JPH06217115A

JPH06217115A - ハーフトーン画像再現方法

Info

Publication number: JPH06217115A
Application number: JP5162995A
Authority: JP
Inventors: Jeffrey D Kingsley; ディー．キングスリージェフリー; Robert P Loce; ピー．ロースロバート; Susan E Dunn; イー．ダンスーザン; William L Lama; エル．ラマウィリアム
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1992-11-23
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1994-08-05
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JP3315205B2; US5406379A

Abstract

(57)【要約】【目的】ゼログラフィー印刷プロセスにおける不均
一性の影響を最小限にするようなハーフトーン画像再現
方法を提供する。【構成】ハーフトーン画像再現方法は、画像を走査
し、画像内の連続して観察される要素領域の濃度を表す
画像信号を生成するステップ(100) と、画像信号に基づ
き、メモリに記憶されたマーキングセルの集合に対応す
る所定のハイブリッドハーフトーン画像信号の集合から
ハイブリッドハーフトーン出力画像信号を選択するステ
ップ(150) と、選択されたハイブリッドハーフトーン出
力画像信号を用いて、画像受部材上にハーフトーン画像
を形成するステップ(160) と、から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッドハーフト
ーン（中間調）印刷技術に関し、さらに詳しくは、例え
ば、周期的バンディング（しま模様）の原因となる不均
一性に対するハイブリッドハーフトーンプロセスの感度
を低下し、ハーフトーンセル選択基準およびピクセルグ
レーレベル選択基準を実施してセルのグレーレベルを選
択し、ノイズの影響を最小限にすることによって、印刷
品質を改良するためのハイブリッドハーフトーン印刷方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
ゼログラフィー複写機では、連続調原稿の忠実なあるい
は満足なコピーが得られない。光導電体の通常の放電特
性とゼログラフィー現像システムのべた領域の現像能力
が組み合わされて、急勾配で範囲の狭い調子（トーン）
再現曲線（ＴＲＣ）が形成される。理想的なＴＲＣは４
５°の直線である。理想的ではないゼログラフィーのＴ
ＲＣの結果、ハイライトが流されたり、シャドーが過剰
現像されたコピーとなる。より忠実で満足なコピーを生
成するために、出力に対応する変化をもたらすような、
勾配が低く、入力グレー（灰色）スケールの範囲が拡大
されたＴＲＣを生じるハーフトーニング（中間調化）ア
ルゴリズムが開発されている。

【０００３】ゼログラフィー方式ディジタル印刷機に採
用されているハーフトーニングプロセスでは、画像は、
通常の読書距離から見たときに、グレーの印象を与える
黒いスポットと白いスポットのテクスチャーパターンか
ら形成される。ハーフトーン度数(halftone frequency)
および識別可能なハーフトーンステップの数が両方とも
充分に高ければ、印刷される画像は目に対して満足でき
るものとなる。ゼログラフィー印刷機で使用されるハー
フトーン方法は、従来、２値法（バイナリー）であっ
た。つまりレーザがオンとオフの２つのレーザ強度だけ
で画像を書いている。

【０００４】２値ゼログラフィー印刷機の品質を評価す
るときに、２つの主要な尺度がある。ハーフトーン度数
（つまり、１リニアインチ(2.54cm)あたりのハーフトー
ンセルの数）と、識別可能なグレーステップの数であ
る。最小限受け入れられる程度のハーフトーンスクリー
ンの鮮明度で画像のコピーを生成するには、頁の対角線
に沿って測定された少なくとも１インチあたり６５個の
ハーフトーンセルが必要である（４５度のハーフトーン
スクリーンを想定する）。良質のハーフトーンは、約１
００セル／インチが必要であり、高品質の雑誌は通常１
５０セル／インチ以上を使用している。

