JPH0224167A - 中間調画像再生方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子印刷機、特にこれらの印刷機用の改善さ
れた中間調画像再生方法に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

従来の電子写真式複写機は、原稿の連続的階調の忠実な
又は満足な複写を行うことはない。光導電体の通常の放
電特性と電子写真現像装置のべた領域現像に対する現像
能力が組み合わさって急峻な傾斜及び狭い範囲を持つ調
子再現曲線（ＴＲＣ）を生じる。結果として、複写は洗
い出しノ・イライト及び現像過度暗部を伴う。グレース
ケール再生を改善するために使用される通常の技術は、
光導電体上に微細な、空間的変調電圧パターンを生成す
るために透過性スクリーンを通してこの光導電体を露光
することである。この変調電圧パターンの現像は、入力
グレースケールの緩い傾斜及び拡張された範囲を持つ調
子再現曲線を生み、したがってこれに対応する変化をそ
の出力に生じる。その結果、より忠実又は満足すべき複
写が得られる。

同様の効果は、画像のディジタル印刷に使用される電子
写真印刷機によって採用される中間調処理においても見
られる。ここでは、画像は黒又は白斑点からなる質感（
テクスチャ）パターンで以て形成され、この質感は明視
の距離から観察するとき灰色の印象を与える。もし中間
調周波数と区別可能の灰色濃淡段の数が共に高いならば
、印刷画像は眼に満足すべきものであろう。２値電子写
真印刷機に採用されている中間調再生方法は、伝統的に
２値である、すなわち、レーデ書込みは２つのレーデ強
度値、例えばオン及びオフを使用している。

２値電子写真印刷機の印刷品質の評価に邑たりては、２
つの測定が重要であシ、これらは、中間調周波数（すな
わち、直線距離１インチ、すなわち２．５４Ｃ１ｔ１当
たシの中間調セルの数）及び区別可能の灰色濃淡段の数
である。正しく許容可能な程度の中間調粒状性を持つ画
像の複写を作成するためには、ページの対角線に沿い測
定された２、５４ｃｙｔ”４た多少なくとも６５　（２
５，６セル／ｃＩ１１）の中間調セルが要求される。良
好な品質の中間調複写は約１００セル／　２．５４０１
１　（３９，４セル／［）を要求し、一方高品質の雑誌
では、普通１５０セル／２．５４（ｍ　（５６，８セル
／傭）以上を要求する。

画像複写における区別可能の灰色濃淡段の必要な数は、
狭い間隔を置いた濃淡を区別する視力に依存する。人間
の眼は、明視の距離において空間周波数が１サイクル／
鴎に近いとき約０．５％の反射率変調を検出できること
、が判明している。そしてこのような知覚変調を丁度逆
にしたものが、人間の眼が知覚することのできる濃淡段
の最大数である、と解されている。印刷産業における目
安は、許容可能な画像は２．５４引当たシロ５（２５，
６／ｃ１１）灰色濃淡段を含むものとしている。良好な
品質に対しては、１００／２．５４ｚ（５９，４／ｃＩ
ｎ）以上の数の濃淡段が望まれる。

しかしながら、２値印刷機においては、濃淡段の出力最
大数は、中間調セル当たシの画素数（ｐ）Ｋ１を足した
数に限定される。したがって、典型的な、８ｘ４の長方
形中間調セルの場合、ｐ＋１＝６６の出力濃淡段数とな
る。よシ高い中間調周波数になると、セル当たりに画素
数はさらに少なくなシ、シたがって、よ）少ない濃淡段
しか発生しない。これは２値印刷機の、基本的な制約で
ある。

先行技術においては、ガントラッシュ（Ｇｕｎｄｌａｃ
ｈ）に許与された米国特許第４，０７８，９２９号が２
色印刷装置を開示してお）、この装置に２いては３値帯
電パターンが生成され、例えばレーデビームを変調する
ことによって正及び負トナー粒子を使用する２色現像剤
による選択現像を可能にしている。また、ディジタル複
写機の基本（Ｆｕｎｄａｆｎｅｎ　ｔａ−１ａ　ｏｆ　
Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｐｌｅｒ）　（キャノン−１９８
４年１０月発行）は、中間調濃度処理について論じてお
夛、この場合、黒及び白画素が異なる組み合わせて配置
されることによって一連の灰色濃淡段を発生する。さら
に、この刊行物に記述されている６値打号化装置におい
ては、個々のセルの画素には、全部白又は全部黒いずれ
かである画素の他に、２分の１だけ白又は２分の１だけ
黒である画素が含まれる。他の２色装置が、亀山他に発
行された米国特許第４．６１０，５１８号に開示されて
いる。

この特許においては、２サイクル処理が複写を印刷する
のに使用される。帯電、露光及び現像の第１サイクル中
に第１色画像が作成される。帯電、露光及び現像の第２
サイクル中に第２色画像が第１色画像上に作成される。

