JPH0642710B2

JPH0642710B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0642710B2
Application number: JP60054198A
Authority: JP
Inventors: 司久下; 高広井上; 康志佐藤; 章雄鈴木; 芳博村澤; 裕志笹目; 淳浅井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPS61214662A

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は階調画素信号に基づき、画素内のドツトの割合
を変化させて濃度表現をするための画像処理装置に関す
る。

「従来技術」中間調画像をデイジタルなドツトデータの数を変えて表
現する場合、一般にデイザ法や濃度パターン法がよく用
いられている。これは微小領域内の印字ドツト数を変え
て制御することにより、人間の目の積分効果を利用して
濃淡表現を行うものである。また、一般に知られている
ことであるが、デイザ法にしろ濃度パターン法にしろ、
ドツト数による中間調画像表現で重要なことは階調表現
能力と分解能の関係である。即ち、パターンのマトリツ
クスサイズについてみると、マトリツクスサイズが小さ
いよりも大きくした方が階調数は多くとれる反面、分解
能は低下する。また、パターンの型でみると、濃度の増
加に伴いドツトが増加する仕方が、中心となるあるドツ
トを核として成長するドツト集中型の場合、増加するド
ツト数に対応した階調度の変化はより線形になり易い反
面、解像度が落ちる傾向にある。一方、ドツト分散型の
場合、解像度はそれ程落ちない反面、ドツト数と階調の
線形性が悪くなり、実効的に階調数が少なくなる傾向に
あつた。

第２図（ａ）〜（ｄ）は従来の一般的に良く知られてい
るパターンを示すものである。各数字はドツトの成長す
る順序を示し、今１〜８のドツトがオン状態にある場合
を表している。第２図（ａ）はBayer型と呼ばれるドツ
ト分散型パターンの例である。第２図（ｂ）〜（ｄ）は
各々、渦巻き型、渦巻き型の変形、網点型でドツト集中
型の例である。

一般にドツトを用いて印字や表示を行う装置において
は、全ドツトを印字又は表示した時に余白が無いように
するため、１つのドツトは隣り合うドツトと多少オーバ
ーラツプした大きさに設定されているため、第３図に示
したように、ドツト分散型の場合にはドツト成長の途中
で余白部分も多く埋もれてしまう為に線形性が損なわれ
るという問題がある。従来、ドツト分散型とドツト集中
型のいずれに対しても階調能力と分解能の両者を満足さ
せる為にマトリツクスサイズを小さくしながら、マトリ
ツクスの１ドツトと画素を更に多値に分割した微画素
（１つの画素に至らない微細ドツト）で表現をする方法
がとられていた。これは例えば、レーザビームプリンタ
に於ける輝度変調やパルス幅変調に相当するものであ
る。

電子写真の露光を走査して行う記録装置の場合で説明す
ると、例えばレーザビームプリンタに於けるレーザの点
灯時間を制御するパルス幅変調や、光量を変える輝度変
調を行うとレーザの走査方向に多値に分割した画素、即
ち、微画素が制御される。また、ＬＥＤプリンタの場合
にはＬＥＤの点灯パルス幅、輝度を変えることにより微
画素が得られるし、液晶プリンタの場合には透過光のパ
ルス幅又は透過光量によつて微画素が得られる。レーザ
の場合には主走査、即ちレーザの走査方向に微画素の大
きさ、形状が制御され、ＬＥＤや液晶プリンタの場合に
は幅走査方向に微画素が制御される。

しかし、多値化しない場合の１ドツトの画素に比べて、
多値化した場合の１ドツトを分割した微画素は微小であ
ると共に、その印字のされ方は不安定となるのが一般的
である。たとえばインクジエツトや熱転写法においては
にじみ等により、また主に電子写真法においてはトナー
の広がり、つぶれなどにより微画素の大きさは不安定と
なりやすい。特に電子写真を用いて記録する記録装置の
場合、微画素は周辺の画素の存在状態によつて特にその
現像電界が大きく影響を受ける。即ち、たとえば周辺に
大きく成長した画素（例えば完全な１ドツト）がある場
合には、その微画素の大きさは小さくなり周辺に画素が
なければ大きくなる。