【０００５】画像複写に必要とされる明瞭なグレーステ
ップの数は、間隔の密なグレーを識別する目の能力によ
って決まる。人の目は通常の読書距離で見たときに、１
cy(サイクル)/mmの空間周波数で約０．５％の反射率変
調（reflectance modulation）を検出できることが分か
っている。この知覚可能な変調の逆数が、目が知覚でき
るグレーステップの最大数として解釈されてきた。印刷
業界における経験によると、許容される画像が約６５個
のグレーステップを含まなければならない。良質の画像
には、１００個以上のステップが望ましい。しかしなが
ら、２値印刷機では、出力グレーステップの最大数は、
ハーフトーンセルあたりのピクセル数（ｐ）プラス１ま
でに制限される。したがって、一般的な８×４方形ハー
フトーンセルの場合、ｐ＋１＝３３の出力グレーステッ
プとなる。ハーフトーン度数が高ければ、セルあたりの
ピクセル数は少なくなり、したがって、グレーステップ
数も少なくなる。これは、ディジタル２値印刷機の基本
的な制限である。

【０００６】ハイブリッドハーフトーニングは、従来の
２値ハーフトーニングに類似したハーフトーンセル構造
を用いる画像印刷技術であるが、マルチレベルのグレー
ピクセルを使用することによって、自由度が追加され
る。米国特許第４，８６８，５８７号は、ハイブリッド
ハーフトーニングシステムを開示しており、その開示内
容を参照によってここに組み込む。米国特許第４，８６
８，５８７号は、マルチレベルレーザを用いて３段階以
上の露光レベル（即ち、オンとオフだけではなく、それ
より多いレベル）でのピクセルの露光について開示して
いる。また、異なる色のトナーを使用して、組み合わせ
て出力画像を形成するそれぞれ黒ピクセルおよびグレー
ピクセルを生成することができる。結果として得られる
マルチレベル帯電パターンを次に現像して、高品質画像
プリントを生成する。２値ピクセルとは異なり、マルチ
レベルピクセルを使用することにより、かなり多数の独
特のハーフトーンセルができる。適切に選択すると、こ
れらセルの平均反射率は、知覚される明度スケールに沿
ってほぼ均一に配列することができる。これら最適セル
を得るために、特定のグレーピクセルレベルを使用す
る。特定のグレーピクセルレベルを用いると、ハイブリ
ッドハーフトーンにより、非常に低い解像度とデータ率
で、２値ハーフトーニングに比べてかなり改良された画
像が再現される。図１および図２は、１インチあたり１
３５０スポット（ｓｐｉ）の２値ハーフトーン設計（図
１）で、１６５の可能なセル全部を使用した３００ｓｐ
ｉの４レベルハイブリッドハーフトーン（図２）を用い
て得られるのと同様の調子（階調）再現品質が得られる
ことを示す。どちらの場合も、同一のハーフトーンスク
リーン度数（即ち、セルサイズ）を持ち、調子再現曲線
は、ほぼ同数のステップを持つ。ハイブリッド法の解像
度およびデータ率の利点は、この理想的な事例では重要
であることが明白である。

【０００７】上述のハイブリッドハーフトーンシステム
は、ゼログラフィー印刷機が特定のグレーピクセル反射
値を生成することができ、またゼログラフィーのノイズ
が充分に低いので、グレーが優勢なピクセルの領域が形
成できると仮定される点で理想的である。しかしなが
ら、殆どのゼログラフィーシステムでは、大きいグレー
領域はゼログラフィープロセスの不均一性のために、好
ましくないアーチファクトを示す傾向がある。例えば、
光導電体の速度変動またはラスタ出力スキャナ（ＲＯ
Ｓ）の多面鏡のぐらつき（wobble) による周期的バンデ
ィングの発生は、ゼログラフィーレーザ印刷機における
共通かつ深刻な問題である。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】ハーフトーン画像
を再現する方法は、画像を走査し、それに時間を合わせ
て、画像内の連続して観察される要素領域の濃度を表す
画像信号を生成するステップと、画像信号に基づき、メ
モリに記憶されたマーキングセルの集合に対応する所定
のハイブリッドハーフトーン画像信号の集合からハイブ
リッドハーフトーン出力画像信号を選択するステップ
と、マーキングセルの集合が、観察者が観察したとき
に、出力画像信号を選択するために使用した画像内の要
素領域の視覚的印象に近似した視覚的印象を与え、各マ
ーキングセルがピクセルの２次元配列であり、マーキン
グセルの集合内のピクセルが白レベル、黒レベル、およ
び少なくとも１つのグレーレベルから成る群から選択さ
れたレベルを持ち、マーキングセルが、各マーキングセ
ル内で、グレーピクセルの総数が第１最大数以下とな
り、かつ同一の中間グレーレベルを持つグレーピクセル
の数が第２最大数以下となるように予め設定されてお
り、選択されたハイブリッドハーフトーン出力画像信号
を用いて、画像受部材上にハーフトーン画像を形成する
ステップと、から成る。