これに続いて、形成済みの２色画像が複写シートに転写
される。オオクｄｅ　（Ｏｈｋｕｂｏ）他に許与された
米国特許第４，４５４．４６１号は、多重値印刷機を開
示しておシ、この印刷機は制御回路を含みこれでレーデ
ダイオードを制御して多重値画像信号に応答してこのレ
ーデの出力ヒ−Ａ　強度を変動させておシ、一方、ツア
オ（Ｔｓａｏ）に許与された米国特許第４．６５１，２
８７号に開示されている装置においては、印刷精度を向
上するためにレーデビームのドツト寸法又はドツト強度
のいずれかをプリセット・アルヒリズムに従って制御す
る。ま□た、ユイ（Ｙｕｉ）他に許与された米国特許第
４，６５０．９１８号は、画像コントラストを制御する
目的のため現像剤バイアス電圧及び露光強度の双方を調
節する制御を開示している。

〔発明の要約〕

上に挙げた先行技術とは対照的に１本発明は１つ以上の
露光値において画素を露光する「多重レーデ」を使用す
る。この結果生じる多重値帯電パターンが、次いで現像
されることによって高品質の画像印刷を作成する。２値
画素を使用しないで多レベル画素を使用する結果、実質
的に大きな数の独特の中間調セルを生じ、その平均反射
率が知覚輝度スケールに沿って均等に配列される。この
ような理想的なセル得るために、基準（最適）画素反射
率値が使用される。

本発明は、中間調再生処理用の改善されたセル構造を提
供するもので、次を含む、すなわち、画素を含むセル、
所定パターンか又はセルが全体的に観察されるとき観察
者にプリセット平均灰色反射率レベルの印象を与えるよ
うに入力画像に最適に４ノ 整合するパーンに配置された画素、を含みこのようなセ
ルを構成するこれらの個々の画素は少なくとも５つの異
なる可能な反射率レベル又は輝度レベルを有する。

本発明は、さらに原稿画像を走査しかつ原稿画像の画素
（ヒフセル）の画像グレースケール−レベルに対応する
画像データの人力アレイを生成する画像入力装置、画像
データの入力アレイを受信しかつ画像印刷レベルの出力
アレイを計算する処理装置を含む画像再生装置を提供し
、これらの印刷値の各々が一定数の画素反射率レベルの
１つに対応しておシ、この処理装置は白から黒に至る範
囲に渡夛逐次灰色反射率レベルを通して反射率レベルの
階段状の列を発生するのに適合した中間調セルの配列を
含み、これらのセルの各々は複数の画素を有し、これら
の画素は白反射率レベル、黒反射率レベル、又は灰色反
射率レベルのいずれかを有し、各セル内の灰色反射率レ
ベルを有する画素と黒反射率レベルを有する画素の比又
は灰色反射率レベルを有する画素と白反射率レベルを有
する画素の比は、中間調セルの配列内で白から黒に至る
範囲に渡シ実質的に均等に変化する平均反射率レベルの
列を生じるように選択される。またこの再生装置は、画
素を印刷することのできる印刷装置を含み、これらの画
素の各々は、白反射率レベル、黒反射率レベル又は灰色
反射率レベル０１つく対応する反射率レベル又は輝度レ
ベルを有し、これによってグレースケールレベルに対応
する画像印刷レベルの配列を印刷する。

〔実施例〕

付図のうちの第１図及び第２図を参照すると、本発明の
４値中間調再生装置を内蔵する実施例の電子写真印刷機
１０が示されている。印刷機１０は、電子写真処理部１
２、原稿走査部１３、及び画像印刷部１４を含み、後者
の含む可変強度作像光ビーム１６は電子写真部１２の受
光器２０を横断して走査を行い、その結果、以下に明ら
かだされるようＫ、印刷のための４値露光を行う。

電子写真部１２は、受光器２０を含み後者はここでは駆
動ベルト支持ローラ２２と遊びベルト支持ロー２２３間
に張られた継目なしベルトの形で示されておシ、このベ
ルト上に入力画像信号の表示する静電潜像が生成される
。ベルト支持ローラ２２．２３は、適当な装置（図には
示されていない）によって所定の取シ付は箇所に回転可
能に載持されている。ローラ２３は、適当な駆動モータ
（図には示されていない）によって駆動されて受光器２
０を実線の矢印によって示される方向へ運動させる。受
光器２０は、継目なしベルトの形に示されているけれど
も、ドラムのような他の形状のものも考えられる。

