JP3589286B2 - 画像処理装置及びその方法、並びにその画像処理装置を備えたプリンタシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、写真のような連続階調から印刷物を作成するために網点画像を生成する画像処理技術に関し、特に、網点画像を生成する際に用いる変換テーブルのスクリーン角をモアレの影響を低減させるように構成する画像処理技術に関する。
【０００２】
【従来技術】
カラープリンタやカラーコピー等で用いられる画像記録方式として、電子写真方式が知られている。かかる電子写真方式は、レーザビームを利用して感光体ドラム上に潜像を形成し、帯電したトナーにより現像し、現像されたトナーによる画像を転写紙に転写して定着させることにより、画像を記録する。
【０００３】
このようなカラープリンタ等においては、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）のトナーを利用してカラー画像の記録が行われるのが一般的であり、中間調表現された各色が減法混色されることにより階調表現された記録画像が生成されることになる。
【０００４】
中間調表現法としては、２値記録を用いて疑似中間調表現を行うディザ法が知られている。ディザ法は、各ドットの階調データをドットごとに変化するしきい値で２値化する方法で、原画像のドットと記録画像のドットとが１対１で対応する。各ドットごとのしきい値の定め方としては、原画像をｎ×ｎドットのサブマトリクスの集合とみなし、サブマトリクス内の座標情報のみによってしきい値を定める方法が一般的である。このようなしきい値が配されたサブマトリクスはディザマトリクスと呼ばれる。ディザマトリクスは、原画像の階調データを記録画像の階調表現に変換する際に参照するものである点で、原画像から記録画像への変換テーブルの一種と考えることができる。
【０００５】
ディザマトリクスのような変換テーブルには、ドット分散型、ドット集中型等のいくつかの種類が存在し、このうちドット集中型の場合は、複数の隣接するドットにより網点が生成されて、その網点の大きさにより中間階調が表現されることになる。本願明細書では、このように網点により中間階調が表現された記録画像を網点画像と呼ぶ。
【０００６】
網点画像は変換テーブルを原画像に対して周期的に適用することで生成されるため、かかる変換テーブルの構成内容（例えば、しきい値の配列のされ方）や周期性が、網点画像における網点形状やスクリーン角等を決定づけることになる。
【０００７】
ここで、スクリーン角は２色以上の網点画像を重ねた際に発生するモアレの特性と密接に関係しており、特にスクリーン角の角度差が発生するモアレの大きさに関係することが知られている。例えば、３色の網点画像を重ねる場合は、スクリーン角の角度差を３０°間隔にした場合にモアレを最も小さくできることが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＭＹＫの４色の網点画像を重ねる場合は、他の色に比較して比視感度が低く人間の目にとって目立ちにくいイエロー以外のシアン、マゼンタ、ブラックについてスクリーン角の角度差を３０°間隔で設定し、イエローについてはシアンとマゼンタの中間となるように設定することが行われる。
【０００９】
この際、最も比視感度が高く目立ちやすいブラックについては、人間が認識しやすい縦横方向（０°、９０°）から最も遠い４５°にスクリーン角を設定される。その結果、シアンとマゼンタのスクリーン角は、ブラックのスクリーン角４５°から３０°ずれた１５°と７５°となり、イエローのスクリーン角は０°となる。図１０に、ＣＭＹＫ４色についてのスクリーン角の組み合わせを示す。
【００１０】
このようにＣＭＹＫ４色についてのスクリーン角を設定した場合、イエロー以外の３色については３０°間隔の角度差となっているため、発生するモアレは十分に小さくなる。
【００１１】
しかし、イエローとシアン（又はマゼンタ）のスクリーン角の角度差は１５°となっているため、他に比べ大きなモアレが発生してしまうという問題があった。実際に、イエローの網点画像とシアン（又はマゼンタ）の網点画像を重ねることにより発生するモアレの大きさは、スクリーンの網点ピッチに対して４倍近くになってしまうことがわかっている。
【００１２】
一方、レーザビーム等を利用する電子写真方式では、記録画像のドットはレーザビームが走査される主走査方向と転写紙が送られる副走査方向とに沿って固定的に配置されることになり、記録画像のドット配列を所望のスクリーン角に合わせて回転させることはできない。そのため、変換テーブルの適用位置をずらしたり、適用位置によって変換テーブルの値を変更することで、スクリーン角を形成する方法が採用されている。
【００１３】
例えば、図１１は、変換テーブルであるディザマトリクス３０の位置をずらすことによりスクリーン角を形成する方法を示している。図１１において直線３１はスクリーンの方向を表わしている。この例では、ディザマトリクス３０がＸ軸方向に４ドットずれる間にＹ方向に１ドットずれるように配されている。従って、周期（ａ、ｂ）は（４、１）となり、ｔａｎθ＝ｂ／ａ＝１／４となるスクリーン角θが形成されることになる。
【００１４】
しかし、かかる方法では、例えば１５°、７５°といった無理正接の角度を形成することはできない。ドットの配列は座標系で表現すると整数座標系となっているため、前記ａ，ｂは必ず整数値となってしまうからである。ここで、ｔａｎθ＝ｂ／ａにおいて、前記ａ，ｂの値が整数値となるような角度θを有理正接の角度と呼び、それ以外の角度を無理正接の角度と呼ぶ。
【００１５】
従って、例えば図１０に示すようなＣＭＹＫ４色の場合、シアンやマゼンタのスクリーン角については、実際には１５°や７５°に近い値を持つような有理正接の角度を用いざるを得ないという問題があった。
【００１６】
更に、スクリーン角として有理正接の角度を用いた場合、意図しない模様が生じてしまうという問題が発生する。かかる問題は、スクリーン角が有理正接の角度となっている網点画像どうしを重ねると、一定の周期で網点が完全に重なってしまうという現象に起因している。
【００１７】
図１２にスクリーン角が有理正接の角度となっている２つの網点画像、すなわちスクリーン角がｔａｎ−１１／３（約１８°）となる第１の網点画像と、スクリーン角がｔａｎ−１３（約７２°）となる第２の網点画像を重ねた例を示す。網点１００は第１の網点画像の網点を、網点１０１は第２の網点画像の網点を、網点１０２は２つの網点画像において重なってしまっている網点を表わしている。図より、網点１０２が一定の周期で発生していることがわかる。
【００１８】
かかる問題は、有理正接における分母分子の公倍数に依存して発生してしまうため、それぞれのスクリーン角が有理正接の角度である以上避けることができない。特にＣＭＹＫの４色について網点が完全に重なってしまう場合、かなり目立つ模様が発生してしまうという問題があった。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、ＣＭＹＫ４色を用いる場合であっても、モアレの大きさを十分に小さくすることのできる画像処理技術を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の目的は、無理正接の角度となる所望のスクリーン角及び角度差を形成し、ＣＭＹＫの４色の網点が一定の周期で完全に重なってしまうことを防ぐ画像処理技術を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理方法は、現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルであって、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを記憶手段に記憶しておき、複数の色ごとに、前記変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットの階調データから各ドットにおける画像再生データを求め、前記各ドットにおける画像再生データに含まれる現像面積情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定め、画像を再生することを特徴とする。
また本発明の画像処理方法は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように画像再生データと階調データとの対応関係が定められている少なくとも２つの変換情報と、スクリーン角に関し前記２つの変換情報のスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換情報と、を記憶手段に記憶しておき、各色の階調データに前記変換情報のうちの一つを適用して画像再生データを求めることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルを複数記憶する変換テーブル記憶手段と、各色の階調データを受け取り、各色ごとに、前記変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットにおける画像再生データを求めるハーフトーン処理手段と、各色について各ドットにおける画像再生データを受け取り、前記画像再生データに含まれる現像面積情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定め、画像を再生する画像再生エンジンとを備え、前記変換テーブル記憶手段は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを、記憶していることを特徴とする。