【０００９】本発明は、特定のセル選択基準を実施する
ことによって、例えば、ハーフトーンバンディングなど
のハイブリッドハーフトーンプロセスの不均一性、に対
する感度を減らす。さらに、以前に導出されたピクセル
反射率値は、感度の高いハイブリッドセルを除去したと
きに最適な集合ではないことが明らかになっているの
で、新しい最適ピクセル反射率値を導出し、ゼログラフ
ィープロセスノイズに強い高品質印刷を形成するために
使用する。

【００１０】この目的およびその他の目的を実現し、上
述の欠点を克服するために、ハイブリッドハーフトーン
印刷システムで使用するのに適したハイブリッドハーフ
トーン印刷設計は、画像を走査して、画像内の連続して
観察される要素領域の濃度を表わす画像信号を生成する
ステップと、メモリに記憶されたマーキングセルの集合
に対応するハイブリッドハーフトーン出力画像信号を選
択するステップと、から構成され、ここで各マーキング
セルがピクセルの２次元配列であり、マーキングセル内
のピクセルが白レベル、黒レベル、または少なくとも１
つの可能なグレーレベルとすることができ、グレーピク
セルの総数が所定の第１最大値以下であり、同一のグレ
ーレベルを持つピクセルの数が所定の第２最大値以下で
ある。

【００１１】ラスタ間隔の不均一性によって生成される
バンディングなどの好ましくないアーチファクトをさら
に減少するために、この方法は、ノイズに対し最大の感
度を持つ所定数のマーキングセルを除去することによっ
て、集合におけるマーキングセルの総数を制限するステ
ップをさらに含む。残りのマーキングセルは、ＲＭＳ基
準に基づいて選択されたグレーピクセル反射率を使用す
る。さらに、マーキングプロセスの変動によって形成さ
れる調子反転エラー(tone reversal errors)を減少する
ために、マーキングセルの調子反転を生成する傾向を最
小限にするために、さらにグレーレベルを決定するステ
ップを実施することができる。

【００１２】この方法は、ハイブリッドハーフトーンの
利点を提供しながら、ラスタ間隔の不均一性によるハー
フトーンバンディングなどの好ましくないアーチファク
トに対するハイブリッドハーフトーンプロセスの感度を
緩和する。

【００１３】

【実施例】本発明は、あらゆる数の中間グレーレベルお
よび他のハーフトーンセル構成、並びに以下で説明する
好ましい実施例の４つのグレーレベルを使用するハイブ
リッドハーフトーン印刷方法にも適用することができ
る。さらに、本発明は印刷装置に限定されない。例え
ば、ＣＲＴディスプレイ装置など、ハーフトーニングを
実行する全ての画像再現装置が、記載されるハイブリッ
ドハーフトーニング方法を使用することができる。

【００１４】特に図１０および図１１を参照すると、本
発明の４値ハイブリッドシステムを組み込んだ電子印刷
機例１０が示されている。印刷機１０は、ゼログラフィ
ープロセシング部１２、文書走査部１３、および画像印
刷部１４を有し、後者はゼログラフィー部１２の受光体
（例えば、感光体）２０を走査するために光の可変強度
または可変パルス幅の画像ビーム１６を使用して、以後
の説明から明らかになるように４レベル露光の印刷を行
う。