受光器２０は、適当な柔軟性電気的導電性内側層又は基
板の上にセレンなどのような外部光導電層を添えたもの
を含む。受光器２０は、不透明、すなわち、光に不透過
性、或は全体的又は部分的に透明でもよい。実施例の受
光器２０は、典型的にアルミニウム製基板を有し、こ九
によってこの受光器は不透明にされている。しかしなが
ら、ガラスのような他の基板材料も考えられ、このよう
な場合には、受光器は全体的に又は部分的に透明にされ
る。セレン以外の受光器材料、例えば、有機物のような
ものも、考えられる。１つの有機物型材料としては、セ
レンを内部に分散したポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールの
層にピレンのような電荷輸送化合物を含む透明ポリマ表
面被覆を施したものを有するアルミめっきされたマイラ
基板がある。

コロナ帯電装置３０は、コロトロンとして周知のもので
あって、帯電ステーション３１において、受光器２０の
近傍に機能的に配置されている。コロナ帯電装置３０は
、適当な負高電圧源（−Ｈｖ）に接続され作像準備に当
たって受光器２０上に−様な負電荷を帯電させる。

画像印刷部１４の作像光ビーム１６は、露光点３４にお
いて受光器２０上に入射される。作像光ビーム１６は、
独立の自己変調赤外放射ダイオードレーデ２５から発射
され、作像光ビーム１６の強度は、説明している４値装
置においては６つの可能な値の１つにある。作像光ビー
ム１６は、回転多面体２Ｂによって受光器２０を横断し
て掃弓される。適当なレンズ３２が、作像光ビーム１６
を受光器２０上に結像させる。

現像付属装置３７は、この実施例においては磁気ブラシ
ロールを有し、作像光ビーム１６による露光点３４の下
流で受光器２０と機能的接触を取るように配置されてい
る。現像付属装置３７は、適当な現像剤容器（図には示
されていない）を含み、この容器の内部に現像剤の補給
源及び現像剤現像付属装置３７は、好適には、単一成分
現像剤を使用する非清掃式現像装置を構成し、単一成分
現像剤は、比較的小さい着色材料粒子（以下トナーと呼
ばれる）である。静電力によって、このトナーは、作像
光ビーム１６によって受光器２０上に形成された静電潜
像へこの静電潜像帯電レベルに比例して吸引される結果
、この潜像を現像する。本初発明の配置においては、放
電現像装置が使用され、この場合において、コロナ帯電
装置３０による受光器２０の負帯電に続いて、作像光ビ
ーム１６によって画像領域が画像信号に従って放電せし
められる。トナーは、負に帯電しておシ、したがって、
放電した画像領域へ吸引され、一方、非帯電領域から反
発される。

明らかに、この型式の現像付属装置においては、作像光
ビーム１６０強度が最大のとき、最大現像が起こシ、し
たがって黒画素が得られる。作像光ビームがターンオフ
されると、現像は起こらず、したがって、白画素が得ら
れる。説明している４値装置においては、２つの灰色画
素反射率レベルが要求される。これらは、２つの中間作
像光ビーム強度レベルを供給することによって得られ、
その結果として、対応する中間量の現像を生じて、それ
ぞれ所定の明灰色及び暗灰色画素が生成される。

現像付属装置３７による受光器２０上の静電潜像の現像
に続いて、現像された画像が、転写ステーション４０に
おいて紙などの適当な複写又は印刷シート４１に転写さ
れる。転写を容易にするために、高電圧源（＋Ｈｖ）に
接続され転写用コロナ帯電装置４２が配設されて、受光
器２０上の現像された画像を複写シート４１へ吸引させ
る。転写に続いて、現像された画像は、溶解によって定
着される。あらゆる残留電荷及び（又は）現像剤が消去
ランプ４７及び清掃ブラシ４６でそれぞれ除去される。

印刷機１０の原稿走査部１３において、原稿の反射率を
表示する電気信号の形をした画像データが発生される。

図示されている実施例の配置においては、原稿走査部１
３は透明プラテン６０を含み、処理しかつ印刷しようと
する画像を担持する原稿は手動で又は自動原稿取扱い装
置（図には示されていない）によってプラテン上に置か
れる。

プラテン６０の下で前後に往復運動をするように支持さ
れた適当な往復架台６４が、アレイ７０として表示され
る１つ以上の直線形走査アレイを架台上に載持する。ア
レイ７０は、例えば電荷転送デバイス（ｃｃＤ）のよう
な適当な走査アレイならばどんなものでもよい。往復架
台６４は、ステップモータ（図には示されていない）の
ような適当な可逆駆動装置によって駆動される。この実
施例では、レンズ７２で例示される適当な光学系が、ア
レイ７０を原稿６２の画像の線上に結像する。適当なラ
ンプ７４がアレイ７０によって走査される原稿の線を照
射する。

