JP6862236B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、画像形成方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、感光体に帯電、露光、現像を繰り返して画像を形成する電子写真方式の画像形成技術に関する。

従来、感光体に帯電、露光、現像を繰り返して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のパルス幅を制御することにより、出力濃度調整を行う手法が広く知られている。このような画像形成装置は、ＰＷＭ信号のパルス幅の狭広に応じて、レーザー光源から照射されるレーザー光の光量を制御することにより、感光体の表面に形成される潜像の深さ（電荷量）を異ならせる。電荷量が小さければ記録媒体上に付与されるトナー量が少なくなり、電荷量が大きければ記録媒体上に付与されるトナー量が多くなる。

ＰＷＭ信号のパルス幅に基づく出力濃度調整において、良好な出力濃度を得るためには、ＰＷＭ信号のパルス幅とレーザー光量との対応関係が線形を示すことが理想である。しかしながら、ＰＷＭ信号のパルス幅が所定値よりも狭くなると、レーザー光源をオンに切り替えることができない場合や、逆に、ＰＷＭ信号のパルス幅が所定値よりも広くなると、レーザー光源をオフに切り替える間隔が短くなってしまう場合があった。この結果、あるパルス幅のＰＷＭ信号を出力しても、期待される理想的なレーザー光量を得ることができない場合があった。さらに、ＰＷＭ信号のパルス幅が所定の範囲内となったとしても、当該ＰＷＭ信号に基づいて実際に出力されるレーザー光量と、期待される理想的なレーザー光量との間に誤差（以下、この誤差を「ＰＷＭ誤差」と記す）が発生する場合もあった。

特許文献１の画像形成装置は、このようなレーザー光の特性を考慮して入力画像データの濃度値を補正する機能を備える。具体的には、レーザー光源のオンオフの切り替えを制御できない低濃度領域および高濃度領域については、入力画像データの濃度値を減算または加算する補正を行い、その減算または加算した差分の濃度値を周辺画素に誤差値として拡散する（誤差拡散処理）。

特開２０００−２７０２１８号公報

しかしながら、上記ＰＷＭ誤差から換算される誤差値の誤差拡散処理を実行した場合、出力画像においてモアレや擬似輪郭などが発生してしまう場合があった。

例えば、入力画像にディザスクリーン処理を行うことにより、スクリーンドット群が周期的に点在するスクリーン画像を得られることが知られている。このようなスクリーン画像に誤差値の誤差拡散処理を行った場合、あるスクリーンドット群で算出された誤差値が、他のスクリーンドット群に伝搬してしまう場合があった。この結果、スクリーンドット群が表す出力濃度の周期性が損なわれ、出力画像においてモアレが発生してしまう場合があった。あるいはまた、グラデーション画像では、複数のスクリーンドット群が表す出力濃度の階調性が損なわれ、出力画像において擬似輪郭が発生してしまう場合があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、出力画像におけるモアレや擬似輪郭などの発生を抑制し、高画質の出力画像を得ることを目的とする。

本発明の画像処理装置は、入力画像データに所定のスクリーン角度が生じるように量子化を行い、スクリーン画像を生成するディザスクリーン処理手段と、前記スクリーン画像における注目画素の周辺に位置する周辺画素から前記注目画素へと拡散された誤差値を前記注目画素における濃度値に加算する加算手段と、前記注目画素における前記誤差値の加算後の濃度値の整数部に応じたパルス幅のＰＷＭ値を算出する第１の算出手段と、前記第１の算出手段で算出されたＰＷＭ値に基づいて実際に照射されるレーザー光の光量と、当該ＰＷＭ値に対応する理想のレーザー光の光量とに基づいて、誤差値を算出する第２の算出手段と、前記加算後の濃度値から前記整数部を引いた値と、前記第２の算出手段で算出された誤差値の合計値からなる誤差値を周辺画素に拡散する拡散手段と、を備え、前記拡散手段は、前記注目画素における濃度値であって、前記注目画素へと拡散された前記誤差値が加算される前の濃度値が０であることに基づいて、周辺画素へ拡散する誤差値を０に設定することを特徴とする。

本発明の画像処理装置は、出力画像におけるモアレや擬似輪郭などの発生を抑制し、高画質の出力画像を得ることができる、という効果を奏する。

電子写真方式の画像形成装置において、レーザー光量の特性を示すグラフの一例である。 ＰＷＭ誤差から換算される誤差値の誤差拡散処理の具体例を示す図である。 画像形成装置の構成の一例を示す図である。 実施形態１における画像処理部の機能構成の一例を示すブロック図である。 実施形態１における画像処理部の処理手順を示すフローチャートの一例である。 実施形態１において、周辺画素から注目画素への誤差値の受け渡し方を示す模式図である。 実施形態１におけるスクリーンドット群の拡大図である。 実施形態１におけるＰＷＭ変換テーブルの一例を示す図である。 実施形態１におけるＰＷＭ信号の出力パターンの一例を示す図である。 実施形態２におけるスクリーン画像の一例を示す図である。

本発明の実施形態の説明に先立ち、理想の出力濃度と実際の出力濃度との誤差から換算される誤差値を周辺画素に拡散することにより、画像全体の濃度調整を行う処理の具体例について説明する。