【００１５】ゼログラフィー処理部１２は、ドライブお
よびアイドラベルト支持ローラ２２、２３にそれぞれ引
き伸ばされたエンドレスベルトの形で示されており、そ
の上に画像信号入力を表わす静電潜像が形成される。ベ
ルト支持ローラ２２、２３は、適切な手段（図示せず）
により予め定義された固定位置に回転可能に取り付けら
れる。ローラ２３は、適切なドライブモータ（図示せ
ず）によって駆動され、受光体２０を実線矢印で示す方
向に移動させる。受光体２０はエンドレスベルトの形態
で示されているが、ドラムなど、他の受光体の形状も実
現できる。

【００１６】受光体２０は、適切な可撓性の導電性基板
から成る内部層又は内部基板と、上部にセレニウム等を
塗布した外部光導電層２７から成る。受光体２０は不透
明、つまり光を通さないようにしてもよく、また完全に
または部分的に透明であってもよい。受光体２０の実施
例は一般にアルミニウム基板を使用し、この場合受光体
は不透明になる。しかしながら、ガラスなど他の基板材
料を使用することもでき、この場合には、受光体は完全
にまたは部分的に透明になる。セレニウム以外、例え
ば、有機物などの受光体材料を使用することもできる。
例えば、１つの有機材料には、透明な重合体で被覆した
もの（オーバーコーティング）がピレンなどの電荷移送
化合物を含む、ポリＮビニルカルバゾール（poly-N-vin
yl carbazole）内で拡散されたセレニウムの層を有する
アルミメッキしたマイラー(Mylar)基板がある。

【００１７】一般にコロトロン(corotron)として知られ
るコロナ帯電装置３０を、帯電ステーション３１で受光
体２０に隣接して作動可能な状態に配置する。適切な負
の高電圧源（−Ｈｖ）に接続されるコロトロン３０は、
画像形成の準備として受光体２０に均一な負電荷を帯電
させる。

【００１８】画像印刷部１４の画像形成ビーム１６が、
受光体２０の露光点３４に入射する。画像形成ビーム１
６は、個々の自己変調ＩＲダイオードレーザ２５から導
出され、ビームの強度は、記載される４値システムでは
３つの可能なレベルの内の１つである。ビーム１６は、
回転する多面体(polygon) ２８によって受光体２０全体
を掃引する。適切なレンズ３２はビーム１６を受光体２
０に集束する。

【００１９】ここで磁気ブラシロールによって実現する
現像サブシステム３７は、画像形成ビーム１６の接点３
４の下流側で受光体２０と作動接触するように配置され
る。現像サブシステム３７は、適切な現像剤ハウジング
（図示せず）を有し、この内部に現像剤を現像サブシス
テムの磁気ブラシロールに充填する手段がある。

【００２０】現像サブシステムは、単成分現像剤を用い
るノンスカベンジング現像システムを構成することが望
ましい。単成分現像剤は、比較的小さい着色剤である
（トナーと呼ばれる）。静電力のために、トナーは、画
像形成ビーム１６によって受光体２０に形成された静電
潜像に、潜像の帯電レベルに比例して吸着され、画像を
現像する。本発明の装置では、放電現像システムを使用
し、コロトロン３０で受光体２０に負帯電した後、画像
領域を画像信号にしたがってビーム１６で放電する。現
像トナーは負に帯電されており、したがって、放電画像
領域に付着するが、放電しなかった領域からは反発され
る。

【００２１】このタイプの現像サブシステムでは、ビー
ム１６の強度が最大のときに、最大の現像が行われ、黒
ピクセルが得られる。ビーム１６がオフになると、現像
が行われず、白ピクセルが得られる。実施例の４値シス
テムの場合、２つの中間グレーピクセルレベルが必要で
ある。これらは、２つの中間ビーム強度レベルを達成
し、対応する中間量の現像を行って、それぞれ所定の明
るいグレーと暗いグレーのピクセルを得る。

【００２２】現像サブシステム３７によって受光体２０
の静電潜像を現像した後、現像した画像を、転写ステー
ション４０において、用紙などの適切な複写または印刷
基体材料４１に転写する。転写を容易にするために、高
電圧源（＋Ｈｖ）に接続される転写コロトロン４２を使
用して、受光体２０上の現像された画像を複写基体材料
４１に付着させる。転写後、現像した画像を溶着によっ
て定着する。受光体３０上に残った残留電荷と現像剤の
内少なくとも一方は、クリーニングステーション４５
で、それぞれ消去ランプ４７およびクリーニングブラシ
４６によって除去される。

