JP4962362B2 - 画像処理装置、画像形成装置、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像データを処理する画像処理装置等に関する。

画質を維持しつつ消費トナー量を抑制する技術として、特許文献１が存在する。この特許文献１では、網点を利用して中間調の濃度を再現するとともに、網点に空隙を形成して、色材の付着量を調整している。
また、従来、画像形成部（マーキングエンジン）にて、ハイライト部の階調が乏しくハイライト特性が悪い場合に、閾値パラメータをオフセットさせることによりハイライト再現を改善する技術が採用されている。ここで、所謂オフセットとは、２値化処理のために用いられる通常の閾値の値から閾値の値を変更して、ハイライト部での階調特性を維持するための処理である。

特開２００６−２８７９１６号公報

上記のような網点に空隙を形成する方法を採用した際、マーキングエンジンのハイライト特性が悪い場合に、閾値パラメータをオフセットさせることによりハイライト再現を改善させることを考える。このとき、網点に空隙を形成する方法に対してオフセットのためのパラメータを単純に導入すると、階調の変局点が発生し、階調ジャンプが生じる問題を防止することを目的とする。

請求項１の発明は、網点を形成するための基準閾値を記憶する記憶手段と、空隙プロファイルのデータを取得する空隙プロファイルデータ取得手段と、記録媒体に画像を形成する画像形成部の再現開始部分の濃度信号を補正するためのオフセット量を取得するオフセット量取得手段と、前記記憶手段に記憶された前記基準閾値と、取得された前記空隙プロファイルのデータおよび前記オフセット量とに基づき、網点の内部に空隙を生じさせる空隙網点閾値を算出する空隙網点閾値算出手段と、生成された前記空隙網点閾値を用いて、取得された画像データを２値化する２値化手段と、前記オフセット量取得手段により取得された前記オフセット量を用いて、前記記憶手段に記憶された前記基準閾値からオフセット量子化値を生成するオフセット量子化値生成手段と、前記記憶手段に記憶された前記基準閾値から線形量子化値を生成する線形量子化値生成手段とを備え、前記空隙網点閾値算出手段は、前記空隙プロファイルのデータと、前記オフセット量子化値生成手段により生成された前記オフセット量子化値と、前記線形量子化値生成手段により生成された前記線形量子化値とを用いて、前記空隙網点閾値を生成することを特徴とする画像処理装置である。

請求項２の発明は、請求項１記載の画像処理装置にて、前記空隙網点閾値算出手段は、前記線形量子化値が前記空隙プロファイルのデータよりも大きいか等しければ、前記オフセット量子化値と当該空隙プロファイルのデータとの差分の値を前記空隙網点閾値とし、当該線形量子化値が当該空隙プロファイルのデータよりも小さければ、前記２値化手段で網点を形成させない値を当該空隙網点閾値とすることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載の画像処理装置にて、前記空隙網点閾値算出手段は、前記線形量子化値が前記空隙プロファイルのデータよりも小さければ、閾値の最大値を前記空隙網点閾値として生成することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３何れか１項記載の画像処理装置にて、前記空隙網点閾値算出手段により生成される前記空隙網点閾値のビット数は、前記記憶手段に記憶された前記基準閾値のビット数よりも小さいことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１記載の画像処理装置にて、前記オフセット量取得手段により取得される前記オフセット量は、量子化値の生成に用いられる前記基準閾値により決定されることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１記載の画像処理装置にて、前記オフセット量取得手段は、画像形成部の階調特性の変化量を算出し、当該オフセット量取得手段により取得される前記オフセット量は、算出された当該階調特性の変化量から決定されることを特徴とする。

請求項７の発明は、網点を形成するための基準閾値を出力するディザテーブルを有し、取得された画像データから網点画像を形成する画像処理部と、前記画像処理部から取得した網点画像を記録媒体に形成する画像形成部とを備え、前記画像処理部は、前記画像形成部の再現開始部分の濃度信号を補正するためのオフセット量を用いて、前記ディザテーブルから出力された前記基準閾値から当該濃度信号の補正のための第１の量子化値を出力し、前記ディザテーブルから出力された前記基準閾値に基づいて、線形変化のための第２の量子化値を出力し、取得された画像データに応じて、網点の形成に際して形成される無出力ドットの集合状態を示す空隙プロファイルのデータを取得し、前記第１の量子化値と、前記第２の量子化値と、前記空隙プロファイルのデータとを用いて、網点の内部に空隙を生じさせる閾値である空隙網点閾値を生成することを特徴とする画像形成装置である。

請求項８の発明は、請求項７記載の画像形成装置にて、前記画像処理部は、前記第２の量子化値（N_th）と前記空隙プロファイルのデータ（b）とを比較し、比較結果に基づいて前記空隙網点閾値（th_out）を生成することを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８記載の画像形成装置にて、前記画像処理部は、前記第２の量子化値が前記空隙プロファイルのデータよりも大きければ、前記第１の量子化値と当該空隙プロファイルのデータとの差分から前記空隙網点閾値を生成し、前記第２の量子化値が前記空隙プロファイルのデータよりも小さければ、閾値の最大値を前記空隙網点閾値とすることを特徴とする。

