”に基づいてパルス幅変調信号Ｄ３を生成し（図５（Ｄ））、生成したパルス幅変調信号Ｄ３をエンジン２２内のレーザドライバ４１に供給する。
【００１４】
画素３乃至画素９の各画素の階調データの処理については、上述の画素１および画素２と同様の処理が行われるので、説明は省略する。但し、図５の例では、画素３乃至画素９の各画素に対応するパルス幅変調信号は全て０となっている。
【００１５】
次に、図５（Ｂ）に示したスクリーンテーブル（ガンマテーブル）の入出力特性の一例を図６に示す。図６（Ａ）は画素１に関するスクリーンテーブルの入出力特性の一例を、図６（Ｂ）は画素２に関するスクリーンテーブルの入出力特性の一例を、図６（Ｃ）は画素９に関するスクリーンテーブルの入出力特性の一例を示している。横軸は画素の階調データ（入力）を、縦軸は駆動パルス幅データ（出力）を表している。
【００１６】
画素１に対応するスクリーンテーブルの入出力特性は、図６（Ａ）に示すように、画素の階調データが小さい領域で駆動パルス幅データが２５６階調まで急激に立ち上がっている。一方、画素２に対応するスクリーンテーブルの入出力特性は、図６（Ｂ）に示すように、画素の階調データに対して緩やかに立ち上がっている。画素９に対応するスクリーンテーブルの入出力特性は、図６（Ｃ）に示すように、画素の階調データが大きい領域で駆動パルス幅データが２５６階調まで急激に立ち上がっている。そして、入力の画素階調データは２５６の階調を有し、出力の駆動パルス幅データもそれぞれ８ビットで構成されて、２５６の分解能を有する。その結果、スクリーンテーブルメモリ５３は、（２５６階調×８ビット）×９画素分のメモリ容量を必要とする。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクリーン（セル）６１のサイズは、実際には多くの画素を有し、その結果、スクリーンテーブルメモリ５３は、２５６階調×８ビットからなる１画素分の容量のデータを画素数分だけ格納する必要があり、スクリーンテーブルメモリ５３の容量が非常に大きくなるという課題があった。
【００１８】
また、スクリーンテーブルメモリ５３は、通常、高速のSRAM(Static Random Access Memory)で構成され、かかるメモリ容量の増大は、コストの上昇を招くという課題があった。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、画質を劣化させることなく、スクリーンテーブルメモリの容量を小さくした電子写真装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子写真装置は、スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真装置であって、 各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段、前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択する手段、画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力する手段、を持つハーフトーン処理部を有し、前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報との対応で構成される、ことを特徴とする。
【００２２】
上記本発明によれば、再生画像の画質を劣化させることなく、スクリーンテーブル（変換テーブル）メモリの容量をより小さくすることができる。
【００２３】
本発明の画像処理方法は、スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真の画像処理方法であって、各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段から、前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択するステップ、画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力するステップ、を持つハーフトーン処理ステップを有し、前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報の対応で構成される、ことを特徴とする。
【００２４】
本発明の記録媒体は、スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真の画像処理手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記画像処理手順は、各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段から、前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択するステップ、画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力するステップ、を持つハーフトーン処理ステップを有し、前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報の対応で構成される、ことを特徴とする。
【００２７】
【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。
【００２８】
図７は、変換テーブルであるスクリーンテーブル（ガンマテーブル）の入出力特性の一例を示している。横軸は画素の階調データ（入力）を、縦軸は画像再生情報である駆動パルス幅データ（出力）を表している。図７の例は、スクリーン６１を構成する９つの画素に対応するガンマテーブル（の入出力特性）γ１乃至γ９を示している。ガンマテーブルγ１では、画素の階調データが小さい領域で駆動パルス幅データは急激に立ち上がり、その後、最大駆動パルス幅“２５５”まで比較的緩やかに立ち上がっている。従来のガンマテーブルγ１は、出力の駆動パルス幅データが最大値の“２５５”に達した後の入力階調データが高い領域では、出力のほとんどが最大値“２５５”になっているにもかかわらず、入力の階調データの０乃至２５５の全階調領域に対応する駆動パルス幅データを記憶している。
【００２９】
ガンマテーブルγ２およびγ３では、画素の階調データに対して駆動パルス幅データは比較的緩やかに立ち上がっている。従来のガンマテーブルγ２およびγ３は、入力階調データが低い領域または高い領域で、出力駆動パルス幅データのほとんどが最小値“０” または最大値“２５５”となっているにもかかわらず、入力階調データの０乃至２５５の全階調領域に対応する駆動パルス幅データを記憶している。
【００３０】
ガンマテーブルγ９では、画素の階調データが大きい領域で駆動パルス幅データは最大値“２５５”まで急激に立ち上がっている。従来のガンマテーブルγ９は、入力階調データが低い領域では、駆動パルス幅データのほとんどが最小値“０”となっているにもかかわらず、入力階調データの０乃至２５５の全階調領域に対応する駆動パルス幅データを記憶している。
【００３１】
上述したように、ガンマテーブルγ１乃至γ９は、入力階調データの全階調のうち、ある限られた範囲内だけで出力の駆動パルス幅データが０乃至２５５に変化し、それ以外の範囲では駆動パルス幅データが最小値“０”または最大値“２５５”である。即ち、ガンマテーブルγ１乃至γ９において、駆動パルス幅データのほとんどが最小値“０” または最大値“２５５”になっているにもかかわらず、入力階調データの全階調領域に対して駆動パルス幅データを記憶することは、スクリーンテーブルメモリ５３の容量を増大させることにつながる。
