JPH05169720A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー画像形成装置の多階調出力の画像処理
のフルカラー化に対する階調性の優れた記録画像を得
る。 【構成】 カラー画像の記録色毎の各画素を多値ディザ
法で用いたスクリーン角を適用して、変換テーブル25，
濃度変換部24，墨版／ＵＣＲ生成部29，色補正部34，デ
ータセレクタ38及び階調処理部39を用いて階調を整えた
変換処理を行い、メモリに一旦格納して、その画像デー
タを空間的な位置を先に成長させる画素と、後で成長さ
せる画素とに分離して記録色ごとに優先順位を異ならせ
てドットを成長させることにより、解像度，テクスチ
ャ，黒ツブレ等の劣化を回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高画質のカラー記録画
像を得るためのカラー画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来からパーソナルコンピュータ、ワー
クステーション等の出力端末として、様々な原理のプリ
ンタが提案されているが、特に電子写真プロセスとレー
ザ技術を用いたレーザビームプリンタ(以降ＬＢＰ)は記
録速度と印字品質の点で優位性が高く、急速に普及しつ
つある。

【０００３】一方、市場ではＬＢＰのフルカラー化に対
する要求が高まってきているが、フルカラーＬＢＰの場
合、従来の文字・線画に加えて、画像データが出力対象
となるため、一般的なＬＢＰの２値データ処理に対し
て、多階調出力を前提とした画像処理を行う必要があ
る。

【０００４】一般にＬＢＰ等の電子写真プロセスを応用
した画像出力機器の場合、電子写真プロセス自体の安定
性に問題があるため、電子写真プロセス自体が有する安
定した階調数はせいぜい３，４階調が確保出来る程度で
ある。

【０００５】今日例えばＬＢＰや通常の熱転写プリンタ
のように、出力階調数の不十分な画像出力機器で中間調
画像を記録する方式として、２値ディザ法がよく用いら
れている。２値ディザ法の原理について図６を用いて説
明する。図６の１は入力画像、２は閾値マトリックス、
３はディザ画像マトリックスである。入力画像１をＮ×
Ｍのブロックに分割し、ブロック内の画素レベルをＮ×
Ｍの閾値マトリックス２と画素ごとに比較して大小関係
により２値化する。これを各ブロックごとに繰り返して
行うと、ディザ画像マトリックス３が得られる。

【０００６】閾値マトリックス２として、ドットを集中
させて階調の滑らかにしたドット集中型と、ドットを分
散させて解像力を優先させたドット分散型がある。図７
に２値ディザ法の回路構成を示し、４は比較器である。
入力画像１(多値)の画素を順次移動していき、これに対
応させて閾値マトリックス２(多値)の行と列をアドレッ
シングし、順次それぞれの閾値を読み出して入力画像と
の大小を比較して２値化した出力画像を得る。

【０００７】２値ディザ法はすべての記録色に同じマト
リックスを用いると記録色間の干渉によってモアレと呼
ばれる縞が生じてしまう。これを回避するために記録色
ごとにディザマトリックスの閾値の配列に角度特性をも
たせたスクリーン角が用いられる。

【０００８】このスクリーン角の手法はもともと印刷の
分野で伝統的に使用されている技法でＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ
の四色の版をそれぞれ網点の角度を変えて印刷するもの
であり、色の安定性のために適したスクリーン間の角度
関係が知られている。

【０００９】以下にカラー印刷・カラープリンタにおい
て代表的な角度を示すと、下記のとおりである。

【００１０】(イ） ＢＫ ４５° (ロ） Ｃ ７５° (ハ） Ｍ １５° (ニ） Ｙ ０° 図８の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)は上記ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ
それぞれのスクリーン角のディザマトリックスの例であ
る。

【００１１】しかしながら、上述のスクリーン角の２値
ディザ法は十分な階調性を得るために大きいサイズのデ
ィザマトリックスを用いなければならず、解像力の低下
・原稿の網点とディザパターンの干渉によるモアレの発
生といった画質劣化が生じるなどの問題点があった。

【００１２】上記の欠点を改善するために多値ディザ法
が提案されている。多値ディザ法についても記録色間の
モアレを回避するためにスクリーン角を導入した例を示
す。多値ディザ法について図９〜図13を用いて説明す
る。図９は従来の多値ディザ法の回路構成図を示し、図
中のブロック間の結線上の数字「１」と「８」はビット
数を表す。なお、説明を簡単にするため、画像データは
既に画像メモリ５に格納されているものとする。

