JP5160927B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、多値画像データに誤差拡散処理を施して２値化し、その２値画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置に関するものであり、特に、誤差拡散処理の方法に特徴を有する画像形成装置に関するものである。

従来、穿孔が施された製版済孔版原紙が外周面に巻着されて回転する印刷ドラムと、この印刷ドラムに圧接されて回転するプレスローラとの間に印刷用紙を挿入し、印刷ドラム内のインクを製版済孔版原紙における孔から押し出し、インクを印刷用紙に転写させて印刷を行う孔版印刷装置が提案されている。

上記のような孔版印刷装置においては、印刷に使用するインク量の消費をできるだけ抑えたいという要望がある。そして、その具体的な方法としては、たとえば、特許文献１には、孔版原紙に設ける穿孔の径を小さくすることによってインク転移量を減らす方法が提案されている。また、特許文献２には、穿孔を施すために用いる２値画像データをライン毎あるいは千鳥状に間引くことによって印字率を下げ、総インク量を減らす方法が提案されている。さらに、穿孔の密度を低くする方法として、多値画像データに誤差拡散処理を施して２値画像データとする前に、多値画像データに濃度補正を施す方法が提案されている。
特開２００４−３０６４２２号公報 特開平４−３１０７４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法のように、穿孔径を小さくする方法では、サーマルヘッドの発熱エネルギーを小さくする必要があるため、条件によっては穿孔できずに不発が発生したりする問題が生じる。また、特許文献２に記載の方法のように、２値画像データを間引くようにしたのでは、たとえば、２値画像データを誤差拡散処理を用いて生成した場合、画像の明るい部分で孤立点が発生するので、この孤立点が間引きによって完全になくなってしまい画質の劣化が著しいものとなる。さらに、濃度補正を行なうためには、ルックアップテーブルなど用いる必要があるため、そのルックアップテーブルを記憶するためのメモリと、ルックアップテーブルを作成するための計算時間が必要となり、また、その計算のため負荷が重くなってしまう。

また、上記のような孔版印刷装置に限らず、たとえば、レーザープリンタやインクジェットプリンタなどにおいても、インク消費量の抑制は共通する課題である。

本発明は、上記のような事情に鑑み、画質の劣化やメモリの増設によるコストアップを伴うことなく、インクの消費量を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明の画像形成装置は、画像情報の各画素の多値画像データを２値化する２値化部と、２値化部により２値化された２値画像データに基づいて画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、２値化部が、予め設定された多値画像データの最大値よりも大きい値を量子化値として用いて多値画像データに誤差拡散処理を施してその多値画像データを２値化するものであることを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置においては、２値化部を、上記量子化値を用いた誤差拡散処理を施して２値化を行う第１の２値化処理と、第１の２値化処理とは異なる処理によって２値化を行う第２の２値化処理とを切り替えて行うものとすることができる。

また、第２の２値化処理を、多値画像データの最大値を量子化値として用いて多値画像データに誤差拡散処理を施してその多値画像データを２値化する処理とすることができる。

また、第１の２値化処理において用いられる量子化値に対する２値化の閾値の比率を、第２の２値化処理において用いられる量子化値に対する２値化の閾値の比率と略同一とすることができる。

本発明の画像形成装置によれば、予め設定された多値画像データの最大値よりも大きい値を量子化値として用いて多値画像データに誤差拡散処理を施してその多値画像データを２値化するようにしたので、誤差拡散処理の際、入力画像データと量子化値との誤差をより大きくすることができるので、２値化の際に白判定される画素を、孤立点を消去することなくバランスよく増やすことができ、画質の劣化を招くことなくインクの消費量を抑制することができる。また、量子化値の値を大きくするだけなので、濃度変換のためのルックアップテーブルをもつ必要がないので、これを記憶するメモリなども設ける必要がない。また、ルックアップテーブルを計算するよりも負荷を小さくすることができる。

また、本発明の画像形成装置において、上記量子化値を用いた誤差拡散処理を施して２値化を行う第１の２値化処理と、第１の２値化処理とは異なる処理によって２値化を行う第２の２値化処理とを切り替えて行うようにした場合には、インクの消費量を抑制する省インクモードと、通常のインクの量を用いる通常モードとを切り替えることができるので、画像形成の対象の濃度などに合わせて適切なモードを選択することができ、より適切な画像形成を行なうことができる。

