JPS6016068A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、回転多面体を用いて網点により階調を再現す
るよう構成した画像処理装置に関する。

（従来技術） 従来から、例えば電子写真の如く網点を用いて階調を再
現する際に、回転多面鏡の面数と、２値化を行うための
「しきい値」に関するマトリクス（ディザマトリクス、
濃度パターン用のマトリクスなど）の行数（または列数
）とに起因してモアレの生じる場合が知られている。

例えば、説明を簡略化するために、いま３個の反射面を
有する回転多面鏡を用いて感光記録紙上の同一位置に一
木の走査光線を照射する場合を考える。そして、２行２
列のしきい値マトリクスにより階調表現を行うものとす
る。すなわち、第１図に示す如く、感光記録紙Ｒが矢印
の方向に一定速度をもって移動している場合には、同記
録紙Ｒの左側に示すようなトレースが得られる。ここで
、数字１〜３は、それぞれ、回転多面鏡（図示せず）の
各面を表しているものとする。

そして、いま濃度パターン法により階調を表すために、
各々のしきい値を含んでなるマトリクスＸを、 で表すとすると、要素Ａ、Ｂに関するトレースは記録紙
Ｒの右方に示す如く、回転多面鏡の第１面、第３面、第
２面、第１面、第３面、第２面。

・・・からの反射ビームによりなされる。ここで、回転
多面鏡の各面１〜３におけるトレースが平行でないのは
、それぞれの反射面の傾斜が均一でないことに起因して
、同一直線上をビームかトレースし得ないからである。

従って、本図はかかる状態を誇張して描いであるにすぎ
ず、現実には更に複雑な曲線となる。

第１図の右側に示すトレースより明らかな如く、いま各
トレースの幅を５０ＡＬｍとすると、周期 Ｔ＝３Ｘ２Ｘ５０ ＝　３００（ｇｍ） ごとにモアレが生じることになる。

更に例示すれば、回転多面鏡の面数が８．シきい値マト
リクスが５行５列、マトリクスの各微画素が一辺５Ｑ７
ｔｍであって、回転多面鏡における各反射面間の反則角
が均一でないときには、Ｔ＝８　Ｘ５　Ｘ５０ ＝２（ｍｍ） 間隔のモアレが生ずることになる。

一般に、回転多面鏡の数がｎ、微画素の数がｋのとき、
ｎとｋの最小公倍数に微画素の大きさを乗じた間隔でモ
アレが生ずるか、その間隔Ｔが大きいと、このモアレが
目立つことになる。

ところが、画素の大きさを小さくすると、これに従って
微画素の数も少なくなるので、表現し得る階調数に限り
がでてくる。その結果、表現し得る階調の連続性が損な
われることになる。

逆に、画素が大きくなると、微画素の空間周波数が小さ
くなり、解像力が落ちてくる。

このように、画素の大きさに応じて、階調と解像力とは
相反する関係にある。例えば、１つの微画素の大きさが
５０ｇｍのとき、４行４列のしきい値マトリクスにより
表現し得る階調数は１６となり、微画素間の周期は４　
Ｘ　５０＝２００　ｇ　ｒｎとなる。一方、８行８列の
マトリクスを用いると、表現し得る階調数は６４に増え
るが、微画素間の周期は８×５０ｇｍ＝　４００ｇｍと
なり、解像力（すなわち、空間周波数）が落ちる。

（３） かくして、表現し得る階調と解像力とを共に満足し得る
ように中間の大きさを有する画素を選択すると、第１図
に関して説明した如く、モアレが目立ってくるという欠
点がみられる。

（目的） 本発明の目的は、上述の点に鑑み、表現し得る画像の階
調性および解像力を共に満足させ、且っモアレの発生を
防止した画像処理装置を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明では、ｎ個の反射
面を有する回転多面体を用いて網点により階調を再現す
る画像処理装置において、しきい値マトリクスの行数ま
たは列数の少なくとも一力を前記ｎの整数倍または整数
分の−とする。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明を適用した画像処理装置の一実施例を
示す。同図において、図示しない光源によって照らされ
た原稿１は、レンズ２を介して（４） 固体撮像素子３の受光面上に結像している。ここでいう
固体撮像素子３とはフルラインセンサであり、主走査方
向に対してビデオ信号Ｓ１を順次送出する。また、副走
査方向については、原稿１を移動させるか、若しくは固
体撮像素子３を移動させる。これらは公知の技術である
ので、特に、細かい説明は省略する。