【００２３】印刷機１０の文書走査部１３では、文書の
反射率を表わす電気信号の形の画像データが生成され
る。図示される実施例の装置では、文書走査部１３は透
明なプラテン６０を含み、この上に、処理し且つ印刷す
べき画像を含む文書６２を、手動的に、または自動文書
ハンドラ（図示せず）によって置く。プラテン６０より
下で前後往復運動をするように支持された適切なキャリ
ッジ６４は、その上に、配列７０で示す１つ以上の線形
走査配列が取り付けられている。配列７０は、例えば、
ＣＣＤなどのあらゆるタイプの適切な走査配列から構成
されてよい。キャリッジ６４は、ステップモータ（図示
せず）など適切な可逆駆動機構によって駆動される。実
施例ではレンズ７２で示す適切な光学系が、配列７０を
文書６２上の画像のラインに集束する。適切なランプ７
４が、配列７０によって走査される文書ラインを照射す
る。

【００２４】配列７０は、文書画像の各ラインを一連の
アナログ画像信号に変換する。画像信号はビデオ前処理
（プリプロセシング）部７６に出力され、ここで信号は
アナログから、文書の反射率レベルを表わすマルチビッ
トディジタル画像画素、即ち、ピクセルに変換される。
前処理部７６および処理部７８は、多数のラインの画像
信号を一度に記憶し、処理する。前処理部７６は、ピク
セルをブロック単位で平均化して、平均反射率値、ハー
フトーンセルのサイズに等しいブロック処理のサイズを
出す。例えば、２×４のハーフトーンセルを使用して画
像信号を処理する場合、処理部７６によって処理される
ピクセルの各ブロックは、２つのラインの幅と４個のピ
クセルの長さを持つようになる。処理部７６によって決
定される平均セル反射率値は、処理部７８へ出力され
る。

【００２５】処理部７８は、画像信号の処理に使用する
ために離散ハーフトーンセルの配列を保存するメモリ７
９を含む。マルチビットディジタル画像信号の形態を取
り、処理部７６によって出力される平均セル反射率値
は、処理部７８に入力される。そこで、ピクセル反射率
値と共に平均セル反射率値が、印刷される適切なハーフ
トーンセルを選択するためにルックアップテーブルで使
用される。処理はブロック単位で行われるので、出力の
ハーフトーンセルは、少なくとも１ラインのピクセルの
処理が終了するまで、例えば、適切なバッファ、に保持
される。

【００２６】記載される４値システムでは、各ハーフト
ーンセルは、４つの可能な反射率値レベルの内の１つを
持つ様々なピクセルの組み合わせから構成される。処理
部７８は、ライン８０にピクセル単位およびライン単位
で、印刷すべきハーフトーンセルを表わすマルチビット
制御信号を電源制御装置８１に出力する。

【００２７】画像の微細構造を維持することが望ましい
場合には、処理中にハーフトーンセル内のピクセルを、
処理するピクセルのブロックにおける原画のピクセルに
最も良く対応するように再配置することが可能なことが
分かる。これは、各ブロックの個々のピクセル値を、選
択されたハーフトーンセルの画像ピクセル値に一致させ
ることによって達成することができる。例えば、選択さ
れたハーフトーンセル内の白ピクセルが原画のピクセル
のブロックで最も明るいピクセル位置に一致するよう
に、ハーフトーンセルで再配置され、黒ピクセルはブロ
ック内で最も黒いピクセルの位置に一致するように再配
置され、明るいグレーピクセルはブロック内の明るいグ
レーの位置に一致するように再配置され、暗いグレーピ
クセルはブロック内の暗いグレーの位置に一致するよう
に再配置される。