また、本発明の画像処理装置は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように画像再生データと階調データとの対応関係が定められている少なくとも２つの変換情報と、スクリーン角に関し前記２つの変換情報のスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換情報と、を記憶する記憶手段を参照し、各色の階調データに前記変換情報のうちの一つを適用して画像再生データを求めることを特徴とする。
【００２３】
前記画像再生データには更に現像領域位置情報が含まれており、前記画像再生エンジンは、前記画像再生データに含まれる現像面積情報及び現像領域位置情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定めることが好ましい。
【００２４】
前記現像面積情報はビーム照射面積であり、前記現像領域位置情報はドット内のビーム走査方向におけるビーム照射位置であって、前記画像再生エンジンは、前記現像領域にビームを照射することによりトナーを付着させることが好ましい。
【００２５】
前記変換テーブルは、少なくとも、階調データと現像面積情報との関係を定めるガンマテーブルと、前記ガンマテーブルを特定する識別子をマトリクス上の位置に対応づけたインデックスマトリクスとを含んで構成されていることが好ましい。
【００２６】
前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのインデクスマトリクスに関し、一方のインデクスマトリクスが他方のインデクスマトリクスを±９０°回転させたものとなっていることが好ましい。
【００２７】
前記変換テーブルＡ及び前記変換テーブルＣは、スクリーン角の和が略９０°もしくは−９０°となっており、かつ、スクリーン角の角度差が３０°以上４０°以下の無理正接の角度となっていることが好ましい。
【００２８】
前記変換テーブル記憶手段は、更に変換テーブルＤを記憶しており、前記変換テーブルＣ及び前記変換テーブルＤは、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められていることが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。本発明の第１の実施の形態である画像処理装置１は、変換テーブル記憶手段１０、ハーフトーン処理手段１１、画像再生エンジン１２を含んで構成される。
【００３０】
変換テーブル記憶手段１０は、現像面積情報を含んだ画像再生データと、階調データとの対応関係が定められた変換テーブルを複数記憶している。現像面積情報とは、各ドットにおけるトナーを付着させる面積、すなわち現像する面積を決定するための情報である。このような情報としては、例えば、ドットに対する面積比や、レーザ駆動信号に用いるパルス幅データといったものが考えられる。
【００３１】
前記画像再生データには、更に現像領域位置情報を含んで構成するようにしてもよい。現像領域位置情報とは、各ドットにおけるトナーを付着させる位置を決定するための情報、すなわちドット内のどの領域を現像するかを定めるための情報である。このような情報としては、例えば、ドットの右側、左側といったレーザ走査方向に対する相対的な位置情報が考えられる。
【００３２】
このように、画像再生データに現像面積情報及び現像領域位置情報を含ませることで所望のスクリーン角を実現することができるようになるが、かかる原理については後述する。
【００３３】
変換テーブルは、例えば、階調データと現像面積情報との関係を定める複数のガンマテーブルと、前記ガンマテーブルを特定する識別子をマトリクス上の位置に対応づけたインデックスマトリクスとから構成することができる。
【００３４】
現像領域位置情報については、ガンマテーブルごとに対応付けて構成しても良いし、インデックスマトリクスにおいてマトリクス上の位置に対応づけて構成しても良い。
【００３５】
図２に変換テーブルの例を示す。かかる例では、インデクスマトリクスのサイズは１２×１２となっており、マトリクス上の各位置にはガンマテーブルの識別子（番号）と、現像領域位置情報としてドットにおいてトナーを左右（又は上下）のどちらに付着させるかが示されている。
【００３６】
図３はガンマテーブルをグラフに表現した図である。横軸は階調データを表わしており、本実施の形態では２５６階調となっている。縦軸はトナーを付着させる面積の割合を表わしており、トナーを全く付着させない場合を０、ドット内全部にトナーを付着させる場合を２５５としている。
【００３７】
変換テーブル記憶手段１０においては、ガンマテーブルは、図３の各グラフを量子化することにより、図４に示すような表のかたちで記憶されることになる。
【００３８】
ここで、図３に示すように、各ガンマテーブルはそれぞれ異なる特性を有している。識別子１〜６のガンマテーブルはグラフ上の曲線の立ち上がりが早いため、かかるガンマテーブルが適用されるドットでは網点の成長が早いという特性を持つことになる。また、識別子７〜１２のガンマテーブルはグラフ上の曲線の立ち上がりが遅いため、かかるガンマテーブルが適用されるドットでは網点の成長が遅いという特性を持つことになる。
【００３９】
変換テーブルの構成内容、すなわち網点の成長が早い／遅いという特性を持つガンマテーブルがインデクスマトリクス上にどのように配置されているかによって、点状やライン状といった網点形状やスクリーン角等が定まることになる。図２のインデクスマトリクス及び図３のガンマテーブルは、網点がライン状に成長するように構成されており、これらによって成長した網点画像の例を図５に示す。
【００４０】
図５において横一列（縦一列）方向の網点、例えば、網点４０、４１、４２、４３を観測すると、網点の形成のされ方（いくつのドットにより網点が形成されているか、ドットのどの位置に網点が形成されているか）が異なっていることがわかる。このように網点の形成のされ方が横一列、縦一列方向において異なっている状態は、インデクスマトリクス及びガンマテーブルに関しスクリーン角が無理正接となるように構成されていることを表わしている。これに対し、スクリーン角が有理正接となるように構成されている場合は、網点は横一列、縦一列方向において同じように形成されることになる。
【００４１】
ハーフトーン処理手段１１は、外部から各色ごとの階調データを受けとり、各色ごとに、前記変換テーブル記憶手段１０に記憶されている複数の変換テーブルのうち一つを選択する。そして、各ドットにおいて、当該ドットの階調データに基づいて、前記選択した変換テーブルを参照することにより、当該ドットにおける画像再生データを求める。
【００４２】
ここで、ハーフトーン処理手段１１が受け取る各色ごとの階調データは、ＲＧＢの色空間に対応するものであっても、ＣＭＹＫの色空間に対応するものであっても良い。通常、プリンタ等で用いられるトナーはＣＭＹＫの４色であるため、ＲＧＢの色空間に対応する階調データを受け取った場合は、ＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換を行ってから、前記選択した変換テーブルを参照する。なお、かかるＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換には種々の従来技術を用いることができる。
【００４３】
画像再生エンジン１２は、前記ハーフトーン処理手段１１から前記各色について各ドットにおける画像再生データを受け取り、かかる画像再生データに含まれる現像面積情報及び現像領域位置情報に基いて駆動信号を生成し、前記駆動信号に基づいて、パルス幅変調方式により変調したレーザ駆動パルスを発生させ、かかる駆動パルスに従ってレーザダイオードを駆動し、レーザビームを感光ドラムに照射する。前記駆動信号には、照射面積のほか、照射位置についての情報も含まれているため、かかる情報に基づいて各ドット内において所望の面積、位置にレーザビームが照射され、トナーが付着されることになる。
【００４４】
次に、本願発明において、画像再生データに現像面積情報及び現像領域位置情報を含めることにより、所望のスクリーン角を持つライン状の網点画像を実現することができる原理を説明する。
【００４５】
本願発明においては、画像再生データに現像面積情報、すなわちトナーを付着させる面積の情報を含める構成としたことにより、かかる情報に基づいてレーザ駆動用のパルス信号のパルス幅を制御することができる。また、画像再生データに現像領域位置情報、すなわちトナーを付着させる位置の情報を含める構成とすることにより、かかる情報に基づいてレーザ駆動用のパルス信号のタイミングを制御することができる。
【００４６】
レーザビームを利用してトナーを定着させる現像方式の場合、レーザ駆動用のパルス信号のタイミングとパルス幅を制御することで、ドットに対応する領域内の任意の位置に任意の面積の現像領域を生成することができる。その結果、各ドットの現像領域の面積、位置を制御することで、図５に示すような、複数のドットからなるライン状の網点を生成することが可能となる。
【００４７】
このようにして生成される網点は、各ドットの現像領域の面積及び位置を変更することによって、ラインの方向、ラインのピッチを自由に定めることができるため、ドットの配列にかかわらず自由にスクリーン角（ライン方向）を構成することができる。