（ＰＷＭ誤差）
図１（ａ）は、電子写真方式の画像形成装置において、Ｘ軸をＰＷＭ信号のパルス幅とし、Ｙ軸をレーザー光量としたグラフである。図１（ａ）のグラフにおいて、測定光量（黒四角）は、同じパルス幅のＰＷＭ信号が連続出力されている状態で照射されたレーザー光の光量を測定した値を示している。パルス幅が０／４０〜４／４０の低パルス幅領域１１では、測定光量が０またはわずかな値であることが分かる。これは、ＰＷＭ信号のパルス幅が所定値よりも狭い場合、当該ＰＷＭ信号によって発光源がオンに切り替わらず、レーザー光の発光自体が行われないからである。また、パルス幅が５／４０〜３２／４０の中パルス幅領域１２では、プロットされた測定光量（黒四角）が略線形を示している。そして、パルス幅が３３／４０〜４０／４０の高パルス幅領域１３では、測定光量が１であることを示している。これは、ＰＷＭ信号のパルス幅が所定値よりも広い場合、次のパルスがオンになるまでの時間間隔が短いため、発光源がオフに切り替わらず、レーザー光の発光が中断されないからである。

このようなレーザー光の特性により、電子写真方式の画像形成装置の多くは、入力画像データの濃度値を、発光源のオンオフを切り替え可能なパルス幅に変換し、変換されたパルス幅のＰＷＭ信号に基づいて画像形成を行っている。図１（ａ）のグラフを例に説明すると、入力画像データの濃度値（△）が０〜１５の１６階調で表される場合、濃度値３にはパルス幅１０、濃度値６にはパルス幅１６、濃度値９にはパルス幅２２というように、濃度値とパルス幅とがそれぞれ対応している。つまり、画像形成装置は、中パルス幅領域１２における各パルス幅（５／４０〜３２／４０）と、濃度値（０〜１５、１６階調）とを予め対応付けたテーブルを保持し、入力画像データの濃度値から、ＰＷＭ信号のパルス幅を導出するのである。

しかしながら、プロットされた測定光量（黒四角）が完全な線形となることはなく、出力可能なＰＷＭ信号の分解能にも限界がある。そのため、ＰＷＭ信号のパルス幅とレーザー光量との対応関係が完全な線形を示す場合の理想値と、実際の測定光量（黒四角）との間にＰＷＭ誤差が発生する場合がある。図１（ｂ）は、図１（ａ）のグラフにおける領域１４を拡大した図である。図１（ｂ）のグラフにおいて、濃度値７（ＰＷＭ信号のパルス幅＝１７）に対応する測定光量は、理想値との差分であるＰＷＭ誤差１５が発生している。このようなＰＷＭ誤差１５により、例えば、濃度値７のベタ画像を出力した場合、理想値よりも高い濃度のベタ画像が出力されてしまう。また、濃度値が段階的に変化するグラデーションを含む領域では、擬似輪郭が発生してしまう可能性もある。

（誤差拡散による濃度調整）
出力濃度を理想値に近づけるため、ＰＷＭ誤差から換算される誤差値を、注目画素の周辺に位置する周辺画素に拡散し、出力画像の全体にわたって濃度を調整する手法が提案されている。

図２は、上記誤差拡散処理の具体例を示す図である。本例では、ディザスクリーン処理が施されたスクリーン画像に、ＰＷＭ誤差から換算される誤差値の誤差拡散処理が行われる例について説明する。ここで、ディザスクリーン処理とは、色空間変換処理、γ補正処理、フィルタ処理などの前処理が施された画像データに、所定のスクリーン角度が生じるように量子化を行う処理をいう。なお、スクリーン角度を生じさせるためには、ディザマトリクスの２次元的配置において、副走査方向において相互に異なるように配置させたディザマトリクス群を用いて量子化処理を行えばよい。一般に、カラー画像の色成分ごとに異なるスクリーン角度が生じるようにディザスクリーン処理が行われることにより、出力画像におけるモアレの発生などを抑制することができる。

図２は、一例として、スクリーン角度が４５度、解像度が１２００ｄｐｉのスクリーン画像２０の一部を示している。スクリーンドット群は、スクリーン画像２０における画像全体の濃淡を表現するために生成され、図２のスクリーン画像２０の例では、１２個の画素から構成される。スクリーン画像２０において、実線はスクリーンドット群が存在する領域同士の境界２１を模式的に表している。なお、図２のスクリーンドット群において、黒色画素は濃度値が７（ＰＷＭ信号のパルス幅＝１７／４０）であることを、灰色画素は濃度値が６（ＰＷＭ信号のパルス幅＝１６／４０）であることをそれぞれ示している。注目画素が画素２２である場合、パルス幅１７／４０に対応するＰＷＭ誤差１５から換算される誤差値が取得され、この取得した誤差値を、所定の割合で画素２２の周辺画素に受け渡し、受け渡された誤差値が周辺画素の濃度値にそれぞれ加算される。画像形成装置は、注目画素を順次走査しつつ、注目画素ごとに誤差値の受け渡しを繰り返して誤差拡散処理を行う。図２の例では、スクリーンドット群２３を構成する１２画素のうち、黒色画素×８と灰色画素×４との組み合わせにより、（１７×８＋１６×４）／（４０×１２）＝０．４１６７に相当するＰＷＭ信号のパルス幅分の出力濃度を表現することができる。このような誤差拡散処理により、画像形成装置は、出力画像の全体にわたって濃度を調整することができる。

（誤差拡散処理の問題点）
しかしながら、図２に示される通り、スクリーン画像に対して誤差値の誤差拡散処理を行う場合、スクリーンドット群ごとに異なる出力濃度が算出されてしまい、出力画像にモアレなどが発生してしまうことがある。

図２のスクリーン画像２０において、白色画素は濃度値が０（ＰＷＭ信号のパルス幅が０／０）であることを示している。そのため、あるスクリーンドット群で算出された誤差値が、隣接するスクリーンドット群に伝搬してしまい、出力濃度の算出に影響を及ぼしてしまう場合があった。スクリーン画像２０における破線矢印は、誤差値が、スクリーンドット群２３の各画素から隣接するスクリーンドット群に伝搬する様子を模式的に示したものである。

