JPH05500930A - プリンター用グレースケールおよびカラーの印刷品質を改善する方法及び装置 - 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】 プリンター用グレースケールおよびカラーの印刷品質を改善する方法・ 本発明は、多数のドツトが１つのセル（ピクセル）内に集合している形式のプリ ンターによるハーフトーンの原本再現時における印刷品質を改善する方法に関す る。

発明の背景 グレースケールまたはハーフトーン画像をデジタルに再現するには、グレートー ンを寸法および目盛り値が知覚される黒の印象に比例するスクリーンドツトに変 換する必要がある。即ち、まばらに分散した小さな点は、淡い陰として知覚され 、密集している大きい点は暗い陰として目にうつる。この技術は、今日では、印 刷方法では印刷画像を全てのシングルスクリーンドツトまたは他の単位面積にお ける黒度を変化させることが出来ないハーフトーン画像のあらゆる形式の再現に 利用されている。

しかしながら、成る特定の印刷方法の場合１画像のスクリーンドツトにおける黒 度を変化させ得る。

コンピュータから印刷するのに今日用いられている方法の多くは、印刷物の解像 度を低下させることなくプリンターのドツト寸法または黒度を変化させることは 出来ず、従って印刷の品質は低下する。

従って最も普通の方法は、プリンターのインクリメント（以後ドットと称する） をセル（ピクセル）に集合させ、そのセル中に書込まれた多数のドツトを直接セ ルの寸法に関連させることよりなる。この方法はディザ−法と呼ばれる。

知覚されるグレースケール画像の質を印刷画像の解像度（インチ当たりのセル数 ）及びグレートーンの数で数量化するための研究が多くなされている。この場合 、実験的には、解像度とグレートーン数の積Ｑは数千で、セルの解像度とそこに 含まれるグレートーン数に対する特定の制限値内にあると云える。

図１４から図１６に、この依存関係を図示しである。図１４は、従来の写真技法 でグレートーンを再現する方法を示している。この画像の解像度（セル／インチ ）は１例えば１インチ当たり１２０セル（または関連術語とし推奨されている場 合は１インチ当たり１２０ライン）の使用写真コンタクトスクリーンにより決定 される０図１４中のグレートーン数は大きく、写真フィルムの粒子寸法にのみ制 限される。１４−１６図の長方形を図１４Ａ、１５Ａ及び１６Ａに拡大して示し である。従来の写真技法は非常に高いＱ値を示している。

図１５は、同じ画像をディザ−法を用い、１インチ当たり３００ドツトの解像度 のレーザープリンターで再現する方法を示す。この方法はドツトの大きさまたは 黒度のいずれも変化させることが出来ない。

この画像は１インチ当たり７５セルのセル解像度で再現され、即ち、全てのセル が４×４ドツトを含んでおり、図１５においてはグレースケール中の純白部分の 他に１６のグレートーンを有している。従って、Ｑ値は、１７Ｘ７５＝１２７５ になり、この値は、ハーフトーン画像の再現に関するレーザープリンターの最適 能力とみなされる。

スニーデン特許Ｎｏ、８７０４８８３４　（ＰＣＴ−３Ｅ８）３−００６５３） には、例えばレーザープリンターのような光導電式プリンターの場合のように、 コンピュータ発生電気信号を一時的に光エネルギーに変換し保管することを必要 とせず、直接情報キャリヤ上に画像及びテキストをピグメント粒子で現像する方 法が示されている。これは情報キャリヤを少なくとも１個のスクリーンまたはゲ ート形状のマトリックス、好ましくは電極マトリックスと協働させることにより 解決され、このマトリックスを所望のパターンによりマトリックスを通る通路を 少なくとも部分的に開閉し、この通路を少なくとも１個の電源に動電的（ガルバ ニック）に接続することにより、かようにして開けた通路によりピグメント粒子 を引き寄せる電界を自由に設定できる（以後ＥＭＳコンセプトと呼ぶ）。この方 法は、前記特許に記述されているように、ドツトの寸法および／または黒度を個 別に制御可能にする。

ドツトの寸法および／または黒度を制御可能にするもう一つの方法は、光導電式 プリンターで、発光ダイオードを配列し光源とした、いわゆるＬＥＤプリンター に含まれており、その発光ダイオードの光および／または光エネルギーの放出量 は個別に制御可能である。

今日では、このタイプのドツト寸法またはドツト密度の制御を可能にするプリン ターコンセプトに関し、多大の研究と開発がなされている。これらの方法に共通 なのは、印刷速度がサイズ番号および／または黒度に関係することである。即ち 、Ｑ値の画像を印刷する場合、プリンターの速度はかなり減少させねばならない 。