（第一実施例）
次に、変換テーブル記憶手段１０が記憶する変換テーブルの構成についての第一の実施例を説明する。
【００４８】
変換テーブル記憶手段１０は、少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂを記憶している。かかる２つの変換テーブルＡ、Ｂは、それぞれ網点がライン状に成長するようにインデクスマトリクス及びガンマテーブルが構成されており、更にスクリーン角が互いに直交するように構成されている。
【００４９】
網点がライン状に成長するような変換テーブルを用いることにより、ＣＭＹＫ４色の場合においても変換テーブルのサイズに比べてモアレの大きさを十分に小さくすることのできる原理を説明する。
【００５０】
網点がライン状に成長する場合、スクリーン角が互いに直交する２つの網点画像を重ねたものは、ラインの交点に点状の網点が発生している１つの網点画像とみなすことができる。
【００５１】
すなわち、ＣＭＹＫ４色のうち２色について前記変換テーブルＡ、Ｂを用いた場合、当該２色については１色分の点状の網点画像とみなすことができる。そのため、ＣＭＹＫ４色に対して実質的に３色分のスクリーン角の調整をすれば良いことになる。従って、３色について、スクリーン角の角度差が３０°間隔となるように構成することにより、モアレを最も小さくすることができる。
【００５２】
ここで、スクリーン角が互いに直交するような変換テーブルを構成するためには、例えば、ガンマテーブルは共有のものを用いることとし、インデクスマトリクスは互いに±９０°回転した関係となるように構成すれば良い。例えば、変換テーブルＡについてはインデクスマトリクスとして図２に示すものを、変換テーブルＢについては図２に示すものを＋方向に９０°回転させた図６（ａ）に示すもの、又は−方向に９０°回転させた図６（ｂ）に示すものを用いることにより、変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角を直交するように構成することができる。なお、＋方向とは左回転を、−方向とは右回転を指している。
【００５３】
ただし、図２や図６に示したものは一例であり、スクリーン角が互いに直交し、かつ網点がライン状に成長するような変換テーブルであればどのような内容のものでも良い。
【００５４】
更に、変換テーブル記憶手段１０は、少なくとも以下のような１つの変換テーブルＣを記憶している。すなわち、かかる変換テーブルＣは、スクリーン角に関し、変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるようにインデクスマトリクス及びガンマテーブルが構成されている。
【００５５】
このような条件を満たす変換テーブルＡとＣは、必ずどちらかのスクリーン角が無理正接の角度となる。なぜなら、ｔａｎ（θ１−θ２）＝（ｔａｎθ１−ｔａｎθ２）／（１＋ｔａｎθ１ｔａｎθ２）の関係より、θ１−θ２が無理正接の角度であるということは、分子の（ｔａｎθ１−ｔａｎθ２）か、分母の（１＋ｔａｎθ１ｔａｎθ２）のいずれかが無理数となっていることを意味し、そのためには、ｔａｎθ１かｔａｎθ２のいずれかが無理数であることが必要となるからである。
【００５６】
従って、変換テーブルＡとＢを適用して生成される２つの網点画像を重ねて得られる網点画像Ｘと、変換テーブルＣを適用して生成される網点画像Ｙを重ねた場合、スクリーン角が有理正接の角度となる網点画像どうしを重ねた場合に発生する問題、すなわち一定の周期で網点が完全に重なってしまうという問題は、発生しない。
（第二実施例）
次に、変換テーブル記憶手段１０が記憶する変換テーブルの構成についての第二の実施例を説明する。
【００５７】
変換テーブル記憶手段１０は、第二実施例と同様に構成された変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃに加え更に変換テーブルＤを記憶している。前記変換テーブルＣ及び前記変換テーブルＤは、網点がライン状に成長するようにインデクスマトリクス及びガンマテーブルが構成されており、更にスクリーン角が互いに直交するように構成されている。
【００５８】
変換テーブルＣは変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように構成されているため、変換テーブルＣとスクリーン角が直交する変換テーブルＤについても、変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差は無理正接の角度となっている。
【００５９】
ＣＭＹＫ４色に対してそれぞれ前記変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いた場合、Ａ、Ｂの組とＣ、Ｄの組はそれぞれ１色分の点状の網点画像とみなすことができる。そのため、本実施例の場合、ＣＭＹＫ４色に対して実質的に２色分のスクリーン角の調整をすれば良いことになる。
【００６０】
以下、各スクリーン角をどのような基準で定めるかについて説明する。
【００６１】
モアレのサイズＫは、スクリーン角の角度差α及びスクリーンピッチｄに基づいて、以下の式で求めることができる。なお、モアレのサイズを求める式の導出については、「ジョンＡ．Ｃ．ユール著 カラーレプロダクションの理論 印刷学会出版部 ｐ．３１２〜３１４」に詳しく記載されている。
【００６２】
Ｋ＝ｄ／（２ｓｉｎ（α／２）） （１）
モアレがスクリーンピッチに対して何倍になっているか（以下、「モアレサイズ比」と呼ぶ。）は、上式においてｄ＝１とすることにより算出できる。図７にスクリーン角の角度差とモアレサイズ比の対応関係を示す。
【００６３】
また、モアレの並ぶ向き（以下、「モアレ方向」と呼ぶ。）は、それぞれのスクリーン角をｐ、ｑとすると、（ｐ＋ｑ）／２＋９０°で与えられる。
【００６４】
人間の視覚特性は、ななめ方向よりも縦横方向の方が検知能力が高く敏感であることが知られている。従って、モアレサイズ比が大きいモアレについて、モアレ方向がななめ方向になるように、スクリーン角を構成することで、モアレの影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００６５】
図７からわかるように、モアレサイズ比は、角度差が小さいところで大きくなっている。そこで、変換テーブルＡ、Ｂのうち、変換テーブルＣとのスクリーン角の角度差が小さくなる方について、次のようにスクリーン角を設定する。
【００６６】
今、変換テーブルＡの方が、Ｂよりも、変換テーブルＣとのスクリーン角の角度差が小さいとする。その場合、Ａ、Ｃにより生じるモアレのモアレ方向がななめ方向（略４５°方向又は１３５°方向）になるようにするためには、Ａ、Ｃのスクリーン角の和が略９０°又は−９０°になるように構成すれば良い。
【００６７】
すなわち、Ａ、Ｃのスクリーン角の角度差をβとすると、Ａのスクリーン角は（±９０°−β）／２、Ｃのスクリーン角は（±９０°＋β）／２のように、各変換テーブルのインデクスマトリクス及びガンマテーブルを構成する。
【００６８】
モアレと元の網点画像との干渉により２次的に発生するモアレを２次モアレと呼ぶが、２色の網点画像を重ねた場合の２次モアレは、スクリーン角の角度差が３０°〜４０°となっている場合に抑制される。そこで、前記βは１次モアレ及び２次モアレともに抑制されるように、３０°〜４０°の無理正接の角度となるように構成する。
【００６９】
以上の基準に基づいて、例えば変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、それぞれスクリーン角を２７°、１１７°、６０°、１５０°とすることが考えられる。この場合、Ａ、Ｃのスクリーン角の角度差は３３°となっており、３０°〜４０°の無理正接の角度となっている。また、Ａ、Ｃのスクリーン角の和は８７°であり、約９０°となっている。
【００７０】
図８（ａ）に、この場合の、モアレサイズ比、モアレ方向、２次モアレのモアレサイズ比を示す。モアレサイズ比が最も大きくなっているＡ（２７°）とＣ（６０°）の組み合わせにおいて、モアレ方向は１３３．５°のななめ方向となっていることがわかる。
【００７１】
なお、比較のために、図８（ｂ）に変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、それぞれスクリーン角を１８°、１０８°、７２°、１６２°とした場合のモアレサイズ比、モアレ方向、２次モアレのモアレサイズ比を示す。この場合、Ａ、Ｃのスクリーン角の和は９０°となっているが、スクリーン角の角度差は５４°となっており、３０°〜４０°の無理正接の角度という条件を満たしていない。そのため、モアレサイズ比が最も大きくなっているＢ（１０８°）とＣ（７２°）の組み合わせにおいて、モアレ方向は０°となっており、人間の検知能力の高い横方向となってしまっていることがわかる。
【００７２】
このように本発明の条件を満たすように変換テーブルを構成することで、最もモアレサイズ比が大きくなるモアレについて、モアレ方向をななめ方向とすることができ、モアレの影響を低減させることができる。
（第２の実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。本発明の第２の実施の形態であるプリンタシステム２は、コントローラ３、プリンタエンジン４を含んで構成される。
【００７３】
