JPH0321167A - 画像出力装置における階調表示方法 - Google Patents

画像出力装置における階調表示方法

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JPH0321167A
JPH0321167A JP1156258A JP15625889A JPH0321167A JP H0321167 A JPH0321167 A JP H0321167A JP 1156258 A JP1156258 A JP 1156258A JP 15625889 A JP15625889 A JP 15625889A JP H0321167 A JPH0321167 A JP H0321167A
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Toru Tanaka
徹 田中
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Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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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】 A.発明の目的 (1)産業上の利用分野 本発明は画像出力装置における階調表示方法に関し、特
に、再現する画像を微小面積の画素に分割し、その画素
をさらに微小な面積の微画素に分割し、前記画素内にお
いて網点を形成する着色微画素の全微画素に対する割合
によって階調を表示するようにした階調表示方法に関す
る。
(2)従来の技術 従来、印刷機、プリンタまたはデジタル式複写機等の画
像出力装置において、階調をもった画像を表示する際、
擬似的に階調を表示する方法が採用されている。
前記擬似的な階調表示方法では、階調は、画像を微小な
単位画素に分割し、その単位画素内における微小要素(
たとえば、点または線等の着色部分)の占める面積の大
小により、連続的に類似した濃淡が表示される。
そして、前記単位画素内の微小要素として、規則正しく
配列された大小の網点を用いる方法が多く採用されてい
る。
前記網点を用いる方法として、濃度パターン法(すなわ
ち、面積階調法)が知られている。この濃度パターン法
は、原画の1画素に対応する表示側(画像出力装置側)
の1画素を複数の微画素に分割し、その微画素の中から
画素の階調に対応する所定数の微画素を選択し、その選
択した微画素を所定の色(たとえば、黒色)に着色して
表示する方法である。この方法では、前記階調に対応ず
る所定数の着色微画素から網点が形威されている。
前記濃度パターン法では、前記表示側の1画素を形成す
る微画素数に応じた数の階調表示を行うことができる。
たとえば、前記1画素を形威する前記微画素の数を、第
6図に示すように4X4=16とし、各微画素Sで2値
表示を行うとすれば、前記1画素は全部で(4X4)+
1=17の階調数を表示することかできる。すなわち、
各微画素Sが全て無着色のときを第0階調、16個の微
画素Sの中の1個だけが着色したときを第1階調、16
個の微画素Sの中の2個だけが着色したときを第2階調
、・・・、16個の微画素Sの中の16個全てが着色し
たときを第16階調、とすることにより、前記画素を合
計17の階調数で表示することができる。
一般に前記1画素を形成する微画素数をm個とすれば、
表現できる階調数はm−1−1となる。
そして、各階調でどの微画素を着色するかによって、網
点形状が異なるので、表示される画像の品質に差が生し
る。
そこで、前記1画素を構或ずる微画素の中で各5 階調においてどの微画素を着色するかについては、従来
から種々提案されている。
たとえば、着色微画素の定め方は、「画像処理ハンドブ
ック」 (画像処理ハンドブック編集委員会偏、株式会
社昭晃堂、昭和62年6月8日発行、75〜76頁)に
記載されている。そこには、第7A図に示す網点形、第
7B図に示すヘイヤー(Bayer)形または第7C図
に示す渦巻形、等の着色微画素の定め方が記載されてい
る。なお、これらの第7A〜70図において、1つの画
素は複数の微画素Si  (i=1.2,・・・,l6
)から構威されており、各微画素の添字は微画素を着色
していく順序を示している。