第４図は渦巻き型で、１ドツトを６値化した場合を図示
する。第４図に於いてはマトリツクスサイズは３×３
で、１つのドツトが１から５に分割されており（図では
中央のドツトのみ図示する）、矢印で示されるように成
長していく。しかし、この場合、３×３のマトリツクス
には１つの成長核しかなく、分解能という点では不充分
であった。

また特開昭５９−１６１９７７号公報には、微小画素の
ドットを右斜め方向、垂直方向、左斜め方向、そして垂
直方向に成長させ、結果的に記録方向に対して垂直な方
向にドットを形成することが示されている。しかしなが
ら、この場合、垂直方向の相関が強くなり、縦方向のモ
アレが発生するという欠点があった。

「目的」本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、人間の目
に特に目立ち易い縦方向或いは横方向の縞模様の発生を
抑えて画像を記録できる画像処理装置を提供することを
目的とする。

「実施例」以下、本発明の一実施例を図面を基に説明する。

本実施例においては記録すべき１画素を複数個の微画素
に分割する。第５図は１画素を５個の微画素１００に分
割した例を示したものであり、この場合、１画素で６値
の階調出力が可能である。この出力方式は、例えばレー
ザビームプリンタにおいては、ビームの主走査方向をｘ
方向にとり、１画素内のレーザの発光パルス幅を５分割
することにより容易に得られる。

第６図（Ａ），（Ｂ）は第５図に示すように１画素を分
割したとき、微画素１００をａ〜ｆと順次増加させる例
を示したものである。

第７図はデイザ法によるデイザ画像信号作成回路のブロ
ツク図を示したもので、画像濃度に応じた画像信号１０
がラツチ１９でラツチされ、その出力がコンパレータ１
１に入力されていて、コンパレータ１１の基準信号１２
として、デイザの闘値を格納したＲＯＭ１３の、アドレ
ス発生器１５によつてアドレスされるデータが組織的デ
イザ法によるデイザ闘値として周期的に入力され、画像
信号１０がこれと比較され、デイザ画像信号１４が作成
される。これは１画素１０１が５個の微画素１００に分
割される場合を示していて、クロツク信号１７が分周器
１６に入力され、５周期毎にラツチ信号１８が出力され
るようになつている。

第８図はＲＯＭ１３のデイザ闘値１２とデイザ画像信号
１４の関係を示した図で、デイザ闘値１２よりも暗い画
像信号が１で、デイザ画像信号１４として出力されるこ
とを表している。

本実施例における中間調画像の出力は第９図に示される
デイザマトリツクスにより行われる。図中の数字は濃度
の闘値の高低を示し、数値の小さいものほど濃度が低く
なつている。このマトリツクスにより３×３×５＋１＝
４６レベルの中間調が再現できる。本実施例のデイザマ
トリツクスでは、画素を斜め方向の直線状に配列し、各
画素中の微画素数を変化させることにより、各画素の形
状を変化させて、中間調を再現するように数字を配列し
てある。まず、濃度が低く４未満の中間調画像では、第
１図のように、１画素のうちの３以下の微画素１００が
斜め方向に並ぶことにより、非常に細い斜め方向の直線
が形成される。

第１０図は闘値が６の場合、第１１図は闘値１５の場合
の微画素１００の増加を示した図である。闘値が１５か
ら１８になると微画素１００全てが印字された画素か
ら、第１２図のように微画素をさらに矢印方向に増加
し、直線の太さがさらに太くなつていく。このとき、各
画素は常に平行で等間隔な複数の直線状に配列されたま
ま成長し、この直線から外れた位置には画素を配列しな
いようになっている。