【００３２】
図７に示したスクリーンテーブルの入出力特性の例は、例えば、スクリーン（セル）の濃度（階調値）がゼロに近い領域（γ１）では出力値を急激に立ち上げて、確実にトナーが付着できるようにし、比較的濃度が低い領域（γ２，γ３）では階調の変化が人間の目にはっきりと認識できるので、出力値を比較的緩やかに立ち上げている。そして、濃度が高い領域（γ９）では階調の変化が人間の目にほとんど認識できないので、出力値を急激に立ち上げている。このように、スクリーンテーブルを利用したハーフトーン処理では、画素毎に異なる入出力特性のガンマテーブルを設けることが必要であり、そうすることにより、人間の目に理想的な濃度変化を与えることができる。
【００３３】
図８は、本発明を適用した各画素毎のスクリーンテーブル（変換テーブル）とその入出力特性の一例を示している。図８（Ａ）は画素１に関するスクリーンテーブルＴＢ１とその入出力特性γ１の一例を、図８（Ｂ）は画素２に関するスクリーンテーブルＴＢ２とその入出力特性γ２の一例を、図８（Ｃ）は画素９に関するスクリーンテーブルＴＢ９とその入出力特性γ９の一例を示している。入出力特性の横軸は画素の階調データ（入力）を、縦軸は画像再生情報である駆動パルス幅データ（出力）を表している。
【００３４】
図８（Ａ）に示すように、画素１のスクリーンテーブルでは、階調データ“０”乃至“４２”に対応する駆動パルス幅データは変化するので記憶する必要があるが、階調データ“４３”乃至“２５５”に対応する駆動パルス幅データは“２５５”で一定であるため、この“４３”乃至“２５５”の領域では入力階調データに対応する出力の駆動パルス幅データを全て記憶する必要がない。従って、ここでは、駆動パルス幅データが変化する領域の入力階調データの最小階調値“０”、最大階調値“４２”、および階調データ“０”乃至“４２”に対応する駆動パルス幅データのみを記憶する。即ち、図８（Ａ）の実線の部分のみがスクリーンテーブルＴＢ１として記憶される。
【００３５】
図８（Ｂ）に示すように、画素２のスクリーンテーブルでは、階調データ“０”乃至“２９”に対応する駆動パルス幅データは“０”で一定であるため、この“０”乃至“２９”の領域では入力階調データに対応する出力の駆動パルス幅データを全て記憶する必要がない。また、階調データ“３０”乃至“５０”に対応する駆動パルス幅データは変化するので記憶する必要があるが、階調データ“５１”乃至“２５５”に対応する駆動パルス幅データは“２５５”で一定であるため、この“５１”乃至“２５５”の領域では入力階調データに対応する出力の駆動パルス幅データを全て記憶する必要がない。従って、ここでは、出力が変化する領域の最小階調値“３０”、最大階調値“５０”、および階調データ“３０”乃至“５０”に対応する駆動パルス幅データのみを記憶する。即ち、図８（Ｂ）の実線の部分のみがスクリーンテーブルＴＢ２として記憶される。
【００３６】
図８（Ｃ）に示すように、画素９のスクリーンテーブルでは、階調データ“０”乃至“２４４”に対応する駆動パルス幅データは“０”で一定であるため、この領域は全て記憶する必要がないが、階調データ“２４５”乃至“２５５”に対応する駆動パルス幅データは変化するので記憶する必要がある。従って、ここでは、出力が変化する領域の最小階調値“２４５”、最大階調値“２５５”、および階調データ“２４５”乃至“２５５”に対応する駆動パルス幅データのみを記憶する。即ち、図８（Ｃ）の実線の部分のみがスクリーンテーブルＴＢ９として記憶される。
【００３７】
上記したように、記憶させる駆動パルス幅データを減らすことにより、スクリーンテーブルメモリ５３の容量をより小さくすることが可能となる。また、スクリーンテーブルの変化する領域（変化分）は、図８（Ａ）に示すように、ガンマテーブルγ１が緩やかに立ち上がる場合、長くなり、図８（Ｃ）に示すように、ガンマテーブルγ９が急激に立ち上がる場合、短くなる。即ち、画素毎に最低必要なテーブル長がメモリ容量として確保されれば良い。
【００３８】
本発明を適用した電子写真システムの一実施の形態の構成は、図１および図２と同じである。本実施の形態においても、ページメモリ５１には、供給されたCMYKの階調データが格納される。同様に、スクリーンテーブルメモリ５３には、各画素毎に階調データと駆動パルス幅データ（画像再生情報）の対応関係を示すスクリーンテーブル（ガンマテーブル）が予め格納されている。但し、本実施の形態では、スクリーンテーブルメモリ５３には、駆動パルス幅データが変化する領域での最小階調値、最大階調値、およびそれらの間の領域の画像再生情報（駆動パルス幅データ）を記憶させる。それにより、前述の通り、スクリーンテーブルのデータ量を減らすことができる。
【００３９】
図９は、コントローラ２１の処理動作を説明するためのフローチャートである。図１０は、コントローラ２１の処理を具体的に説明するためのものである。図１０（Ａ）はページメモリ５１に格納されている階調データＤ１の一例を、図１０（Ｂ）はスクリーンテーブル５３の一例を、図１０（Ｃ）はスクリーン処理部５２が出力するデータＤ２の一例を、図１０（Ｄ）はパルス幅変調部３３が出力するデータＤ３の一例を示している。
【００４０】
次に、コントローラ２１の処理動作について、図９のフローチャートおよび図１０を参照して説明する。先ず、ステップＳ１において、パーソナルコンピュータ１はケーブル３を介してRGBの階調データを色変換部３１へ供給する。
【００４１】
ステップＳ２において、色変換部３１は、供給されたRGBの階調データをCMYKの階調データに変換し、CMYKの階調データをページメモリ５１に記憶させる。
【００４２】
スクリーン処理部５２は、ステップＳ３において、ページメモリ５１に記憶されている画素毎の階調データを読み出し（図１０（Ａ）参照）、ステップＳ４において、読み出した画素に対応するスクリーンテーブル（ガンマテーブル）を選択する（図１０（Ｂ）参照）。
【００４３】
ステップＳ５において、スクリーン処理部５２は、読み出した画素の階調データと、選択したスクリーンテーブルの最小階調値とを比較する。
【００４４】
ステップＳ６において、画素の階調データが最小階調値以下であると判定された場合、ステップＳ７に進み、スクリーン処理部５２は駆動パルス幅データとして“０”を生成する（例えば、図１０（Ｃ）の画素３乃至画素９を参照）。ステップＳ６において、画素の階調データが最小階調値以下でない（最小階調値よりも大きい）と判定された場合、ステップＳ８に進む。
【００４５】
ステップＳ８において、スクリーン処理部５２は、画素の階調データと最大階調値とを比較する。そして、画素の階調データが最大階調値以上であると判定された場合、ステップＳ９に進み、スクリーン処理部５２は駆動パルス幅データとして“２５５”を生成する（例えば、図１０（Ｃ）の画素１を参照）。ステップＳ８において、画素の階調データが最大階調値以上でない（最大階調値よりも小さい）と判定された場合、ステップＳ１０に進み、スクリーン処理部５２は、スクリーンテーブル５３を参照し、対応する駆動パルス幅データを読み出す（例えば、図１０（Ｃ）の画素２を参照）。
【００４６】
ステップＳ１１において、スクリーン処理部５２は、生成または読み出した駆動パルス幅データをパルス幅変調部３３へ供給する。パルス幅変調部３３は、供給された駆動パルス幅データに基づいてパルス幅変調信号Ｄ３を生成し（図１０（Ｄ）参照）、生成したパルス幅変調信号Ｄ３をレーザドライバ４１に供給し、処理動作は終了される。
【００４７】