図２を参照して説明すると、例えば、注目画素が画素２４であった場合、画素２４について算出された誤差値のうち所定の割合の値が、隣接するスクリーンドット群２５の画素２６に伝搬する。そして、スクリーンドット群２５についても、同様に誤差拡散処理が行われることにより、例えば、画素２７に誤差値が加算され、画素２７は灰色画素から黒色画素に補正される。この結果、スクリーンドット群２５は、（１７×９＋１６×３）／（４０×１２）＝０．４１８７に相当するＰＷＭ信号のパルス幅分の出力濃度を表現することになる。図２に示される通り、出力濃度＝０．４１６７を表現するスクリーンドット群と、出力濃度＝０．４１８７を表現するスクリーンドット群とが周期的に混在することにより、出力画像にモアレなどが発生してしまうことがある。

以下、上記誤差拡散処理の問題点を改善する手法について、図面を参照して説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらに限定する趣旨のものではない。

＜画像形成装置の構成＞
図３は、本実施形態における画像形成装置の構成の一例を示す図である。本実施形態において、画像形成装置はデジタル複写機１であり、図３では、デジタル複写機１の本体構成の一例が示されている。本実施形態のデジタル複写機１は、原稿搬送部１３０と、原稿読取部１２０と、画像形成部１００と、搬送ユニット１９０と、給紙段（本体給紙段１４０、１５０、１６０、１７０およびデッキ給紙段１８０）と、後処理装置２００とから構成される。以下、ユニットそれぞれの構成を説明する。

（原稿搬送部）
原稿搬送部１３０は以下のように構成されている。原稿置き台１３１にセットされた原稿は、給紙ローラ１３２によって１枚ずつ原稿読取位置まで搬送される。原稿読取位置にはモータ１３６によって駆動される原稿搬送ベルト１３７で所定の位置に原稿が配置され、原稿読取部１２０は配置された原稿の読取を実行する。原稿の読取が終了すると、フラッパ１３５にて搬送経路が変更され、モータ１３６を逆転することで原稿が排出トレイ１３８に排出される。

（原稿読取部）
原稿読取部１２０は、以下のように構成されている。露光ランプ１２２は、蛍光灯、ハロゲンランプ等からなり、その長手方向に対して垂直方向に移動しながら、原稿台１２６上の原稿を照射する。露光ランプ１２２が原稿を照射することによって発生する散乱光は、第１ミラー台１２１と、第２ミラー台１２３とに反射し、レンズ１２４に到達する。このとき、第１ミラー台１２１の移動速度に対して、第２のミラー台１２３の移動速度は、１／２であり、露光ランプ１２２が照射する対象となる原稿面から、レンズ１２４までの距離は常に一定に保たれる。第１ミラー台１２１および第２ミラー台１２３はモータ１２５によって移動される。原稿上の像は、第１ミラー台１２１と、第２ミラー台１２３と、レンズ１２４とを介して、数千個の受光素子がライン配列されたＣＣＤラインセンサ１２７の受光部上に結像し、ＣＣＤラインセンサ１２７により逐次、ライン単位で光電変換される。光電変換された信号は、信号処理部１２８によって処理された後に出力される。

（画像形成部）
画像形成部１００は、以下のように構成されている。露光制御部（不図示）は、信号処理部の出力画像信号に基づいて画像処理部１１４で電子写真の特性に応じた処理を行う。露光制御部は、半導体レーザー１０１を駆動し、光ビームを定速回転している感光ドラム（感光体）１０７の表面に照射する。このとき、露光制御部は、モータ１０３で回転しているポリゴンミラー１０２を用いて、感光ドラム１０７の軸方向と平行に光ビームを偏光走査する。なお、感光ドラム１０７は、光ビームが照射される前に、不図示の前露光ランプによって感光ドラム１０７上の残留電荷が徐電され、さらに１次帯電器１０９によってその表面が均一に帯電されている。これらの結果、感光ドラム１０７は回転しながら光ビームが照射されることにより、感光ドラム１０７の表面に静電潜像が形成される。そして、現像器１０４は、感光ドラム１０７の表面に形成された静電潜像を、所定色の現像剤（トナー）を用いて現像することにより可視化する。

後述する転写紙給紙段１４０、１５０、１６０、１７０、１８０から搬送された転写紙は、レジストローラ１０６まで搬送される。レジストローラ１０６は、センサ１０５からの検知信号を受信することに応じて転写紙の到達を検知し、感光ドラム１０７に形成されたトナー像における先端と、転写紙の先端とが到達するタイミングを合わせて転写位置に転写紙を給紙する。転写帯電器１０８は、感光ドラム１０７上に現像されたトナー像を、給送された転写紙に転写する。感光ドラム１０７は、不図示のクリーナーによって、残留したトナーが除去される。トナー像が転写された転写紙は、感光ドラム１０７の曲率が大きいため、感光ドラム１０７から分離しやすいが、さらに、不図示の徐電針に電圧をかけることによって、感光ドラム１０７と転写紙との間の吸着力を弱め、分離しやすくしている。感光ドラム１０７から分離された転写紙は、定着部１１０に送られトナーが定着される。定着部１１０は、セラミックヒータ１１１と、フィルム１１２と、２つのローラとで構成され、セラミックヒータ１１１の熱は、薄いフィルム１１２を介して転写紙上に効率よく伝達される。方向フラッパ１１３は、トナー定着後の転写紙の排出先を、デジタル複写機１の動作モードに応じてトレイ１１５と搬送ユニット１９０とに切り替える。

（搬送ユニット）
搬送ユニット１９０は、以下のように構成されている。搬送ユニット１９０は、画像形成部１００でトナーが定着された転写紙を、後述の後処理装置２００に搬送するためのユニットであり、転写紙は搬送ローラ１９１によって搬送される。

