JPH04286463A - 中間調印刷装置及び表示装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画素の組合わせで画像
を形成する中間調印刷装置及び表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種の印刷装置や表示装置等で高
品質な画像を表現するために、各種の中間調表現方法が
実用化されている。例えば、ディザ法と呼ばれる中間調
表現方法は、一般的に黒白のような二値表現の画素から
数段階の濃度表現を行なうようになっている。つまり、
黒白の矩形の画素などを３×３等に縦横配列したマトリ
クス画素を形成し、このマトリクス画素の中央の画素か
ら周囲の画素に向かって順次大きい閾値を設定し、この
ようなマトリクス画素を画像領域内に縦横に配列してお
く。そして、表現する画像を画素単位に分割して濃度を
検出し、これを対応する位置の画素の閾値と比較して黒
白を表現する。このようにすることで、黒白の画素から
中間調を表現することができる。なお、このようにマト
リクス画素の中央の画素から周囲の画素に向かって閾値
を順次設定したディザ法はドット集中型と呼ばれており
、これ以外にもマトリクス画素内の閾値の設定順序を分
散させたドット分散型などが提案されている。

【０００３】発光強度が可変自在な表示装置や印刷画素
の濃度が可変自在な印刷装置などでは一画素単位で中間
調表現を行なうものがあり、このような中間調表現が可
能な印刷装置としては本出願人が特開平２−２７４５７
０号公報や特開平２−２７４５７１号公報に開示した端
面発光型ＥＬプリンタがある。そこで、このような端面
発光型ＥＬプリンタ１を図３ないし図７に基づいて説明
する。まず、この端面発光型ＥＬプリンタ１では、図３
に例示するように、ホストコンピュータ等の外部機器（
図示せず）から入力される印刷データを転送するプリン
タコントローラ２がインターフェイス３に接続され、こ
のインターフェイス３に第一・第二のアドレスカウンタ
４，５と基準クロック発生部６とが接続されたコントロ
ール回路７を介してタイミングコントローラ８が接続さ
れている。また、前記インターフェイス３は、各々スリ
ーステート９〜１２が入出力部に接続された二個のＲＡ
Ｍ（Ｒａｎｄｏｍ　　ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１３
，１４に第一のデータ処理回路１５を介して接続されて
おり、前記ＲＡＭ１３，１４にはコントロール回路７と
前記第一・第二のアドレスカウンタ４，５とがセレクタ
１６を介して接続されている。さらに、前記ＲＡＭ１３
，１４は、前記タイミングコントローラ８が接続された
第二のデータ処理回路１７に前記スリーステート１１，
１２を介して接続されている。

【０００４】また、前記第二のデータ処理回路１７と前
記タイミングコントローラ８とが接続された駆動ＩＣ（
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　　Ｃｉｒｃｕｉｔ）１８１〜１
８ｑは、図４に例示するように、ｍ×ｎ個の端面発光型
ＥＬ素子１９がアレイ状に連設された画像印刷機構であ
るラインヘッド２０にｎ個のブロック電極２１１〜２１
ｎを介して接続されており、前記タイミングコントロー
ラ８が接続された共通駆動回路であるコモンドライバ２
２は前記ラインヘッド２０にｍ個のコモン電極２３１〜
２３ｍを介して接続されている。ここで、前記駆動ＩＣ
１８１〜１８ｑは、各々シフトレジスタ２４とラッチ２
５と排他的論理和回路２６及び個別駆動回路であるブロ
ックドライバ２７を順次パラレル接続した構造となって
おり、前記部品２４〜２６に前記タイミングコントロー
ラ８が接続されている。

【０００５】そして、この端面発光型ＥＬプリンタ１で
は、上述のようにして各種回路が接続された前記ライン
ヘッド２０が、帯電器や現像器（共に図示せず）等と共
に潜像担持体である感光ドラム（図示せず）の周面上に
近接配置されており、この感光ドラムが印刷用紙（図示
せず）の搬送路上に位置している。