図１１は、スクリーンテーブルメモリ５３の第２の実施の形態の構成を示している。図１１の例では、スクリーンテーブルメモリ５３は、画素１乃至画素９の各画素の出力が変化する領域の最小階調値および最大階調値を記憶するとともに、各画素に共通の変化テーブルＴＢ１１を有している。この変化テーブルＴＢ１１は、階調データに対して駆動パルス幅データ（画像再生情報）が変化する領域のデータを共有化して記憶したもので、画素１乃至画素９に対して固定長とされる。また、駆動パルス幅データは８ビットで構成される。第１の実施の形態の構成では、各画素毎にスクリーンテーブルを設けていたが、第２の実施の形態の構成では、複数の画素に対して共通の変化テーブルを設けることにより、スクリーンテーブルメモリ５３の容量を更に小さくすることが可能となる。但し、この例では、図７に示した如き、画素毎に異なる入出力特性を持たせるためには、共通の変化テーブルＴＢ１１と画素毎の最小階調値、最大階調値をもとに所定の変換演算が必要になる。
【００４８】
図１２は、スクリーンテーブルメモリ５３の第３の実施の形態の構成を示している。図１２の例は、図１１に示した第２の実施の形態の構成から共通の変化テーブルＴＢ１１を省略し、各画素での出力変化領域の最小階調値と最大階調値だけからなる構成となっている。これにより、スクリーンテーブルメモリ５３の容量を更に小さくすることが可能となる。階調データおよびそれに対応する駆動パルス幅データの変化分のデータは、例えば、図１３に示すように、最小階調値および最大階調値と、それらに対応する駆動パルス幅データから直線補間近似により求められる。かかる演算によれば、少なくとも画素毎に異なる傾きの入出力特性を有するスクリーンテーブルを実現することができる。
【００４９】
図１４は、スクリーンテーブルメモリ５３の第４の実施の形態の構成を示している。図１４の例は、記憶させる駆動パルス幅データを減らすために、画素の階調データ“０”（または最小階調値）に“Ｘ０”を対応させ、画素の階調データ“２５５”（または最大階調値）に“Ｘ７”を対応させて、それらの間を所定の間隔で７等分し、とびとびの（間欠的な）８つの階調データとそれに対応する駆動パルス幅データを記憶させるようにしたものである。記憶されている８つの階調データ以外の入力階調データに対応する駆動パルス幅データは、補間近似により求める。
【００５０】
即ち、入力階調データに隣接する両側の階調値Ｘ０乃至Ｘ７に対応する駆動パルス幅データＹ０乃至Ｙ７を読み出し、その２つの駆動パルス幅データから補間演算により、入力階調データに対応する駆動パルス幅データを求める。このとき、偶数番目の階調値に対応する駆動パルス幅データと奇数番目の階調値に対応する駆動パルス幅データが必要になるが、スクリーン処理部５２が、偶数番目のデータと奇数番目のデータを同時に読み出すことができるように、図１４の例では、偶数番目の階調値とそれに対応する駆動パルス幅データから構成される偶数テーブルＴＢ２０と、奇数番目の階調値とそれに対応する駆動パルス幅データから構成される奇数テーブルＴＢ２１を設けている。また、偶数テーブルＴＢ２０および奇数テーブルＴＢ２１における駆動パルス幅データＹ０乃至Ｙ７は、それぞれ８ビットで構成されている。
【００５１】
図１５は、図１４に示したスクリーンテーブル（偶数テーブルＴＢ２０および奇数テーブルＴＢ２１）の入出力特性の一例を示している。図１５の入出力特性において、記憶されているデータ以外のデータは、前述した通り、補間近似により求める。例えば、階調データ“Ｘ２”と“Ｘ３”の中間の入力階調データ“Ｘ２３”に対応する駆動パルス幅データ“Ｙ２３”は、直線補間によれば、次の（１）式で演算される。
【００５２】
Ｙ２３＝Ｙ２＋{（Ｙ３−Ｙ２）×（Ｘ２３−Ｘ２）}／（Ｘ３−Ｘ２）…（１）
スクリーン処理部５２は、上記（１）式を演算する場合に必要な駆動パルス幅データ“Ｙ２”および“Ｙ３”を、それぞれ、偶数テーブルＴＢ２０および奇数テーブルＴＢ２１から同時に読み出すことができる。これにより、メモリの読み出し時間を短くして、ハーフトーン処理の時間を短くすることが可能となる。尚、図１５における直線補間近似は、スクリーンテーブルの入出力特性の立ち上がりが急激な領域ほど精度が良くなる。
【００５３】
また、階調データＸ０乃至Ｘ７のそれぞれの間隔をｄとすれば、階調データＸ０乃至Ｘ７のそれぞれの値は記憶させる必要がなくなるため、スクリーンテーブルメモリ５３の容量を更に減らすことができる。例えば、“Ｘ２”，“Ｘ３”は、次の（２）、（３）式により求められる。
【００５４】
Ｘ２＝INT（Ｘ２３／ｄ）×ｄ…（２）
Ｘ３＝Ｘ２＋ｄ…（３）
ここで、INTは括弧内の少数点以下を切り捨てて、整数化することを表している。
【００５５】
さらに、階調データＸ０乃至Ｘ７のそれぞれの間隔を２のべき乗（Ｘ３−Ｘ２＝２ｎ）とすれば、バイナリデータを演算する演算回路において、（１）、（２）式の割り算がシフト操作のみで行えるため、演算時間を短くすることが可能となる。
【００５６】
図１６は、電子写真システムの他の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１６の電子写真システムは、図１に示した電子写真システムのプリンタ２側の色変換機能とハーフトーン処理機能を、パーソナルコンピュータ８１内のドライバ９２に取り込み、実現したものである。ドライバ９２は、パーソナルコンピュータ８１に予めインストールされるコンピュータプログラムである。アプリケーションプログラム９１、色変換部１１２、ハーフトーン処理部１１３、パルス幅変調部１２１、レーザドライバ１３１、およびレーザダイオード１３２のそれぞれの機能は、上記実施の形態例におけるアプリケーションプログラム１１、色変換部３１、ハーフトーン処理部３２、パルス幅変調部３３、レーザドライバ４１、およびレーザダイオード４２と同一である。
【００５７】
図１６のシステム例では、パーソナルコンピュータ８１側にインストールされるドライバ９２により、色変換処理とハーフトーン処理とが行われる。図１のシステム例では、色変換処理とハーフトーン処理とは、プリンタ２内のコントローラ２１で行っていたが、図１６のシステム例では、パーソナルコンピュータ８１側で行う。プリンタ８２の低価格化が要求される場合、コントローラ１０１の能力を下げて、パーソナルコンピュータ８１にインストールされるドライバプログラムにより色変換処理とハーフトーン処理とを実現することが有効である。ドライバ９２によりハーフトーン処理が実現される場合、上記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録媒体が、パーソナルコンピュータ８１に内蔵される。
【００５８】
尚、上記処理を実行するコンピュータプログラムをユーザに提供する記録媒体には、磁気ディスク、CD-ROMなどの情報記録媒体の他、インターネット、ディジタル衛星などのネットワークによる伝送媒体も含まれる。
【００５９】
また、本実施の形態において、補間演算は直線補間に限定されないで、例えば、近傍の値より２次近似曲線または３次近似曲線を求めて、補間演算しても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、スクリーンテーブルのデータ量を少なくするようにしたので、スクリーンテーブルメモリの容量をより小さくすることが可能となる。従って、スクリーンテーブルメモリのコストをより低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真システムの一例を示すブロック図である。
【図２】図１のハーフトーン処理部３２の構成例を示す図である。