請求項１０の発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成部に接続されるコンピュータに、画像データを取得する機能と、網点を形成するための基準閾値を取得する機能と、前記画像形成部の再現開始部分の濃度信号を補正するためのオフセット量を取得する機能と、前記オフセット量に基づいて、前記基準閾値から前記濃度信号の補正のための第１の量子化値を取得する機能と、前記基準閾値に基づいて、線形変化のための第２の量子化値を取得する機能と、取得された画像データに応じて、網点の形成に際して形成される無出力ドットの集合状態を示す空隙プロファイルのデータを取得する機能と、前記第１の量子化値と、前記第２の量子化値と、前記空隙プロファイルのデータとを用いて、内部に空隙を有する新たな閾値である空隙網点閾値を生成する機能とを実現するプログラムである。

請求項１１の発明は、請求項１０記載のプログラムにて、前記コンピュータに、生成された前記空隙網点閾値を用いて、取得された画像データを２値化する機能を更に実現させることを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１０または１１記載のプログラムにて、前記オフセット量を取得する機能は、量子化値の生成に用いられる前記基準閾値によって異なるオフセット量を取得することを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１０または１１記載のプログラムにて、前記コンピュータに、前記画像形成部の階調特性の変化量を算出する機能を更に実現させ、前記オフセット量を取得する機能は、算出された前記階調特性の変化量から決定されるオフセット量を取得することを特徴とする。

請求項１によれば、トナーなどの画形材の消費を削減する効果は維持しつつ、階調の変局点の発生を抑制することができる。
請求項２によれば、メモリを大幅に増加することなく、複数の量子化手段を用いて、ハイライト再現の改善と画形材消費量の削減とが実現でき、１つの閾値から複数の量子化手段を作成することで、線形量子化テーブルとオフセット量子化値を２つ持つ発明に比べ簡易な処理が実現できる。
請求項３によれば、１つの閾値から複数の量子化手段を作成することで、線形量子化テーブルとオフセット量子化値を２つ持つ発明に比べ簡易な処理が実現できる。
請求項４によれば、基準閾値のビット数と空隙網点閾値のビット数との差分に応じて、変換する際の量子化誤差を減らすことが可能となり、階調性等の画質を良くすることができる。
請求項５によれば、例えば各色の画像形成部や、スクリーンの種類等に応じてより好ましいオフセット処理を実現できる。
請求項６によれば、例えば経時で階調が変わった場合などにて、より好ましいオフセット処理を提供できる。

請求項７によれば、メモリを大幅に増加することなく、ハイライト再現の改善と画質を維持した状態での画形材量の消費削減を実現できる。
請求項８によれば、本発明を採用しない場合に比べ、線形量子化値と空隙プロファイルのデータとの比較という簡易な作業によって、ハイライト再現の改善と画形材消費量の削減とが実現できる。
請求項９によれば、線形量子化値と空隙プロファイルのデータとの大小関係の比較による簡易な処理が可能となる。

請求項１０によれば、画形材の消費を削減する効果は維持しつつ、階調の変局点の発生を抑制した画像データを出力できるプログラムを提供できる。
請求項１１によれば、空隙網点閾値を用いた２値化処理を実現できる。
請求項１２によれば、例えば各色の画像形成部やスクリーンの種類等に応じてより好ましいオフセット処理を実現するための機能をコンピュータに実装できる。
請求項１３によれば、例えば経時で階調が変わった場合などにて、より好ましいオフセット処理を実現するための機能をコンピュータに実装できる。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用されるプリンタシステムの全体構成を示した図である。ここでは、入力された電子文書の情報を画像展開して用紙（Sheet）上に印刷する画像形成装置１と、この画像形成装置１に対して電子文書を提供するホストコンピュータであるクライアントＰＣ（パーソナルコンピュータ）２とが示されている。この画像形成装置１には、クライアントＰＣ２以外の、図示しない画像読み取り装置（ＩＩＴ）などから画像データが入力される場合がある。

画像形成装置１は、例えばクライアントＰＣ２から出力された電子文書の画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部(ＩＰＳ：Image Processing System)１０と、電子写真方式を利用した所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであるマーキングエンジン３０とを備えている。マーキングエンジン３０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数の画像形成ユニット３１Ｙ,３１Ｍ,３１Ｃ,３１Ｋを備えている。この画像形成ユニット３１Ｙ,３１Ｍ,３１Ｃ,３１Ｋは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)のトナー像を形成し、この形成されたトナー像を用紙（シート）上に順次、転写している。この４つの画像形成ユニット３１Ｙ,３１Ｍ,３１Ｃ,３１Ｋは、夫々、像保持体である感光体ドラム３２、感光体ドラム３２の表面を一様に帯電する帯電器３３、帯電器３３によって帯電された感光体ドラム３２を露光する露光器３４、露光器３４によって得られた静電潜像をトナー（画形材の一つ）で現像してトナー像を形成する現像器３５を備えている。また、感光体ドラム３２の表面上に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写ロール３６を備えている。そして、マーキングエンジン３０は、各画像形成ユニット３１Ｙ,３１Ｍ,３１Ｃ,３１Ｋの感光体ドラム３２と転写ロール３６とによって形成される転写位置に対して用紙を搬送する用紙搬送ベルト３７を備えている。更に、用紙上に転写されたトナー像をこの用紙上に定着する定着器３８を備えている。