ところで、普通、網点を形成する微画素の太きさが画像
出力装置の解像限界に近く設定されている場合、もしく
は高精細の画像を再現する場合、たとえば、網点を形成
する着色微画素数が1個で6 あったり、網点を形或ずる1固まりの着色微画素に微画
素1個分の小さな突出部分が在ったりすると、正確に再
現することが困難となる。したがって、前記第7A図に
示す網点形または第7B図に示ずヘイヤー(Bayer
)形のように解像限界Gこ近い多数の微小な着色微画素
が存在する場合には、画像の再現性が低下し、画質が劣
化し易いという難点が在る。このような難点は、前記第
7C図に示ず渦巻形のように1固まりの着色微画素から
網点を形戊すると、網点が大きくなるにつれて緩和され
る。
(3)発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記第7C図に示す渦巻形において第5
.7.10および13階調を表示する際、微画素Ss 
,S7,S+。およびS 13によって網点に面積の小
さな突出部分が形威される。そして、この微画素1個分
の突出部分も画像の再現性が不安定で、画質が劣化し易
いという問題点を含んでいる。
このような問題点は次の理由によって生じるものと考え
られる。すなわち、微小な着色微画素および1固まりの
着色微画素からの微小な突出部分等は画像として再現す
るために高い解像度が必要であり、このような部分は通
常の画像出力装置においてその再現が不安定であり、画
像の着色面積を所定の値に保って再現するのが困難であ
る。したがって、正確な階調表示が困難になる。
」二記問題点を解決するために網点を形成する1固まり
の着色微画素を突出部を持たない4辺形等の形状とする
ことか考えられるが、このようにすると網点形状の種類
が限られることになり、表示可能な階調数が大幅に減少
するという問題が生してしまう。
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、網点を
形或する1固まりの着色微画素を微小な突出部をできる
かぎり持たない形状としながら多段階の階調表現を可能
とすることを課題とする。
B.発明の構或 (])  課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明の画像出力装置にお
ける階調表示方法は、画像を微小面積の画素に分割し、
その画素をさらに微小な面積の微画素に分割し、前記画
素内におUる1固まりの着色微画素によって網点を形威
するとともに、この網点を形或する前記1固まりの着色
微画素の全微画素に対する割合を変化させ、且つ前記1
固まりの着色微画素の一部を多値表示することによって
階調を表示する画像出力装置における階調表示方法にお
いて、 前記多値表示する着色微画素を4辺形形状に形威した網
点の1辺に沿って配列するとともCこ、こ9 の多値表示する着色微画素の着色面積の総和壱竹色微画
素1個の面積の整数倍に設定したことを特徴とする。
このとき、前記多値表示する着色微画素を各網点の副走
査方向の一辺に沿って配列することが好ましい。
(2)作 用 前述の構成を備えた本発明の画像出力装置における階調
表示方法は、網点を形或ずる1固まりの着色微画素の一
部を多値表示する際、この多値表示する着色微画素を4
辺形形状に形成した網点の1辺に沿って配列しているの
で、網点は画像の再現性低下の原因となる微小な突出部
分をもつことがない。そして、前記多値表示する着色微
画素の着色面積の総和を着色微画素1個の面積の整数倍
に設定しているので、低濃度階調から高濃度階調までの
各階調の濃度が−・定の間隔で滑らかに変化10 ずる。
また、前記多値表示する着色微画素を各網点の副走査方
向の一辺に沿って配列すれば、各網点を形戊するための
アルゴリズムが簡略化される。
(3)実施例 以下、図面に基づいて本発明による画像出力装置におけ
る階調表示方法の第1実施例について説明する。
第2図は本発明を適用したデジタル複写iFの全体説明
図である。デジタル複写iFは、機械本体部F1とこの
機械本体部F,の上面にヒンジ連結されたカバーF2と
から構成されている。
前記機械本体部F,は、その上面に透門ガラスから構威
されたプラテン(原稿置き台)1を備えている。このプ
ラテン1の下方には、露光用光学系2が配設されている
。この露光用光学系2は、移動可能なランプユニッ1〜
3を有しており、このランプユニット3は、原稿照明用