このように各画素を直線状に集中させて成長させると、
微画素１００を追加した場合にも周辺の画素により影響
を受けることが少ない。特に従来技術で述べたように、
電子写真法によつて画像形成する場合には、画素を分散
させると各画素の潜像が互いに複雑に影響し合い、潜像
形成条件、現像条件等の僅かな変動で画素の大きさが変
化することがあつたが、本実施例のように、画素を直線
状に集中させて並列すれば、微画素１００を追加しても
周辺の潜像による影響が少なく、また、多少の影響があ
つた場合にも周辺潜像が単純な直線構造であるため、そ
の影響が安定している。

このように本実施例によれば、微画素１００を追加して
も、その微画素１００の大きさは周辺の画素の影響を受
けにくく、階調性の安定したものになる。また、１つの
マトリツクス内に画素の成長核が３個あるため、分解能
も充分得られる。さらに、各画素を微画素１００に分割
して用いるため、３×３マトリツクスで１画素を５分割
して用いる場合は、３×３×５＋１＝４６レベル階調数
がとれ、階調数も増加する。また第１０図に示すよう
に、成長画素の各間距離をｌ、配列される平行な直線間
の距離をＬとし、ｌとＬを色々変化させて実験を行つた
結果、Ｌ／ｌ≧３／２のときに、上述の効果が著しかつ
た。このため、Ｌとｌの関係がＬ／ｌ≧３／２となるよ
うに設計することが望ましい。

また、本実施例では、斜め方向の直線状に画素を配列し
て説明したが、縦方向または横方向の直線状に画素を配
列することも本発明の一実施例として含まれる。例えば
縦方向の直線状に画素を配列した場合には第１３図のよ
うに、横方向の場合は第１４図のように画素を配列し、
矢印で示した画素成長方向に画素を成長させれば良い。

しかしながら、特に電子写真法等による出力装置を用い
たような場合には、縦または横方向の直線よりも斜め方
向の直線状に画素を配列させた方が、より良い階調性が
得られることを本発明者等は見出した。これは例えば第
１５図のように縦方向の直線状に画素を配列した場合を
考えると、同図に示すような微画素２００を追加する
と、隣接する直線状の潜像２０１に引き寄せられて、実
際に現像される微画素２００の面積は同図の２０２のよ
うに小さくなる。このため、微画素をある程度小さくし
ていくと、１つの微画素を増しても濃度が上昇しなくな
る。一方、斜め方向の直線状に画素を配列したときは、
第１６図のように追加された微画素２００は隣接する画
素２０３の潜像により、ｘ，ｙ方向に分散して引き寄せ
られて現像されるため、微画素２００の実際の現像され
た面積は同図２０２に示すようになり、第１５図の場合
に比べてさほど減少しない。このため斜め方向の直線状
に画素を配列すると、画素の分割数が増してゆき、微画
素が小さくなつても微画素の追加によつて、濃度は忠実
に１段階上昇すると考えられる。従つて、斜め方向の直
線状に画素を配列した方が微画素の増加に伴う濃度の階
調性が優れている。

また、縦方向または横方向の直線状に配列した場合に
は、画像記録装置の走査ムラや紙搬送ムラにより、直線
のピツチにムラが出たり、直線の太さにゆらぎが出る場
合があり、また、人間の目にとつても縦または横方向の
直線の縞模様の方が目立ちやすいため、斜め方向の直線
状に配列させた方が自然な画像が得られる。

画像記録装置の走査方向と、第１図に示す配列された直
線方向とのなす角度を種々変化させて実験を行つた結
果、３０゜以上６０゜以下の時一層良好な画像が得られ
た。このため、直線の方向をこの範囲に設計することが
望ましい。