【図３】スクリーン６１を説明するための図である。
【図４】スクリーン６１とパルス幅変調信号の関係を説明するための図である。
【図５】コントローラ２１における処理を具体的に説明するための図である。
【図６】図５（Ｂ）のスクリーンテーブルの入出力特性の一例を示す図である。
【図７】スクリーンテーブルの入出力特性の一例を示す図である。
【図８】本発明を適用したスクリーンテーブルとその入出力特性の一例を示す図である。
【図９】コントローラ２１の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】コントローラ２１における処理を具体的に説明するための図である。
【図１１】スクリーンテーブルメモリ５３の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図１２】スクリーンテーブルメモリ５３の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図１３】中間データを算出するための手法を説明するための図である。
【図１４】スクリーンテーブルメモリ５３の第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図１５】中間データを算出するための手法を説明するための図である。
【図１６】電子写真システムの他の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ パーソナルコンピュータ
２ プリンタ
２１ コントローラ
２２ エンジン
３１ 色変換部
３２ ハーフトーン処理部
３３ パルス幅変調部
４１ レーザドライバ
４２ レーザダイオード
５１ ページメモリ
５２ スクリーン処理部
５３ スクリーンテーブルメモリ（変換テーブル）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置および電子写真の画像処理方法、並びに記録媒体に関し、特に、複数のドットから形成される網点により階調を表現する電子写真装置において、ハーフトーン処理を行う際、参照されるガンマ（γ）テーブルのデータ量を小さくすることができるようにした電子写真装置および電子写真の画像処理方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）のトナーを利用して、カラー画像の再生を行う電子写真システムの一例を示している。
【０００３】
パーソナルコンピュータ(PC)１において、オペレータは、予めインストールされているアプリケーションプログラム１１（例えば、ワードプロセッサ、図形ツール等）を用いて、文字データや図形データを生成する。アプリケーションプログラム１１により生成されたデータは、パーソナルコンピュータ１に予めインストールされているプリンタ２用のドライバ１２に供給される。ドライバ１２は、供給されたデータを画素毎のRGB（８ビット×３＝２４ビット）の階調データからなる画像データに変換する。この画像データは、ケーブル３を介してプリンタ２に供給される。プリンタ２は、コントローラ２１とエンジン２２から構成されており、供給された画像データに基づいてカラー画像を再生する。
【０００４】
コントローラ２１は、色変換部３１、ハーフトーン処理部３２およびパルス幅変調（PWM(Pulse Width Modulation)）部３３から構成されている。色変換部３１は、供給された各画素毎のRGBの階調データを、RGBと補色関係にあるCMYKの階調データＤ１に変換する。CMYKの階調データＤ１は、それぞれ８ビットずつで構成され、最大で２５６階調を有している。色変換部３１から出力されるCMYKの階調データＤ１は、ハーフトーン処理部３２に供給される。
【０００５】
図２は、ハーフトーン処理部３２の構成例を示している。図２に示すように、ハーフトーン処理部３２は、ページメモリ５１、スクリーン処理部５２およびスクリーンテーブルメモリ５３から構成されている。ページメモリ５１には、色変換部３１から供給されたCMYKの階調データＤ１が格納される。スクリーンテーブルメモリ５３には、スクリーンテーブル（ガンマテーブル）が予め格納されている。このスクリーンテーブルは、各画素毎に階調データと画像再生情報であるレーザの駆動パルス幅データとの対応を有する。
【０００６】
スクリーン処理部５２は、ページメモリ５１に格納されている各画素毎の階調データＤ１を読み出し、読み出した画素に対応するスクリーンテーブルを選択する。スクリーン処理部５２は、選択したスクリーンテーブルを参照して、階調データに対応する駆動パルス幅データＤ２を読み出し、読み出した駆動パルス幅データＤ２をパルス幅変調部３３に供給する。パルス幅変調部３３は、供給された駆動パルス幅データＤ２に基づいて、エンジン２２内のレーザダイオード(LD)４２を駆動するためのパルス幅変調信号Ｄ３を生成し、生成したパルス幅変調信号Ｄ３をエンジン２２に供給する。
【０００７】
エンジン２２は、レーザドライバ４１、レーザダイオード(LD)４２、感光ドラム（図示せず）、転写ドラム（図示せず）等から構成されている。レーザドライバ４１は、供給されたパルス幅変調信号Ｄ３に基づいて、画像描画用のレーザダイオード４２を駆動する。レーザダイオード４２により発光されたレーザビームは、図示せぬ感光ドラムの所定の領域に照射され、感光ドラム上に所定の表面電位を有する潜像を形成する。感光ドラム上に形成された潜像に、帯電したトナーが付着し、図示せぬ転写ドラムを介してトナーが印刷用紙に転写される。これにより、カラー画像が再生される。
【０００８】
次に、エンジン２２で再生される画像を構成するスクリーンについて、図３を参照して説明する。図３は、一例として３×３（縦×横）の画素から構成されるスクリーン（またはセル）６１を示している。画素１乃至画素９の各画素内の所定の領域には、パルス幅変調信号Ｄ３に基づいて、トナーが付着された領域（図中斜線部分）であるドットが形成される。複数のドットにより網点６２が形成され、この網点の大きさにより、中間調（ハーフトーン）の階調が表現される。このように、網点の大きさにより濃淡画像の中間階調を再現する手法は、ディザ法(Dither Method)と呼ばれ、広く利用されている。スクリーン６１においては、ドット１乃至ドット５が、それぞれ画素１乃至画素５内に形成されており、これらのドット１乃至５により網点６２が形成されている。
【０００９】
次に、上記スクリーン６１上で表現される濃度（階調）について、図４を参照して説明する。図４（Ａ）に示すように、スクリーン６１は、例えば９画素から構成されており、０（０／９）乃至１（９／９）の濃度を表現することができる。ここで、濃度０は最低濃度とされ、濃度１は最大濃度とされる。スクリーン６１上で表現される濃度は、パルス幅変調部３３において生成されるパルス幅変調信号Ｄ３に基づいている。
【００１０】
例えば、スクリーン６１上で濃度１／９を表現させる場合、パルス幅変調部３３は、それぞれ３つの画素を有する３行の走査ラインに対して、図４（Ｂ）に示すようなパルス幅変調信号を出力する。この場合、パルス幅変調信号は画素１の位置でＨ(High)レベルになる。濃度０／９乃至１／９を表現させる場合、パルス幅変調部３３は、画素１内でパルス幅変調信号のパルス幅を濃度に対応して変化させる。スクリーン６１上で濃度２／９を表現させる場合、パルス幅変調部３３は、３行の走査ラインに対して、図４（Ｃ）に示すようなパルス幅変調信号を出力する。即ち、パルス幅変調信号は、画素１および画素２の位置でＨレベルになる。スクリーン６１上で濃度４／９を表現させる場合、パルス幅変調部３３は、３行の走査ラインに対して、図４（Ｄ）に示すようなパルス幅変調信号を出力する。即ち、パルス幅変調信号は、画素１、画素２、画素３および画素４の位置でＨレベルになる。上記以外の濃度を表現させる場合も同様に、パルス幅変調部３３は、所定の走査ラインに対して、濃度（最大２５６階調）に対応するパルス幅のパルス幅変調信号を出力する。