のランプ4と第1旦ラー5とが一体化されて構威されて
いる。また、前記露光用光学系2は、前記ランプユニソ
ト3の移動速度の1/2の速度で移動する移動ミラーユ
ニット6を有している。この移動ミラーユニット6は、
第2ξラー7および第3ミラー8から構成されている。
また、前記露光用光学系2は、レンズ9、第4珈ラー1
0等をもイ4’lyでいる。そして、前記ランプユニッ
1・3が原稿に対して平行に前後方向に移動し、前記移
動ミラーユニソト6が前記ランプユニット3の移動速度
の1/2の速度で1/2の距離だけ移動すると、原稿と
レンズ9との間の距離番よ一定に保たれるので、その間
、前記ランプ4によって照明された原稿の反射光は、前
記露光用光学系2を通り画像読取部11において収束さ
れるように構威されている。
画像読取部11では、前記原稿の各画素における反射光
量を電気信号に変換する。この電気信月は濃度データと
して後で詳述する画像処理部12に送信される。画像処
理部12では、濃度データを網点の面積率に変換すると
ともに、後述のレーザスキャナ13でラスク画像として
出力できるように、各走査線毎の2値のデータとして変
換する。
このデータにしたがってレーザスキャナl3から出射さ
れるレーザ光14が変調されることにより画像がドラム
上の感光休l5に書き込まれる。
前記感光体15の周囲には、その感光体l5の回転方向
に沿って帯電用チャージャ16、現像ユニット17、転
写用チャージャ18およびクリーナユニット19等が配
設されている。また、前記機械本体部F1には、転写用
紙収納1・レイ20と、この転写用紙収納トレイ20内
の転写用紙を前記感光体l5と前記転写用チャージャ1
8との間に供給する給紙機構21が配設されるとともに
、前13 記感光体15と転写用チャージャ18との間を通過して
転写の終了した転写終了紙を感光体15から剥離させて
搬送ずる搬送機構22も配設されている。さらに、機械
本体部F1には、前記搬送機構22によって搬送された
転写終了紙を定着する定着ユニット23と、この定着ユ
ニット23から排出された転写終了紙を受け取る排紙ト
レイ24が配設されている。
第3A図は、前述の画像処理部12の具体的構威の一例
を示すブロック図である。この画像処理部12は、第4
A図に示すように、画素を形威する微画素S.〜S 4
4がスクリーン角度O度の4×4のマトリックスからな
り、また、後で詳述するように1微画素Sij (i,
j=1.2,3.4)がL。, L,, L2, L.
, L,, L5, L.の7段階のレヘルのパルス変
調により多値表示できるように構成されている。すなわ
ち、第4A図に14 示ず微画素S.〜S44ば、パルス変調による多植表示
(すなわち、微画素Sijへのレーザ光14の照射時間
をL。,L.,,L2,L..,L4,L,,I−6の
いずれかに設定することによる多イ直表示)を行なうた
め、それぞれ6{l7l1の副微画素aa2+ ・・・
,(15.96に分割して走査される。
前記画像読取部11 (第2図参照)は、C C I)
等のセンザにより横威されており、そのアナじIグ階調
信号は、前記画像処理部12のアナログデジタル変換器
121 (第3A図参照)に人力される。
アナログデジタル変換器121は、前記アナログ階調信
号を例えば8ビッ1・のデジタル階調信号に変換する。
ラインハッファ122は、前記テジタル階調信号を1ラ
イン分記憶できる容量を有している。このラインバッフ
ァ122はコン1・ローラ123により、その読出し、
害込ろが制御される。
前記ラインハッファ122に記憶されたデジタル階mQ
 fa号は、単位画素を形或する微画素が本実施例のよ
うに4×4の71・リックスで構威されている場合、1
ラインの画素を出力する間に4回読出される。そして、
読出された信号は、ルックアップテーブル124により
、前記8ビ・ントのデジタル階調信号から階調数17を
表示するのに十分な5ビットのデジタル階調信号ro0
00.OJ〜「10000」に変換される。ルックアッ
プテーブル124は、ROM,RAM等の記憶阻止によ
り構或され、入力信号をアドレスとして、そのアドレス
に記憶されているデータを出力信号とする。
そのため、原稿から読取った信号を再現する間の非直線
性、例えば、画素の黒色化された面積率と濃度との非直
線性を考慮したデータを記憶させておくことにより、そ
の非直線性を補正するための階調再現補正器(Tone