（給紙段）
給紙段１４０、１５０、１６０、１７０は、デジタル複写機１の本体が備える給紙段であり、すべてほぼ同等の構成である。給紙段１８０は、給紙段１４０、１５０、１６０、１７０よりも大量の転写紙を蓄積可能なデッキ給紙段である。本体給紙段１４０、１５０、１６０、１７０はほぼ同等の構成であるので、給紙段１４０の構成のみを説明する。転写紙を収納するカセット１４１の底面には、リフトアップモータ１４３によって上下する底板１４２が配置されている。この底板１４２が上昇することで、カセット１４１に収納された転写紙は、所定の高さで転写紙を待機することができる。所定の高さで待機している転写紙は、ピックアップローラ１４４によって給紙ローラ対１４５まで搬送される。給紙ローラ対１４５は、転写紙と逆回転方向にトルクがかけられており、これにより転写紙の重送を防止しつつ転写紙を１枚ずつ搬送路へと送り出している。また、搬送ローラ１４６は、給紙段１４０より下方にある給紙段１５０、１６０、１７０のいずれかから搬送されてきた転写紙を、さらに上方に搬送するためのローラ対である。給紙段１５０、１６０、１７０は、それぞれ、カセット１５１、１６１、１７１、底板１５２、１６２、１７２、リフトアップモータ１５３、１６３、１７３、ピックアップローラ１５４、１６４、１７４、給送ローラ対１５５、１６５、１７５を備えている。

給紙段１８０は、以下のように構成されている。給紙段１８０は、転写紙を収納する紙庫１８１を有し、紙庫１８１の底面にも転写紙を待機位置まで上昇させる底板１８２が配置されている。底板１８２はモータ１８３によって回転するベルトに接続されており、ベルトが移動することにより底板１８２の上昇および下降が制御される。待機位置にある転写紙は、ピックアップローラ１８５によって給紙ローラ対１８４まで搬送され、給紙ローラ対１８４は、給紙ローラ対１４５，１５５、１６５、１７５と同様に転写紙の重送を防止しつつ転写紙を１枚ずつ搬送路へと送り出している。

（後処理装置）
後処理装置２００は、以下のように構成されている。ローラ２０１は、画像形成部１００から搬送されてきた転写紙を後処理装置２００内部に取り込む。取り込まれた転写紙の出力先としてトレイ２０４が選択されている場合には、フラッパ２０５によって搬送方向が切り替えられ、ローラ２０２によって転写紙がトレイ２０４に排出される。トレイ２０４は、割り込んで印刷された転写紙の出力に用いられるなど、一時的に使用されるトレイである。通常印刷された転写紙の排出に用いられるトレイは、トレイ２１０およびトレイ２１１である。フラッパ２０５によって転写紙の搬送方向が下方に切り替えられた後、さらにフラッパ２０３によってローラ２０８の方向に転写紙の搬送方向が切り替えられることにより、転写紙がトレイ２１０、２１１に出力される。フラッパ２０６によって反転ローラ２０７の方向に転写紙の搬送方向が切り替えられた場合、反転ローラ２０７の位置まで搬送された転写紙は、この反転ローラ２０７によって転写紙の搬送方向が逆方向に変えられる。この場合、転写紙は反転してトレイ２１０、２１１に排出される。本実施形態のデジタル複写機１は、転写紙をトレイ２１０、２１１に排出する際、ステイプラ２１６を用いてステイプル処理を行うことができる。また、デジタル複写機１は、シフトモータ２１２を用いてトレイ２１０、２１１を上下動させることにより、転写紙の出力先を選択的に切り替えることができる。トレイ２１９は、複数の転写紙を製本して出力する際に使用される排出トレイである。転写紙がトレイ２１９に排出される場合、転写紙は、ローラ２１３からローラ２１４へと搬送され、その後一次蓄積部２１５に搬送される。一次蓄積部２１５に所定の枚数の転写紙が蓄積された後、複数の転写紙はステイプラ２１６によって製本処理が施される。製本処理が終了すると、フラッパ２１７が誘導する転写紙の搬送方向が切り替えられ、次いで転写紙を蓄積する場合とは逆方向にローラ２１４が回転される。その後、転写紙は、ローラ２１８を経由してトレイ２１９へと排出される。

［実施形態１］
図４は、本実施形態における画像処理部１１４の機能構成を示すブロック図である。図５は、本実施形態において、ＰＷＭ信号を生成する処理手順を示すフローチャートである。図５に示されるフローチャートの処理は、画像処理部１１４を実現するＡＳＩＣなどにより実行される。なお、以下の各記号Ｓは、フローチャートにおけるステップであることを意味する。以下、図４の機能ブロック図および図５のフローチャートを参照して、本実施形態におけるＰＷＭ信号の生成処理について説明する。

Ｓ５０１において、前処理部４０１は、画像処理部１１４に入力された入力画像データに、色空間変換処理、γ補正処理、フィルタ処理などの前処理を行う。本実施形態の入力画像データは、例えば、８ビットのＲＧＢ画像データである。

Ｓ５０２において、ディザスクリーン処理部４０２は、Ｓ５０１で前処理が施された画像データに、ディザスクリーン処理を行う。ディザスクリーン処理は、上述の通り、所定のスクリーン角度が生じるように量子化する処理をいう。ディザスクリーン処理の結果、画像処理部１１４は、量子化された画像データを取得することができる。本実施形態では、Ｓ５０２において量子化された画像データが表す画像は、図２に示されるスクリーン画像２０であるものとして説明する。