アレイ７０は、この光学系によシ観察される原稿画像の
各線を逐次アナログ画像信号に変換する。

これらの画像信号は、画像前処理部７６へ出力し、ここ
でこれらの信号がアナログから原稿画像の反射率レベル
を表示する多重ビツトディジタル画素に変換される。前
処理部７６及び処理部７８は、−度に多数の線の画像信
号を記憶し及びこれらに操作を加える。前処理部７６は
、画素を逐次ブロックごとに平均して平均セル反射率レ
ベルを求めるが、このブロックの寸法は中間調セルの寸
法に等しい。例えば、２ｘ４寸法中間調セルが画像信号
を処理するのに使用される場合は、前処理部７６によっ
て処理される画素の各ブロックは、２線幅かつ４画素長
であろう。前処理部７６によって決定される平均セル反
射率レベルは、処理部７Ｂへ出力される。

離散的中間調セルの配列を記憶する。前処理部７６によ
って出力される平均反射率レベルは、多重ピットディジ
タル画像信号の形をしておシ、処理部７８に入力される
。ここで、セル平均反射率レベルが、印刷に適当なセル
を選択する索引表に使用される。処理は逐次ブロックご
とに行われるから、出力用に選択された中間調セルは、
少なくとも、画素の線の処理が完了するまで、例えば適
当なバッファメモリ内に保持される。

説明している４値装置においては、選択された各中間調
セルは、第３Ａ図及び第３Ｂ図に示されるように、４つ
の可能な反射率レベル内の１つを有する画素の多様な組
み合わせから作られている。

処理装置７Ｂは、印刷しようとする中間調セルを表示す
る多重ビツト制御信号を、画素から画素へかつ線から線
へという具合に、線路８０を経由して電源制御装置８１
へ出力する。電源制御装置８１は、この入力制御信号に
応答して電源駆動信号を線路８２−１．８２−２．８２
−３へ出力し、これらの信号は電源８３．８４．８５を
それぞれ選択的に駆動する。

云うまでもなく、画像の微細構造を表現したい所では、
中間調セル内の画素を、処理しようとする画素のブロッ
ク内の元の画素の位置に最善に対応するように処理中に
再配置することが可能である。このことは、選択された
中間調セル内の画素値に各ブロック内の個々の画素値を
整合させることによって達成される。例えば、選択され
た中間調セル内の白画素は元の画素のゾロツク内の最も
白い画素の位置に整合するように中間調セル内に再配置
され、黒セルは同ブロック内の最も黒い画素の位置に整
合するように同じく再配置され、明灰色画素は同ブロッ
ク内の明灰色画素の位置に整合するように同じく再配置
され、また暗灰色画素は同ゾロツク内の暗灰色画素の位
置に整合するように同じく再配置されるであろう。

電源８３．８４．８５は、各々が異なる電力値をダイオ
ードレーデ２５を駆動するために出力しその結果、受光
器２０を露光して、アレイ７０の出力画像信号の画像内
容に従って静電潜像を生成する。説明している４値装置
においては、電源８３は、第ルベルの入力電力をレーデ
２５に供給することによって後者に明灰色に対応する第
１強度レベルの作像光ビーム１６を出力させる。電源８
４は、第２レベルの入力電力をレーデ２５に供給するこ
とによって後者に暗灰色に対応する第２強度レベルの作
像光ビーム１６を出力させる。

また、電源８５は、第３レベルの入力電力をレーデ２５
に供給することによって後者に黒に対応する第３強度レ
ベルの作像光ビーム１６を出力させる。云うまでもなく
、残シの第４レベル、すなわち、白はここに説明されて
いる４値装置においては、電源８３．８４．８５への制
御信号を欠くことを通して達成される。この場合は、ダ
イオード２５は受光器２０を露光せず、したがって現像
点において受光器２０上に残留している電荷は現像付属
装置３γによる現像を起こすには不充分である。明らか
なように、処理部７Ｂの記憶装置７９内に保持されてい
る中間調セルは一連の平均灰色反射率を与えるように選
択され、これらの反射率が強化した画像再生を行う。

個別な電源８３．８４．８５が示されているけれども、
云うまでもなく、説明されたような多様す強度レベルに
おいてダイオード２５を動作させるに適当な電源ならば
、どのようなものでも使用できる。

下に論する代替的６値装置を採用する印刷機が望まれる
場合は、印刷機１０は灰色に対する電源を取シ除くよう
に変更される。

本発明においては、画像の平均灰色反射率（すなわち、
濃淡段）の数は、選択された中間調パターンに群分けさ
れた灰色画素、すなわち灰色画素反射率レベルを通して
有意に増大され、その結果、中間調の空間的連続性を効
果的に向上した印刷を可能くすると共に、不所望な大傷
的偽輪郭Ｃａｒ　ｔｉ　ｆａｃ　を日１ｉｋｅ　ｆａｌ
ｓｅ　、ｃｏｎｔｏｕｒ）、偽信号及びモアレを解消す
る。好適実施例においては、上に説明した型式の４値装
置は、２つの離散的な灰色反射率レベルの画素に加えて
黒及び白の画素を有するものであって、実質的に増大し
た数の濃淡段を与える。第２実施例においては、単一の
灰色画素に加えて黒及び白画素を有するやや簡単な６値
装置が使用される。明らかなように、説明された６値及
び４値装置は同じセル寸法を使用する２値装置よりも実
質的に特有性に富んだ反射率を与える。