【００１１】
上述したように、スクリーン６１上の各画素に対して、パルス幅変調信号のパルス幅を変化させることにより、１画素あたり２５６階調まで表現することができる。しかしながら、エンジン２２において、１画素あたり形成されるドットの面積の種類は、トナーの粒径等の理由で、実際には２０程度であるので、２５６階調表現することができない。但し、スクリーン６１上で表現できる階調数は、１画素あたり２０階調とすると、９画素で１８０（２０×９）階調となる。
【００１２】
次に、コントローラ２１の処理動作について、図５を参照して具体的に説明する。先ず、画素１の階調データの処理について、以下に説明する。スクリーン処理部５２は、ページメモリ５１に格納されている画素１の階調データ“４２”を読み出し（図５（Ａ））、画素１に対応したスクリーンテーブル（ガンマテーブル）を選択する（図５（Ｂ））。スクリーン処理部５２は、選択したスクリーンテーブルを参照して、階調データ“４２”に対応する駆動パルス幅データ“２５５”を読み出し（図５（Ｃ））、読み出した駆動パルス幅データ“２５５”をパルス幅変調部３３に供給する。パルス幅変調部３３は、供給された駆動パルス幅データ“２５５”に基づいてパルス幅変調信号Ｄ３を生成し（図５（Ｄ））、生成したパルス幅変調信号Ｄ３をエンジン２２内のレーザドライバ４１に供給する。
【００１３】
画素２の階調データの処理の場合は、スクリーン処理部５２は、ページメモリ５１に格納されている画素２の階調データ“４１”を読み出し（図５（Ａ））、画素２に対応したスクリーンテーブル（ガンマテーブル）を選択する（図５（Ｂ））。スクリーン処理部５２は、選択したスクリーンテーブルを参照して、階調データ“４１”に対応する駆動パルス幅データ“１２０”を読み出し（図５（Ｃ））、読み出した駆動パルス幅データ“１２０”をパルス幅変調部３３に供給する。パルス幅変調部３３は、供給された駆動パルス幅データ“１２０”に基づいてパルス幅変調信号Ｄ３を生成し（図５（Ｄ））、生成したパルス幅変調信号Ｄ３をエンジン２２内のレーザドライバ４１に供給する。
【００１４】
画素３乃至画素９の各画素の階調データの処理については、上述の画素１および画素２と同様の処理が行われるので、説明は省略する。但し、図５の例では、画素３乃至画素９の各画素に対応するパルス幅変調信号は全て０となっている。
【００１５】
次に、図５（Ｂ）に示したスクリーンテーブル（ガンマテーブル）の入出力特性の一例を図６に示す。図６（Ａ）は画素１に関するスクリーンテーブルの入出力特性の一例を、図６（Ｂ）は画素２に関するスクリーンテーブルの入出力特性の一例を、図６（Ｃ）は画素９に関するスクリーンテーブルの入出力特性の一例を示している。横軸は画素の階調データ（入力）を、縦軸は駆動パルス幅データ（出力）を表している。
【００１６】
画素１に対応するスクリーンテーブルの入出力特性は、図６（Ａ）に示すように、画素の階調データが小さい領域で駆動パルス幅データが２５６階調まで急激に立ち上がっている。一方、画素２に対応するスクリーンテーブルの入出力特性は、図６（Ｂ）に示すように、画素の階調データに対して緩やかに立ち上がっている。画素９に対応するスクリーンテーブルの入出力特性は、図６（Ｃ）に示すように、画素の階調データが大きい領域で駆動パルス幅データが２５６階調まで急激に立ち上がっている。そして、入力の画素階調データは２５６の階調を有し、出力の駆動パルス幅データもそれぞれ８ビットで構成されて、２５６の分解能を有する。その結果、スクリーンテーブルメモリ５３は、（２５６階調×８ビット）×９画素分のメモリ容量を必要とする。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクリーン（セル）６１のサイズは、実際には多くの画素を有し、その結果、スクリーンテーブルメモリ５３は、２５６階調×８ビットからなる１画素分の容量のデータを画素数分だけ格納する必要があり、スクリーンテーブルメモリ５３の容量が非常に大きくなるという課題があった。
【００１８】
また、スクリーンテーブルメモリ５３は、通常、高速のSRAM(Static Random Access Memory)で構成され、かかるメモリ容量の増大は、コストの上昇を招くという課題があった。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、画質を劣化させることなく、スクリーンテーブルメモリの容量を小さくした電子写真装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子写真装置は、スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真装置であって、 各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段、前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択する手段、画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力する手段、を持つハーフトーン処理部を有し、前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報との対応で構成される、ことを特徴とする。
【００２２】
上記本発明によれば、再生画像の画質を劣化させることなく、スクリーンテーブル（変換テーブル）メモリの容量をより小さくすることができる。
【００２３】
本発明の画像処理方法は、スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真の画像処理方法であって、各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段から、前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択するステップ、画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力するステップ、を持つハーフトーン処理ステップを有し、前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報の対応で構成される、ことを特徴とする。
【００２４】
本発明の記録媒体は、スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真の画像処理手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記画像処理手順は、各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段から、前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択するステップ、画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力するステップ、を持つハーフトーン処理ステップを有し、前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報の対応で構成される、ことを特徴とする。