 Reproduction Corrector)と
して動作する。そして、ルックアップテーブル124の
出力信号は、第O階調を表示する場合にはro0000
Jであり、第l階調を表示する場合にはr00001J
であり、・・・、第16階調を表示する場合にはrlo
000」となる。
コンl− o−ラ123はカウンタ等で横成されており
、前記レーザ光14(第2図参照)が各副微画素a I
 +  a 2 + ・・・,QS.Q6を走査するタ
イミングと同期したXクロンク信号、レーザ光が各画素
(4微画素)を走査する毎に発生ずるX IJセット信
号、前記レーザ光が感光体15上を1ライン走査する毎
に発生ずるYクロソク信号、4ライン(すなわち、副走
査方向に並んだ4微画素(1画素)を含むライン)走査
する毎に発生するYリセット信号、■ページのプリン1
・の先頭に発生ずるページクリア信号、各ライン走査の
先頭に発生ずるラインクリア信号、により動作する。こ
れらの信号の発生タイミングは第3B図、第3C図に1
7 示されている。
リングカウンク125はコン1〜ローラ123の出力ず
るタイくング信号をカウントし、5ビッ1・のxアドレ
ス信号rx.,xa, χ2,X,,XOJ(第3B図
参照」を繰返し出力する。また、リングカウンク126
はコントローラ123の出力するタイミング信″弓をカ
ウンl− L、2ビッ1・のYアトレス信号「Y+ .
 Yo J  (第3C図参照)を繰返し出力する。そ
して、第4A図に示すように、前記X7 } 1/ス’
X4 ,  X3 .  X2 ,  Xx0」は「0
0000」〜「10111」のいずれかの値となり、Y
アドレスrY,,YoJは「00」〜「11」のいずれ
かの値となり、その値により24×4の71・リックス
におけるどの副微画素aI +  a2 )・・・.q
5.q6であるかが特定される。
前記ルックアンプテーブル124、およびリン18 グカウンタ125,126の出力信号はフォ71一メモ
リ127のアドレス指定信号として入力される。フォン
トメモリ127はROM等の記憶素子で構威されており
、そのデータは各副微画素a1”2+ ・・・l  q
sl  q6についてレーザ光l4の照射「1」、およ
び非照射「0」を特定するための1ビッ1・のデータで
ある。すなわち、第4n図に示すように、フォン1・メ
モリ127のデータは、前記ルックアップテーブル12
4の出力信号によって網点P。,P16が特定され、前
記リングカウンタ125,126の出力信号によって各
副微画素a+ +  82+ ”’+  qs +  
qbのx,yアドレスが特定され、それぞれの副微画素
al +  a2 + ・・・qs.qbに対応してレ
ーザ光14の照射・非照射が決定される。そして、上述
のフォン1・メモリ127の出力信号によりレーザスキ
ャナ13のレーザ変調器を制御し、パルス変調したレー
ザ光14が照射される。
次に、前述の構成を備えた本発明の第1実施例の作用を
、主として第1図および第4B図により説明する。
第1図は、第0階調から第16階調までの17種の階調
において、各網点P。−Pl6を構成ずる着色および無
着色微画素Sll〜S44の配列と、その着色状態を示
すものである。
ルックアップテーブル124の出力信号が第0階調を表
示する場合には、各微画素Sll〜S44の副微画素a
l+a2+ ・・・+  qs +  q6に対応する
フォントメモリ127の出力信号は第4B図に示すよう
に全て「0」となる。したがって、レーザ光14の照射
時間は全微画素S.〜S44についてL.(非照射)と
なって網点P。は無着色となる。
ルックアップテーブル124の出力信号が第1階調を表
示する場合には、フォン1・メモリ127?出力信号の
うち、微画素S2■の副微画素f1〜f6に対応するも
のが「1」となり(第4B図参照)、他は全て「0」と
なる。したがって、レーザ光14の照射時間は微画素S
2■についてL6(微画素全体を着色する時間)となり
、他の全ての微画素についてはL。(非照射)となる。
これにより、網点P,は微画素S2。のみが着色される
また、ルックアップテーブル124の出力信号が第2階
調を表示する場合には、フォンI・メモリ127の出力
信男のうち、前記微画素S2■の副微画素f.−f6に
加えて、微画素S3■の副微画素j+−j6に対応する
ものが「1」となり、他は全て「O」となる。したがっ
て、網点P1は1固まりになった2個の微画素S2■.