尚、画像処理装置として画像形成装置１の全体を含めることができるが、全体を含めるのではなく画像処理部１０だけを画像処理装置として把握することもできる。また、各処理をクライアントＰＣ２側で行う場合には、このクライアントＰＣ２を画像処理装置として把握することができる。

各画像形成ユニット３１Ｙ,３１Ｍ,３１Ｃ,３１Ｋは、ほぼ同様な構成要素を備えている。クライアントＰＣ２から入力された画像データは、画像処理部１０によって画像処理が施され、所定のインタフェースを介してマーキングエンジン３０に供給される。マーキングエンジン３０では、図示しない画像出力制御部から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット３１Ｙは、帯電器３３により帯電された感光体ドラム３２の表面に、画像処理部１０から得られた画像信号に基づいて露光器３４によって静電潜像を形成する。その静電潜像に対して現像器３５によってイエロー(Ｙ)のトナー像を形成し、形成されたイエロー(Ｙ)のトナー像は、図の矢印方向に回動する用紙搬送ベルト３７上の用紙に転写ロール３６を用いて転写される。同様にして、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)のトナー像が各々の感光体ドラム３２上に形成され、用紙搬送ベルト３７上の用紙に転写ロール３６を用いて多重転写される。多重転写された用紙上のトナー像は、定着器３８に搬送されて、熱および圧力によって用紙に定着される。
尚、図１に示す画像形成装置１のマーキングエンジン３０は、搬送される用紙上にトナー像を順次、転写する構成を採用しているが、用紙搬送ベルト３７の代わりに所謂中間転写ベルトを採用し、この中間転写ベルト上にトナー像を多重転写させた後に、一括して用紙上に二次転写をする所謂二次転写方式の画像形成装置を採用することも可能である。

次に、本実施の形態の画像処理方法について説明する。
図２は、本実施の形態が適用される画像処理部（ＩＰＳ）１０の構成を示すブロック図である。画像処理部１０は、大きくコントローラ１１とマーキングエンジン制御部１２とを備えている。コントローラ１１は、クライアントＰＣ２からネットワーク等を経由して送られてくるＰＤＬ（ページ記述言語）をコマンド解釈するＰＤＬ解釈部２１と、ＰＤＬ指定の色信号（ＲＧＢ）をマーキングエンジン３０の色信号（ＹＭＣＫ）に変換する描画部２２とを備えている。また、描画する際に描画された中間コードをマーキングエンジン３０に適合した画像データにレンダリングするレンダリング部２３を備えている。

一方、マーキングエンジン制御部１２は、コントローラ１１のレンダリング部２３によりレンダリングされた画像に対してスクリーン処理（２値化処理）を施すスクリーン部２４と、スクリーン部２４によりスクリーン処理された画像データにパルス幅変調を施す変調部２５を備えている。変調部２５によりパルス幅変調が施されたパルスデータは、露光器３４に出力される。

次に、スクリーン部２４にて実行されるオフセットを考慮したドーナツディザ（Dither）（空隙を有する網点画像）について説明する。
図７（ａ）〜（ｃ）は、空隙を有する網点画像の一例を説明するための図である。図７（ａ）は、空隙を有さずに形成される網点画像の例（比較例）を示しており、図７（ｂ）は、空隙を有する網点画像の例を示している。また、図７（ｃ）は、空隙を有する網点画像の単位網点領域を示した図である。

ここで、例えばトナーによる濃度再現は、用紙上に定着されたトナーが光を吸収することによって生じる。この光吸収効率を良くするためには、トナー層を薄くして含有している色材を効率良く光にさらすことが必要である。このとき、図７（ａ）に示すような、空隙を有さない網点では、トナー層が過剰に厚くなることが多く、光吸収の寄与が少ないトナーまで用紙に存在してしまう。一方、図７（ｂ）に示す空隙ドットを持つ網点画像では、入力濃度が所定濃度（閾値）を超えたときに網点をなす網点ドット（黒ドット）の一部を白ドットにして空隙を形成することで、網点部分の全体の着色材の量を低下させる。

尚、ドーナツディザ（空隙を有する網点画像）としては、例えば図７（ｃ）に示すように、単位網点領域内において、網点の輪郭を維持して空隙ドットを形成することができる。即ち、網点の外郭形成に寄与する縦・横・斜めの最外部の出力ドット（外郭ドット）をそのまま出力ドットに維持しつつ、その出力ドットの内部の一部のドットを空隙ドット（真の無出力ドット）とすることで、空隙を形成する。つまり、網点の輪郭部分の着色材の量を所定量に維持しつつ、その内部の着色材の量を所定量よりも適度に低下させている。

図８は、従来のドーナツディザを形成するための構成を示したブロック図である。図８（ａ）に示す構成では、入力画像信号（画像データ）に応じた空隙プロファイル（値ｂ；８ビット）を生成する空隙プロファイルＬＵＴ（Blank Profile LUT）３４１と、基準閾値（値ｔｈ；８ビット）を出力するディザテーブル（Dither Table）３４２とを備えている。また、空隙プロファイルと基準閾値とから新たなドーナツディザ閾値（ｔｈ_ｏｕｔの値）を再形成するドーナツディザ（Dither）生成部３４３を備えている。更に、ドーナツディザ閾値と画像データとを比較することにより２値化処理を行う比較部３４４を備えている。