このタイプの印刷方法のもう一つの問題は、異なるドツト寸法とドツトの黒度の それぞれに対する繰返し精度にある。グレースケール画像は実物そっくりに認識 出来る１ｏグレースケールを少なくとも複数含んでいなければならない。これら の場合、黒度を発生させるのにピグメント粒子を用いており、良く制限され反復 可能なドツト寸法数および／またはドツトの黒度を制限することが出来る。

要約すれば、ドツト寸法および／または黒度を制御し印刷する方法をグレースケ ールの再現性の改善を目的とし開発したとしても、プリンターの速度が遅くおよ び／またはグレートーンの数が小さすぎるために、この技術は需要家の利益にな るような充分な影響を与えていないことを指摘できる。

記述せる同じ技術をカラースケールの再現時に応用出来、マゼンタ。

シアンおよびイエローの色を異なる寸法のドツトにより混ぜ合わせ、新しい色を もつセルにすることが出来る。この場合でも、需要家の利益は、前記の通り速度 性能とカラー数により制限される。

発明の目的と最も重栗な特徴 本発明の目的は、プリンターのドツトサイズおよび／または黒度を制御し変化さ せることが出来、プリンターにおけるグレースケールとカラーの印刷品質を改善 する方法を創造することである０本発明のさらに目的とするところは、多数のグ レートーンまたは色を良好な繰返し精度と一様な品質で印刷出来るようにするこ とである。さらに本発明によれば、多くの形式のプリンターにつき、ドツトサイ ズおよび／または黒度を制御する場合に、プリンター速度を従来のように大幅に 減少させる必要がないことを意味する。

これらの問題は、最低２個のドツトで１個のセルを構成し、該セル中の各ドツト をサイズおよび／またはカラー値につき個別に制御し、また、ドツトが各セル中 で形成するパターンをドツト数、ドツトサイズおよび／またはドツトカラー値に 関し可変とすることにより解決した。サイズおよび／または黒度に関し、制御可 能な少なくとも２個のドツトより成る各セルを形成することにより、知覚される グレートーンの数は、ドツトコントロールおよびディザ−技法によるそれぞれの 再現の場合に比べてかなり幅大させ得る。多数の良好に制限され繰返し可能なド ツトサイズおよび／または黒度にたいする必要性を軽減でき、従って、プリンタ ーの速度をそれほど大きく減じる必要がなくなる。

以後、ＤＤＣ（ドツト表ディザーコントロール）と略記するこの技法は、ＥＭＳ 、ＬＥＤおよび他のプリンターコンセプトのグレースケールの印刷およびカラー 再現時における性能を改善する。第１６図は、解像度が１インチ当たり３００ド ツトで４種ドツトサイズのプリンターで得られるＱ値が３０００をこえるグレー スケール画像の例を示している。