【００２７】
【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。
【００２８】
図７は、変換テーブルであるスクリーンテーブル（ガンマテーブル）の入出力特性の一例を示している。横軸は画素の階調データ（入力）を、縦軸は画像再生情報である駆動パルス幅データ（出力）を表している。図７の例は、スクリーン６１を構成する９つの画素に対応するガンマテーブル（の入出力特性）γ１乃至γ９を示している。ガンマテーブルγ１では、画素の階調データが小さい領域で駆動パルス幅データは急激に立ち上がり、その後、最大駆動パルス幅“２５５”まで比較的緩やかに立ち上がっている。従来のガンマテーブルγ１は、出力の駆動パルス幅データが最大値の“２５５”に達した後の入力階調データが高い領域では、出力のほとんどが最大値“２５５”になっているにもかかわらず、入力の階調データの０乃至２５５の全階調領域に対応する駆動パルス幅データを記憶している。
【００２９】
ガンマテーブルγ２およびγ３では、画素の階調データに対して駆動パルス幅データは比較的緩やかに立ち上がっている。従来のガンマテーブルγ２およびγ３は、入力階調データが低い領域または高い領域で、出力駆動パルス幅データのほとんどが最小値“０” または最大値“２５５”となっているにもかかわらず、入力階調データの０乃至２５５の全階調領域に対応する駆動パルス幅データを記憶している。
【００３０】
ガンマテーブルγ９では、画素の階調データが大きい領域で駆動パルス幅データは最大値“２５５”まで急激に立ち上がっている。従来のガンマテーブルγ９は、入力階調データが低い領域では、駆動パルス幅データのほとんどが最小値“０”となっているにもかかわらず、入力階調データの０乃至２５５の全階調領域に対応する駆動パルス幅データを記憶している。
【００３１】
上述したように、ガンマテーブルγ１乃至γ９は、入力階調データの全階調のうち、ある限られた範囲内だけで出力の駆動パルス幅データが０乃至２５５に変化し、それ以外の範囲では駆動パルス幅データが最小値“０”または最大値“２５５”である。即ち、ガンマテーブルγ１乃至γ９において、駆動パルス幅データのほとんどが最小値“０” または最大値“２５５”になっているにもかかわらず、入力階調データの全階調領域に対して駆動パルス幅データを記憶することは、スクリーンテーブルメモリ５３の容量を増大させることにつながる。
【００３２】
図７に示したスクリーンテーブルの入出力特性の例は、例えば、スクリーン（セル）の濃度（階調値）がゼロに近い領域（γ１）では出力値を急激に立ち上げて、確実にトナーが付着できるようにし、比較的濃度が低い領域（γ２，γ３）では階調の変化が人間の目にはっきりと認識できるので、出力値を比較的緩やかに立ち上げている。そして、濃度が高い領域（γ９）では階調の変化が人間の目にほとんど認識できないので、出力値を急激に立ち上げている。このように、スクリーンテーブルを利用したハーフトーン処理では、画素毎に異なる入出力特性のガンマテーブルを設けることが必要であり、そうすることにより、人間の目に理想的な濃度変化を与えることができる。
【００３３】
図８は、本発明を適用した各画素毎のスクリーンテーブル（変換テーブル）とその入出力特性の一例を示している。図８（Ａ）は画素１に関するスクリーンテーブルＴＢ１とその入出力特性γ１の一例を、図８（Ｂ）は画素２に関するスクリーンテーブルＴＢ２とその入出力特性γ２の一例を、図８（Ｃ）は画素９に関するスクリーンテーブルＴＢ９とその入出力特性γ９の一例を示している。入出力特性の横軸は画素の階調データ（入力）を、縦軸は画像再生情報である駆動パルス幅データ（出力）を表している。
【００３４】
図８（Ａ）に示すように、画素１のスクリーンテーブルでは、階調データ“０”乃至“４２”に対応する駆動パルス幅データは変化するので記憶する必要があるが、階調データ“４３”乃至“２５５”に対応する駆動パルス幅データは“２５５”で一定であるため、この“４３”乃至“２５５”の領域では入力階調データに対応する出力の駆動パルス幅データを全て記憶する必要がない。従って、ここでは、駆動パルス幅データが変化する領域の入力階調データの最小階調値“０”、最大階調値“４２”、および階調データ“０”乃至“４２”に対応する駆動パルス幅データのみを記憶する。即ち、図８（Ａ）の実線の部分のみがスクリーンテーブルＴＢ１として記憶される。
【００３５】
図８（Ｂ）に示すように、画素２のスクリーンテーブルでは、階調データ“０”乃至“２９”に対応する駆動パルス幅データは“０”で一定であるため、この“０”乃至“２９”の領域では入力階調データに対応する出力の駆動パルス幅データを全て記憶する必要がない。また、階調データ“３０”乃至“５０”に対応する駆動パルス幅データは変化するので記憶する必要があるが、階調データ“５１”乃至“２５５”に対応する駆動パルス幅データは“２５５”で一定であるため、この“５１”乃至“２５５”の領域では入力階調データに対応する出力の駆動パルス幅データを全て記憶する必要がない。従って、ここでは、出力が変化する領域の最小階調値“３０”、最大階調値“５０”、および階調データ“３０”乃至“５０”に対応する駆動パルス幅データのみを記憶する。即ち、図８（Ｂ）の実線の部分のみがスクリーンテーブルＴＢ２として記憶される。
【００３６】
図８（Ｃ）に示すように、画素９のスクリーンテーブルでは、階調データ“０”乃至“２４４”に対応する駆動パルス幅データは“０”で一定であるため、この領域は全て記憶する必要がないが、階調データ“２４５”乃至“２５５”に対応する駆動パルス幅データは変化するので記憶する必要がある。従って、ここでは、出力が変化する領域の最小階調値“２４５”、最大階調値“２５５”、および階調データ“２４５”乃至“２５５”に対応する駆動パルス幅データのみを記憶する。即ち、図８（Ｃ）の実線の部分のみがスクリーンテーブルＴＢ９として記憶される。
【００３７】
上記したように、記憶させる駆動パルス幅データを減らすことにより、スクリーンテーブルメモリ５３の容量をより小さくすることが可能となる。また、スクリーンテーブルの変化する領域（変化分）は、図８（Ａ）に示すように、ガンマテーブルγ１が緩やかに立ち上がる場合、長くなり、図８（Ｃ）に示すように、ガンマテーブルγ９が急激に立ち上がる場合、短くなる。即ち、画素毎に最低必要なテーブル長がメモリ容量として確保されれば良い。
【００３８】
本発明を適用した電子写真システムの一実施の形態の構成は、図１および図２と同じである。本実施の形態においても、ページメモリ５１には、供給されたCMYKの階調データが格納される。同様に、スクリーンテーブルメモリ５３には、各画素毎に階調データと駆動パルス幅データ（画像再生情報）の対応関係を示すスクリーンテーブル（ガンマテーブル）が予め格納されている。但し、本実施の形態では、スクリーンテーブルメモリ５３には、駆動パルス幅データが変化する領域での最小階調値、最大階調値、およびそれらの間の領域の画像再生情報（駆動パルス幅データ）を記憶させる。それにより、前述の通り、スクリーンテーブルのデータ量を減らすことができる。
【００３９】
図９は、コントローラ２１の処理動作を説明するためのフローチャートである。図１０は、コントローラ２１の処理を具体的に説明するためのものである。図１０（Ａ）はページメモリ５１に格納されている階調データＤ１の一例を、図１０（Ｂ）はスクリーンテーブル５３の一例を、図１０（Ｃ）はスクリーン処理部５２が出力するデータＤ２の一例を、図１０（Ｄ）はパルス幅変調部３３が出力するデータＤ３の一例を示している。
【００４０】