画像データに応じたトナー量の変更は、空隙プロファイルＬＵＴ３４１によって調整される。図８（ｂ）は、空隙プロファイルＬＵＴ３４１による空隙プロファイルの一例を示している。横軸は入力画像データ（Ｃｉｎ）であり、縦軸は空隙サイズを示している。図８（ｂ）に示すように、例えば濃度５０％である値（１２８）にて、空隙プロファイルは最大の値（５１）をとり、その前後の濃度にて、例えば線形関数的に上昇/減少させる。

従来のドーナツディザの形成では、以下のようにしてドーナツディザを算出している。まず、ディザテーブル３４２からは８ビットの基準閾値ｔｈが出力され、空隙プロファイルＬＵＴ３４１からは、図８（ｂ）に示す空隙プロファイルに基づいて８ビットの出力値ｂが出力される。ドーナツディザ生成部３４３では、基準閾値ｔｈと出力値ｂとの値から、下記式（１）に基づいてドーナツディザ閾値ｔｈ_ｏｕｔを出力する。

即ち、ｔｈがｂより大きいか等しければ、ドーナツディザの閾値ｔｈ_ｏｕｔとしてｔｈ−ｂを出力し、ｔｈがｂより小さければ、閾値ｔｈ_ｏｕｔとして２５５を出力する。比較部３４４では、この閾値ｔｈ_ｏｕｔと、入力される画像データとを比較し、２値化されたデータを出力する。ここで、閾値ｔｈ_ｏｕｔが２５５である、ということは、濃度データの値として何がきても０が出力されることとなる。

ここで、所謂オフセットについて説明する。
一般に、マーキングエンジンの階調特性で、階調カーブにて濃度の出始めが、例えば５％や１０％、悪いもので２０％程度となるものがある。そこで、所謂オフセット処理を行ない、閾値として、不感帯の部分についてドットの固まりを打つことで、階調特性を修正している。即ち、ここでいう『オフセット』とは、マーキングエンジンの出力特性に合わせ、２値化処理のために用いられる通常の閾値の値から閾値の値を変更することで、一般に再現開始部分（ハイライト部）に現れる例えば不感帯の部分についてドットの固まりを打つ等、階調特性を維持するための処理をいう。

図９（ａ）〜（ｃ）、図１０は、階調濃度特性とオフセット量との関係を説明するための図である。図９（ａ）は通常の閾値例を示しており、１、２、３…と、順番に閾値が形成される。図９（ｂ）はオフセットした閾値例を示しており、不感帯を考慮して印字開始部分の濃度信号を補正し、１を連続（図９（ｂ）では１を４回連続）させてオフセットさせている。図９（ｃ）は、オフセットありと、オフセットなし、の場合の階調特性を示している。点線は、所定の画像形成部（マーキングエンジン）であるエンジン１のオフセットなしの場合であり、実線はエンジン１のオフセットありの場合を示している。図９（ｂ）に示すように閾値をオフセットすることにより、図９（ｃ）に示すごとく再現開始部分の濃度を異ならせる。そして、低階調（ハイライト）の部分で濃度を再現する。色設計に際して用いられるダイナミックレンジの確保と、例えばグラテーションに二次障害が生じること等を抑制するためには、このオフセットが有効である。

図１０は、階調濃度特性とオフセット量との関係を説明するための図である。この図１０では、エンジンＡ、エンジンＢ、エンジンＣの３つの異なるマーキングエンジンについて、入力濃度に対する階調特性の違いを示している。エンジンＡでは、不感帯部分がなく、４％で直ぐに濃度が出ることから、オフセット量は０％である。エンジンＢでは、１０％にて初めて濃度が出ており、この不感帯部分を考慮してオフセット量は６％（１０％−４％）としている。エンジンＣでは、１６％にて初めて濃度が出ており、不感帯部分を考慮してオフセット量は１２％（１６％−４％）としている。マーキングエンジンの特性に応じてオフセット量を決定することで、図９（ｃ）の実線で示すような、低階調部分からの階調再現を行う。

ところで、上述のオフセット処理を実行しながら、ドーナツディザによってスクリーン処理を行う場合について考える。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、オフセット時におけるドーナツディザの問題を説明するための図である。図１１（ａ）は、ドーナツディザとオフセット閾値とを採用したときの入出力特性を示した図である。また、図１１（ｂ）はドーナツディザとオフセット閾値とを採用したときの入力/出力の第１の状態を示し、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に入力値が連続する入力/出力の第２の状態を示している。

図１１（ａ）に示すように、オフセット閾値を実行してドーナツディザによってスクリーン処理を行った場合に、入力（Ｃｉｎ）に対する出力（Ｃｏｕｔ）の特性にて、階調の変局点（図１１（ａ）に示す○部分）が生じる。例えば、図１１（ｂ）に示す入力階調が４７のとき出力階調が４３であるが、図１１（ｃ）に示す入力階調が４８のとき出力階調が３４となり、入力階調が上がっても出力階調が下がる箇所等が存在する。より詳細には、図８（ａ）に示すように比較部３４４では、画像データとドーナツディザ閾値ｔｈ_ｏｕｔとを比較することにより２値化を行っていたが、基準閾値のディザテーブル３４２にハイライト再現向上を目的としてオフセットパラメータを入れた場合に、階調ジャンプが発生する。本実施の形態では、ドーナツディザを用いて消費量削減効果を維持しながら、オフセット処理を入れた際の階調の連続性を図っている。