【００１３】この画像メモリ５にはＲ，Ｇ，Ｂの輝度デ
ータが格納されており、それぞれ１画素あたり８×３＝
24ビットの情報量を有している。これらの画素データ
は、主走査方向カウンタ10及び副走査方向カウンタ11に
よりアドレス演算部６でもってアクセスされ、Ｒ，Ｇ，
Ｂ揃って先頭から読み出される。

【００１４】上述したようにＲ，Ｇ，Ｂは輝度信号であ
るから、濃度変換部７で濃度変換Ｂ′，Ｇ′，Ｒ′を施
し、色補正部８で濃度信号Ｃ，Ｍ，Ｙ(印刷の３原色)に
する。

【００１５】この変換は通常ＲＯＭもしくはＲＡＭ等の
記憶デバイスに変換テーブルを設定し、輝度データ値を
アドレスとして内容をアクセスする。実際のテーブル内
容は、例えば後述する図２のグラフに示す変換特性に基
づく値が書き込まれている。

【００１６】濃度変換された画素データは３色揃って色
補正部８に入力される。この色補正部８では濃度データ
に対して周知の技術であるＵＣＲ・墨版生成、及びマス
キング等が行われる。

【００１７】そして、色補正部８によって画像データに
は墨(ＢＫ)が追加され、１画素当りの情報量は事実上８
×４＝32ビットになっている。

【００１８】次にこれらの４色データはデータセレクタ
９により、例えば転送先がフルカラープリンタのエンジ
ンであれば、例えばＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの画順次にデータ
の転送が行われる。

【００１９】階調処理ではスクリーン角を導入するため
に色ごとに回路構成が異なってくる。このため、ＢＫの
場合をまず説明することとし、Ｃ，Ｍ，ＹについてはＢ
Ｋとの回路構成の違いについてのべる。

【００２０】主走査方向カウンタ(ＢＫ用の主走査方向
の８進カウンタ)10と副走査方向カウンタ(ＢＫ用の副走
査方向の８進カウンタ)11のアドレス出力の３ビットは
２つのディザ閾値マトリックス格納用の記憶デバイス12
に接続されており、画像の空間座標によって一意に定ま
る閾値で、３値ディザ法の下層の閾値と上層の閾値が格
納されており、ディザ閾値マトリックスは図10に例示し
たＢＫの３値ディザマトリックスのように２つの８×８
のディザ閾値マトリックスである。

【００２１】ここで、上記アドレス演算部６及び主走査
カウンタ10には画素クロック発生装置13からの画素クロ
ックが入力され、また、更に上記アドレス演算部６と副
走査カウンタ11には、水平同期信号発生装置14からの水
平同期信号が入力される構成となっている。

【００２２】記憶デバイス12から出力されたＢＫの下
層，上層の両閾値(８ビット)は、下層閾値セレクタ15と
上層閾値セレクタ16により選択され下層比較器17，上層
比較器18に入力される。そしてデータセレクタ９から出
力されたＢＫの濃度データ８ビットとそれぞれ比較され
る。

【００２３】この場合、２つ比較器17，18では、濃度デ
ータが閾値より大きいか等しければ、例えば、「１」を
比較結果として出力する。また濃度データが閾値より小
さければ、例えば「０」を比較結果として出力する。

【００２４】２つ比較器17，18のそれぞれ１ビットの出
力を３値合成器19で３値にされる。下層および上層の比
較器17，18がともに「０」のときは「００」を、下層が
「１」で上層が「０」のときは「０１」を、下層および
上層がともに「１」のときは「１０」を出力する。な
お、下層が「０」で上層が「１」となることは閾値の関
係からありえない。

【００２５】次にＣ，Ｍのときは主走査カウンタ10，副
走査カウンタ11とも10進カウンタとなり、Ｙのときは９
進カウンタとなり、それぞれ４ビットのアドレス出力を
出す。

【００２６】このようにして記憶デバイス12にはそれぞ
れ図11〜図13に示したようなＣ，Ｍは10×10の、Ｙは９
×９のディザマトリックスの閾値が格納され、それぞれ
の画像入力１は比較器17，18により比較され、３値合成
器19により３値出力される。