S3■のみが着色される。
さて、ルックアップテーブル124の出力信号が第3階
調を表示する場合には、フォン1・メモリ21 ?27の出力信号のうち、前述の第2階調における2個
の微画素S2。,  S3■に加えて、微画素S21の
6個の副微画素gl−gbのうちの3個の副微画素g+
 ,gz+  gaと、微画素S13の6個の副微画素
k1〜k6のうちの3個の副微画素k1,kz,k3に
対応するものが「1」となり、他は全て「0」となる。
これにより、微画素S23および微画素S33を着色す
るレーザ光14の照射時間はL3とされ、その微画素S
 231  3 33の面積の半分、すなわち副微画素
3個分だけが着色される。したがって、網点P,の形状
は第1図に示すように網点P2の形状を右側に延長し.
た4辺形形状となり、しかも、その着色面積の増加分の
合計は微画素1個分に等しくなるため、第2階調から第
3階調への滑らかな階調変化が達威される。
微画素を構戒する複数の副微画素の一部のみを22 ?色して階調を表示する方法は、上述の第3階調の他に
、第5.7,8,10.11階調において用いられる。
例えば、第10階調(第1図の網点1),。参照)にお
いては、3個の微画素S 14,S 24S34を着色
ずるレーザ光の照1・1時間がL2とされ、それぞれ2
個の副微画素d,,d2,h,,I+■f!.I,p.
2が着色されている。そして、上記着色された6個の副
微画素d+ ,dz,h+ ,+12I!.1.ILz
の面積の合計は微画素1個分に等しくなり、第10階調
の網点P,。は第9階調の網点1),に比べて着色微画
素1個分だけ着色面積が増加する。
また、第11階調においては前込の第10階調における
3個の微画素3131  323,  Sl+を着色ず
るレーザ光の照躬時間がL4とされ、それぞれ4個の副
微画素d,−d<,h+〜h4,l1〜C4が着色され
ている。これにより、第l1階調の網点Pl1の着色面
積は、第9階調の網点P,に比べて着色微画素2個分だ
け、また第10階調の網点PIOに比べて着色微画素1
個分だけ着色面積が増加し、滑らかな階調変化が達成さ
れる。
レーザ光14のパルス変調により階調を表示する第3.