また、第１の２値化処理において用いられる量子化値に対する２値化の閾値の比率を、第２の２値化処理において用いられる量子化値に対する２値化の閾値の比率と略同一とした場合には、第１の２値化処理と第２の２値化処理とで同じ濃度のバランスを保つことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の画像形成装置の一実施形態を適用した孔版印刷装置の一実施形態について説明する。本孔版印刷装置は、誤差拡散処理の方法に特徴を有するものであるが、まずは、その概略構成から説明する。図１は本孔版印刷装置の概略構成図である。

本孔版印刷装置１は、図１に示すように、原稿の画像を読み取る原稿読取部１０、原稿読取部１０で読み取られた画像情報に基づいて孔版原紙Ｍに製版処理を施す製版部２０、製版部２０において製版された孔版原紙Ｍを用いて印刷用紙に印刷を施す印刷部３０、印刷部３０に印刷用紙を給紙する給紙部４０、印刷済みの印刷用紙を排出する排紙部５０、および使用済孔版原紙Ｍ’が送り込まれる排版部６０を備えている。

原稿読取部１０は、原稿が載置される原稿台１１と、原稿台１１に載置された原稿を押圧する押圧板１２と、原稿の画像情報を光電的に読み取るラインイメージセンサ１３と、ラインイメージセンサ１３を副走査方向（図１中矢印Ａ方向）に搬送するセンサ搬送部１４とを備えている。そして、センサ搬送部１４は、ラインイメージセンサ１３が取り付けられる搬送ベルト１４ａと、搬送ベルト１４ａを搬送する搬送ローラ１４ｂとを備えている。

製版部２０は、原紙ロール部２１と、複数個の発熱体が一列に配列されてなるサーマルヘッドを有する製版ユニット２２と、原紙ロール部２１から繰り出された孔版原紙Ｍを送り出す原紙送りローラ２３、２４と、原紙送りローラ２３,２４の回転を駆動する駆動モータ２５と、原紙送りローラ２３,２４により送り出された孔版原紙Ｍを所定の長さでカットする原紙カッタ２６とを備えている。

印刷部３０は、多孔金属板、メッシュ構造体などのインク通過性の円筒状の印刷ドラム３１、印刷ドラム３１の内部に配置されたスキージローラ３２と、ドクターローラ３３と、インク供給ポンプ３４と、プレスローラ３５とを備えている。印刷ドラムの外周には製版済孔版原紙Ｍが巻き付けられて装着されるようになっている。

給紙部４０は、印刷用紙Ｐが載置される給紙台４１と、給紙台４１より印刷用紙Ｐを一枚ずつ取り出すピックアップローラ４２と、印刷用紙Ｐを印刷ドラム３１とプレスローラ３５との間に送り出すタイミングローラ４３とを備えている。なお、給紙台４１は、孔版印刷時には、印刷用紙Ｐの減少にともなって図１における矢印Ｂの上方向に移動し、新たに印刷用紙を補給する際には、矢印Ｂの下方向に移動するものである。

排紙部５０は、印刷済印刷用紙Ｐ’を印刷ドラム３１より剥ぎ取る剥取爪５１と、剥取爪５１により印刷ドラム３１から剥ぎ取られた印刷済印刷用紙Ｐ’を後述する排紙台５３まで搬送する排紙送りベルト部５２と、排紙送りベルト部５２により搬送された印刷済印刷用紙Ｐ’が積載される排紙台５３とを備えている。

排版部６０は、印刷部３０の一方の側に設けられ、印刷ドラム３１から引き剥がされた使用済孔版原紙Ｍ’が送り込まれる排版ボックス６１と、印刷ドラム３１から使用済孔版原紙Ｍ’を引き剥がして排版ボックス６１内へ送り込む排版ローラ６２とを備えている。

また、図２に示すように、上述した各部は、制御部８０に接続されており、制御部８０が各部の制御を行なう。また、図１においては図示省略したが、本孔版印刷装置１には、図２に示すようにパネル部７０が設けられている。パネル部７０は、液晶タッチパネルから構成されており、たとえば、後述する省インクモードと通常モードとのいずれかを選択可能な選択画面や、省インクモードが選択された際の誤差拡散処理に用いられる量子化値や２値化に用いられる閾値を設定可能な設定画面や、孔版印刷装置１の種々の動作を指示する画面などを表示するものである。