【００２７】以上の説明は、多値ディザをハードウェア
化する際にとられる手法であり、図２で示したように多
値レベル数は０，７Ｆ，ＦＦの３つ、即ち３値ディザと
なる。

【００２８】一般に多値レベルが少ない画像出力機器で
フルカラー画像を出力する場合、ここで示したような、
多値ディザ法等が広く採用されている。例えば画像出力
機器そのものの出力可能階調数が３値であっても、ＢＫ
の場合、８×８等の比較的大きなディザ閾値マトリック
スを組み合わせれば、疑似階調により

【００２９】

【数１】

【００３０】階調を得ることができる。同様にＣ，Ｍは
201階調、Ｙは163階調を得ることができる。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＬＢ
Ｐや熱転写プリンタのようにプロセスあるいは転写原理
そのものの階調数が少ない画像出力デバイスには、多値
ディザ法を含めて疑似的な面積階調技術が広く用いられ
ている。

【００３２】これらはディザ閾値マトリックスの網点タ
イプのものを工夫(１つのマトリックス内で複数のドッ
ト集中を発生させ解像度と階調性の両立を狙った閾値マ
トリックスを採用)したり、画像出力機器の最小記録ド
ットの解像度向上、あるいは濃度レベルに応じてディザ
マトリックスを変則的に切り換える等によりある程度の
画質を得ることが可能となったが、多値ディザの場合、
本質的に解像度の劣化は避けられず、また原理的に１つ
の画素内で中間の濃度レベルを用いるために記録画像の
濃度むらが生じやすい。

【００３３】また、数個の離散的な濃度レベルしか持た
ないため、最低濃度の記録画素が白地に形成されるとき
でさえ、ザラツキ感やテクスチャが発生し、特に低階調
部で画質を劣化させている。

【００３４】更に画素の成長に伴って熱定着後の四方の
隣接ドットが完全に融着する、いわゆるツブレに対して
は、正規ルールとは別のルールを記述したディザマトリ
ックスを別途用意する必要があるうえ、この場合は例え
ば線画・画像として取り扱われる文字品質の劣化等を避
けることが本質的に困難であり画質改善にも限界があっ
た。

【００３５】本発明は、上述の問題点を解決し、解像度
の劣化や、モアレの発生がなく、全ての濃度域に対して
階調性に優れた高品位な記録画像が得られるカラー画像
形成装置を提供することを目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本発明は、伝送あるいは
蓄積されたカラー画像データに対して、前記カラー画像
データを画像処理を行いカラー記録画像データとし、前
記カラー記録画像データの記録色ごとに複数の画素から
なるブロックを設定し、該ブロック内において、空間的
に予め定められた優先順位に従い、優先度の高い最小記
録画素位置に対応したドットから順にドットを成長さ
せ、前記記録色ごとに前記優先順位を異ならせたことを
特徴とする。

【００３７】

【作用】本発明によれば記録画像の記録色毎にディザ法
で用いたスクリーン法を適用して、ドットを成長させる
順序を優先度に応じて設定して記録色ごとにブロックの
大きさあるいは形状を異ならしめる。

【００３８】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は一実施例における画像形成装置の概略
図を示すものであり、図において、20はデジタルデータ
出力装置、21は画像処理装置、22はプリントエンジンで
ある。この画像処理装置21は濃度変換部24，変換テーブ
ル25，墨版／ＵＣＲ生成部29，色補正部34，データセレ
クタ38及び本発明の階調処理部39で構成される。

【００３９】次に動作を説明すると、デジタルデータ出
力装置20は、図示されないイメージスキャナやビデオカ
メラなどからの画像信号を入力とし、Ａ／Ｄ変換や所定
の画像処理を施したり、画像データを一旦メモリにスト
アされた画像信号、あるいは直接通信手段からの画像信
号のインターフェースを経て入力された画像信号の何れ
でもよい。

【００４０】プリントエンジン22が起動するとともに、
デジタルデータ出力装置20はデジタル画像データを画像
処理装置21に転送を開始する。画像処理の対象となるデ
ータはＲＧＢ各色８ビットの計24(３×８)ビットであ
る。

【００４１】画像処理装置21に入力されたＲＧＢデータ
23は輝度データであり、濃度変換部24で輝度データから
濃度データ即ち印刷の３原色であるＣ，Ｍ，Ｙ(シア
ン，マゼンタ，イエロー)に変換される。