固体撮像素子３は水平同期信号φ８に応答して固体撮像
素子３内の全フォトダイオードをリセットし、転送りロ
ックφＴに同期してビデオ信号Ｓｌを順次送出する。

また、４はビデオアンプであり、ビデオ信号Ｓｌを所望
の大きさに増幅し、ビデオ信号６１°を出力する。５は
、入力されたアナログビデオ信号８１′を例えば６４段
階に量子化するためのＡ−Ｄ変換器である。なお、本図
において、結線の近くに添えた括弧内の数字は結線の本
数を示す。

量子化されたビデオ信号３１″はコンパレータ６に供給
される。コンパレータ６のもう一方の入力端子には、Ｒ
ＯＭ　？の中に予め書き込まれた濃度パターン作成用デ
ータＳ２（後述する）が順次供給され、ビデオ信号８１
′°との大小を比較する。そして、ビデオ信号Ｓｌ”の
方が大であれば、出力信号８をハイレベルにする。また
、ＲＯＭ　７の代わりにダイオードマトリクスあるいは
その他のスイッチ群を用いることも可能である。

プリンタ１１は、この出力信号８が／＼イレベルのとき
黒をプリントし、ローレベルのときは白をプリントする
。すなわち、プリンタ１１は白か黒の二値のみをプリン
）・シ、中間調をプリントするものではない。

一方、ＲＯＭ　？は６本のアドレス線を周期的に選択す
ることにより、６４種のしきい値データを順次発生する
。ここで、６木のアドレス線のうち３木は８進Ｈカウン
タ９に接続され、転送り・ロックφＴをカウントする。

また、ＲＯＭ　？の残りの３本のアドレス線は８進Ｖカ
ウンタｌＯに接続され、水平同期信号φ８をカウントす
る。そして、Ｈカウンタ９およびＶカウンタ１０の組合
せにより、８行８列のマトリクスから成る６４種の濃度
しきｌ／薯直を得ることができる。

第３図は、第２図に示したプリンタ１１の一部を詳細に
示す構成図である。

コンパレータ６（第２図参照）の出力信号８に応答して
半導体レーザ光源３１かも射出されたレーザビームはコ
リメータレンズ３３により平行ビーム３５とされる。こ
のビーム３５を回転多面鏡３７により光偏向した後、　
ｆφθレンズ３９を通してビーム４１を感光体ドラム４
３の感光体表面４５に照射する。ここで、光ビームの主
走査（ａ方向）は回転多面鏡３７を矢印方向に軸回転さ
せて行う。また、感光体ドラム４３をＣ方向に回転させ
て副走査を行う。これにより、半導体レーザ３１はコン
パレータ出力信号８を導入する変調手段（図示せず）に
よってオン、オフされ、所望の中間調画像を含んだ画像
ノくターンが感光体表面４５上に形成される。

また、回転多面鏡３７の反射面数をｎとすると、ＲＯＭ
　？に格納されているマトリクスの行（もしくは列）数
Ｎは、 Ｎ＝ｋｎ または Ｎ＝　１／ｋ　ｎ　（但し、ｋ＝１．２．・）となるよ
う予め設定しておく。このことにより、モアレの周期（
間隔）を狭くすることができる。例えば、第１図を参照
するに、回転多面鏡の面数ｎ＝３であり、３行３列のマ
トリクスを用いると、微画素の大きさが５０ｐ、ｍとし
た場合に、モアレの間隔は３　Ｘ５０１１．ｍとなる。

以下、更に種々の実例について説明する。

第４図の（Ａ）、（Ｂ）は、濃度パターン法により１６
階調を表現する一例を示す。本例で用いるしきい値マト
リクスは第４図の（Ａ）に示す如く４行４列の大きさを
有し、網点が画素の中心かららせん状に出力されるファ
ッティング法による構成としている。また、第４図の（
Ｂ）に示すＢ１”°ないし’８１Ｂ”の如く、文字１１
ＢＩＩに引き続く数字微画素を２値出力する場合には、
４行４列のマトリクスでは１６階調が限界であり、階調
数が不足する場合がある。そこで、このときマトリクス
を５行５列、６行６列などと大きくすることにより階調
数を増すことができる。しかし、この場合には回転多面
鏡の面数が８．マトリクスが５行５列、１つの微画素の
大きさが５０ｐＬＩ１１であるとすると、回転多面鏡の
各面間における鏡面の傾きが均一でないことに起因して
８　Ｘ５　Ｘ５０ｐＬ＋ｎ　＝２ｍｍごとにモアレが生
じることになる。