図面の説明 添付図面に示すいくつかの実施例を参照し、本発明につき以下に詳述する。

第１図は、例えば電極マトリックスのメツシュの形状をした４つのセクションと ＥＭＳコンセプトによるドツトサイズの制御を説明する図である。

第２図は、第１図の電極の電位がドツトサイズにどのように影響するかを示すグ ラフである。

第３図は１例えば電極マトリックスのメツシュの形状をした４つのセクションと ＥＭＳコンセプトによるドツトの黒度制御を説明する図である。

第４図は、第２図の電極の電位がドツトサイズにどのように影響するかを示すグ ラフである。

第５図は、例えば電極マトリックスのメツシュの形状をした４つのセクションと ＥＭＳコンセプトによるドツトサイズと黒度の制御を説明する図である。

第６図は、第５図の電極の電位がドツトサイズと黒度にどのように影響するかを 示すグラフである。

第７図は、ドツトの不在を表す０レベルに加え、４つの異なるサイズのドツトを 示している。

第８図は、ディザ−技法を５つのレベルにおけるドツトサイズ制御とどのように して組み合わせることが出来かを示している。

第９図は、ドツトの不在を表す０レベルに加え、サイズの等しいドツトの４つの 異なる黒度を示している。

第１０図は、ディザ−技法を５つのレベルにおける黒度制御とどのようにして組 み合わせることが出来るかを示している。

第１１図は、ドツトの不在を表すＯレベルに加え、サイズの異なる４つのドツト の黒度を示している。

第１２図は、ディザ−技法を５つのレベルにおけるドツトサイズと黒度の両方の 制御とどのようにして組み合わせることが出来るかを示している。

第１３Ａ図と１３Ｂ図は、１インチ当たり３００ドツトのプリンターにおいてＤ ＤＣ技法で達成出来る画像品質の例を示している。

第１４図から第１６図までは、異なる再現方法間の差を示している。

ＥＭＳコンセプトにおける幾何学的形状およびその他の指標に影響を加えること により、電極制御電圧に対するドツトの依存性を変えることが出来る。

図中に示したドツトは、グレースケールを表しているが、グレートーンの代わり に、任意のカラートーンを持つことが出来る。

第１図と第２図は、電極マトリックス中に含まれている電極５ａと６ａの対比電 圧を変化させてドツト７の寸法のみをいかに変化させ得るかを拡大図示している １図２，４および図６に示したグラフ軸上の数値は単なる例に過ぎない０図２， ４および６のグラフ中の陰影を付けた線は、パラメータの依存関係がどの程度不 確定であるかを図示している。

図３及び図６には、電極５ａ及び６ａの電位によって、ドツト７の黒度（％）　 （１００％は完全な黒、０％は完全な白を表す）のみがいかに影響されるかが図 示されている。

図５及び図６は、電極５ａ及び６ａの電位によって、ドツト７の寸法と黒度の置 方がいかに影響されるかを図示している０例えば、情報キャリヤと現像ローラ間 の電界強度を変えることにより（スエーデン特許８７０４８８３−１）　、ドツ ト寸法と黒度間の関係を変えることが出来る。

第６図はかような関係の一例を示している。

第８図は、本発明による方法の一例を拡大図示したもので、４個のドツトで１個 のセル８を構成している。各セルの上辺に１通常寸法で観察したセル全体の知覚 される黒度を示す百分率値（例えば６２．５％）を記載しである。どのドツトも 第７図に示した４つの異なる大きさ１，２．３および４に印刷出来る。ドツトの 不在、即ち第７図のＯレベルは、セル８の知覚グレートーン値を増大するために 便利に使用出来る。

従来のディザ−技法は１本例の場合、完全な白の状態（０％）の他にセル８の４ つのグレートーンレベル（１００，７５，５０および２５％）を供給すべきであ る。図示の実施態様では５つのレベルにおけるドツトサイズの制御を組み合わせ 、セル８から知覚されるグレートーンの数を完全白の状態（０％）に加え、１６ 段（１００％、　９３．７５％、　８７．５％・・・６．２５％）に増大し得る 。これは、次のようにし実行される。セル８の最初の１００％状態ではサイズ４ のドツト７を４個含んでいる。完全黒（１００％）のセルの次の最初のグレート ーン（９３，７５％）は、ドツト７の中の１個をレベル３のサイズに減少して表 現する０次のグレートーン８７．５％はさらに１個のドツト７をサイズ３に減少 させて表現する。

この場合、第８図に示すように対角線上に位置したドツト７を選択すると、人間 の目でセルの内部構造を区別するのがより難しくなり有利である。

本発明によるセル８内のドツトの変化パターンは図示のものに限定されるもので はなく、全く異なるシーケンスに従って実行出来る。説明の便利のために、図面 には同一のシーケンスを選択し提示したに過ぎない。グレートーン８１．２５％ を表すセル８の場合、セル８中の３個のドツト７をサイズ３に減少させ、１個の ドツト７のみを最初のサイズ４に保持する。

次のグレースケール７５％の場合は、セル８内のドツト７をすべてサイズ３に減 少させる。全セル８につきグレースケールを変化させる原理は先の記述と同じで ある。第７図のゼロレベルは淡いグレートーン１８．７５．１２．５．６．２５ およびＯでの構造構製として用いられる。

説明のために、ドツトの寸法関係を直線として選択し示しであるが、目による黒 度の知覚はセルの寸法またはセル８内に含まれているドツト寸法のいずれに関し ても直線的関係ではない。

図９と図１０には、本発明をどのようにして１図３および図４に示したドツト７ に関する制御性、即ち、ドツトの黒度のみを制御可能なプリンターに応用できる かを示している。この実施態様の説明は、図７および図８の場合と同様である。

この場合でも、ドツト７の黒化度はセル８のグレートーンの総知覚値に適応させ て、印刷物の異なるグレートーンを１００％から０％のスケール上に一様に広が るようにしなければならない。

図１１と図１２には、この発明を、図５および図６に示したドツト７に関する制 御性、即ち、ドツトの黒度と寸法の両方を制御可能なプリンターにどのように応 用できるかを示している。この実施態様の説明は、図７および図８の場合と同様 である。