【００２８】電源８３、８４、８５はそれぞれ、ダイオ
ードレーザ２５を駆動して受光体２０を露光させ、配列
７０の画像信号出力の画像内容に従って静電潜像を形成
するために、異なるレベルの電源出力を提供する。開示
される４値システムでは、電源８３は第１レベルの電源
入力をレーザ２５に提供し、レーザ２５に明るいグレー
に対応する第１強度レベルのビーム１６を出力させる。
電源８４は第２レベルの電源入力をレーザ２５に提供
し、レーザ２５に暗いグレーに対応する第２強度レベル
のビーム１６を出力させる。電源８５は第３レベルの電
源入力をレーザ２５に提供し、レーザ２５に黒に対応す
る第３強度レベルのビーム１６を出力させる。残りの第
４レベルつまり白の露光は、実施例の４値システムで
は、電源８３、８４、８５へ制御信号を送らないことに
よって達成される。この場合、ダイオード２５は受光体
２０を露光しないので、現像の時点で受光体２０に残っ
ている電荷が不十分となり、現像装置３７によって現像
されない。処理部７８のメモリ７９に保持されているハ
ーフトーンセルは、画像の複写を高める一連の平均グレ
ー反射率を提供するために選択される。

【００２９】個別の電源８３、８４、８５が図示された
が、ダイオード２５を前述の様々な強度で作動するため
に適切な電源を使用してもよいことが分かる。

【００３０】上述のように、ハイブリッドハーフトーニ
ングは、従来の２値ハーフトーンと類似したハーフトー
ンセル構造を用いる画像印刷技術であるが、ハイブリッ
ドハーフトーンセル内の個々のピクセルを、従来の２値
システムの黒レベルおよび白レベルの他に、選択された
数のグレーレベルの１つとしてもよい利点がある。マル
チレベルピクセルの使用によって達成される追加の自由
度により、２値システムの場合に比べて、調子の品質が
向上する。開示内容が引用によってここに組み込まれる
米国特許第４，８６８，５８７号に示すように、ハイブ
リッドハーフトーニングは、低い解像度および低いデー
タ記憶要件およびデータ伝送要件で、２値ハーフトーン
と比較してかなり良質の画像が再現できる。図１および
図１に理想的な例として、１３５０ｓｐｉの２値設計
（図１）および３００ｓｐｉの４値（４レベル）ハイブ
リッドハーフトーン（図２）により、同様の調子品質が
達成されることが示されている。しかしながら、ハイブ
リッドハーフトーニングによって得られる自由度は多
く、その効果はかなり大きいので、これらの利点にはか
なりの課題が伴う。例えば、従来のゼログラフィーシス
テムでは、大きいグレー領域は、プロセスの不均一性の
ために、好ましくないアーチファクトを示す傾向があ
る。例えば、光導電体の振動やＲＯＳ多角形の揺動によ
るハーフトーンバンディングは、グレーピクセルを使用
するときに悪化する共通の深刻な問題である。さらに、
大半のゼログラフィーシステムは、１つか２つのグレー
レベルを必要とするだけであっても、正確なグレーレベ
ルを生成することが困難である。ゼログラフィーシステ
ムのこの限界は、大半のゼログラフィー印刷機が２値モ
ードで作動している１つの理由である。ノイズや不正確
さは、ハイブリッドハーフトーン印刷プロセスによって
生成されるプリントの品質を制限する。本発明は、ゼロ
グラフィー印刷プロセスにおける不均一性の影響を最小
限にするために、ハイブリッドハーフトーンセル選択基
準を用いるハイブリッドハーフトーン印刷方法を提供す
る。