これに対し、８行８列のマトリクスを用いる場合には、
モアレの間隔は８マトリクス分の４００　ｇ　ｍとなり
、モアレが目立たなくなる。

ところが、マトリクスを大きくすると、画素も大きくな
り、既述の如く分解能が悪くなる（空間周波数が小さく
なる）。

そこで、第５１＃Ａ）に示すように８行８列のマトリッ
クスを４行４列の小マトリクス４個に分割し、対角線上
の各小マトリクスにそれぞれ同一のしきい値を備える方
式が考えられる。かかる方式によれば階調数は３２とな
るにもかかわらず、画素の大きさは４行４列のマトリク
スの大きさに担当するので分解能が向上する。

一方、画素を小さくすると分解能は向−ヒするが、階調
の連続性が悪くなることは既述のとおりである。そこで
、画素をマトリクスに対して傾斜させるスクリーン角方
式が考えられる。すなわち、第５図の（Ａ）では画素と
マトリクスとを一致させていたがこの画素に４５°のス
クリーン角をつけたものを第８図の（Ａ）に示す。

すると、第８図の（Ｂ）に示す如く、濃度１を表わす網
点間の距離は、スクリーン角をかけないときに比べて６
倍となり、階調性も増大する。このように階調数の不足
を補うと共に、解像力を上げ、しかもモアレを目立たせ
ないようにするためには、上述のスクリーン角法が有効
である。

上述した第６図の（Ａ）ではスクリーン角を４５゜とし
たが、本実施例はスクリーン角について限定を受けるも
のではない。第７図には、スクリーン角を２２．５°と
したときの例を示しである。但し、本図では８行８列の
マトリクスに対して周期性を満足させるために、画素を
　１／２周期だけ並進させである。

以上述べてきた例では回転多面鏡の面数を８　。

マトリクスを８行８列あるいは４行４列としたか、第８
図では、回転多面鏡の面数を６（もしくは３の整数倍）
とした例を示す。

なお、上述した第４図ないし第８図では濃度パターン法
により階調を表現したが、ディザマトリクスを用いたデ
ィザ法あるいは濃度ディザ法による階調表現を行うこと
も可能である。また、第８図に示す（Ａ）〜（Ｃ）はそ
れぞれ「ディザ法」　。

「濃度ディザ法」、「濃度パターン法」を具体的に説明
した図である。ここで、各図の左側は入力イメージデー
タを、各図の中央は［しきい餉マトリクスデータｊを、
各図の右側は処理出力を示す。

（効果） 以上説明したとおり、本発明によれば、画素に対応する
しきい値マトリクスの行数もしくは列数の少なくとも片
方を、回転多面鏡における面数ｎの整数倍あるいは整数
分の−とすることによりモアレの目立たない画像を得る
ことができると同時に、解像力および階調数ないし階調
連続性を満たした画像処理装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は感光記録紙上の画像にモアレが生ずる原理を説
明する図、第２図および第３図は本発明の一実施例を示
す構成図、第４図ないし第８図はそれぞれ実際の濃度パ
ターン表示を説明する図、第９図はディザ法、濃度ディ
ザ法、濃度パターン法を具体的に説明する図である。 Ｒ・・・感光記録紙、 １・・・原稿、 ２・・・レンズ、 ３・・・固体撮像素子、 ４・・・ビデオアンプ、 ５・・・Ａ−Ｄ変換器、 ６・・・コンパレータ、 ７・・・ＲＯＭ、 ８・・・出力信号、 ８、ｌＯ・・・カウンタ、 １１・・・プリンタ、 ３１・・・レーザ光源、 ３３・・・コリメータレンズ、 ３５・・・平行ビーム、 ３７・・・回転多面鏡、 ３８・・・ｆ・θレンズ、 ４１・・・ビーム、 ４３・・・感光体ドラム、 ４５・・・感光体表面。 特許出願人　キャノン株式会社 第５図 （Ａ） （Ｂ） ３７３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｎ個の反射面を有する回転多面体を用いて網点により階
   調を再現する画像処理装置において、しきい値マトリク
   スの行数または列数の少なくとも一方を前記ｎの整数倍
   または帽数分の−としたことを特徴とする画像処理装置
   。