コントローラ３は、変換テーブル記憶手段１０、ハーフトーン処理手段１１、パルス幅変調手段２０を含んで構成される。ここで、コントローラ３は、プリンタシステムに専用化した装置であっても、汎用の情報処理装置において各手段の動作を規定したソフトウェアを起動することにより実現したものであってもよい。 変換テーブル記憶手段１０、ハーフトーン処理手段１１の構成・動作については、第１の実施の形態におけるものと同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
パルス幅変調手段２０は、前記ハーフトーン処理手段１１より、各色について各ドットにおける画像再生データを受け取り、前記画像再生データに基いて現像面積情報及び現像領域位置情報に応じた駆動信号を生成し出力する。
【００７５】
プリンタエンジン４は、前記パルス幅変調手段２０より駆動信号を受け取り、かかる駆動信号に基づいて、パルス幅変調方式により変調したレーザ駆動パルスを発生させ、かかる駆動パルスに従ってレーザダイオードを駆動し、レーザビームを感光ドラムに照射する。
【００７６】
なお、本実施の形態における前記パルス幅変調手段２０及びプリンタエンジン４は、第１の実施の形態における画像再生エンジン１２に相当する。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、画像処理プログラムを記録した記録媒体を備える。この記録媒体はＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体であってよく、ネットワークを介して流通する場合も含む。
【００７７】
画像処理プログラムは記録媒体からデータ処理装置に読み込まれ、データ処理装置の動作を制御する。データ処理装置は画像処理プログラムの制御により、現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルとして、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを記憶手段に記憶する。
【００７８】
すなわち、データ処理装置は画像処理プログラムの制御により、図１における、変換テーブル記憶手段１０による処理と同一の処理を実行する。
【００７９】
また、データ処理装置は画像処理プログラムの制御により、現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルとして、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを記憶手段に記憶しておき、複数の色ごとに、前記変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットの階調データから各ドットにおける画像再生データを求める。
【００８０】
すなわち、データ処理装置は画像処理プログラムの制御により、図１における、変換テーブル記憶手段１０、ハーフトーン処理手段１１による処理と同一の処理を実行する。
（その他の変形例）
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、種々に変形して適用することが可能である。例えば、コントローラに含まれる各手段を別々の装置により構成するようにしてもよい。例えば、変換テーブル記憶手段１０及びハーフトーン処理手段１１をホストコンピュータにインストールされる制御プログラムにより実現し、パルス幅変調手段２０をプリンタ装置にインストールされる制御プログラムにより実現するようにしてもよい。
【００８１】
【発明の効果】
本発明は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように構成された２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように構成された変換テーブルＣとを備えたことにより、ＣＭＹＫ４色を用いる場合であっても、モアレの大きさを十分に小さくすることができる。
【００８２】
また、本発明は、変換テーブルにおいて、画像再生データに現像面積情報を含ませるたことにより、スクリーン角及び角度差を無理正接の角度とすることができ、その結果、ＣＭＹＫの４色の網点が一定の周期で完全に重なってしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のインデックステーブルの一例を示す図である。
【図３】本発明のガンマテーブルの例をグラフとして表わした図である。
【図４】本発明のガンマテーブルの例を示す図である。
【図５】本発明により生成される網点画像の例を示す図である。
【図６】本発明のインデックステーブルの一例を示す図である。
【図７】スクリーン角の角度差とモアレサイズ比の対応を示す図である。
【図８】スクリーン角と、モアレサイズ比、モアレ方向、２次モアレのモアレサイズ比及びモアレ方向の関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】従来技術における、ＣＭＹＫ４色のスクリーン角の組み合わせを示す概念図である。
【図１１】従来技術における、スクリーン角の形成方法を説明するための図である。
【図１２】従来技術における、網点画像が重なってしまう状態を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 画像処理装置
２ プリンタシステム
３ コントローラー
４ プリンタエンジン
１０ 変換テーブル記憶手段
１１ ハーフトーン処理手段
１２ 画像再生エンジン
２０ パルス幅変調手段
２１ 画像圧縮手段
３０ ディザマトリクス
３１ スクリーンの方向
４０、４１、４２、４３、１００、１０１、１０２ 網点
【産業上の利用分野】
本発明は、写真のような連続階調から印刷物を作成するために網点画像を生成する画像処理技術に関し、特に、網点画像を生成する際に用いる変換テーブルのスクリーン角をモアレの影響を低減させるように構成する画像処理技術に関する。
【０００２】
【従来技術】
カラープリンタやカラーコピー等で用いられる画像記録方式として、電子写真方式が知られている。かかる電子写真方式は、レーザビームを利用して感光体ドラム上に潜像を形成し、帯電したトナーにより現像し、現像されたトナーによる画像を転写紙に転写して定着させることにより、画像を記録する。
【０００３】
このようなカラープリンタ等においては、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）のトナーを利用してカラー画像の記録が行われるのが一般的であり、中間調表現された各色が減法混色されることにより階調表現された記録画像が生成されることになる。
【０００４】
中間調表現法としては、２値記録を用いて疑似中間調表現を行うディザ法が知られている。ディザ法は、各ドットの階調データをドットごとに変化するしきい値で２値化する方法で、原画像のドットと記録画像のドットとが１対１で対応する。各ドットごとのしきい値の定め方としては、原画像をｎ×ｎドットのサブマトリクスの集合とみなし、サブマトリクス内の座標情報のみによってしきい値を定める方法が一般的である。このようなしきい値が配されたサブマトリクスはディザマトリクスと呼ばれる。ディザマトリクスは、原画像の階調データを記録画像の階調表現に変換する際に参照するものである点で、原画像から記録画像への変換テーブルの一種と考えることができる。
【０００５】
ディザマトリクスのような変換テーブルには、ドット分散型、ドット集中型等のいくつかの種類が存在し、このうちドット集中型の場合は、複数の隣接するドットにより網点が生成されて、その網点の大きさにより中間階調が表現されることになる。本願明細書では、このように網点により中間階調が表現された記録画像を網点画像と呼ぶ。
【０００６】
網点画像は変換テーブルを原画像に対して周期的に適用することで生成されるため、かかる変換テーブルの構成内容（例えば、しきい値の配列のされ方）や周期性が、網点画像における網点形状やスクリーン角等を決定づけることになる。
【０００７】
ここで、スクリーン角は２色以上の網点画像を重ねた際に発生するモアレの特性と密接に関係しており、特にスクリーン角の角度差が発生するモアレの大きさに関係することが知られている。例えば、３色の網点画像を重ねる場合は、スクリーン角の角度差を３０°間隔にした場合にモアレを最も小さくできることが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＭＹＫの４色の網点画像を重ねる場合は、他の色に比較して比視感度が低く人間の目にとって目立ちにくいイエロー以外のシアン、マゼンタ、ブラックについてスクリーン角の角度差を３０°間隔で設定し、イエローについてはシアンとマゼンタの中間となるように設定することが行われる。
【０００９】
この際、最も比視感度が高く目立ちやすいブラックについては、人間が認識しやすい縦横方向（０°、９０°）から最も遠い４５°にスクリーン角を設定される。その結果、シアンとマゼンタのスクリーン角は、ブラックのスクリーン角４５°から３０°ずれた１５°と７５°となり、イエローのスクリーン角は０°となる。図１０に、ＣＭＹＫ４色についてのスクリーン角の組み合わせを示す。
【００１０】
このようにＣＭＹＫ４色についてのスクリーン角を設定した場合、イエロー以外の３色については３０°間隔の角度差となっているため、発生するモアレは十分に小さくなる。
【００１１】