孔版印刷装置１の制御部８０には、図３に示すように、パソコンなどから出力された印刷ジョブを受け付ける印刷ジョブ受付部８１と、印刷ジョブ受付部８１により受付けられた印刷ジョブにおける画像情報の各画素の多値画像データを２値画像データとする２値化部８２と、２値化部８２において生成された２値画像データに基づいて製版データを生成して製版部２０に出力する製版データ生成部８３とが設けられている。

２値化部８２は、入力された画像情報の各画素の多値画像データに対して、パネル部７０において選択されたモード（省インクモードまたは通常モード）に応じた量子化値を用いて誤差拡散処理して２値化するものであるが、誤差を拡散する方法については、一般的に公知である方法を採用することができる。具体的な方法については後述する。

次に、本孔版印刷装置の作用について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、孔版印刷装置１のパネル部７０に表示された画面によって、通常モードで孔版印刷を行うか、省インクモードで孔版印刷を行うかがユーザーによって選択され、その選択されたモードの情報が２値化部８２に出力される（Ｓ１０）。

次に、パソコンなどによって編集された画像情報を含む印刷ジョブが、パソコンなどから孔版印刷装置１に出力される。

そして、パソコンなどから出力された印刷ジョブは、孔版印刷装置１の印刷ジョブ受付部８１によって受け付けられる（Ｓ１２）。そして、印刷ジョブ受付部８１によって受け付けられた印刷ジョブから多値画像データからなる画像情報が取得され、その画像情報が２値化部８２の２値化部８２に入力される。

そして、２値化部８２は、パネル部７０から出力されたモードの情報が通常モードであるか、または省インクモードであるかを識別する（Ｓ１４）。

そして、２値化部８２は、入力されたモードの情報が通常モードである場合には、量子化値を多値画像データの最大値と同じ値に設定するとともに、その量子化値の略２分の１である値を閾値として設定し、入力された画像情報の各画素の多値画像データに対して誤差拡散処理を施す。具体的には、画像情報の各画素の多値画像データが８ビットのデータである場合には、多値画像データの最大値は２５５となるので、量子化値を２５５に設定するとともに、１２７を閾値として設定する。そして、図５に示すように、対象画素の多値画像データＤが閾値より大きい場合には、その多値画像データを２５５に変換した後、対象画素の多値画像データＤと量子化値２５５との誤差を算出し、その誤差を対象画素の周囲の画素の多値画像データに拡散して加算することによって誤差拡散処理を行う（Ｓ１６）。一方、対象画素の多値画像データＤが閾値以下である場合には、その多値画像データを０に変換した後、対象画素の多値画像データＤと０との誤差を算出し、その誤差を対象画素の周囲の画素の多値画像データに拡散して加算することによって誤差拡散処理を行う。

そして、画像情報の全ての画素が対象画素とされて上記のようにして誤差拡散処理が施される。たとえば、画像情報の各画素の多値画像データが８ビットのデータである場合には、全ての画素のデータが０または２５５である２値画像データに変換される。そして、その２値画像データが製版データ生成部８３に入力される。

一方、２値化部８２は、入力されたモードの情報が省インクモードである場合には、量子化値を多値画像データの最大値よりも大きい値に設定するとともに、その量子化値の略２分の１である値を閾値として設定し、入力された画像情報の各画素の多値画像データに対して誤差拡散処理を施す。具体的には、画像情報の各画素の多値画像データが８ビットのデータである場合には、多値画像データの最大値は２５５となるので、量子化値を２５５よりも大きい４００に設定するとともに、２００を閾値として設定する。そして、図６に示すように、対象画素の多値画像データＤが閾値より大きい２５５場合には、その多値画像データを２５５に変換した後、対象画素の多値画像データＤ２５５と量子化値４００との誤差を算出し、その誤差−１４５を対象画素の周囲の画素の多値画像データに拡散して加算することによって誤差拡散処理を行う（Ｓ１８）。

一方、対象画素の多値画像データＤが閾値以下である場合には、その多値画像データを０に変換した後、対象画素の多値画像データＤと０との誤差を算出し、その誤差を対象画素の周囲の画素の多値画像データに拡散して加算することによって誤差拡散処理を行う。