【０００６】このような構成において、この端面発光型
ＥＬプリンタ１では、プリンタコントローラ２からイン
ターフェイス３を介して入力されたクロック信号を含む
印刷データが、一主走査ライン毎に第一のデータ処理回
路１５で並び換え等の処理により圧縮される。そこで、
この圧縮された印刷データは、ＲＡＭ１３，１４の一方
に一主走査ラインの印刷時間中に一時記憶され、同時に
、他方のＲＡＭ１４，１３からは事前に一時記憶した印
刷データが高速に出力される。

【０００７】ここで、印刷データを一時記憶するＲＡＭ
１３，１４の選択は、プリンタコントローラ２から第一
のアドレスカウンタ４に入力されたタイミングに従って
動作するセレクタ１６により行なわれる。また、ＲＡＭ
１４，１３からの印刷データ出力は、基準クロック発生
部６から発せられる高速出力用の基準クロック信号に同
期して動作するコントロール回路７及び第二のアドレス
カウンタ５に従って行なわれる。

【０００８】そこで、この出力された一主走査ライン分
の印刷信号は、第二のデータ処理回路１７で印刷に適し
た形態に再処理され、駆動ＩＣ１８１〜１８８にパラレ
ルに入力されて保持される。そして、これらの駆動ＩＣ
１８１〜１８８のブロックドライバ２７１〜２７ｑとコ
モンドライバ２２とがタイミングコントローラ８に同期
制御されることで、ブロック電極２１１〜２１ｎとコモ
ン電極２３１〜２３ｍとから各々低電圧高電圧の駆動パ
ルスがラインヘッド２０に繰返し出力され、これらの駆
動パルスの同期制御が行なわれることで、駆動パルスの
差信号の電圧が端面発光型ＥＬ素子１９の閾電圧以上以
下となって発光非発光が制御される。

【０００９】そこで、この端面発光型ＥＬプリンタ１で
は、図５に例示するように、上述の動作が一主走査ライ
ンの印刷時間Ｔ０中に四回行なわれ、ラインヘッド２０
は一主走査ライン分の幅にライン発光を四回繰返すこと
になる。そこで、このようなラインヘッド２０の選択的
な発光動作が帯電器の印加電圧で帯電した感光ドラムの
周面に行なわれて潜像が形成され、この潜像が現像器か
ら供給されるトナーで現像されて印刷用紙に静電的に転
写される。ここで、上述のようにして印刷された主走査
ラインは、図６に例示するように、縁部のギザ状の段差
が微小になって美麗であり、しかも、複数回の画素発光
を繰返すことで一つの画素を形成するので白抜けが生じ
ることも防止される。

【００１０】特に、本出願人が特開平２−２７４５７１
号公報に開示した中間調表現装置では、上述のような端
面発光型ＥＬプリンタ１で一つの画素に対する端面発光
型ＥＬ素子１９の発光回数を調節することで、図７に例
示するように、一画素領域内に印刷する扁平な画素構成
要素の個数を変更して一画素単位で数段階の中間調を表
現可能としている。

【００１１】さらに、現在では上述のように一画素単位
で中間調を表現可能な装置で、より良好に中間調を表現
するために多値ディザ法と呼ばれる中間調表現方法など
も提案されている。そこで、この多値ディザ法による中
間調表現方法を図８及び図９に基づいて説明する。なお
、ここでは図７に例示したような「ホワイト」、「グレ
ー１」、「グレー２」、「ブラック」の四段階の濃度を
表現する画素を、４×４にマトリクス配列する場合を例
示し、図８では「ホワイト」を空白、「グレー１」をｇ
１、「グレー２」をｇ２、「ブラック」をＢとして記載
する。この多値ディザ法とは、前述したディザ法と基本
的には同等の特性を有しており、図８に例示するように
、最初はマトリクス画素の中央から周囲に向かって「グ
レー１」の画素を配列してゆき、マトリクス画素の全体
が「グレー１」の画素で被われると、こんどはマトリク
ス画素の中央から周囲に向かって「グレー２」を配列す
ると云うようにして全体が「ブラック」の画素で被われ
るまで中間調を表現する。