しかし、イエローとシアン（又はマゼンタ）のスクリーン角の角度差は１５°となっているため、他に比べ大きなモアレが発生してしまうという問題があった。実際に、イエローの網点画像とシアン（又はマゼンタ）の網点画像を重ねることにより発生するモアレの大きさは、スクリーンの網点ピッチに対して４倍近くになってしまうことがわかっている。
【００１２】
一方、レーザビーム等を利用する電子写真方式では、記録画像のドットはレーザビームが走査される主走査方向と転写紙が送られる副走査方向とに沿って固定的に配置されることになり、記録画像のドット配列を所望のスクリーン角に合わせて回転させることはできない。そのため、変換テーブルの適用位置をずらしたり、適用位置によって変換テーブルの値を変更することで、スクリーン角を形成する方法が採用されている。
【００１３】
例えば、図１１は、変換テーブルであるディザマトリクス３０の位置をずらすことによりスクリーン角を形成する方法を示している。図１１において直線３１はスクリーンの方向を表わしている。この例では、ディザマトリクス３０がＸ軸方向に４ドットずれる間にＹ方向に１ドットずれるように配されている。従って、周期（ａ、ｂ）は（４、１）となり、ｔａｎθ＝ｂ／ａ＝１／４となるスクリーン角θが形成されることになる。
【００１４】
しかし、かかる方法では、例えば１５°、７５°といった無理正接の角度を形成することはできない。ドットの配列は座標系で表現すると整数座標系となっているため、前記ａ，ｂは必ず整数値となってしまうからである。ここで、ｔａｎθ＝ｂ／ａにおいて、前記ａ，ｂの値が整数値となるような角度θを有理正接の角度と呼び、それ以外の角度を無理正接の角度と呼ぶ。
【００１５】
従って、例えば図１０に示すようなＣＭＹＫ４色の場合、シアンやマゼンタのスクリーン角については、実際には１５°や７５°に近い値を持つような有理正接の角度を用いざるを得ないという問題があった。
【００１６】
更に、スクリーン角として有理正接の角度を用いた場合、意図しない模様が生じてしまうという問題が発生する。かかる問題は、スクリーン角が有理正接の角度となっている網点画像どうしを重ねると、一定の周期で網点が完全に重なってしまうという現象に起因している。
【００１７】
図１２にスクリーン角が有理正接の角度となっている２つの網点画像、すなわちスクリーン角がｔａｎ−１１／３（約１８°）となる第１の網点画像と、スクリーン角がｔａｎ−１３（約７２°）となる第２の網点画像を重ねた例を示す。網点１００は第１の網点画像の網点を、網点１０１は第２の網点画像の網点を、網点１０２は２つの網点画像において重なってしまっている網点を表わしている。図より、網点１０２が一定の周期で発生していることがわかる。
【００１８】
かかる問題は、有理正接における分母分子の公倍数に依存して発生してしまうため、それぞれのスクリーン角が有理正接の角度である以上避けることができない。特にＣＭＹＫの４色について網点が完全に重なってしまう場合、かなり目立つ模様が発生してしまうという問題があった。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、ＣＭＹＫ４色を用いる場合であっても、モアレの大きさを十分に小さくすることのできる画像処理技術を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の目的は、無理正接の角度となる所望のスクリーン角及び角度差を形成し、ＣＭＹＫの４色の網点が一定の周期で完全に重なってしまうことを防ぐ画像処理技術を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理方法は、現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルであって、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを記憶手段に記憶しておき、複数の色ごとに、前記変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットの階調データから各ドットにおける画像再生データを求め、前記各ドットにおける画像再生データに含まれる現像面積情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定め、画像を再生することを特徴とする。
また本発明の画像処理方法は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように画像再生データと階調データとの対応関係が定められている少なくとも２つの変換情報と、スクリーン角に関し前記２つの変換情報のスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換情報と、を記憶手段に記憶しておき、各色の階調データに前記変換情報のうちの一つを適用して画像再生データを求めることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルを複数記憶する変換テーブル記憶手段と、各色の階調データを受け取り、各色ごとに、前記変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットにおける画像再生データを求めるハーフトーン処理手段と、各色について各ドットにおける画像再生データを受け取り、前記画像再生データに含まれる現像面積情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定め、画像を再生する画像再生エンジンとを備え、前記変換テーブル記憶手段は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを、記憶していることを特徴とする。
また、本発明の画像処理装置は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように画像再生データと階調データとの対応関係が定められている少なくとも２つの変換情報と、スクリーン角に関し前記２つの変換情報のスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換情報と、を記憶する記憶手段を参照し、各色の階調データに前記変換情報のうちの一つを適用して画像再生データを求めることを特徴とする。
【００２３】
前記画像再生データには更に現像領域位置情報が含まれており、前記画像再生エンジンは、前記画像再生データに含まれる現像面積情報及び現像領域位置情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定めることが好ましい。
【００２４】
前記現像面積情報はビーム照射面積であり、前記現像領域位置情報はドット内のビーム走査方向におけるビーム照射位置であって、前記画像再生エンジンは、前記現像領域にビームを照射することによりトナーを付着させることが好ましい。
【００２５】
前記変換テーブルは、少なくとも、階調データと現像面積情報との関係を定めるガンマテーブルと、前記ガンマテーブルを特定する識別子をマトリクス上の位置に対応づけたインデックスマトリクスとを含んで構成されていることが好ましい。
【００２６】
前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのインデクスマトリクスに関し、一方のインデクスマトリクスが他方のインデクスマトリクスを±９０°回転させたものとなっていることが好ましい。
【００２７】
前記変換テーブルＡ及び前記変換テーブルＣは、スクリーン角の和が略９０°もしくは−９０°となっており、かつ、スクリーン角の角度差が３０°以上４０°以下の無理正接の角度となっていることが好ましい。
【００２８】
前記変換テーブル記憶手段は、更に変換テーブルＤを記憶しており、前記変換テーブルＣ及び前記変換テーブルＤは、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められていることが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。本発明の第１の実施の形態である画像処理装置１は、変換テーブル記憶手段１０、ハーフトーン処理手段１１、画像再生エンジン１２を含んで構成される。
【００３０】
変換テーブル記憶手段１０は、現像面積情報を含んだ画像再生データと、階調データとの対応関係が定められた変換テーブルを複数記憶している。現像面積情報とは、各ドットにおけるトナーを付着させる面積、すなわち現像する面積を決定するための情報である。このような情報としては、例えば、ドットに対する面積比や、レーザ駆動信号に用いるパルス幅データといったものが考えられる。
【００３１】
前記画像再生データには、更に現像領域位置情報を含んで構成するようにしてもよい。現像領域位置情報とは、各ドットにおけるトナーを付着させる位置を決定するための情報、すなわちドット内のどの領域を現像するかを定めるための情報である。このような情報としては、例えば、ドットの右側、左側といったレーザ走査方向に対する相対的な位置情報が考えられる。
【００３２】
このように、画像再生データに現像面積情報及び現像領域位置情報を含ませることで所望のスクリーン角を実現することができるようになるが、かかる原理については後述する。
【００３３】
変換テーブルは、例えば、階調データと現像面積情報との関係を定める複数のガンマテーブルと、前記ガンマテーブルを特定する識別子をマトリクス上の位置に対応づけたインデックスマトリクスとから構成することができる。
【００３４】