Ｓ５０３において、画像処理部１１４は、ＰＷＭ信号を生成する対象となる注目画素を選択する。

Ｓ５０４において、濃度値計算部４０３は、注目画素における誤差値を算出する。図６は、本実施形態において、周辺画素ｅ０〜ｅ３から注目画素６０１への誤差値の受け渡し方を示す模式図である。濃度値計算部４０３は、周辺画素ｅ０〜ｅ３における誤差値を所定の割合で注目画素６０１の入力濃度値αに加算する。さらに、濃度値計算部４０３は、注目画素６０１で算出した算出誤差値を周辺画素ｅ４〜ｅ７に加算する。

図６の模式図において、周辺画素ｅ０〜ｅ３の誤差値が加算された後の、注目画素６０１の濃度値Ｂは以下の式（１）で算出される。
Ｂ＝α＋ｅ０×κ０＋ｅ１×κ１＋ｅ２×κ２＋ｅ３×κ３ ・・・ 式（１）
式（１）において、κ０〜３は係数であり、例えばκ０＝０．２、κ１＝０．３、κ２＝０．２、κ３＝０．３がそれぞれ係数に設定される。

そして、注目画素６０１における算出誤差値ＰｉｘｅｌＥｒｒｏｒ（以後「ＰＥ」と記す）は、濃度値Ｂの整数部をβとしたとき、
ＰＥ＝Ｂ−β ・・・ 式（２）
で表される。ここで、図７を参照して、上記式（１）（２）を用いた誤差値計算の具体例について説明する。図７は、本実施形態におけるスクリーンドット群の拡大図である。説明の便宜のため、図７のスクリーンドット群における各画素の濃度値は、図２のスクリーンドット群のものとは異なっている。具体的には、黒色画素の濃度値は１２（ＰＷＭ信号のパルス幅＝２７／４０）、灰色画素の濃度値は９（ＰＷＭ信号のパルス幅＝２２／４０）であるものとして、誤差値計算の具体例を説明する。

画素７０１を注目画素とした場合、画素７０１の濃度値は９であるため、式（１）に入力される各値はそれぞれα＝９、ｅ０＝０、ｅ１＝０、ｅ２＝０、ｅ３＝０となる。この結果、濃度値計算部４０３は、画素７０１について、Ｂ₇₀₁＝９、β₇₀₁＝９、ＰＥ₇₀₁＝０を算出することができる。

Ｓ５０５において、ＰＷＭ変換部４０４は、ＰＷＭ変換テーブル４０５を参照して、濃度値βに対応するＰＷＭ値を求める。

図８は、本実施形態におけるＰＷＭ変換テーブル４０５の一例を示す図である。図８のＰＷＭ変換テーブル４０５において、濃度値カラム８０１には、β、すなわち０〜１５の１６階調の濃度値が記憶されている。ＰＷＭ値カラム８０２には、０／４０〜４０／４０のＰＷＭ値が記憶されている。本実施形態において、ＰＷＭ値は、ＰＷＭ信号のパルス幅を定める値であり、後述のＰＷＭ信号生成部４０６は、これらＰＷＭ値に基づいてＰＷＭ信号のパルス幅を決定する。測定光量カラム８０３には、ＰＷＭ値に対応する測定光量が記憶されている。測定光量カラム８０３の各セルには、ＰＷＭ信号のパルス幅０／４０〜４０／４０に基づいてレーザー１０１を発光駆動した場合にそれぞれ測定される光量が記憶されている。測定光量カラム８０３に記憶される測定光量の値は、実際にレーザー１０１を発行駆動した場合の測定光量を予めサンプリングした値が記憶される。本実施形態では、これら測定光量の最小値が０、最大値が１となるように正規化されている。ＰＷＭ誤差カラム８０４には、ＰＷＭ信号のパルス幅とレーザー光量との対応関係が完全な線形を示す場合の理想値（図１（ａ））と、測定光量との誤差から換算される誤差値（以下「ＰＷＭ誤差値」と記す）が記憶されている。

図９は、本実施形態において、ＰＷＭ信号の出力パターンの一例を示すグラフである。図９のグラフにおいて、縦軸（Ｙ軸）はＰＷＭ信号のパルス幅を、横軸（Ｘ軸）は４０分割された１画素分の幅をそれぞれ表している。Ｙ軸について、ＰＷＭ信号のパルス幅は、発光源のオンオフを切り替え可能な５／４０〜３２／４０の範囲が示されている。Ｘ軸について、白色領域はＰＷＭ信号がオフであることを、黒色領域はＰＷＭ信号がオンであることを表している。なお、図９のグラフは一例であり、１画素の分割数が多くなるほどＸ軸も長くなり、ＰＷＭ信号の分解能も高くなる。例えば、濃度値βが「９」を示す場合、ＰＷＭ変換テーブル４０５（図８）が参照され、濃度値βからＰＷＭ値「２２／４０」が取得される。そして、取得されたＰＷＭ値「２２／４０」は、ＰＷＭ信号生成部４０６に送信される。ＰＷＭ信号生成部４０６は、ＰＷＭ値「２２／４０」に基づいて、パターン９０１に示されるＰＷＭ信号を出力する。具体的には“０００００００００１１１１１１１１１１１１１１１１１１１１１１０００００００００”の４０ビットの信号が出力される。

Ｓ５０６において、ＰＷＭ信号生成部４０６は、上記のＰＷＭ信号をレーザー１０１に出力する。本実施形態において、ＰＷＭ信号生成部４０６は、ＰＷＭパターン９０１を示す４０ビットの信号を、感光ドラム１０７の走査方向に順次１ビットずつ出力することにより、レーザー１０１の照射を制御することができる。注目画素についてＰＷＭ信号の生成が行われ、レーザー１０１からの照射が制御されると、Ｓ５０７に移行する。