5,7,8,10.11階調においては、その一部のみ
が着色される微画素が、全体が着色される微画素の右側
に位置するように設定されている。すなわち、前記一部
のみが着色される微画素は網点の副走査方向の一辺に沿
って配列されている。これにより、各網点を形或ずるた
めのアルゴリズムを簡略化することができる。
次に、前述の第1実施例に特有の効果を述べる。
前述の実施例によれば、ルックアップテーブル124に
より非直線性の補正を行うことができる。
さらに、ルックアンプテーブル124をRAMで構成し
た場合には、その記憶データを変更することにより、ネ
ガボジ反転、特定の階調の強調等の各種の画像処理を容
易に行うことができる。
第5図は、本発明の第2実施例の網点を示している。こ
のような網点は前記第1実施例のフォン1−メモリ12
7(第3A図参照)のデータ(第4B図参照)を変更す
ることにより容易に表示することができる。
なお、上記第1の実施例においては網点PI2〜Pl5
が、また第2の実施例においては網点P 13〜P15
が突出部を存しているが、このような高濃度階調では網
点の形状が太き《なるため、前記突出部が画像の再現性
に及ぼず影響は実質的に無視することができる。勿論、
前記高濃度階調の網点に対して多値表示を適用し、全て
の網点を突出部を持たない4辺形形状とすることも可能
である。
以」二、本発明の実施例を詳述したが、本発明は前記実
施例に限定されるものではなく、特許請求25 の範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々の
小設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施例においては本発明をデジタル複写機に適
用した例を示したが、これをレーザプリンタに適用する
こともできる。また、感熱プリンタ、インクジェットプ
リンタ等の網点により階調表示が可能なものであれば、
どのような画像出力装置でも適用することができる。そ
の場合には、レーザ光の照射時間をサーマルヘットの通
電時間、インクミス1・の量等に対応させればよい。
また、実施例では画素を形威する微画素を4×4のマト
リンクスで構或するとともに、レーザ光の照射時間を5
段階(Lo .  L2 ,  I−3 , T−a 
,I−6)に変化さーU”で(ずなわら5段階に多僅表
示させて)合計l7階調の表示を行っているが、他のマ
トリックスサイズ、他の段階の多値表示を用いてもよい
。その場合に番31、それらの数に対応し26 たビット数の構成を用いればよい。さらに、ビット数を
8ビットとして、各構成を入手しやすい汎用のものを用
いて、その下位ビッl・または上位ビットのみを使用す
ることも当然可能である。
また、実施例ではモノクロ表示を示したが、カラー表示
の各色に適用することも可能である。
C.発明の効果 前述の本発明の画像出力装置における階調表示方法によ
れば、網点を4辺形に配列した1固まりの着色微画素の
集合体により構或することができるので、この網点は微
小な突出部分をもつことがなく、そのために画像の再現
性を向上させることができる。また、前記4辺形の辺長
を変化させることにより網点の面積を任意に選択するこ
とができるので、多数の階調を表示するとともに、その
各階調の濃度差(着色面積差)を一定の値で変化させる
ことができる。
また、各網点を表示する際、多値表示する着色微画素を
副走査方向の一辺に沿って配列ずれば、各網点を形成ず
るためのアルゴリズムを簡略化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による階調表示方法の第1実施例の各階
調毎の網点を示す図、第2図は本発明を適用したデジタ
ル複写機の全体説明図、第3A図はその画像処理部の構
戒を示す図、第3B,3C図は第3A図に示された各作
動信号のタイミングチャート、第4A図は同実施例のχ
,Yアドレスと微画素および副微画素の関係を示す図、
第4B図は同実施例のフォントメモリに記憶されたデー
タを示す図、第5図は本発明の第2実施例の各階調毎の
網点を示す図、第6図および第7A〜70図は従来の説
明図で、第6図は画素を構成する微画素の説明図、第7
A,7B,7C図は従来の網点形状の説明図である。 14・・・レーザ光、S Il+  S44・・・微画
素、P0〜Pl6・・・網点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)画像を微小面積の画素に分割し、その画素をさら
    に微小な面積の微画素に分割し、前記画素内における1
    固まりの着色微画素によって網点を形成するとともに、
    この網点を形成する前記1固まりの着色微画素の全微画
    素に対する割合を変化させ、且つ前記1固まりの着色微
    画素の一部を多値表示することによって階調を表示する
    画像出力装置における階調表示方法において、 前記多値表示する着色微画素を4辺形形状に形成した網
    点の1辺に沿って配列するとともに、この多値表示する
    着色微画素の着色面積の総和を着色微画素1個の面積の
    整数倍に設定したことを特徴とする画像出力装置におけ
    る階調表示方法。
  2. (2)前記多値表示する着色微画素を、各網点の副走査
    方向の一辺に沿って配列したことを特徴とする請求項(
    1)記載の画像出力装置における階調表示方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011253104A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置、画像形成方法、および、スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP2016198955A (ja) * 2015-04-10 2016-12-01 富士通コンポーネント株式会社 サーマルプリンタ

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JP2011253104A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置、画像形成方法、および、スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
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