【００４２】一般にこの変換は図２に示したような特性
の変換で、変換テーブル25のＲＡＭ上に変換テーブルデ
ータを書き込んでおき、例えば入力データ値を適当にオ
フセットしてアクセスすれば容易に実現できる。通常、
濃度変換部24で入力画像の単色濃度，全体濃度，コント
ラスト，下地色制御等(濃度及び色調整)を行う。

【００４３】ＲＧＢ(輝度)データは、濃度変換後、ＣＭ
Ｙ(濃度)データ26，27，28に変換されており、ＣＭＹデ
ータを用いて次に墨版／ＵＣＲ生成部29において、ＵＣ
Ｒ(下色除去)，墨版生成を行う。ＵＣＲはＣＭＹデータ
の共通分量に対して一定の割合でデータを削減する。基
本的にはこの削減量を墨版として生成する。

【００４４】元来ＵＣＲ及び墨版生成の目的は、１画素
単位でＣＭＹの共通量を墨で置き換え、色材(トナー)の
節約を行うことである。しかし今日では純粋にトナー節
約のためにＵＣＲ及び墨版生成を行うことは殆どなく、
例えば、高濃度域の階調性劣化防止、コントラストの確
保、高濃度域のグレーバランス確保等を目的としてお
り、ＵＣＲ及び墨版の量を積極的に変化させ、更に高画
質な画像を出力することが可能である。

【００４５】上記処理によりＵＣＲ，墨版生成後は、Ｃ
データ30，Ｍデータ31，Ｙデータ32及びＢＫ(ブラック)
データ33が発生している。

【００４６】この後、無彩色成分であるＢＫデータ33以
外は色補正部34に入力される。色補正部34ではマスキン
グ等の処理が彩色成分(ＣＭＹ)に対して施こされる。

【００４７】このマスキングの各色色材の不要吸収帯の
影響を補正するのが目的である。例えばＣ(シアン)色材
はＣ以外の波長領域で不要吸収帯を有する。具体的には
例えばＹ(イエロー)色成分を有する。

【００４８】またＭ(マゼンタ)に対しても同様にＹが含
まれる。従ってＹを記録する際には、ＣとＭが記録され
るべき濃度に応じてＣとＭに含まれるＹ成分を減じる必
要がある。手法としては通常ＣＭＹのデジタル信号に対
して３×３のマトリックス演算、もしくは演算結果をＲ
ＯＭ等の記憶デバイスに書き込んでおき、これを各色ア
クセス後、加減算して結果を得る。

【００４９】従来、３×３の線形マスキング(１次マス
キング)が主流であったが、１次マスキングは効果が不
十分であり最近では２次以上の非線形マスキング、また
は色補正自体をブラックボックス内で行う写像と捉え、
ＣＭＹ空間以外で写像関数を求める新方式の色補正方式
も多数提案されている。

【００５０】色補正部34により入力データのＣデータ3
0，Ｍデータ31，Ｙデータ32は夫々Ｃ’データ35，Ｍ’
データ36，Ｙ’データ37に変換される。一方ＢＫデータ
33は、無彩色データであるので色補正には関与しない。

【００５１】色補正部34により色補正を施されたＣ’デ
ータ35，Ｍ’データ36，Ｙ’データ37(彩色データ)及び
ＢＫデータ33(無彩色データ)は、データセレクタ38によ
り１色のデータのみが選択され、階調処理部39に入力さ
れ、本発明にかかわる画像信号の階調処理を行う。階調
処理を行った画像信号はプリンタエンジン22に送られ、
本発明の目的とする高画質の記録画像が得られる。

【００５２】ここで本発明にかかる階調処理の内容を図
３〜図５を用いて詳細に説明する。階調処理においても
記録色間のモアレを回避するために２値ディザ法や多種
ディザ法で用いたスクリーン角の手法を用いる。

【００５３】図３は図１における階調処理部39の構成を
示し、画素クロック発生装置13は画像信号の１画素の時
間間隔を出力する。主走査カウンタ10は画素クロック発
生装置13からの画素クロックを４進でカウントし、２ビ
ットのカウント値を出力する。水平同期信号発生装置14
は、階調処理に要する予め定められた時間間隔で水平同
期信号を発生する。副走査カウンタ11は水平同期信号を
４進でカウントし、２ビットのカウント値を出力する。
この２つのカウント信号により、現在入力中の画像信号
(データ)が４×４のブロック内のどの位置であるかの判
別を行う。