【００１２】そこで、このような多値ディザ法で第五番
目の濃度に対応する画像を表現した場合、図９に例示す
るように、各マトリクス画素の中央に四個の「グレー１
」の画素が配列された状態となる。ここで、多値ディザ
法では一画素の濃度段階をｚ、マトリクス画素の主走査
方向の配列個数をｘ、副走査方向の配列個数をｙとする
と、表現可能な階調数ｋは、 ｋ＝｛ｘ×ｙ×（ｚ−１）｝＋１ となる。つまり、上述のように四段階の濃度を有する画
素を４×４にマトリクス配列した多値ディザ法では、ｋ
＝｛４×４×（４−１）｝＋１＝４９となり、４９段階
もの階調表現を実現することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような多値ディ
ザ法を前述した端面発光型ＥＬプリンタ１に適用するこ
とで、極めて階調数が多い中間調表現を実現することが
できる。

【００１４】ここで、端面発光型ＥＬプリンタ１は、ラ
インヘッド２０に連設された端面発光型ＥＬ素子１９の
膜厚等の製造誤差のために発光量が不均一な場合があり
、図１０に例示するように、多値ディザ法による中間調
表現時にラインヘッド２０に連設された端面発光型ＥＬ
素子１９間で一画素領域内に行なわれる発光量が異なる
ことがある。実際には、図１１に例示するように、この
ようなラインヘッド２０の光量の変化率に対応して露光
による感光体の表面電位が変化し、図１２に例示するよ
うに、感光体の表面電位の変化率に対応して印刷される
画素の濃度が変化するので、上述のように端面発光型Ｅ
Ｌ素子１９の発光量が微妙に変化しても印刷される画素
の濃度は極度に変化することになる。

【００１５】そこで、このような端面発光型ＥＬ素子１
９の誤動作が、例えば、図９に例示したような中央に四
個の「グレー１」の画素が位置するマトリクス画素の印
刷時に発生すると、本来は全て同一濃度である「グレー
１」の画素の濃度が各々異なるために印刷品質が極めて
低い画像となる。

【００１６】なお、このような課題は、上述のような端
面発光型ＥＬプリンタ１以外にも、各種の印刷装置や表
示装置に発生するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
各々一画素毎に数段階の濃度を表現する複数の画素が所
定形状に配列されて各々多段階の濃度を表現するマトリ
クス画素で中間調画像を印刷する画像印刷機構を設け、
この画像印刷機構の動作を制御してマトリクス画素内の
一個の画素の濃度変化を完了してから次の一個の画素の
濃度変化を開始する印刷制御手段を設けた。

【００１８】請求項２記載の発明は、各々一画素毎に数
段階の濃度を表現する複数の画素が所定形状に配列され
て各々多段階の濃度を表現するマトリクス画素で中間調
画像を表示する画像表示機構を設け、この画像表示機構
の動作を制御してマトリクス画素内の一個の画素の濃度
変化を完了してから次の一個の画素の濃度変化を開始す
る表示制御手段を設けた。

【００１９】

【作用】請求項１記載の発明は、各々一画素毎に数段階
の濃度を表現する複数の画素が所定形状に配列されて各
々多段階の濃度を表現するマトリクス画素で中間調画像
を印刷する画像印刷機構を設け、この画像印刷機構の動
作を制御してマトリクス画素内の一個の画素の濃度変化
を完了してから次の一個の画素の濃度変化を開始する印
刷制御手段を設けたことにより、印刷された中間調画像
の各マトリクス画素内には濃度変動が発生しやすい中間
濃度の画素は多くとも一個しか存在せず、濃度変動が発
生しない最高濃度の画素を主力としてマトリクス画素の
濃度を表現することができる。