ここで、上記のように誤差拡散処理の際、量子化値を多値画像データの最大値よりも大きくすることによって、入力された多値画像データと量子化値との誤差をより大きくすることができるので、２値化の際に白判定される（０とされる）画素をバランスよく増やすことができ、インクの消費量を抑制することができる。図８に、通常モードで誤差拡散処理を行った場合における白黒判定の結果（図８の左側）と省インクモードで誤差拡散処理を行った場合における白黒判定の結果（図８の右側）の模式図を示す。図８より白画素判定される画素をバランスよく増やせているのがわかる。

たとえば、上記のように量子化値を４００（新量子化値）として誤差拡散処理を行った場合、図７に示すような濃度変換特性を用いて各画素の多値画像データを濃度補正した後に、量子化値２５５（旧量子化値）として誤差拡散処理を行ったのと同等の効果を得ることができる。なお、図７に示す濃度変換特性におけるＬは以下の式から算出されたものである。

Ｌ＝（新量子化値−旧量子化値）×（旧量子化値／新量子化値）＝９２
そして、画像情報の全ての画素が対象画素とされて上記のようにして誤差拡散処理が施される。たとえば、画像情報の各画素の多値画像データが８ビットのデータである場合には、全ての画素のデータが０または２５５である２値画像データに変換される。そして、その２値画像データが製版データ生成部８３に入力される。

次に、製版データ生成部８３は、入力された２値画像データの各画素のデータが２５５である場合には、そのデータを１にして、０と１のデータからなる製版データを生成する（Ｓ２０）。

そして、製版データ生成部８３で生成された製版データが製版部２０に出力され、製版部２０は、入力された製版データに基づいて製版を行なう（Ｓ２２）。具体的には、原紙ロール部２１におけるマスターホルダーに設置された孔版原紙ロールから予め設定された１枚の製版分の長さの孔版原紙Ｍが繰り出される。そして、入力された製版データに基づいて、製版ユニット２２のサーマルヘッドの複数個の発熱体が各々個別に選択的に発熱することにより感熱穿孔製版され、製版済孔版原紙Ｍが作成される。

次に、上記のようにして作成された製版済孔版原紙Ｍを用いて印刷部３０において孔版印刷が行われる（Ｓ２４）。具体的には、製版済孔版原紙Ｍは、原紙送りローラ２３,２４によって送り出され、原紙カッタ２６により切断されて印刷ドラム３１に巻着される。

そして、次に、自動的にインク供給ポンプ３４により印刷ドラム３１の内側にインクが供給される。そして、印刷ドラム３１が図１における矢印Ｃ方向へ回転駆動されると印刷ドラム３１の回転に同期して所定のタイミングにて印刷用紙Ｐがピックアップローラ４２によって給紙台４１から繰り出され、タイミングローラ４３により図１における左から右へ移動して印刷ドラム３１とプレスローラ３５との間に供給される。そして、印刷用紙Ｐがドラムの外周面に巻き付けられている製版済孔版原紙Ｍに対し、プレスローラ３５によって圧接されることにより印刷用紙Ｐに対して孔版印刷が行われる。

そして、印刷ドラム３１が所定の角度だけ回転して１枚の印刷用紙Ｐへの孔版印刷が終了すると、その印刷済印刷用紙Ｐ’は剥取爪５１により印刷ドラム３１から剥ぎ取られ、その印刷ドラム３１から剥ぎ取られた印刷済印刷用紙Ｐ’は排紙送りベルト部５２により排紙台５３まで搬送され、排紙台５３に積載される。

そして、予め設定された印刷枚数の印刷が終了すると、印刷ドラム３１から使用済孔版原紙Ｍ’が引き剥がされ、排版ローラ６２により排版ボックス６１に送り込まれて排版が行なわれる。

なお、上記実施形態の説明においては、パソコンから出力された印刷ジョブに基づいて孔版印刷装置１において孔版印刷を行う例について説明したが、上記実施形態の孔版印刷装置１においては、原稿読取部１０において原稿を読み取った画像情報に基づいて孔版印刷を行うことも可能である。