現像領域位置情報については、ガンマテーブルごとに対応付けて構成しても良いし、インデックスマトリクスにおいてマトリクス上の位置に対応づけて構成しても良い。
【００３５】
図２に変換テーブルの例を示す。かかる例では、インデクスマトリクスのサイズは１２×１２となっており、マトリクス上の各位置にはガンマテーブルの識別子（番号）と、現像領域位置情報としてドットにおいてトナーを左右（又は上下）のどちらに付着させるかが示されている。
【００３６】
図３はガンマテーブルをグラフに表現した図である。横軸は階調データを表わしており、本実施の形態では２５６階調となっている。縦軸はトナーを付着させる面積の割合を表わしており、トナーを全く付着させない場合を０、ドット内全部にトナーを付着させる場合を２５５としている。
【００３７】
変換テーブル記憶手段１０においては、ガンマテーブルは、図３の各グラフを量子化することにより、図４に示すような表のかたちで記憶されることになる。
【００３８】
ここで、図３に示すように、各ガンマテーブルはそれぞれ異なる特性を有している。識別子１〜６のガンマテーブルはグラフ上の曲線の立ち上がりが早いため、かかるガンマテーブルが適用されるドットでは網点の成長が早いという特性を持つことになる。また、識別子７〜１２のガンマテーブルはグラフ上の曲線の立ち上がりが遅いため、かかるガンマテーブルが適用されるドットでは網点の成長が遅いという特性を持つことになる。
【００３９】
変換テーブルの構成内容、すなわち網点の成長が早い／遅いという特性を持つガンマテーブルがインデクスマトリクス上にどのように配置されているかによって、点状やライン状といった網点形状やスクリーン角等が定まることになる。図２のインデクスマトリクス及び図３のガンマテーブルは、網点がライン状に成長するように構成されており、これらによって成長した網点画像の例を図５に示す。
【００４０】
図５において横一列（縦一列）方向の網点、例えば、網点４０、４１、４２、４３を観測すると、網点の形成のされ方（いくつのドットにより網点が形成されているか、ドットのどの位置に網点が形成されているか）が異なっていることがわかる。このように網点の形成のされ方が横一列、縦一列方向において異なっている状態は、インデクスマトリクス及びガンマテーブルに関しスクリーン角が無理正接となるように構成されていることを表わしている。これに対し、スクリーン角が有理正接となるように構成されている場合は、網点は横一列、縦一列方向において同じように形成されることになる。
【００４１】
ハーフトーン処理手段１１は、外部から各色ごとの階調データを受けとり、各色ごとに、前記変換テーブル記憶手段１０に記憶されている複数の変換テーブルのうち一つを選択する。そして、各ドットにおいて、当該ドットの階調データに基づいて、前記選択した変換テーブルを参照することにより、当該ドットにおける画像再生データを求める。
【００４２】
ここで、ハーフトーン処理手段１１が受け取る各色ごとの階調データは、ＲＧＢの色空間に対応するものであっても、ＣＭＹＫの色空間に対応するものであっても良い。通常、プリンタ等で用いられるトナーはＣＭＹＫの４色であるため、ＲＧＢの色空間に対応する階調データを受け取った場合は、ＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換を行ってから、前記選択した変換テーブルを参照する。なお、かかるＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換には種々の従来技術を用いることができる。
【００４３】
画像再生エンジン１２は、前記ハーフトーン処理手段１１から前記各色について各ドットにおける画像再生データを受け取り、かかる画像再生データに含まれる現像面積情報及び現像領域位置情報に基いて駆動信号を生成し、前記駆動信号に基づいて、パルス幅変調方式により変調したレーザ駆動パルスを発生させ、かかる駆動パルスに従ってレーザダイオードを駆動し、レーザビームを感光ドラムに照射する。前記駆動信号には、照射面積のほか、照射位置についての情報も含まれているため、かかる情報に基づいて各ドット内において所望の面積、位置にレーザビームが照射され、トナーが付着されることになる。
【００４４】
次に、本願発明において、画像再生データに現像面積情報及び現像領域位置情報を含めることにより、所望のスクリーン角を持つライン状の網点画像を実現することができる原理を説明する。
【００４５】
本願発明においては、画像再生データに現像面積情報、すなわちトナーを付着させる面積の情報を含める構成としたことにより、かかる情報に基づいてレーザ駆動用のパルス信号のパルス幅を制御することができる。また、画像再生データに現像領域位置情報、すなわちトナーを付着させる位置の情報を含める構成とすることにより、かかる情報に基づいてレーザ駆動用のパルス信号のタイミングを制御することができる。
【００４６】
レーザビームを利用してトナーを定着させる現像方式の場合、レーザ駆動用のパルス信号のタイミングとパルス幅を制御することで、ドットに対応する領域内の任意の位置に任意の面積の現像領域を生成することができる。その結果、各ドットの現像領域の面積、位置を制御することで、図５に示すような、複数のドットからなるライン状の網点を生成することが可能となる。
【００４７】
このようにして生成される網点は、各ドットの現像領域の面積及び位置を変更することによって、ラインの方向、ラインのピッチを自由に定めることができるため、ドットの配列にかかわらず自由にスクリーン角（ライン方向）を構成することができる。
（第一実施例）
次に、変換テーブル記憶手段１０が記憶する変換テーブルの構成についての第一の実施例を説明する。
【００４８】
変換テーブル記憶手段１０は、少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂを記憶している。かかる２つの変換テーブルＡ、Ｂは、それぞれ網点がライン状に成長するようにインデクスマトリクス及びガンマテーブルが構成されており、更にスクリーン角が互いに直交するように構成されている。
【００４９】
網点がライン状に成長するような変換テーブルを用いることにより、ＣＭＹＫ４色の場合においても変換テーブルのサイズに比べてモアレの大きさを十分に小さくすることのできる原理を説明する。
【００５０】
網点がライン状に成長する場合、スクリーン角が互いに直交する２つの網点画像を重ねたものは、ラインの交点に点状の網点が発生している１つの網点画像とみなすことができる。
【００５１】
すなわち、ＣＭＹＫ４色のうち２色について前記変換テーブルＡ、Ｂを用いた場合、当該２色については１色分の点状の網点画像とみなすことができる。そのため、ＣＭＹＫ４色に対して実質的に３色分のスクリーン角の調整をすれば良いことになる。従って、３色について、スクリーン角の角度差が３０°間隔となるように構成することにより、モアレを最も小さくすることができる。
【００５２】
ここで、スクリーン角が互いに直交するような変換テーブルを構成するためには、例えば、ガンマテーブルは共有のものを用いることとし、インデクスマトリクスは互いに±９０°回転した関係となるように構成すれば良い。例えば、変換テーブルＡについてはインデクスマトリクスとして図２に示すものを、変換テーブルＢについては図２に示すものを＋方向に９０°回転させた図６（ａ）に示すもの、又は−方向に９０°回転させた図６（ｂ）に示すものを用いることにより、変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角を直交するように構成することができる。なお、＋方向とは左回転を、−方向とは右回転を指している。
【００５３】
ただし、図２や図６に示したものは一例であり、スクリーン角が互いに直交し、かつ網点がライン状に成長するような変換テーブルであればどのような内容のものでも良い。
【００５４】
更に、変換テーブル記憶手段１０は、少なくとも以下のような１つの変換テーブルＣを記憶している。すなわち、かかる変換テーブルＣは、スクリーン角に関し、変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるようにインデクスマトリクス及びガンマテーブルが構成されている。
【００５５】
このような条件を満たす変換テーブルＡとＣは、必ずどちらかのスクリーン角が無理正接の角度となる。なぜなら、ｔａｎ（θ１−θ２）＝（ｔａｎθ１−ｔａｎθ２）／（１＋ｔａｎθ１ｔａｎθ２）の関係より、θ１−θ２が無理正接の角度であるということは、分子の（ｔａｎθ１−ｔａｎθ２）か、分母の（１＋ｔａｎθ１ｔａｎθ２）のいずれかが無理数となっていることを意味し、そのためには、ｔａｎθ１かｔａｎθ２のいずれかが無理数であることが必要となるからである。
【００５６】
従って、変換テーブルＡとＢを適用して生成される２つの網点画像を重ねて得られる網点画像Ｘと、変換テーブルＣを適用して生成される網点画像Ｙを重ねた場合、スクリーン角が有理正接の角度となる網点画像どうしを重ねた場合に発生する問題、すなわち一定の周期で網点が完全に重なってしまうという問題は、発生しない。
（第二実施例）
次に、変換テーブル記憶手段１０が記憶する変換テーブルの構成についての第二の実施例を説明する。
【００５７】
変換テーブル記憶手段１０は、第二実施例と同様に構成された変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃに加え更に変換テーブルＤを記憶している。前記変換テーブルＣ及び前記変換テーブルＤは、網点がライン状に成長するようにインデクスマトリクス及びガンマテーブルが構成されており、更にスクリーン角が互いに直交するように構成されている。