図３は、本実施の形態が適用されるスクリーン部２４の機能構成を説明するためのブロック図である。図３に示す構成では、入力画像信号（画像データ）に応じた空隙プロファイル（値ｂ：８ビット）を生成する空隙プロファイルＬＵＴ（Blank Profile LUT）２４１と、基準閾値（ｔｈ：１０ビット）を出力する記憶手段であるディザテーブル（Dither Table）２４２とを備えている。空隙プロファイルは、ドーナツディザの空隙の面積を決定する。また、空隙プロファイルと所定の閾値（後述するＯ_ｔｈおよびＮ_ｔｈ）とから新たなドーナツディザ閾値（空隙網点閾値：ｔｈ_ｏｕｔ）を再形成するドーナツディザ（Dither）生成部２４３を備えている。更に、空隙網点閾値（ドーナツディザ閾値）と画像データとを比較することにより２値化処理を行う比較部２４４を備えている。記憶手段であるディザテーブル（Dither Table）２４２に記憶された基準閾値のビット数（１０ビット）は、空隙網点閾値算出手段の一つとして機能するドーナツディザ（Dither）生成部２４３により生成される空隙網点閾値のビット数（８ビット）より大きい。基準閾値のビット数と空隙網点閾値のビット数との差分が大きいほど、変換する際の量子化誤差が減り階調性等の画質が良くなる。但し、基準閾値のビット数が大きくなりすぎるとコストが嵩むことから、現実的なところとして、本実施の形態では基準閾値を１０ビット、空隙閾値を８ビットとしている。尚、画像自身と比較演算する閾値（本実施の形態では空隙閾値）は８ビット以上が必要であることから、一般的には８ビットが多く用いられる。それに対し基準閾値をどこまで大きくできるかがシステム設計上の重要な点となる。

また、本実施の形態が適用されるスクリーン部２４は、取得された画像データに画像処理を施して出力する画像形成部の印字開始部分の濃度信号を補正するためのオフセット量を取得するオフセット量取得部２４５を備える。更に、複数の量子化手段として、オフセット量子化値生成部２４６と、線形量子化値生成部２４７とを備える。オフセット量子化値生成部２４６は、オフセット量取得部２４５から取得されたオフセット量を用いて、ディザテーブル２４２に記憶された基準閾値からオフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈ（８ビット）を生成する。また、線形量子化値生成部２４７は、空隙量を変局点なく補正するための量子化手段として機能し、ディザテーブル２４２に記憶された基準閾値から線形量子化閾値Ｎ_ｔｈ（８ビット）を生成する。ここで、オフセット量子化は、再現開始濃度を調整し入力画像データの階調数に正規化する。また、線形量子化は、入力画像データの階調数に均等に正規化する。

空隙プロファイルＬＵＴ２４１を構成する情報は、マーキングエンジン３０（各画像形成ユニット３１Ｙ,３１Ｍ,３１Ｃ,３１Ｋ）に応じ、空隙サイズプロファイルデータとして、図示しない所定の記憶媒体（メモリ）に格納されている。この記憶媒体には、取得された画像データに応じて８ビットの空隙サイズプロファイルを円滑に出力すべく、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形式でプロファイルデータが記憶されている。空隙プロファイルＬＵＴ２４１からの出力値は、無出力ドットの集合サイズ（集合状態）を示す空隙プロファイルのデータである。

オフセット量取得部２４５は、色分版したＹＭＣＫの各基準閾値毎（各色のエンジン毎）に、オフセット量を切り替える。また、スクリーンとして、一般に１５０線/２００線/３００線等の複数の線数を有するが、各線数によって同じマーキングエンジンでも階調特性（再現開始の％）が異なるため、これらの線数毎にオフセット量を切り替える。このように、オフセット量取得部２４５は、基準閾値毎にオフセット量を決定する（切り替える）ことができる。
また、オフセット量取得部２４５は、マーキングエンジン３０の階調特性が変化することを認識し、変化した場合にオフセット量を変えて出力することもできる。例えば、定常状態の再現開始Ｃｉｎを保持しておき、経時で階調が変わった際に何％の差分があるか、を算出する。この算出された差分をオフセット量として取得する。このように、オフセット量取得部２４５は、マーキングエンジン３０の階調特性の変化量を算出し、この算出された変化量に応じてオフセット量を決定する（切り替える）ことができる。

前述の階調ジャンプが発生する現象では、印字量変化（ｔｈ−ｂ≧０のときのｔｈ−ｂの値）は非線形でも問題はないが、空隙量変化（ｔｈ−ｂの正負符号変化）は線形でないとディフェクトが発生する。そこで、本実施の形態では、まず、１０ビットの基準閾値ｔｈから、８ビットのオフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈと８ビットの線形量子化閾値Ｎ_ｔｈとを生成した。そして、ドーナツディザ生成部２４３では、入力画像信号に応じた空隙プロファイルと、このオフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈおよび線形量子化閾値Ｎ_ｔｈとからドーナツディザ閾値ｔｈ_ｏｕｔを算出している。