また、上記実施形態の孔版印刷装置においては、省インクモードの誤差拡散処理において、量子化値として４００を用い、閾値として２００を用いるようにしたが、量子化値については、多値画像データの最大値よりも大きい値であればその他の値を用いるようにしてもよい。ただし、そのときの閾値については、省インクモードの誤差拡散処理において用いられる量子化値に対する閾値の比率と通常モードの誤差拡散処理において用いられる量子化値に対する閾値の比率とが略同一になるように設定することが望ましい。これにより省インクモードと通常モードとで同じ濃度のバランスを保つことができる。

また、上記実施形態の孔版印刷装置においては、通常モードが選択されたとき誤差拡散処理を行うようにしたが、これに限らず、組織的ディザ法や濃度パターン法などを用いたその他の２値化処理を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態の孔版印刷装置においては、孔版印刷装置１におけるパネル部７０よって通常モードまたは省インクモードを選択するようにしたが、たとえば、パソコンで印刷ジョブを編集する際に、この印刷ジョブに通常モードまたは省インクモードの情報を持たせ、孔版印刷装置において印刷ジョブに含まれる情報を識別して通常モードまたは省インクモードの処理を行うようにしてもよい。通常モードまたは省インクモードの選択は、たとえば、プリンタドライバにより表示される画面上で行なえるようにすればよい。

また、上記実施形態は、本発明の画像形成装置を孔版印刷装置に適用したものであるが、本発明の画像形成装置は孔版印刷装置に限らず、たとえば、レーザービームプリンタやインクジェットプリンタにも適用することができる。レーザービームプリンタに適用する場合には、レーザー光を利用して感光ドラムに印字イメージを静電気で帯電させる際に、上記実施形態の２値化部で生成した２値画像データを用いるようにすればよい。また、インクジェットプリンタに適用する場合には、インクジェットヘッドからインクを吐出させるための制御信号を、上記実施形態の２値化部で生成した２値画像データに基づいて生成するようにすればよい。

本発明の画像形成装置の一実施形態を適用した孔版印刷装置の概略構成図 図１に示す孔版印刷装置の概略構成を示すブロック図 図１に示す孔版印刷装置の制御部の構成を示す図 図１に示す孔版印刷装置の作用を説明するためのフローチャート 通常モードにおける誤差拡散処理を説明するための図 省インクモードにおける誤差拡散処理を説明するための図 本発明の一実施形態の効果を説明するための図 通常モードで誤差拡散処理を行った場合における白黒判定の結果と省インクモードで誤差拡散処理を行った場合における白黒判定の結果の模式図

符号の説明

１ 孔版印刷装置
１０ 原稿読取部
１１ 原稿台
１２ 押圧板
１３ ラインイメージセンサ
１４ センサ搬送部
１４ａ 搬送ベルト
１４ｂ 搬送ローラ
２０ 製版部
２１ 原紙ロール部
２２ 製版ユニット
２３ ローラ
２５ 駆動モータ
２６ 原紙カッタ
３０ 印刷部
３１ 印刷ドラム
３２ スキージローラ
３３ ドクターローラ
３４ インク供給ポンプ
３５ プレスローラ
４０ 給紙部
４１ 給紙台
４２ ピックアップローラ
４３ タイミングローラ
５０ 排紙部
５１ 剥取爪
５２ ベルト部
５３ 排紙台
６０ 排版部
６１ 排版ボックス
６２ 排版ローラ
７０ パネル部
８０ 制御部
８１ 印刷ジョブ受付部
８２ ２値化部
８３ 製版データ生成部

Claims (1)

1. 画像情報の各画素の多値画像データを２値化する２値化部と、該２値化部により２値化された２値画像データに基づいて画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、
   前記２値化部が、第１の量子化値および第１の閾値を用いた誤差拡散処理を施して２値化を行う第１の２値化処理と、第２の量子化値および第２の閾値を用いた誤差拡散処理を施して２値化を行う第２の２値化処理とを切り替えて行うものであり、
   前記第１の量子化値が、前記多値画像データの最大値よりも大きい値に設定されるとともに、前記第２の量子化値が、前記多値画像データの最大値に設定され、
   前記第１の量子化値に対する前記第１の閾値の比率と前記第２の量子化値に対する前記第２の閾値の比率とが略同一になるように設定されていることを特徴する画像形成装置。

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