Ｓ５０７において、誤差値算出部４０７は、Ｓ５０３で選択された注目画素の濃度値を判定する。本実施形態において、誤差値算出部４０７は、注目画素における入力濃度値αが０であるか否かを判定する。注目画素の濃度値が０の場合（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、Ｓ５０９に移行する。注目画素の濃度値が０以外の場合、Ｓ５０８に移行する。図７の例では、注目画素６０１における入力濃度値αは「９」であるため、Ｓ５０８に移行する。

別実施形態では、周辺画素で算出された誤差値が加算された後の、注目画素の濃度値Ｂが１未満であるか否かを判定してもよい。また、判定基準となる濃度値は、必ずしも「濃度値Ｂ＝１未満」とは限られず、注目画素の濃度値が所定値未満であった場合、Ｓ５０９に移行するように制御してもよい。濃度値を判定する基準を上記の通りに設定することにより、例えば、低濃度値のベタ画像に、スクリーンドット群が周期的に点在するスクリーン画像においても、誤差値の拡散を所定範囲に限定し、出力画像におけるモアレなどの発生を抑制することができる。

Ｓ５０８において、誤差値算出部４０７は、Ｓ５０４で算出した算出誤差値ＰＥと、Ｓ５０５で選択したＰＷＭ値に対応するＰＷＭ誤差値とを加算する。ＰＷＭ誤差値は、上述したＰＷＭ変換テーブル４０５を参照することにより取得される。図７、図８の例では、誤差値算出部４０７は、ＰＷＭ変換テーブル４０５を参照することにより、ＰＷＭ値「２２／４０」に対応するＰＷＭ誤差値「０．０４８９６１７９２」を取得することができる。そして、ＰＷＭ誤差値をＰＷＭＥとした場合、注目画素における算出誤差値ＰＥと、ＰＷＭ誤差値ＰＷＭＥとを合計した誤差値γは、
γ₇₀₁＝ＰＥ₇₀₁＋ＰＷＭＥ₇₀₁＝０．０４８９６１７９２ ・・・ 式（３）
となる。

Ｓ５１０において、誤差記憶部４０８は、注目画素における誤差値γを、画像形成部１００における所定の記憶領域（不図示）に記憶する。

一方、注目画素の濃度値が０の場合（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、Ｓ５０９において、誤差値γのクリア処理が行われる。例えば、図７の例において、画素７０３が注目画素であった場合、α＝０、ｅ０＝０、ｅ１＝０、ｅ２＝０、ｅ３＝γ₇₀₂の各値を、上記式（１）を用いて計算する。式（１）を用いた計算の結果、Ｂ₇₀₃＝０．０１９０９５０９９、β₇₀₃＝０、ＰＥ₇₀₃＝０．０１９０９５０９９、ＰＷＭＥ₇₀₃＝０の各値を得ることができる。次いで、Ｓ５０５においてβ＝０に対応するＰＷＭ値＝０／０が出力された後、Ｓ５０７において、注目画素における入力濃度値α＝０であると判定される。そして、Ｓ５０９において、誤差値算出部４０７は、誤差値γの値「０」を出力する。例えば、図７の例において、画素７０３が注目画素であった場合、γ₇₀₃として、ＰＥ₇₀₃＝０．０１９０９５０９９と、ＰＷＭＥ₇₀₃＝０とを加算した「０．０１９０９５０９９」が本来算出される。ところが、Ｓ５０９において加算後の値「０．０１９０９５０９９」が０にクリアされる結果、誤差γとして「０」が出力される。この場合、続くＳ５１０において、誤差記憶部４０８は、注目画素における誤差値γ＝０を、画像形成部１００における所定の記憶領域（不図示）に記憶する。

Ｓ５１１において、画像処理部１１４は、入力画像データを構成するすべての画素についてＰＷＭ信号生成処理が終了したか否かを判定する。すべての画素についてＰＷＭ信号生成処理が終了した場合（Ｓ５１１：ＹＥＳ）、本フローチャートの処理を終了する。

一方、すべての画素についてＰＷＭ信号生成処理が終了していない場合（Ｓ５１１：ＮＯ）、再びＳ５０３に戻り、次の注目画素が選択され（Ｓ５０３）、Ｓ５０４以降の処理が繰り返される。図７の例では、画素７０２が注目画素として選択され（Ｓ５０３）、画素７０２についての算出誤差値ＰＥが求められる（Ｓ５０４）。この場合、数式（１）に入力される値はそれぞれ、α＝９、ｅ０＝０、ｅ１＝０、ｅ２＝０、ｅ３＝γ₇₀₁＝０．０４８９６１７９２となる。この結果、濃度値計算部４０３は、画素７０２について、数式（２）からＢ₇₀₂＝９．０１４６８８５３８、β₇₀₂＝９、ＰＥ₇₀₂＝０．０１４６８８５３８を取得することができる。以下、画素７０２についても、画素７０１が注目画素として選択されていた場合と同様に、誤差値γが算出される。図７の例では、最終的にＰＭＥ₇₀₂＝０．０４８９６１７９２、γ₇₀₂＝ＰＥ₇₀₂＋ＰＷＭＥ₇₀₂＝０．０６３６５０３３が算出される。

以下同様に、画素７０４以降についても、Ｓ５０３〜Ｓ５１１を繰り返すことにより、それぞれの画素に対応する誤差値γを算出することができる。図７の例において、画素７０１〜７１８それぞれに対応するα、ｅ０〜ｅ３、Ｂ、β、ＰＥ、ＰＷＭＥ、γの具体例を以下の表１に示す。