ＤＤＣ技法をドツトレベルにつき説明し、図示しなければならないので、図面は 拡大してあり、従って、この技法の用法を理解するのは難しいかもしれない、全 てのスクリーン技法は５画像の最小構成要素を区別する目の制限された解像能力 を利用している。

画像の品質が充分に高ければ（Ｑ値が約１５００をこえていれば、人間の肉眼で セルがどのように構成されているか判定出来ない、白と黒のレベルに加え、１８ のグレートーンが、図１３Ａと図１３Ｂには１インチ当たり８０セルの解像度（ 即ち、Ｑ＝２０Ｘ８０＝１６００）ｔｌ−使用されている。１７のグレートーン （Ｑ＝１２７５）の解像度を有する図１４ｂにおいては、セルの不規則さにより 目がごまかされる。

図１４ｃの場合は、１４ｂより粗いセル解像度であるが、グレートーンの数が多 くまたはセルサイズがかなり大きいので、セルの内部構造は肉眼では識別出来な い。

１インチ当たり３００ドツトの解像度を有し、例えば４つのレベルと白色レベル でドツト寸法および／または黒度を制御出来る、ＤＤＣ技法を採用したプリンタ ーでは、例えば７５セル／インチの解像度と７５グＬ／−トーン（即ちＱ＝４８ ７５）或いは、例えば１５ｏセル／インチの解像度と１７グレートーン（即ちＱ ＝２５５０）でグレートーン画像を再現することが出来る。対応する画像品質を 従来のディザ−技法のみで再現するためには、６００ドツト／インチの解像度の プリンターを必要とする。説明を簡単にするために用いた、Ｑ値が極めて粗い品 質である場合でも、本発明はグレートーンとカラーの再現に関し、印刷性能をか なり改善する。さらに、異なる寸法および黒度のドツトを互いに混合し、各セル が４個のドツトを含んでいるならば、４の４乗のトーンを得ることも勿論可能で ある。セルを他のパターンに分割し、例えば各セルに５個または６個のドツトを 持たせた場合、トーン数はそれに対応し多くなる。

本発明は、これまでに記述せる方法の実施態様に限定されるものではない。本発 明の範囲内においてドツトのサイズおよび／または黒度レベルの増減を、各セル 中のドツトの増減と組み合わせ使用することが可能である。

例えば、ドツトサイズを８レベルに変化させ得る４００ドツト／インチのプリン ターは、セル解像度１００ドツト／インチで１例えば１２８のグレートーンを再 現出来、また、ドツトの黒度を２レベルプラス純白レベルに変化させ得る２００ ドツト／インチのプリンターは。

セル解像度６６．７ドツト／インチで１９のグレートーンを再現出来る。後者の 場合、各セルは３Ｘ３＝９ドツトから成る。

さらに、セル内のドツトの変化パターンは、この発明の範囲内で最適の画像品質 が得られるように自由に選択出来る。この発明は正方形または円形のドツトに限 定されず、例えば各々のシングルドツトに対し１紙の送り速度および／または印 刷時間を変えることにより、例えば紙の送り方向でドツトの長さを変化させ得る プリンターコンセプトに応用でき有益である。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、３ ＤＯＴＢＬＡＣＫＮＥＳＳ ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、１１ ＦＩ　Ｇ、　１２ 国際調査報告 １，１ｍ、、１１．、ＩＡ、ｍ＋ｄ、、、−ＰＣＴ／ＳＥ　９０１００６４Ｇ国 際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．複数のドット（７）を１個のセル（ピクセル）（８）に集合させるタイプの プリンターを用い、ハーフトーンの原本を再現する際の印刷品質を改善する方法 において、最低２個の複数のドット（７）で１個のセル（８）を形成し、該セル 内の各ドットをサイズおよび／またはカラー値に関し、個別に制御することと、 前記ドットが各セル内のパターンを形成し、該パターンがドット数，ドットサイ ズおよび／またはドットのカラー値に関し可変であることを特徴とする印刷品質 の改善方法。
2. ２．情報キャリヤに向かってピグメント粒子を引き寄せるために、電極マトリッ クスまたは同様の手段を用い、電気信号で電荷潜像パターンを発生させるタイプ のエレクトログラフ式プリンターにおいて、電極マトリックスの電極に印加する 電圧のレベルを変化することにより、ドットの寸法とカラー値の制御を実行する ことを特徴とする請求項の第１項に記載の方法。