【００５４】このブロック内で先に成長させる画素と後
で成長させる画素の２つの画素にわける。両者の分けか
たは図４(1)〜(4)に示したように記録色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ
Ｋごとに異ならせ、Ｙ０°，Ｍ26.4°，Ｃ63.4°，ＢＫ
45°のスクリーン角を形成し、記録色間の干渉によるモ
アレを回避する。

【００５５】先に成長する画素と後で成長する画素のデ
ータ値は、記録色ごとにそれぞれのアドレス毎に階調変
換テーブル40により、実際にレーザを駆動するレベル信
号、例えばパルス幅データに変換される。変換手法は例
えばＲＯＭやＲＡＭにデータを書き込んでおき、ブロッ
クの位置情報と入力画像信号のレベルをアドレスとして
コールする方法が最も簡単で信頼性が高い。

【００５６】次に図３において先に成長する画素(例え
ば偶数ライン)及び後で成長する画素(例えば奇数ライ
ン)データについての階調変換テーブル40の特性を図５
に示す。

【００５７】以上のようにしてブロック内のアドレス毎
に実際のレーザ駆動データに変換された画像データは、
メモリに一旦格納される。

【００５８】以上の実施例は、画像データの空間的な位
置を先に成長させる画素と後で成長させる画素に分離
し、先に成長させる画素にデータの集中を強制的に行わ
せるため、感光体上の静電潜像のミクロな領域に強い電
界を生じさせる効果が非常に大きく、階調性の向上に寄
与する。

【００５９】実施例ではブロックの大きさを主走査方向
の４画素，副走査方向の４画素で説明したが、これに限
定されることなく、任意の大きさに設定することが可能
で、しかも、ブロック内の優先してドット成長させる画
素はいくつであってもよい。また、ブロックの大きさを
記録色ごとに異なるようにして記録色間のモアレを回避
することもできる。

【００６０】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明のカラー画
像形成装置は、解像度の劣化、テクスチャの発生、黒ツ
ブレがなく、全濃度域にわたって階調性が良好な高画質
のカラー記録画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の概略図である。

【図２】本発明の濃度変換部で用いる変換テーブルの特
性図である。

【図３】図１の階調処理部の構成図である。

【図４】記録色ごとの先に成長させる画素の配置図であ
る。

【図５】階調変換テーブル特性図である。

【図６】２値ディザ法の原理を説明する図である。

【図７】２値ディザ法の回路構成図である。

【図８】２値ディザスクリーン角のディザマトリックス
の例を示す図である。

【図９】従来例の多値ディザ法の回路構成図である。

【図１０】ＢＫの３値ディザマトリックスを示す図であ
る。

【図１１】Ｃの３値ディザマトリックスを示す図であ
る。

【図１２】Ｍの３値ディザマトリックスを示す図であ
る。

【図１３】Ｙの３値ディザマトリックスを示す図であ
る。

【符号の説明】

10…主走査方向カウンタ、 11…副走査カウンタ、 12
…記憶デバイス、 13…画素クロック発生装置、 14…
水平同期信号発生装置、 20…デジタルデータ出力装
置、 21…画像処理装置、 22…プリントエンジン、
24…濃度変換部、25…濃度変換テーブル、 27〜28…Ｃ
ＭＹ(濃度)データ、 29…ＵＣＲ／墨版生成部、 30…
Ｃ(シアン)データ、 31…Ｍ(マゼンタ)データ、 32…
Ｙ(イエロー)データ、 33…ＢＫ(ブラック)データ、
34…色補正部、 35…Ｃ’データ、 36…Ｍ’データ、
37…Ｙ’データ、 38…データセレクタ、 39…階調
処理部、 40…階調変換テーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/01 Ｓ 7818−2Ｈ 7339−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送あるいは蓄積されたカラー画像デー
   タと、該カラー画像データを画像処理を行いカラー記録
   画像データとし、該カラー記録画像データの記録色ごと
   に複数の画素からなるブロックを設定し、該ブロック内
   において、空間的に予め定められた優先順位に従い、優
   先度の高い最小記録画素位置に対応したドットから順に
   ドットを成長させ、前記記録色ごとに前記優先順位を異
   なせたことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 記録色ごとに複数の画素からなるブロッ
   クが異なることを特徴とする請求項１記載のカラー画像
   形成装置。