本実施例においては、１画素内の微画素１００を第６図
（Ａ）のように増加させていつたが、第６図（Ｂ）のよ
うに分散させながら増加させても、各画素の関係が直線
状に配置され、直線状に集中して成長していく方式であ
れば本発明の範囲に含まれる。また、１画素の分割数は
５分割に限られたものでなく、複数個に分割されていれ
ば、本実施例と同様に実施できる。

また本実施例では、３×３のデイザマトリツクスを用い
たが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、
マトリツクスの大きさに関わらず画素を直線状に配列
し、その形状によつて中間調を再現するものであればよ
い。例えば４×４のマトリックスを用いた場合には、第
１７図のようなデイザマトリツクスを用いればよい。こ
の場合にも、第１８図のような斜め方向の直線状に画素
が配列され矢印方向に成長していく。

また、以上の実施例は組織的デイザ法による中間調再現
の場合を説明したが、濃度パターン法による中間調再現
の場合にも、本発明を全く同様に実施できる。

また、以上の実施例はレーザプリンタによるものを説明
したが、液晶プリンタや、ＬＥＤプリンタ等の場合も同
様である。この場合にも、前述と同様の方法で、１画素
内の発光パルス幅を分割することにより、微画素を形成
して本発明を実施できる。

また、以上の実施例は１画素の点灯時間を分割すること
により、微画素を形成し１画素を多値化したが、レーザ
プリンタの場合にはレーザ光量、ＬＥＤプリンタの場合
にはＬＥＤの光量、液晶プリンタの場合には透過光量を
制御することにより、１画素を多値化してもよい。

「効果」以上説明したように本発明によれば、人間の目に特に目
立ち易い縦方向或いは横方向の縞模様の発生を抑えて画
像を記録できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である画素の成長方法の略
図、第２図（ａ）〜（ｄ）は従来の一般的な濃度パターン法
のパターンマトリツクスを示す図、第３図は分散型パターンの階調特性を示した図、第４図は１画素を６値化した渦巻きパターン例を表す
図、第５図は本発明の一実施例の１画素の分割方法例を示す
図、第６図（Ａ），（Ｂ）は本実施例の１画素中の微画素配
列方法例を示す図、第７図は一般のデイザ法の原理を示すブロツク図、第８図はＲＯＭデータとデイザ画像信号の関連を示す
図、第９図は本実施例のデイザマトリツクス図、第１０図〜第１２図は本実施例における画素の成長方法
の略図、第１３図は画素を縦方向の直線状に配列した時の画素の
成長方法の略図、第１４図は画素を横方向の直線状に配列した時の画素の
成長方法の略図、第１５図は画素を縦方向の直線状に配列した時の微画素
の状態を示す図、第１６図は画素を斜め方向に配列した時の微画素の状態
を示す図、第１７図は４×４のデイザマトリツクスの一例を示す
図、第１８図は４×４のデイザマトリツクスを用いた時の画
素の成長を示す図である。ここで、１０…画像信号、１１…比較器（コパレー
タ）、１２…基準信号、１３…ＲＯＭ、１４…デイザ画
像信号、１５…アドレス発生器、１６…分周器、１７…
クロツク信号、１９…ラツチ、１００，２００…微画
素、２０２…実際に現像される微画素である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木章雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者村澤芳博東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者笹目裕志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者浅井淳東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭59−161977（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素データを入力する入力手段と、前記入力手段により入力した画素データを処理し、ドッ
トを形成するための再生信号を発生する処理手段と、前記再生信号に基づきドットを記録する記録手段とを有
し、前記処理手段は、１つの画素データに対し複数の微小ド
ットを形成するとともに前記複数の微小ドットの集合に
より前記記録手段の記録方向に対し斜めの方向にドット
が形成されるよう再生信号を発生し、更に前記処理手段
は前記入力画素データの濃度レベルの増加に伴って斜め
方向にある画素の微小ドットを増加させ、画素の最大濃
度に達した後は残余の画素に対して同様に微小ドットを
増加させるよう前記再生信号を発生することを特徴とす
る画像処理装置。