【００２０】請求項２記載の発明は、各々一画素毎に数
段階の濃度を表現する複数の画素が所定形状に配列され
て各々多段階の濃度を表現するマトリクス画素で中間調
画像を表示する画像表示機構を設け、この画像表示機構
の動作を制御してマトリクス画素内の一個の画素の濃度
変化を完了してから次の一個の画素の濃度変化を開始す
る表示制御手段を設けたことにより、表示される中間調
画像の各マトリクス画素内には濃度変動が発生しやすい
中間濃度の画素は多くとも一個しか存在せず、濃度変動
が発生しない最高濃度の画素を主力としてマトリクス画
素の濃度を表現することができる。

【００２１】

【実施例】請求項１記載の発明の実施例を図１及び図２
に基づいて説明する。なお、本実施例の中間調印刷装置
でも、前述した多値ディザ法と同様に、「ホワイト」、
「グレー１」、「グレー２」、「ブラック」の四段階の
濃度を表現する画素を４×４にマトリクス配列した場合
を例示し、図１では「ホワイト」を空白、「グレー１」
をｇ１、「グレー２」をｇ２、「ブラック」をＢとして
記載する。そして、本案の中間調印刷装置である端面発
光型ＥＬプリンタ（図示せず）は、前述した端面発光型
ＥＬプリンタ１と同様な構造となっており、そのコント
ロール回路７内に画像印刷機構であるラインヘッド２０
の動作を制御する印刷制御手段がファームウェアなどで
形成されている。 そこで、この端面発光型ＥＬプリンタでは、マトリクス
画素内の一個の画素の濃度変化を完了してから次の一個
の画素の濃度変化を開始するようにして、中央の画素か
ら周囲の画素に向かって順次画素の濃度変化を実行する
。

【００２２】このようにすることで、この端面発光型Ｅ
Ｌプリンタでは、マトリクス画素内には最高濃度である
「ブラック」以外は同一濃度の画素が配列されることが
ないので、「グレー１」、「グレー２」の画素の濃度に
微妙な変化が生じても印刷品質が低下することがない。 つまり、従来の多値ディザ法で第五番目の濃度に対応す
る画像を表現した場合、図９に例示したように、マトリ
クス画素の中央に四個の「グレー１」の画素が配列され
た状態となり、濃度変動が顕著な「グレー１」の画素で
第五番目の濃度を表現するために画像品質が低下しやす
い。しかし、本案の端面発光型ＥＬプリンタで第五番目
の濃度に対応する画像を表現した場合、図２に例示する
ように、マトリクス画素の中央に一個の「グレー１」の
画素と一個の「ブラック」の画素とが配列された状態と
なり、濃度変動が発生しない「ブラック」を主力として
濃度を表現しているので一個の「グレー１」に濃度変動
が生じても画像品質が低下しにくい。

【００２３】つまり、この端面発光型ＥＬプリンタ１で
は、図１０に例示したような発光量の変動が生じると、
図１２に例示したように、二個のマトリクス画素間で「
ブラック」の画素の印刷濃度はＤｓとなって変動がない
が、「グレー１」の画素は発光量がＰ１１，Ｐ１２と異
なるために感光体の表面電位もＶ１１，Ｖ１２となり、
印刷濃度はＤ１１，Ｄ１２となる。そこで、第五番目の
濃度の主走査ラインを印刷すると、一端のマトリクス画
素では印刷濃度がＤｓの画素とＤ１１の画素とが隣接し
、他端のマトリクス画素では印刷濃度がＤｓの画素とＤ
１２とが隣接した状態となる。そこで、これら二個のマ
トリクス画素を目視すると、その濃度差は一個の「グレ
ー１」の画素の印刷濃度Ｄ１１，Ｄ１２の差のみであり
、その印刷濃度は大部分が「ブラック」の画素の印刷濃
度Ｄｓで表現されている。これと同様なことを従来の多
値ディザ法で行なうと、二個のマトリクス画素の濃度を
全て表現する四個の「グレー１」の画素に印刷濃度Ｄ１
１，Ｄ１２の差が生じているので、目視上の濃度差は極
めて顕著である。