【００５８】
変換テーブルＣは変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように構成されているため、変換テーブルＣとスクリーン角が直交する変換テーブルＤについても、変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差は無理正接の角度となっている。
【００５９】
ＣＭＹＫ４色に対してそれぞれ前記変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いた場合、Ａ、Ｂの組とＣ、Ｄの組はそれぞれ１色分の点状の網点画像とみなすことができる。そのため、本実施例の場合、ＣＭＹＫ４色に対して実質的に２色分のスクリーン角の調整をすれば良いことになる。
【００６０】
以下、各スクリーン角をどのような基準で定めるかについて説明する。
【００６１】
モアレのサイズＫは、スクリーン角の角度差α及びスクリーンピッチｄに基づいて、以下の式で求めることができる。なお、モアレのサイズを求める式の導出については、「ジョンＡ．Ｃ．ユール著 カラーレプロダクションの理論 印刷学会出版部 ｐ．３１２〜３１４」に詳しく記載されている。
【００６２】
Ｋ＝ｄ／（２ｓｉｎ（α／２）） （１）
モアレがスクリーンピッチに対して何倍になっているか（以下、「モアレサイズ比」と呼ぶ。）は、上式においてｄ＝１とすることにより算出できる。図７にスクリーン角の角度差とモアレサイズ比の対応関係を示す。
【００６３】
また、モアレの並ぶ向き（以下、「モアレ方向」と呼ぶ。）は、それぞれのスクリーン角をｐ、ｑとすると、（ｐ＋ｑ）／２＋９０°で与えられる。
【００６４】
人間の視覚特性は、ななめ方向よりも縦横方向の方が検知能力が高く敏感であることが知られている。従って、モアレサイズ比が大きいモアレについて、モアレ方向がななめ方向になるように、スクリーン角を構成することで、モアレの影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００６５】
図７からわかるように、モアレサイズ比は、角度差が小さいところで大きくなっている。そこで、変換テーブルＡ、Ｂのうち、変換テーブルＣとのスクリーン角の角度差が小さくなる方について、次のようにスクリーン角を設定する。
【００６６】
今、変換テーブルＡの方が、Ｂよりも、変換テーブルＣとのスクリーン角の角度差が小さいとする。その場合、Ａ、Ｃにより生じるモアレのモアレ方向がななめ方向（略４５°方向又は１３５°方向）になるようにするためには、Ａ、Ｃのスクリーン角の和が略９０°又は−９０°になるように構成すれば良い。
【００６７】
すなわち、Ａ、Ｃのスクリーン角の角度差をβとすると、Ａのスクリーン角は（±９０°−β）／２、Ｃのスクリーン角は（±９０°＋β）／２のように、各変換テーブルのインデクスマトリクス及びガンマテーブルを構成する。
【００６８】
モアレと元の網点画像との干渉により２次的に発生するモアレを２次モアレと呼ぶが、２色の網点画像を重ねた場合の２次モアレは、スクリーン角の角度差が３０°〜４０°となっている場合に抑制される。そこで、前記βは１次モアレ及び２次モアレともに抑制されるように、３０°〜４０°の無理正接の角度となるように構成する。
【００６９】
以上の基準に基づいて、例えば変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、それぞれスクリーン角を２７°、１１７°、６０°、１５０°とすることが考えられる。この場合、Ａ、Ｃのスクリーン角の角度差は３３°となっており、３０°〜４０°の無理正接の角度となっている。また、Ａ、Ｃのスクリーン角の和は８７°であり、約９０°となっている。
【００７０】
図８（ａ）に、この場合の、モアレサイズ比、モアレ方向、２次モアレのモアレサイズ比を示す。モアレサイズ比が最も大きくなっているＡ（２７°）とＣ（６０°）の組み合わせにおいて、モアレ方向は１３３．５°のななめ方向となっていることがわかる。
【００７１】
なお、比較のために、図８（ｂ）に変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、それぞれスクリーン角を１８°、１０８°、７２°、１６２°とした場合のモアレサイズ比、モアレ方向、２次モアレのモアレサイズ比を示す。この場合、Ａ、Ｃのスクリーン角の和は９０°となっているが、スクリーン角の角度差は５４°となっており、３０°〜４０°の無理正接の角度という条件を満たしていない。そのため、モアレサイズ比が最も大きくなっているＢ（１０８°）とＣ（７２°）の組み合わせにおいて、モアレ方向は０°となっており、人間の検知能力の高い横方向となってしまっていることがわかる。
【００７２】
このように本発明の条件を満たすように変換テーブルを構成することで、最もモアレサイズ比が大きくなるモアレについて、モアレ方向をななめ方向とすることができ、モアレの影響を低減させることができる。
（第２の実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。本発明の第２の実施の形態であるプリンタシステム２は、コントローラ３、プリンタエンジン４を含んで構成される。
【００７３】
コントローラ３は、変換テーブル記憶手段１０、ハーフトーン処理手段１１、パルス幅変調手段２０を含んで構成される。ここで、コントローラ３は、プリンタシステムに専用化した装置であっても、汎用の情報処理装置において各手段の動作を規定したソフトウェアを起動することにより実現したものであってもよい。 変換テーブル記憶手段１０、ハーフトーン処理手段１１の構成・動作については、第１の実施の形態におけるものと同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
パルス幅変調手段２０は、前記ハーフトーン処理手段１１より、各色について各ドットにおける画像再生データを受け取り、前記画像再生データに基いて現像面積情報及び現像領域位置情報に応じた駆動信号を生成し出力する。
【００７５】
プリンタエンジン４は、前記パルス幅変調手段２０より駆動信号を受け取り、かかる駆動信号に基づいて、パルス幅変調方式により変調したレーザ駆動パルスを発生させ、かかる駆動パルスに従ってレーザダイオードを駆動し、レーザビームを感光ドラムに照射する。
【００７６】
なお、本実施の形態における前記パルス幅変調手段２０及びプリンタエンジン４は、第１の実施の形態における画像再生エンジン１２に相当する。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、画像処理プログラムを記録した記録媒体を備える。この記録媒体はＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体であってよく、ネットワークを介して流通する場合も含む。
【００７７】
画像処理プログラムは記録媒体からデータ処理装置に読み込まれ、データ処理装置の動作を制御する。データ処理装置は画像処理プログラムの制御により、現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルとして、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを記憶手段に記憶する。
【００７８】
すなわち、データ処理装置は画像処理プログラムの制御により、図１における、変換テーブル記憶手段１０による処理と同一の処理を実行する。
【００７９】
また、データ処理装置は画像処理プログラムの制御により、現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルとして、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを記憶手段に記憶しておき、複数の色ごとに、前記変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットの階調データから各ドットにおける画像再生データを求める。
【００８０】
すなわち、データ処理装置は画像処理プログラムの制御により、図１における、変換テーブル記憶手段１０、ハーフトーン処理手段１１による処理と同一の処理を実行する。
（その他の変形例）
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、種々に変形して適用することが可能である。例えば、コントローラに含まれる各手段を別々の装置により構成するようにしてもよい。例えば、変換テーブル記憶手段１０及びハーフトーン処理手段１１をホストコンピュータにインストールされる制御プログラムにより実現し、パルス幅変調手段２０をプリンタ装置にインストールされる制御プログラムにより実現するようにしてもよい。
【００８１】
【発明の効果】
本発明は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように構成された２つの変換テーブルＡ、Ｂと、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように構成された変換テーブルＣとを備えたことにより、ＣＭＹＫ４色を用いる場合であっても、モアレの大きさを十分に小さくすることができる。
【００８２】