ドーナツディザテーブルを形成する際に、ハイライトの印字形状を決定するオフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈは、オフセットを考慮して量子化する。また、線形量子化閾値Ｎ_ｔｈは、線形変化するように量子化する。
線形量子化閾値Ｎ_ｔｈおよびオフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈは、下記式（２）のようにして算出される。

但し、“ｔｈ_ｍａｘ”はディザテーブル２４２に記憶された基準閾値の最大値である。また、Ｏ_ｔｈ＜１のとき（Ｏ_ｔｈが１未満のとき）はＯ_ｔｈ＝１とする。
また、“offset”はオフセット量であり、マーキングエンジンにより異なるパラメータである。また、このオフセット量はハイライトの階調特性に依存し、図１０に示したような目標とする階調特性となるようにオフセット量が決定される。更に、マーキングエンジンの階調特性変化量は、例えばセンサ（図示せず）を設けて検知することができる。例えば、複数の濃度のパッチを形成するための画像データを用いて、パッチを記録媒体上に形成し、この形成されたパッチを読み取って階調特性を把握することができる。

式２にて、“ｔｈ”はオリジナルのディザが有する基準閾値である。“２５４”は８ビットとした場合に正規化するための係数である。
線形量子化閾値Ｎ_ｔｈは、この基準閾値“ｔｈ”に“２５４”を掛け合わせた値を、最大基準閾値“ｔｈ_ｍａｘ”で除した値に１を足し合わせて、新たな閾値として生成される。
一方、オフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈの算出では、まず、基準閾値“ｔｈ”にオフセット量“offset”と“１”とを減算した値に“２５４”を掛け合わせ、最大基準閾値“ｔｈ_ｍａｘ”にオフセット量“offset”と“１”とを減算した値で除する。この値に１を足し合わせて、新たな閾値として生成される。

ドーナツディザ生成部２４３では、オフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈおよび線形量子化閾値Ｎ_ｔｈと、空隙プロファイルのデータｂとから、下記式（３）に基づいてドーナツディザ閾値ｔｈ_ｏｕｔを出力する。

即ち、線形量子化閾値Ｎ_ｔｈが空隙プロファイルのデータｂより大きいか等しければ、ドーナツディザ閾値ｔｈ_ｏｕｔとして、オフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈから空隙プロファイルのデータｂを減算したＯ_ｔｈ−ｂを出力する。線形量子化閾値Ｎ_ｔｈが空隙プロファイルのデータｂより小さければ、ドーナツディザ閾値ｔｈ_ｏｕｔとして、閾値の最大である２５５を出力する。比較部２４４では、このドーナツディザ閾値ｔｈ_ｏｕｔと、入力される画像データとを比較し、２値化されたデータを出力する。

次に、本実施の形態の画像処理方法について説明する。
図４は、図２および図３に示す各機能によって実行される画像処理の流れを示したフローチャートである。まず、クライアントＰＣ２では、プリンタドライバを用いてなされた、ユーザによる構成したい画像の印刷指示を認識する（ステップ１０１）。そして、プリンタドライバにて、アプリケーションからのコマンドをプリンタの描画コマンドであるＰＤＬ(Page Description Language：ページ記述言語)に変換する（ステップ１０２）。ＰＤＬの描画コマンドは、ネットワークを介してクライアントＰＣ２から画像形成装置１の画像処理部１０におけるコントローラ１１に送られ（ステップ１０３）、このコントローラ１１では、マーキングエンジン３０のエンジン解像度に応じてＲＩＰ（Raster Image Processor）処理が行われる（ステップ１０４）。

ＲＩＰ処理にて、画像処理部１０のコントローラ１１では、ＰＤＬ解釈部２１にて、クライアントＰＣ２から取得されるＰＤＬのコマンドが解釈される。その後、描画部２２は、解釈されたＰＤＬにより指定される色信号（ＲＧＢ）を、マーキングエンジン３０の色信号（ＹＭＣＫ）に変換する。また、描画部２２にて描画する際には、ラスタデータはマーキングエンジン３０のエンジン解像度へ変換し、文字・グラフィックスはエンジン解像度の中間コードで描画する。描画部２２では、ＲＩＰする際に、ラスタ/文字/グラフィックスのオブジェクトに応じて、スクリーンＴａｇを生成する（ステップ１０５）。このＴａｇは、画像毎に対応している。その後、レンダリング部２３にて、この中間コードをマーキングエンジン３０に適合した画像データにレンダリングする。

コントローラ１１にてＲＩＰ処理されたＹＭＣＫの画像データおよびＴａｇデータは、マーキングエンジン制御部１２へと送られる（ステップ１０６）。マーキングエンジン制御部１２のスクリーン部２４では、ＲＩＰ処理された画像に対してスクリーン処理（２値化処理）が実行される（ステップ１０７）。スクリーン部２４において、入力画像信号（濃度階調データ）が面積階調データへと変換される。スクリーンはオブジェクトＴａｇ毎に切り替えられる。例えば、写真は２００線、文字は３００線、グラフィックは１５０線等である。尚、このスクリーン処理の流れについては、次のステップ２０１以下で詳述する。