次に、コントローラ２１の処理動作について、図９のフローチャートおよび図１０を参照して説明する。先ず、ステップＳ１において、パーソナルコンピュータ１はケーブル３を介してRGBの階調データを色変換部３１へ供給する。
【００４１】
ステップＳ２において、色変換部３１は、供給されたRGBの階調データをCMYKの階調データに変換し、CMYKの階調データをページメモリ５１に記憶させる。
【００４２】
スクリーン処理部５２は、ステップＳ３において、ページメモリ５１に記憶されている画素毎の階調データを読み出し（図１０（Ａ）参照）、ステップＳ４において、読み出した画素に対応するスクリーンテーブル（ガンマテーブル）を選択する（図１０（Ｂ）参照）。
【００４３】
ステップＳ５において、スクリーン処理部５２は、読み出した画素の階調データと、選択したスクリーンテーブルの最小階調値とを比較する。
【００４４】
ステップＳ６において、画素の階調データが最小階調値以下であると判定された場合、ステップＳ７に進み、スクリーン処理部５２は駆動パルス幅データとして“０”を生成する（例えば、図１０（Ｃ）の画素３乃至画素９を参照）。ステップＳ６において、画素の階調データが最小階調値以下でない（最小階調値よりも大きい）と判定された場合、ステップＳ８に進む。
【００４５】
ステップＳ８において、スクリーン処理部５２は、画素の階調データと最大階調値とを比較する。そして、画素の階調データが最大階調値以上であると判定された場合、ステップＳ９に進み、スクリーン処理部５２は駆動パルス幅データとして“２５５”を生成する（例えば、図１０（Ｃ）の画素１を参照）。ステップＳ８において、画素の階調データが最大階調値以上でない（最大階調値よりも小さい）と判定された場合、ステップＳ１０に進み、スクリーン処理部５２は、スクリーンテーブル５３を参照し、対応する駆動パルス幅データを読み出す（例えば、図１０（Ｃ）の画素２を参照）。
【００４６】
ステップＳ１１において、スクリーン処理部５２は、生成または読み出した駆動パルス幅データをパルス幅変調部３３へ供給する。パルス幅変調部３３は、供給された駆動パルス幅データに基づいてパルス幅変調信号Ｄ３を生成し（図１０（Ｄ）参照）、生成したパルス幅変調信号Ｄ３をレーザドライバ４１に供給し、処理動作は終了される。
【００４７】
図１１は、スクリーンテーブルメモリ５３の第２の実施の形態の構成を示している。図１１の例では、スクリーンテーブルメモリ５３は、画素１乃至画素９の各画素の出力が変化する領域の最小階調値および最大階調値を記憶するとともに、各画素に共通の変化テーブルＴＢ１１を有している。この変化テーブルＴＢ１１は、階調データに対して駆動パルス幅データ（画像再生情報）が変化する領域のデータを共有化して記憶したもので、画素１乃至画素９に対して固定長とされる。また、駆動パルス幅データは８ビットで構成される。第１の実施の形態の構成では、各画素毎にスクリーンテーブルを設けていたが、第２の実施の形態の構成では、複数の画素に対して共通の変化テーブルを設けることにより、スクリーンテーブルメモリ５３の容量を更に小さくすることが可能となる。但し、この例では、図７に示した如き、画素毎に異なる入出力特性を持たせるためには、共通の変化テーブルＴＢ１１と画素毎の最小階調値、最大階調値をもとに所定の変換演算が必要になる。
【００４８】
図１２は、スクリーンテーブルメモリ５３の第３の実施の形態の構成を示している。図１２の例は、図１１に示した第２の実施の形態の構成から共通の変化テーブルＴＢ１１を省略し、各画素での出力変化領域の最小階調値と最大階調値だけからなる構成となっている。これにより、スクリーンテーブルメモリ５３の容量を更に小さくすることが可能となる。階調データおよびそれに対応する駆動パルス幅データの変化分のデータは、例えば、図１３に示すように、最小階調値および最大階調値と、それらに対応する駆動パルス幅データから直線補間近似により求められる。かかる演算によれば、少なくとも画素毎に異なる傾きの入出力特性を有するスクリーンテーブルを実現することができる。
【００４９】
図１４は、スクリーンテーブルメモリ５３の第４の実施の形態の構成を示している。図１４の例は、記憶させる駆動パルス幅データを減らすために、画素の階調データ“０”（または最小階調値）に“Ｘ０”を対応させ、画素の階調データ“２５５”（または最大階調値）に“Ｘ７”を対応させて、それらの間を所定の間隔で７等分し、とびとびの（間欠的な）８つの階調データとそれに対応する駆動パルス幅データを記憶させるようにしたものである。記憶されている８つの階調データ以外の入力階調データに対応する駆動パルス幅データは、補間近似により求める。
【００５０】
即ち、入力階調データに隣接する両側の階調値Ｘ０乃至Ｘ７に対応する駆動パルス幅データＹ０乃至Ｙ７を読み出し、その２つの駆動パルス幅データから補間演算により、入力階調データに対応する駆動パルス幅データを求める。このとき、偶数番目の階調値に対応する駆動パルス幅データと奇数番目の階調値に対応する駆動パルス幅データが必要になるが、スクリーン処理部５２が、偶数番目のデータと奇数番目のデータを同時に読み出すことができるように、図１４の例では、偶数番目の階調値とそれに対応する駆動パルス幅データから構成される偶数テーブルＴＢ２０と、奇数番目の階調値とそれに対応する駆動パルス幅データから構成される奇数テーブルＴＢ２１を設けている。また、偶数テーブルＴＢ２０および奇数テーブルＴＢ２１における駆動パルス幅データＹ０乃至Ｙ７は、それぞれ８ビットで構成されている。
【００５１】
図１５は、図１４に示したスクリーンテーブル（偶数テーブルＴＢ２０および奇数テーブルＴＢ２１）の入出力特性の一例を示している。図１５の入出力特性において、記憶されているデータ以外のデータは、前述した通り、補間近似により求める。例えば、階調データ“Ｘ２”と“Ｘ３”の中間の入力階調データ“Ｘ２３”に対応する駆動パルス幅データ“Ｙ２３”は、直線補間によれば、次の（１）式で演算される。
【００５２】
Ｙ２３＝Ｙ２＋{（Ｙ３−Ｙ２）×（Ｘ２３−Ｘ２）}／（Ｘ３−Ｘ２）…（１）
スクリーン処理部５２は、上記（１）式を演算する場合に必要な駆動パルス幅データ“Ｙ２”および“Ｙ３”を、それぞれ、偶数テーブルＴＢ２０および奇数テーブルＴＢ２１から同時に読み出すことができる。これにより、メモリの読み出し時間を短くして、ハーフトーン処理の時間を短くすることが可能となる。尚、図１５における直線補間近似は、スクリーンテーブルの入出力特性の立ち上がりが急激な領域ほど精度が良くなる。
【００５３】
また、階調データＸ０乃至Ｘ７のそれぞれの間隔をｄとすれば、階調データＸ０乃至Ｘ７のそれぞれの値は記憶させる必要がなくなるため、スクリーンテーブルメモリ５３の容量を更に減らすことができる。例えば、“Ｘ２”，“Ｘ３”は、次の（２）、（３）式により求められる。
【００５４】
Ｘ２＝INT（Ｘ２３／ｄ）×ｄ…（２）
Ｘ３＝Ｘ２＋ｄ…（３）
ここで、INTは括弧内の少数点以下を切り捨てて、整数化することを表している。
【００５５】
さらに、階調データＸ０乃至Ｘ７のそれぞれの間隔を２のべき乗（Ｘ３−Ｘ２＝２ｎ）とすれば、バイナリデータを演算する演算回路において、（１）、（２）式の割り算がシフト操作のみで行えるため、演算時間を短くすることが可能となる。
【００５６】