例えば、１８画素の寸法を有するセルを使用する２値装
置は１９濃淡段を生じるのに対して、ここに開示された
６値及び４値装置はそれぞれ１９０及び１．６５０　＠
淡段を生じる。さらに、最適の階調再生は、最適の灰色
反射率レベルを使用することによって４値及び６値装置
内で得られる。

第３Ａ図を参照すると、白、明灰色、暗灰色及び黒の画
素反射率を伴う２×４画素長方形セルを有する４値装置
が示されている。全体的に白画素を有するセルから出発
して、明灰色、暗灰色、及び黒画素の比率を規則的に変
化させて行くと、漸進的に暗さを増大し、遂には全体的
に黒画素となる逐次的に濃淡段の異なるセルの列が得ら
れる。

図に示すように、１６５のそれぞれ特有の反射率を有す
るセルが、セル当たり僅か８画素の割合で冗長性を伴う
ことなく、発生される。

第３Ｂ図に示されるように、冗長なセル反射率、すなわ
ち、画素反射率が反射率の範囲を等分（例えば、０．３
５５．０．６６７及び１．０）するように使用されてい
るセル反射率を取シ除くと、特有の反射率を有する中間
調セルの数は著しく減少する。

本発明の目的は、冗長な場合を回避し、特有の反射率セ
ルの数を最大化し、かつ階調再生曲線に沿い均等に配列
されたセル反射率を得ることにある。

１つの中間調パターンに対する特有中間調セル、すなわ
ち区別可能な濃淡段（冗長がないものと仮定する）の数
（Ｎ）を示す解析的表現は、次式によって与えられる。

ｋコ１ ここに、 ｐはセル当たシの画素の数、 ｒは画素当た夛の反射率レベルの数 ４値装置の場合、ｒ＝４、濃淡段の数Ｎｑは、次の弐に
よって与えられる。

ｒ　＝　５である６値装置の場合は、濃淡段の数Ｎｉは
、次の式によって与えられる。

セル当たシ所与の画素数に対する４値及び３値装置によ
って実現される濃淡段の数の例を従来の２値装置と比較
して、第１表に示す。

第　１　表　６値及び４値装置と２値装置との濃淡段数
の比較 ここに提案した４値及び３値装置双方において、濃淡段
の数は中間調セル周波数（２，５４ｃＭａた）セル数、
すなわちｃｐｉ　）及びラスク周波数（２，５４１当た
）斑点数、すなわちａｐｌ　）　Ｋ関連する。典型的な
装置に対しては、ラスク周波数は画素寸法の逆数（すな
わち、ａｐ１＝Δ−１である。長方形中間調セルを仮定
すると、中間調セル周波数（ｃｐｉ）は対角線セル長の
逆数に等しい（ｃｐｉ＝Ｌ−１）。

例えば、長方形セルが対角線パターンに配置されその場
合ｎ　＝　２　ｍ及びセル当たシの画素数ｐ＝２ｍ２と
すると、セル対角線長りは、次の式で表される。

Ｌ＝（（ｎΔ／２）”＋（ｍΔ）Ｓｌ）ｌ／２．２１／
２ｍΔ　　　（４）ここに、ｎはＸ方向におけるセル内
の画素数、ｍ　ＦｉＹ方向におけるセル内の画素数、ｎ
Δ及びｍΔはセル長。

式（４）を変形すると、Ｙ方向における画素数（ｍ）を
決定する式が次のように得られる。

ｍ＝Ｌ／（２１／ａΔ）　　　　　　（５）式（４）と
（５）から、セル当たシの画素数ｐを、次のように決定
できる。

ｐ＝２ｍ２−（Ｌ／Δ）　２　　　　　　　　　　　　
　　（６）ａｐｉ＝＝Δ−１及びｃｐｉ　＝　Ｌ−”で
あるから、式（６）は、次のように書ける。

ｐ＝（ａｐｉ／ｃｐｉ）”　　　　　　　　　　　（７
）式（７）で与えられるセル幽た多画素数ｐを式（１１
〜（３）及び（６）に代入すると、解像度パラメータで
あるｓｐｉ及びｃｐｉを使用して出力濃淡段数を求める
式が得られる。２値の場合は、出力濃淡段数は、ラスク
周波数（ａｐｌ）の二乗に比例しかつ中間調セル周波数
（ｃｐｉ）の二乗に逆比例する。６値及び４値の場合に
は、これらへの依存性はさらに強い。