その後、変調部２５では、スクリーン処理された画像データが、パルス信号に変換（変調）される（ステップ１０８）。そして、パルス変調された画像データは、露光器３４へ出力される（ステップ１０９）。 画像データを取得したマーキングエンジン３０では、図１に示すような各構成要素によって、用紙上へカラー画像が形成され、プリント出力されて処理が終了する。

次に、本実施の形態の特徴的な構成である、ステップ１０７のスクリーン処理の流れについて詳述する。尚、以下の処理は、一つのスクリーンについての説明であるが、オブジェクト毎にスクリーンを切り替える場合についても各処理は同様に行われる。

図５は、ステップ１０７のスクリーン処理として、オフセットを加味したドーナツディザによる処理を示したフローチャートである。
図２および図３を用いて説明すると、スクリーン部２４は、入力画像データに応じた空隙プロファイルを空隙プロファイルＬＵＴ２４１にて取得する（ステップ２０１）。画像データに応じた消費トナー量の変更は、この空隙プロファイルＬＵＴ２４１で調整する。スクリーン部２４は、前述のように例えば所定のセンサを用いて、マーキングエンジン３０の階調特性変化量を取得する（ステップ２０２）。そして、スクリーン毎に、ハイライトの階調特性に依存させて、目標となる階調特性となるようにオフセット量（offset）を決定する（ステップ２０３）。そして、基準閾値ｔｈから、ハイライトの印字形状を決定するオフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈを、オフセット量（offset）を考慮して算出する（ステップ２０４）。また、基準閾値ｔｈから、線形変化するように、空隙を形成するための線形量子化閾値Ｎ_ｔｈを算出する（ステップ２０５）。ステップ２０４およびステップ２０５は、上述した式（２）のようにして算出される。

その後、ドーナツディザ生成部２４３では、空隙プロファイル、オフセット量子化閾値Ｏ_ｔｈ、および線形量子化閾値Ｎ_ｔｈとから、上記の式（３）に基づいてドーナツディザ閾値ｔｈ_ｏｕｔを算出して出力する（ステップ２０６）。その後、比較部２４４では、ドーナツディザ生成部２４３にて算出されたドーナツディザ（空隙網点閾値）と画像データとを比較して２値化処理がなされて（ステップ２０７）、ステップ１０７のスクリーン処理が終了する。

尚、図４および図５に示した処理は、コンピュータのＣＰＵによって実現させることができる。コンピュータによって実現させる場合には、この各機能をプログラムの形式でコンピュータのメモリにインストールする。プログラムの利用方法としては、例えばＲＯＭに格納されている場合や、ＣＤ−ＲＯＭ等に記憶されたものを読み出してメモリにインストールする場合、ネットワーク（図示せず）を介して遠隔地のコンピュータからダウンロードしてメモリにインストールする場合などがある。

図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態が適用された、オフセットを考慮したドーナツスクリーンの階調特性を示した図である。図６（ａ）は、上述のスクリーン処理を施した場合の入出力特性を示した図である。また、図６（ｂ）は入力（Ｃｉｎ）が４７階調のときの印刷状態を示し、図６（ｃ）は、本実施の形態を適用させたときの入力（Ｃｉｎ）が４８階調のときの印刷状態を示している。

図６（ａ）に示すように、本実施の形態を適用することで、オフセットを考慮した状態にてドーナツディザによるスクリーン処理を行った場合でも、入出力特性（Ｃｉｎ-Ｃｏｕｔ特性）にて図１１（ａ）に存在していたような変局点が発生していない。また、図１１（ｂ）、（ｃ）にて、入力階調が上がっても出力階調が下がる箇所が存在していたのに対し、図６（ｂ）、（ｃ）では、入力（Ｃｉｎ）が４７から４８に上がれば、出力（Ｃｏｕｔ）も４０から４１に上がっている。即ち、本実施の形態では、ディザの消費トナー量削減効果を維持しつつ、オフセット処理を入れた場合であっても、階調の変局点による階調ジャンプの発生を軽減している。

本実施の形態が適用されるプリンタシステムの全体構成を示した図である。 本実施の形態が適用される画像処理部（ＩＰＳ）の構成を示すブロック図である。 本実施の形態が適用されるスクリーン部の機能構成を説明するためのブロック図である。 図２および図３に示す各機能によって実行される画像処理の流れを示したフローチャートである。 ステップ１０７のスクリーン処理として、オフセットを加味したドーナツディザによる処理を示したフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態が適用された、オフセットを考慮したドーナツスクリーンの階調特性を示した図である。 （ａ）〜（ｃ）は、空隙を有する網点画像の一例を説明するための図である。 従来のドーナツディザを形成するための構成を示したブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、オフセット閾値の例、および階調濃度特性とオフセット量との関係を説明するための図である。 階調濃度特性とオフセット量との関係を説明するための図である。 （ａ）〜（ｃ）は、オフセット時におけるドーナツディザの課題を説明するための図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…クライアントＰＣ（パーソナルコンピュータ）、１０…画像処理部(ＩＰＳ)、１１…コントローラ、１２…マーキングエンジン制御部、２４…スクリーン部、２５…変調部、３０…マーキングエンジン、２４１…空隙プロファイルＬＵＴ、２４２…ディザテーブル、２４３…ドーナツディザ生成部、２４４…比較部、２４５…オフセット量取得部、２４６…オフセット量子化値生成部、２４７…線形量子化値生成部