表１において、下線が付与されている０については、Ｓ５０９においてクリアされたγ値を意味する。

従来技術のように、仮にＳ５０９における誤差値γのクリア処理が行われなかった場合、図７の例において、画素７０３、７０８、７１３、７１６、７１７、７１８の濃度値βは０であっても、誤差値γは０とはならない。そのため、画素７０３、７０８、７１３、７１６、７１７、７１８で算出された誤差値γは、スクリーン画像において右方向、右下方向、左下方向、下方向に伝搬される。例えば、図７のスクリーンドット群７００は、濃度値＝９の画素が８個、濃度値＝１２の画素が４個で構成されている。このスクリーンドット群７００で発生するＰＷＭ誤差値の合計は、ＰＷＭ変換テーブル４０５を参照すると、０．０４８９６１７９２×８＋０．０３０１５９２７８×４＝０．５１２３３１・・・となる。このように、スクリーンドット群７００で発生するＰＷＭ誤差値の合計は０．５１２３３１・・・であるため、画素７０１〜７１８に対応するＰＷＭ信号のパルス幅は、誤差拡散処理の前後では変化しない。

しかしながら、スクリーンドット群７００で発生した０．５１２３３１・・・のＰＷＭ誤差値が、隣接するスクリーンドット群に伝搬していくとともに、隣接するスクリーンドット群においても同様に所定の誤差値が発生する。図７の例では、隣接するスクリーンドット群の画素構成がスクリーンドット群７００と同じとした場合、計算上、２つのスクリーンドット群におけるＰＷＭ誤差値の合計が１．０を超えることになる。そのため、２つのスクリーンドット群のうち、いずれかのスクリーンドット群を構成するいずれかの画素の濃度値を補正する必要が生じることになる。このようなＰＷＭ誤差値の拡散に起因する濃度値の補正により、濃度値の合計が異なるスクリーンドット群が１つずつ交互に発生することになる。この結果、出力された画像にモアレなどの好ましくない視覚効果が発生してしまう可能性があった。また、入力画像データがグラデーション画像を表す画像データであった場合、複数のスクリーンドット群が表す出力濃度の階調性が損なわれ、出力画像において擬似輪郭が発生してしまう可能性もあった。

本実施形態におけるＰＷＭ誤差値の誤差拡散処理では、注目画素における濃度値に応じて当該注目画素の誤差値の出力をクリアするか否かを判定する。このため、あるスクリーンドット群で発生したＰＷＭ誤差値が、他のスクリーンドット群に伝搬することを抑制する。この結果、出力画像におけるモアレや擬似輪郭などの発生を抑制し、高画質の出力画像を得ることができる。

［実施形態２］
実施形態１の誤差算出処理において、注目画素における入力濃度値αが０であるか否かに基づいて、誤差値γをクリアするか否かを判定していた（Ｓ５０７、Ｓ５０９）。これに対して、本実施形態の誤差算出処理では、注目画素が、スクリーンドット群を含む領域（以下「スクリーン領域」と記す）の境界に位置しているか否かに基づいて、誤差値γをクリアするか否かが決定される。以下、注目画素が、スクリーン領域の境界に位置しているか否かの判定処理の詳細を、図１０を参照して説明する。なお、実施形態１と共通する部分については説明を簡略化ないし省略し、以下では本実施形態に特有な点を中心に説明する。

図１０は、一例として、スクリーン角度が３０度、解像度が１２００ｄｐｉのスクリーン画像１０００を模式的に示す図である。図１０において、ｘは主走査方向を、ｙは副走査方向をそれぞれ表している。図１０のスクリーン画像１０００において、スクリーン領域同士の境界１００１に着目すると、境界１００１は以下の数式で表すことができる。
ｙ＝ｔａｎ（３０°）＊ｘ＋２４＊ｎ ・・・ 式（４）
式（４）において、ｘ、ｙは注目画素の座標値（ｘ、ｙ）を表し、ｔａｎ（３０°）はスクリーン角度から、数値「２４」はスクリーン領域の幅Ｃ（すなわち、スクリーン線数）から特定される。また、同一形状のスクリーン領域が繰り返されることから、変数「ｎ」には、０、１、２・・・の整数が入力される。

一方、図１０のスクリーン画像１０００において、スクリーン領域同士の境界１００２に着目すると、境界１００２は以下の数式で表すことができる。
ｙ＝ｔａｎ（６０°）＊ｘ＋４２＊ｍ ・・・ 式（５）
式（５）において、ｘ、ｙ、はそれぞれ注目画素の座標値（ｘ、ｙ）を表し、ｔａｎ（６０°）はスクリーン角度から、数値「４２」はスクリーン領域の幅Ｄから特定される。また、式（４）と同様に、変数「ｍ」には、０、１、２・・・の整数が入力される。

本実施形態における注目画素の判定処理（Ｓ５０７）では、以下の式（６）（７）のいずれかが成立するか否かが判定される。
０＜ｙ＝ｔａｎ（３０°）＊ｘ＋２４＊ｎ≦１ ・・・ 式（６）
０＜ｙ＝ｔａｎ（６０°）＊ｘ＋４２＊ｍ≦１ ・・・ 式（７）

すなわち、本実施形態において、誤差値算出部４０７は、注目画素がスクリーン画像１０００におけるスクリーン領域の境界に位置しているか否かを判定する。式（６）（７）のいずれかが成立した場合、注目画素がスクリーン領域の境界に位置していると判定される（Ｓ５０７：ＹＥＳ）。この場合、Ｓ５０９に移行して誤差値γが０にクリアされる。式（６）（７）のいずれも成立していない場合、注目画素はスクリーン領域の境界に位置していないと判定される（Ｓ５０７：ＮＯ）。この場合、Ｓ５０８に移行して、算出誤差値ＰＥとＰＷＭ誤差値とが加算されて誤差値γが出力される。以降の処理は実施形態１と同様のため、説明を省略する。

このように、本実施形態における誤差算出処理では、注目画素がスクリーン領域の境界に位置している場合、当該注目画素に対応する誤差値を０にクリアする。そのため、例えば、スクリーン画像の濃度が高く、スクリーンドット群が隣接する領域のドット群と繋がっている場合であっても、スクリーン領域の境界で自動的に誤差値γがクリアされるので、スクリーン単位の濃度は一定に保たれることになる。