図１６は、電子写真システムの他の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１６の電子写真システムは、図１に示した電子写真システムのプリンタ２側の色変換機能とハーフトーン処理機能を、パーソナルコンピュータ８１内のドライバ９２に取り込み、実現したものである。ドライバ９２は、パーソナルコンピュータ８１に予めインストールされるコンピュータプログラムである。アプリケーションプログラム９１、色変換部１１２、ハーフトーン処理部１１３、パルス幅変調部１２１、レーザドライバ１３１、およびレーザダイオード１３２のそれぞれの機能は、上記実施の形態例におけるアプリケーションプログラム１１、色変換部３１、ハーフトーン処理部３２、パルス幅変調部３３、レーザドライバ４１、およびレーザダイオード４２と同一である。
【００５７】
図１６のシステム例では、パーソナルコンピュータ８１側にインストールされるドライバ９２により、色変換処理とハーフトーン処理とが行われる。図１のシステム例では、色変換処理とハーフトーン処理とは、プリンタ２内のコントローラ２１で行っていたが、図１６のシステム例では、パーソナルコンピュータ８１側で行う。プリンタ８２の低価格化が要求される場合、コントローラ１０１の能力を下げて、パーソナルコンピュータ８１にインストールされるドライバプログラムにより色変換処理とハーフトーン処理とを実現することが有効である。ドライバ９２によりハーフトーン処理が実現される場合、上記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録媒体が、パーソナルコンピュータ８１に内蔵される。
【００５８】
尚、上記処理を実行するコンピュータプログラムをユーザに提供する記録媒体には、磁気ディスク、CD-ROMなどの情報記録媒体の他、インターネット、ディジタル衛星などのネットワークによる伝送媒体も含まれる。
【００５９】
また、本実施の形態において、補間演算は直線補間に限定されないで、例えば、近傍の値より２次近似曲線または３次近似曲線を求めて、補間演算しても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、スクリーンテーブルのデータ量を少なくするようにしたので、スクリーンテーブルメモリの容量をより小さくすることが可能となる。従って、スクリーンテーブルメモリのコストをより低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真システムの一例を示すブロック図である。
【図２】図１のハーフトーン処理部３２の構成例を示す図である。
【図３】スクリーン６１を説明するための図である。
【図４】スクリーン６１とパルス幅変調信号の関係を説明するための図である。
【図５】コントローラ２１における処理を具体的に説明するための図である。
【図６】図５（Ｂ）のスクリーンテーブルの入出力特性の一例を示す図である。
【図７】スクリーンテーブルの入出力特性の一例を示す図である。
【図８】本発明を適用したスクリーンテーブルとその入出力特性の一例を示す図である。
【図９】コントローラ２１の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】コントローラ２１における処理を具体的に説明するための図である。
【図１１】スクリーンテーブルメモリ５３の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図１２】スクリーンテーブルメモリ５３の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図１３】中間データを算出するための手法を説明するための図である。
【図１４】スクリーンテーブルメモリ５３の第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図１５】中間データを算出するための手法を説明するための図である。
【図１６】電子写真システムの他の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ パーソナルコンピュータ
２ プリンタ
２１ コントローラ
２２ エンジン
３１ 色変換部
３２ ハーフトーン処理部
３３ パルス幅変調部
４１ レーザドライバ
４２ レーザダイオード
５１ ページメモリ
５２ スクリーン処理部
５３ スクリーンテーブルメモリ（変換テーブル）
Claims (6)
- スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真装置であって、
各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段、
前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択する手段、
画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力する手段、を持つハーフトーン処理部を有し、
前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報との対応で構成される、ことを特徴とする電子写真装置。 - 前記変換テーブルは、前記入力階調値のデータの変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の最小階調値および最大階調値を有することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
- 前記変換テーブルは、更に前記最小階調値と前記最大階調値の間の前記入力階調値のデータに対応する画像再生情報を有することを特徴とする請求項２に記載の電子写真装置。
- 前記変換テーブルは、前記最小階調値と前記最大階調値の間の前記入力階調値のデータに対応する画像再生情報を複数の画素で共通に設けることを特徴とする請求項２に記載の電子写真装置。
- スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真の画像処理方法であって、
各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段から、前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択するステップ、
画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力するステップ、を持つハーフトーン処理ステップを有し、
前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報の対応で構成される、ことを特徴とする電子写真装置の画像処理方法。 - スクリーンを構成する複数の画素の各画素に付着するドットから形成される網点により階調を表現して画像を再生する電子写真の画像処理手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体であって、
前記画像処理手順は、
各々特性が異なる複数個の、画素の入力階調値と画像再生情報とを対応付けた変換テーブルを記憶する手段から、前記スクリーンを構成する前記複数の画素の各々に対応する変換テーブルを前記複数個の前記変換テーブルから選択するステップ、
画素の入力階調値に対し、前記画素に対応する前記記変換テーブルを参照して、画像再生情報を出力するステップ、を持つハーフトーン処理ステップを有し、
前記各々特性が異なる複数個の前記変換テーブルは、各々、前記入力階調値のデータ変化に対して前記画像再生情報が変化する領域の、前記入力階調値のデータと画像再生情報の対応で構成される、ことを特徴とする画像処理プログラムを記録した記録媒体。
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