Claims (13)

1. 網点を形成するための基準閾値を記憶する記憶手段と、
   空隙プロファイルのデータを取得する空隙プロファイルデータ取得手段と、
   記録媒体に画像を形成する画像形成部の再現開始部分の濃度信号を補正するためのオフセット量を取得するオフセット量取得手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記基準閾値と、取得された前記空隙プロファイルのデータおよび前記オフセット量とに基づき、網点の内部に空隙を生じさせる空隙網点閾値を算出する空隙網点閾値算出手段と、
   生成された前記空隙網点閾値を用いて、取得された画像データを２値化する２値化手段と、
   前記オフセット量取得手段により取得された前記オフセット量を用いて、前記記憶手段に記憶された前記基準閾値からオフセット量子化値を生成するオフセット量子化値生成手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記基準閾値から線形量子化値を生成する線形量子化値生成手段とを備え、
   前記空隙網点閾値算出手段は、前記空隙プロファイルのデータと、前記オフセット量子化値生成手段により生成された前記オフセット量子化値と、前記線形量子化値生成手段により生成された前記線形量子化値とを用いて、前記空隙網点閾値を生成することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記空隙網点閾値算出手段は、前記線形量子化値が前記空隙プロファイルのデータよりも大きいか等しければ、前記オフセット量子化値と当該空隙プロファイルのデータとの差分の値を前記空隙網点閾値とし、当該線形量子化値が当該空隙プロファイルのデータよりも小さければ、前記２値化手段で網点を形成させない値を当該空隙網点閾値とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記空隙網点閾値算出手段は、前記線形量子化値が前記空隙プロファイルのデータよりも小さければ、閾値の最大値を前記空隙網点閾値として生成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記空隙網点閾値算出手段により生成される前記空隙網点閾値のビット数は、前記記憶手段に記憶された前記基準閾値のビット数よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の画像処理装置。
5. 前記オフセット量取得手段により取得される前記オフセット量は、量子化値の生成に用いられる前記基準閾値により決定されることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
6. 前記オフセット量取得手段は、画像形成部の階調特性の変化量を算出し、当該オフセット量取得手段により取得される前記オフセット量は、算出された当該階調特性の変化量から決定されることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
7. 網点を形成するための基準閾値を出力するディザテーブルを有し、取得された画像データから網点画像を形成する画像処理部と、
   前記画像処理部から取得した網点画像を記録媒体に形成する画像形成部とを備え、
   前記画像処理部は、
   前記画像形成部の再現開始部分の濃度信号を補正するためのオフセット量を用いて、前記ディザテーブルから出力された前記基準閾値から当該濃度信号の補正のための第１の量子化値を出力し、
   前記ディザテーブルから出力された前記基準閾値に基づいて、線形変化のための第２の量子化値を出力し、
   取得された画像データに応じて、網点の形成に際して形成される無出力ドットの集合状態を示す空隙プロファイルのデータを取得し、
   前記第１の量子化値と、前記第２の量子化値と、前記空隙プロファイルのデータとを用いて、網点の内部に空隙を生じさせる閾値である空隙網点閾値を生成する
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記画像処理部は、前記第２の量子化値（N_th）と前記空隙プロファイルのデータ（b）とを比較し、比較結果に基づいて前記空隙網点閾値（th_out）を生成することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記画像処理部は、前記第２の量子化値（N_th）が前記空隙プロファイルのデータ（b）よりも大きければ、前記第１の量子化値（O_th）と当該空隙プロファイルのデータ（b）との差分から前記空隙網点閾値（th_out）を生成し、
   前記第２の量子化値（N_th）が前記空隙プロファイルのデータ（b）よりも小さければ、閾値の最大値を前記空隙網点閾値（th_out）とすることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 記録媒体に画像を形成する画像形成部に接続されるコンピュータに、
    画像データを取得する機能と、
    網点を形成するための基準閾値を取得する機能と、
    前記画像形成部の再現開始部分の濃度信号を補正するためのオフセット量を取得する機能と、
    前記オフセット量に基づいて、前記基準閾値から前記濃度信号の補正のための第１の量子化値を取得する機能と、
    前記基準閾値に基づいて、線形変化のための第２の量子化値を取得する機能と、
    取得された画像データに応じて、網点の形成に際して形成される無出力ドットの集合状態を示す空隙プロファイルのデータを取得する機能と、
    前記第１の量子化値と、前記第２の量子化値と、前記空隙プロファイルのデータとを用いて、内部に空隙を有する新たな閾値である空隙網点閾値を生成する機能と
    を実現するプログラム。
11. 前記コンピュータに、生成された前記空隙網点閾値を用いて、取得された画像データを２値化する機能を更に実現させることを特徴とする請求項１０記載のプログラム。
12. 前記オフセット量を取得する機能は、量子化値の生成に用いられる前記基準閾値によって異なるオフセット量を取得することを特徴とする請求項１０または１１記載のプログラム。
13. 前記コンピュータに、前記画像形成部の階調特性の変化量を算出する機能を更に実現させ、
    前記オフセット量を取得する機能は、算出された前記階調特性の変化量から決定されるオフセット量を取得することを特徴とする請求項１０または１１記載のプログラム。

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