［その他の実施例］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

Claims (8)

1. 入力画像データに所定のスクリーン角度が生じるように量子化を行い、スクリーン画像を生成するディザスクリーン処理手段と、
   前記スクリーン画像における注目画素の周辺に位置する周辺画素から前記注目画素へと拡散された誤差値を前記注目画素における濃度値に加算する加算手段と、
   前記注目画素における前記誤差値の加算後の濃度値の整数部に応じたパルス幅のＰＷＭ値を算出する第１の算出手段と、
   前記第１の算出手段で算出されたＰＷＭ値に基づいて実際に照射されるレーザー光の光量と、当該ＰＷＭ値に対応する理想のレーザー光の光量とに基づいて、誤差値を算出する第２の算出手段と、
   前記加算後の濃度値から前記整数部を引いた値と、前記第２の算出手段で算出された誤差値の合計値からなる誤差値を周辺画素に拡散する拡散手段と、を備え、
   前記拡散手段は、前記注目画素における濃度値であって、前記注目画素へと拡散された前記誤差値が加算される前の濃度値が０であることに基づいて、周辺画素へ拡散する誤差値を０に設定することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記拡散手段は、前記注目画素における入力濃度値が０の場合、前記注目画素における誤差値を０とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記拡散手段は、前記注目画素において前記誤差値が所定の割合で加算された後の濃度値が１未満の場合、前記注目画素における誤差値を０とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記注目画素における前記誤差値の加算後の濃度値に応じたパルス幅のＰＷＭ値を生成する生成手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記濃度値に応じたパルス幅と、当該パルス幅に対応する前記理想のレーザー光の光量との対応関係は線形を示す
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 入力画像データに所定のスクリーン角度が生じるように量子化を行い、スクリーン画像を生成するディザスクリーン処理ステップと、
   前記スクリーン画像における注目画素の周辺に位置する周辺画素から前記注目画素へと拡散された誤差値を前記注目画素における濃度値に加算する加算ステップと、
   前記注目画素における前記誤差値の加算後の濃度値の整数部に応じたパルス幅のＰＷＭ値を算出する第１の算出ステップと、
   前記第１の算出ステップで算出されたＰＷＭ値に基づいて実際に照射されるレーザー光の光量と、当該ＰＷＭ値に対応する理想のレーザー光の光量とに基づいて、誤差値を算出する第２の算出ステップと、
   前記加算後の濃度値から前記整数部を引いた値と、前記第２の算出ステップで算出された誤差値の合計値からなる誤差値を周辺画素に拡散する拡散ステップと、を備え、
   前記拡散ステップにおいて、前記注目画素における濃度値であって、前記注目画素へと拡散された前記誤差値が加算される前の濃度値が０であることに基づいて、周辺画素へ拡散する誤差値を０に設定する
   ことを特徴とする画像処理方法。
7. ＰＷＭ値のパルス幅に基づいて感光体に照射するレーザー光の光量を制御する電子写真方式の画像形成装置であって、
   入力画像データに所定のスクリーン角度が生じるように量子化を行い、スクリーン画像を生成するディザスクリーン処理手段と、
   前記スクリーン画像における注目画素の周辺に位置する周辺画素から前記注目画素へと拡散された誤差値を前記注目画素における濃度値に加算する加算手段と、
   前記注目画素における前記誤差値の加算後の濃度値の整数部に応じたパルス幅のＰＷＭ値を算出する第１の算出手段と、
   前記第１の算出手段で算出されたＰＷＭ値に基づいて実際に照射されるレーザー光の光量と、当該ＰＷＭ値に対応する理想のレーザー光の光量とに基づいて、誤差値を算出する第２の算出手段と、
   前記加算後の濃度値から前記整数部を引いた値と、前記第２の算出手段で算出された誤差値の合計値からなる誤差値を周辺画素に拡散する拡散手段と、
   前記注目画素における前記加算後の濃度値に応じたパルス幅のＰＷＭ値を生成する生成手段と、を備え、
   前記拡散手段は、前記注目画素における濃度値であって、前記注目画素へと拡散された前記誤差値が加算される前の濃度値が０であることに基づいて、周辺画素へ拡散する誤差値を０に設定する
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. ＰＷＭ値のパルス幅に基づいて感光体に照射するレーザー光の光量を制御する電子写真方式の画像形成方法であって、
   入力画像データに所定のスクリーン角度が生じるように量子化を行い、スクリーン画像を生成するディザスクリーン処理ステップと、
   前記スクリーン画像における注目画素の周辺に位置する周辺画素から前記注目画素へと拡散された誤差値を前記注目画素における濃度値に加算する加算ステップと、
   前記注目画素における前記誤差値の加算後の濃度値の整数部に応じたパルス幅のＰＷＭ値を算出する第１の算出ステップと、
   前記第１の算出ステップで算出されたＰＷＭ値に基づいて実際に照射されるレーザー光の光量と、当該ＰＷＭ値に対応する理想のレーザー光の光量とに基づいて、誤差値を算出する第２の算出ステップと、
   前記加算後の濃度値から前記整数部を引いた値と、前記第２の算出ステップで算出された誤差値の合計値からなる誤差値を周辺画素に拡散する拡散ステップと、
   前記注目画素における前記加算後の濃度値に応じたパルス幅のＰＷＭ値を生成する生成ステップと、を備え、
   前記拡散ステップにおいて、前記注目画素における濃度値であって、前記注目画素へと拡散された前記誤差値が加算される前の濃度値が０であることに基づいて、周辺画素へ拡散する誤差値を０に設定する
   ことを特徴とする画像形成方法。

Images