また、本発明は、変換テーブルにおいて、画像再生データに現像面積情報を含ませるたことにより、スクリーン角及び角度差を無理正接の角度とすることができ、その結果、ＣＭＹＫの４色の網点が一定の周期で完全に重なってしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のインデックステーブルの一例を示す図である。
【図３】本発明のガンマテーブルの例をグラフとして表わした図である。
【図４】本発明のガンマテーブルの例を示す図である。
【図５】本発明により生成される網点画像の例を示す図である。
【図６】本発明のインデックステーブルの一例を示す図である。
【図７】スクリーン角の角度差とモアレサイズ比の対応を示す図である。
【図８】スクリーン角と、モアレサイズ比、モアレ方向、２次モアレのモアレサイズ比及びモアレ方向の関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】従来技術における、ＣＭＹＫ４色のスクリーン角の組み合わせを示す概念図である。
【図１１】従来技術における、スクリーン角の形成方法を説明するための図である。
【図１２】従来技術における、網点画像が重なってしまう状態を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 画像処理装置
２ プリンタシステム
３ コントローラー
４ プリンタエンジン
１０ 変換テーブル記憶手段
１１ ハーフトーン処理手段
１２ 画像再生エンジン
２０ パルス幅変調手段
２１ 画像圧縮手段
３０ ディザマトリクス
３１ スクリーンの方向
４０、４１、４２、４３、１００、１０１、１０２ 網点
Claims (14)
- 現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルを複数記憶する変換テーブル記憶手段と、
各色の階調データを受け取り、各色ごとに、前記変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットにおける画像再生データを求めるハーフトーン処理手段と、
各色について各ドットにおける画像再生データを受け取り、前記画像再生データに含まれる現像面積情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定め、画像を再生する画像再生エンジンとを備え、
前記変換テーブル記憶手段は、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、
スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを、記憶しており、
前記ハーフトーン処理手段は、前記変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃに対応する３つの画像再生データが求まるように、各色について前記変換テーブルのうちの一つを参照することを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像再生データには更に現像領域位置情報が含まれており、
前記画像再生エンジンは、前記画像再生データに含まれる現像面積情報及び現像領域位置情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定めることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。 - 前記現像面積情報はビーム照射面積であり、前記現像領域位置情報はドット内のビーム走査方向におけるビーム照射位置であって、
前記画像再生エンジンは、前記現像領域にビームを照射することによりトナーを付着させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。 - 前記変換テーブルは、少なくとも、
階調データと現像面積情報との関係を定めるガンマテーブルと、
前記ガンマテーブルを特定する識別子をマトリクス上の位置に対応づけたインデックスマトリクスとを含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。 - 前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのインデクスマトリクスに関し、一方のインデクスマトリクスが他方のインデクスマトリクスを＋方向又は−方向に９０°回転させたものとなっていることを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
- 前記変換テーブルＡ及び前記変換テーブルＣは、スクリーン角の和が略９０°もしくは−９０°となっており、かつ、スクリーン角の角度差が３０°以上４０°以下の無理正接の角度となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
- 前記変換テーブル記憶手段は、更に変換テーブルＤを記憶しており、前記変換テーブルＣ及び前記変換テーブルＤは、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
- 網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように画像再生データと階調データとの対応関係が定められている少なくとも２つの変換情報と、
スクリーン角に関し前記２つの変換情報のスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換情報と、を記憶する記憶手段を参照し、
前記２つの変換情報と前記少なくとも１つの変換情報とに対応する３つの画像再生データが求まるように、各色の階調データに前記変換情報のうちの一つを適用して画像再生データを求めることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１乃至８記載のいずれかの画像処理装置を備えたことを特徴とするプリンタシステム。
- 現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルであって、
網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている少なくとも２つの変換テーブルＡ、Ｂと、
スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換テーブルＣを記憶手段に記憶しておき、
各色ごとに、前記変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットの階調データから各ドットにおける画像再生データを求め、
前記各ドットにおける画像再生データに含まれる現像面積情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定め、画像を再生する画像処理方法であって、
前記画像再生データを求める際に、前記変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃに対応する３つの画像再生データが求まるように、各色について前記変換テーブルのうちの一つを参照することを特徴とする画像処理方法。 - 前記画像再生データには更に現像領域位置情報が含まれており、前記現像面積情報及び現像領域位置情報に基づいて当該ドットにおける現像領域を定めることを特徴とする請求項１０記載の画像処理方法。
- 網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように画像再生データと階調データとの対応関係が定められている少なくとも２つの変換情報と、
スクリーン角に関し前記２つの変換情報のスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている少なくとも１つの変換情報と、を記憶手段に記憶しておき、
前記２つの変換情報と前記少なくとも１つの変換情報とに対応する３つの画像再生データが求まるように、各色の階調データに前記変換情報のうちの一つを適用して画像再生データを求めることを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータ上で動作する画像処理プログラムを記録した記録媒体において、
現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルとして、網点をライン状に成長させ、かつスクリーン角が互いに直交するように前記対応関係が定められている２つの変換テーブルＡ、Ｂを記憶させるステップと、
現像面積情報を含んだ画像再生データと階調データとの対応関係を定める変換テーブルとして、スクリーン角に関し前記２つの変換テーブルＡ、Ｂのスクリーン角との角度差が無理正接の角度となるように前記対応関係が定められている１つの変換テーブルＣを記憶させるステップと、
前記変換テーブルＡ、Ｂ、Ｃに対応する３つの画像再生データが求まるように、各色について、記憶されている変換テーブルのうちの一つを参照して各ドットの階調データから各ドットにおける画像再生データを求めるステップとを備えることを特徴とする、コンピュータ上で動作する画像処理プログラムを記録した記録媒体。 - 前記画像再生データには更に現像領域位置情報が含まれていることを特徴とする請求項１３記載の記録媒体。
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