【００２４】なお、上述のような特性は、「ブラック」
の画素の個数が増加する高濃度のマトリクス画素ほど顕
著であり、この中間調表現方法では極めて良好な画像品
質で多段階の中間調印刷を実行することができる。

【００２５】また、本実施例では中間調印刷装置として
端面発光型ＥＬプリンタ１を想定したが、本発明は上記
装置に限定されるものではなく、一画素単位で中間調表
現が可能な各種の印刷装置や、請求項２記載の発明のよ
うに、一画素単位で中間調表現が可能な表示装置などに
も適用可能である。さらに、本実施例の端面発光型ＥＬ
プリンタ１では、そのマトリクス画素として略正方形の
画素を縦横に配列したものを例示したが、本発明は上記
形式に限定されるものでもなく、例えば、円形の画素を
三角形に配列したマトリクス画素なども実施可能である
。

【００２６】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、各々一画素毎に
数段階の濃度を表現する複数の画素が所定形状に配列さ
れて各々多段階の濃度を表現するマトリクス画素で中間
調画像を印刷する画像印刷機構を設け、この画像印刷機
構の動作を制御してマトリクス画素内の一個の画素の濃
度変化を完了してから次の一個の画素の濃度変化を開始
する印刷制御手段を設けたことにより、印刷された中間
調画像の各マトリクス画素内には濃度変動が発生しやす
い中間濃度の画素は多くとも一個しか存在せず、濃度変
動が発生しない最高濃度の画素を主力としてマトリクス
画素の濃度を表現することになるので、印刷装置の装置
精度等のために中間濃度の画素の印刷濃度に変動が発生
しても、印刷品質を良好に維持することができる等の効
果を有するものである。

【００２７】請求項２記載の発明は、各々一画素毎に数
段階の濃度を表現する複数の画素が所定形状に配列され
て各々多段階の濃度を表現するマトリクス画素で中間調
画像を表示する画像表示機構を設け、この画像表示機構
の動作を制御してマトリクス画素内の一個の画素の濃度
変化を完了してから次の一個の画素の濃度変化を開始す
る表示制御手段を設けたことにより、表示される中間調
画像の各マトリクス画素内には濃度変動が発生しやすい
中間濃度の画素は多くとも一個しか存在せず、濃度変動
が発生しない最高濃度の画素を主力としてマトリクス画
素の濃度を表現することになるので、表示装置の装置精
度等のために中間濃度の画素の表示濃度に変動が発生し
ても、表示品質を良好に維持することができる等の効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すマトリクス画素の正面図
である。

【図２】画像の一部を拡大した正面図である。

【図３】本出願人が過去に出願した端面発光型ＥＬプリ
ンタを示すブロック図である。

【図４】要部のブロック図である。

【図５】共通駆動回路が出力する駆動パルスを示すタイ
ムチャートである。

【図６】印刷画像の正面図である。

【図７】中間調表現を行なう画素の正面図である。

【図８】従来例である多値ディザ法を示すマトリクス画
素の正面図である。

【図９】画像の一部を拡大した正面図である。

【図１０】特性図である。

【図１１】特性図である。

【図１２】特性図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　各々一画素毎に数段階の濃度を表現す
   る複数の画素が所定形状に配列されて各々多段階の濃度
   を表現するマトリクス画素で中間調画像を印刷する画像
   印刷機構を設け、この画像印刷機構の動作を制御して前
   記マトリクス画素内の一個の画素の濃度変化を完了して
   から次の一個の画素の濃度変化を開始する印刷制御手段
   を設けたことを特徴とする中間調印刷装置。
2. 【請求項２】　　各々一画素毎に数段階の濃度を表現す
   る複数の画素が所定形状に配列されて各々多段階の濃度
   を表現するマトリクス画素で中間調画像を表示する画像
   表示機構を設け、この画像表示機構の動作を制御して前
   記マトリクス画素内の一個の画素の濃度変化を完了して
   から次の一個の画素の濃度変化を開始する表示制御手段
   を設けたことを特徴とする中間調表示装置。