第４Ａ図及び第４Ｂ図は、本発明による４値及び６値装
置の２値装置と比較した場合の利点を示している。ここ
で、ラスク周波数、例えば３００ａｐｉ及び４００１１
ｐｉの場合、濃淡段数対中間調セル周波数が、２値、６
値及び４値装置についてプロットされている。これらの
曲線は、前掲の式（１）〜（４）及び（６）から計算さ
れた。明らかなように、２値装置の場合、ラスク周波数
等について先に論じ九６５濃淡段数の許容限界内に入ら
ない。単一灰色反射率レベルを有する３値装置を使用す
る中間調処理は、濃淡段の許容数を与えるに必要なの濃
淡段数を生じる。２つの灰色反射率レベルを有する４値
装置を使用する中間調処理は、実質的に画像品質を改善
する。

各中間調セルの平均反射率は、４値又は６値装置のいず
れを使用しても中間調処理の有効性を左右する上におい
て有意な役割を演じる。セルの平均反射率Ｒａｖｅは、
各反射率レベルにおける画素数ｅＬｋｓこれらの画素に
対応する反射率Ｒｋ１及びセル内の画素数ｐの関数であ
る。ｒが画素当たシの反射率レベルとすると、長方形セ
ルの場合、画素数は、次の式で与られる。

セルの平均反射率Ｒａｖｅは、中間調セル内の各画素の
反射率Ｒｋを加算しかつこれをそのセル内の画素数で除
することによって得られる。

Ｒａｖｅ””　ｐ　−１Σ”ｋＲｌｃ　　　　　　　　
　　　　（９）ｋ鴫１ 上に論じた画素の反射率Ｒｋは、公称画素寸法（ラスク
間隔に取る）に渡シ平均された印刷画素の反射率と定義
される。画素領域内でのいかなる反射率の変動も、人間
観察者には無関係に行われるが、これは、人間観察者が
このような小さい構造内の変動を視惑できないからであ
る。印刷される灰色画素の反射率は、幾つかの可能な機
構によって制御される。先に説明した方法は、黒ドツト
寸法又は画素内のトナー積み重ね高さを変動させる。個
々の画素全体の濃度は多重現像装置を使用することによ
ってこれを変動させることができ、この現像装置におい
ては１つ又は２つの灰色トナー及び黒トナーが選択現像
に対して供給される。

式（９）から得られる反射率Ｒｋは、操作されかつ順に
並べられて階調再生曲線（ＴＲＣ）を与えることができ
る。第５Ａ図を参照すると、階調再生曲線を光学譲度出
（Ｄｏｕｔ）対光学濃度入力（Ｄｉｎ）の関数としてプ
ロットすることができ、ここで濃度は、Ｉｌｌ）＝１ｏ
ｇ１ｏＲによって反射率と関係する。Ｄｉユ対Ｄｏｕｔ
プロットを発生するために、利用可能の中間調セルの配
列から特定のセル濃度り。ｕｔ、□が、中央値Ｄｉ。、
ｉ０回シの心出し範囲内にある各Ｄ１ｎＫ対して印刷さ
れ、ここにＤｉｎｌ□＝Ｄｏｕｔ、ｉである。このよう
にして、Ｄ、ｎ対り。Ｕ２曲線が、第５Ａ図を見れば解
るように、実施的に４５°の平均傾斜を有する階段関数
になる。中間調再生に先立ち原稿を適当な索引表を通し
てマツピングできるので、このような中間調の階調再生
曲線を、ディジタル複写機又は印刷機内で４５°の直線
に沿って配置するように発生させることができる。この
索引表を、また特定の灰色範囲内でのコントラストを強
化又は抑制するために使用することができる。中間調の
階調再生曲線は、強化画像を取り上げかつ中間調再生後
の画像階調の再現性を表示する。階調再生曲線内の大き
な段は、原稿画像又は強化画像が反射率の連続的勾配を
有する箇所において偽輪郭が印刷された結果である。

階調再生曲線は、一般に、濃度域内にプロットされるが
、これは人間の視覚応答が濃度内でほぼ線形であルかつ
濃度は反射率から比較的簡単に変換されるからである。

より正確な応答はマンセルバリューＬでちゃ、これは１
ｏから０の範囲を取シかつ次の式によシ近似される（Ｒ
＞０．０５の場合）。

Ｌ　＝　２．４６８　（１００Ｒ）”３−１．６５６　
　　　０１視覚応答はこの域内で実質的に線形であるか
ら、マンセルバリュ−Ｌ内の等距離は輝度範囲全体を通
して等しい差を与える。このことが、偽輪郭を最小化す
る最適階調再生曲線が等しい寸法段を持つ階段関数にな
るというがゆえに１マンセルバリユウーをディジタル印
刷における階調再生曲線をプロットするための好適変数
とならしめる。

灰色画素反射率レベルの選択された組は、特定の階調再
生曲線を生じる。最適階調再生曲線は、グラフ中の段寸
法が最小のときに得られる。これを可能にする灰色画素
反射率レベルは、最適灰色反射率レベルである。第３図
及び第７図は、非最適及び最適画素反射率レベルをそれ
ぞれ示す。白画素反射率レベルは、白い紙の反射率を表
示するように選択されかつ１に正規化されている。黒画
素反射率は、最大濃度を表示する０、０５の値に設定さ
れている。

最適灰色セル反射率レベルは、そのセル内の画素数（ｐ
）に依存する。第８図、第９図及び第１０図は、最適灰
色反射率レベルの画素数ｐへの依存性示す。

６値の最適灰色画素反射率レベルは、次の式を使用する
ことによって近似的に求められる。

％　＝（−５２７１）（ｐ−’）６８　）　Ｔ　　　　
　　　　　　　Ｏυ４値の最適暗灰色及び最適明灰色画
素反射率レベルは、次の式を使用することによって近似
的に求められる。

ＲＤｏ＝　（，１９８６）（ｐ−””）Ｔ　　　　　　
ＵＲＬＧ　＝（Ａ）　（ｐ−”’）Ｔ　　　　　　　　
　ａａここに、領域１＜ｐ＜６に対して、Ａ＝０．４８
２３かっＢ＝−０，１７２５； 領域４＜ｐ＜１０に対して、Ａ＝０．４４２８かっＢ＝
−０，００００４； 領域１１＜ｐ＜１４に対して、Ａ＝０．１５４５かっＢ
＝−０，４０８４； 領域１５＜ｐ＜１６に対して、Ａ＝０．４１かつＢ＝０ 領域１７＜ｐ＜２０に対して、Ａ＝０．０２１１かつＢ
＝１．１７６９゜ 式ｎ、ａｓにおけるＴは、良好な階調再生が達成される
許容範囲であシ、最良階調再生は範囲９≦Ｔ≦１．１の
うちのＴ＝１．０おいて行われる。

第２表は、本発明による４値及び６値装置を使用して得
られる（２Ｘ４）及び（５Ｘ６）長方形セルの場合の最
適灰色画素反射率レベルの例を示す。

第２表６値及び４値装置の最適灰色反射率レベ説明した
ように、多重画素は、セル当たシ僅かな画素数であって
も多数の区別可能な中間調セルを生じる。したがって、
所与の中間調周波数に対して灰色画素を使用することに
よって、印刷機１０のような印刷機が第１１図及び次に
掲げる第３表に表示されたよシも粗い解像度で動作させ
ることができる。これらを参照すると、説明したよりな
４値装置において僅か５００　ｓｐｉの解像度の印刷機
が、遥かに高い解像度（１，２００１１ｐ１　）で動作
する２値装置が行うと同様の階調再生を実質的に果たす
。第１１図において、２値及び４値装置とも同じ中間調
周波数と同じ濃淡段数を有する。

第３表　２値と４値装置との間の比較 低解像度の結果として、４値印刷機の設計は、実質的に
容易になる。さらに、本発明による４イ直及び６値装置
によって、またデータ記憶要件及びデータ伝送速度を有
意に低減することができる。。

このことは、データ記憶要件を決定する次の式によって
示される。

ビット／　６．４５ｃ１ｒ１”　（画素／中間調セル）
Ｘ（セル／６．４５．ｉ２　’）　Ｘ　（ビット／画素
＞　　　（５４１式０４）から、１，５５０８ｐｉの２
値装置は１．８Ｍビット／６．４５ｃｒｎ２Ｃ０，２８
Ｍビット／ｍ２）のデータを記憶する必要があるのに対
し、５００１１ｐｉの４値装置は僅かＫ　Ｏ，１８Ｍビ
ット／　６．４５　ｃＩＲ”（０，０２８Ｍビット／ｃ
１ｎ２）ノデータを記憶スレばよく、すなわち４値装置
は２値装置のデータの僅か１０分の１しか必要としない
。この例は、また、灰色画素を使用するとき、６．４５
ＣＩＭ２当たりのビット数だけが画像品質を決めるもの
ではないということを示す。要求されるデータ速度（ビ
ット／８）が、印刷速度５０．８ｃｌｎ／ａ及び走査幅
２７．９ｃｒＲによって得られると仮定すると、２値装
置は速度４００Ｍビット／８を必要とし、一方４値装置
は遥かに御し易い速度４０Ｍビット／８で、同じ画像品
質を得る。

本発明の最適灰色画素反射率レベルを有する上述の４値
又は６値装置は、他の周知の装置と比較されたとき、画
像粒度を減少する一層小さい中間調セル寸法を使用して
優れた再現性を生じる。ここに説明した４値及び６値装
置は、なおまた、低解像度の使用を可能にしくすなわち
、２．５４＋ｍ当たシ僅かな数個の斑点）、このことに
よってデータ記憶及びデータ伝送要件が軽減されこれに
伴って経費の実質的低減を持たらす。

６値及び４値について示されかつ説明されたけれども、
さらに値を追加する（すなわち５値、６値）ことも考え
られる。

本発明は、実施例の構成を参照して説明されたけれども
、ここに記載された詳細に限定されるものではなく、前
掲の特許請求の範囲に属する修正又は変更を包含するこ
とを主張するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う中間調印刷用４値中間調再生装
置を内蔵する印刷機の概略配置図、第２図は、第１図示
の印刷機に使用される画像処理及び中間調発生構成要素
のブロック崖図、第３Ａ図は、１６５灰色濃淡段を与え
る非冗長２Ｘ４画素を含む長方形中間調セル表示の平面
図、第３Ｂ図は、２５灰色濃淡段を与える冗長２×４画
素を含む長方形中間調セル表示の平面図、第４Ａ図は、
５００　ａｐｉの場合の灰色濃淡段数対中間調周波数を
比較するグラフ図、 第４Ｂ図は、４００　ｓｐｉの場合の灰色濃淡段数対中
間調周波数を比較するグラフ図、 第５Ａ図は、濃度域内でプロットされた階調再生曲線（
ＴＲＣ）のグラフ図、 第５Ｂ図は、マンセル域内でプロットされた階調再生曲
線（ＴＲＣ）のグラフ図、 第３Ａ図〜第３Ｃ図は、最適化前の２値、６値、及び４
値中間調再生装置の各２Ｘ４画素セルについての階調再
生曲線をそれぞれ描いたグラフ図、第７Ａ図〜第７Ｃ図
は、最適化後の２値、６値、及び４値中間調再生装置の
各２Ｘ４画素セルについての階調再生曲線をそれぞれ描
いたグラフ図、第８図は、６値の場合の最適灰色画素反
射率レベルとセル内画素数とを比較表示するグラフ図、
第９図は、４値の場合における暗灰色画素反射率レベル
について最適灰色画素反射率レベルとセル内画素数とを
比較表示するグラフ図、第１０図は、４値における明灰
色画素反射率レベルについて最適灰色画素反射率レベル
とセル内画素数とを比較表示するグラフ図、 第１１図は、マンセル域内で同じ灰色濃淡段数を有する
２値と４値中間調再生装置の比較グラフ図、である。 １０：印刷機 １２：電子写真処理部 １３：原稿操作部 １４：画像印刷部 １６二作像光ビーム ２０：受光器 ２２：ベルト（受光器）支持ローラ ２５：ダイオードレーデ ３０：コロナ帯電装置 ３１：帯電ステーション ３２：レンズ ３４：露光点 ３７−：・現像付属装置 ４０：転写ステーション ４１：印刷シート ４２：転写用コロナ帯電装置 ４６：清掃ブラシ ４７：消去ランプ ６０ニブラテン ６２：原稿 ６４：往復架台 ７２：レンズ ７４：ランプ ７６二画像前処理部 ７８：処理部 ７９：記憶装置 ８１：電源制御装置 ８３〜８５：電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）画像を走査し、かつ、該走査と時間的に関連
   を取つて、前記画像内における逐次観察された要素領域
   の濃度を表わす画像信号を発生するステップと、 ｂ）二次元マーキング・マトリクス内のマーキング・セ
   ルの配置であつて、観察者によつて観察されるとき前記
   画像内の関連する要素領域の観察印象に近似する観察印
   象を観察者に与えるような前記マーキング・セルの配置
   に対応して配列された情報ビットを有し、かつ該配置に
   対応した順序に前記画像信号を変換するステップと、 ｃ）白反射率、第１灰色反射率、第２灰色反射率、黒反
   射率にそれぞれ対応する所定の第１信号レベル、第２信
   号レベル、第３信号レベル及び第４信号レベルを有する
   複数の画素によつて前記マーキング・セルの各々を形成
   するステップと、 ｄ）前記第１信号レベル、第２信号レベル、第３信号レ
   ベル及び第４信号レベルにそれぞれ対応する離散的な第
   １帯電レベル、第２帯電レベル、第３帯電レベル、第４
   帯電レベルを与えるように受像部材に選択的にマーキン
   グを施す間に所定の第２パターンに従つて相対走査運動
   を発生するステップであつて、前記第２パターンは原稿
   画像の中間調再生のために隣接し合う二次元マーキング
   ・マトリクスの組を集合的に構成するマーキング・セル
   のフィールドの全構成要素を逐次マーキングする前記相
   対走査運動を発生するステップ、ｅ）前記白反射率、第
   １灰色反射率、第２灰色反射率、黒反射率を生じる前記
   第１帯電レベル、第２帯電レベル、第３帯電レベル、第
   ４帯電レベル及び前記中間調画像再生を表示する逐次前
   記二次元マーキング・セルに応答して前記受像部材を現
   像するステップと、 を包含することを特徴とする中間調画像再生方法。