【００３１】図３は、２値ハーフトーン、ハイブリッド
ハーフトーン、および連続調の場合の１％受光体速度変
調によって生成されるバンディング変調（反射率変調）
を示す。従来の２値ハーフトーンは、所定の平均反射率
に対し比較的少量の反射率変調を有し、したがって、こ
れはノイズに対する感度が最も低い画像構造である。連
続調画像の比較的高い量の反射率変調は、画像形成の摂
動に対する感度が高いことを示す。これは、連続調印刷
が純粋なグレーセルを書くことに等しいためであると考
えられる。それぞれの平均反射率に依存するハイブリッ
ドハーフトーンセルは、純粋に黒と白のピクセル、全て
グレーのピクセル、または白と黒とグレーのピクセルの
組み合わせから成ることができる。ハイブリッドハーフ
トーン曲線が従来の２値ハーフトーン曲線と交差するグ
ラフ上の点は、全ての可能なハイブリッドセルの２値部
分集合に対応する。連続調曲線に接近するハイブリッド
ハーフトーン曲線の点は、高い割合のグレーピクセルを
含むセルを表わす。中間数のグレー、黒、および白のピ
クセルを持つその他のセルは、２値と連続調の境界の間
の曲線に位置する。ハーフトーンセルが多くのグレーピ
クセルを含み、連続調の境界に接近する場合は、ノイズ
に対する感度が最も高くなるので、避けるべきである。

【００３２】ハイブリッドハーフトーン印刷システムの
セル選択基準は、様々な要素に依存する。これらの要素
として、高品質の複写のために望ましいハーフトーンセ
ル構造、グレーレベルの数、ハーフトーンセルあたりの
ピクセル数、およびグレーステップ数が含まれるが、限
定はされない。

【００３３】先に示したように、ハーフトーニングプロ
セスで使用するグレーステップの数は、再生される画像
の品質に関係する。セルあたりの所定のピクセル数に対
する、４値（２つのグレーレベル）システムおよび３値
（１つのグレーレベル）システムによって実現されるグ
レーステップ数の例が、以下の表１に、従来の２値シス
テムと比較して示されている。表１２値システムと比較された理想的な３値システムおよび４値システムのグレーステップ数ｍｘｎｐ２値３値４値（セルサイズ）（ピクセル数） (2レベル） (3レベル) (4レベル) ─────────────────────────────────── ２ｘ４８９４５１６５３ｘ６１８１９１９０１３３０４ｘ８３２３３５６１６３４５ ───────────────────────────────────

【００３４】４値システムおよび３値システムではどち
らも、グレーステップ数がハーフトーンセル度数（１イ
ンチあたりのセル数、即ち、ｃｐｉ）およびラスタ周波
数（１インチあたりのスポット数、即ち、ｓｐｉ）に関
連する。表１から明白なように、２値システムは、先に
示した６５グレーステップという許容最小限度内に該当
しない。単一の中間グレーレベル（３露光レベル）のハ
ーフトーン処理、つまり３値システムは、許容グレース
テップ数を達成するために必要なグレーレベルが得られ
る。２つの中間レベル（４露光レベル）のハーフトーン
処理、つまり４値システムは、画像品質をかなり向上す
る。

【００３５】ハーフトーン処理の画像品質の尺度は、ハ
イブリッドハーフトーニング設計の調子再現曲線（ＴＲ
Ｃ）の理想的なＴＲＣ、即ち、４５度の直線、からのず
れである。ＴＲＣ曲線の大きなステップは、原稿または
強調画像が連続調の反射率を持つ場合に印刷される誤っ
た輪郭によって生じる。より優れたＴＲＣは、グラフの
ステップサイズが最小のときに得られる。図４は、セル
あたりのグレーピクセルの一部が変動する、４値ハイブ
リッドハーフトーン印刷でのハーフトーンセルあたりの
ピクセル数の関数として達成されるハーフトーングレー
ステップの理論的数を示す。図４に線２０で示すように
使用できるセルあたりのグレーピクセルが１つだけの場
合、２値印刷１０の改良度は小さい。線４０で示すよう
にフル４値ハーフトーン印刷を使用し、ハーフトーンセ
ルで使用できるグレーピクセルの数に制限が無い場合、
グレーステップの数は最大となる。しかしながら、フル
４値印刷は、図３に関して先に述べたようにノイズに対
する感度が極めて高い。線３０は、いかなる特定のセル
もそのピクセルの総数の半分しかハーフトーングレーレ
ベルで印刷できないという制限の付いた、４値ハーフト
ーン印刷で達成されるグレーステップ数を示す。以下に
示すように、このセル構造は、ノイズへの感度を減らし
ながら、許容グレーステップ数を達成することができ
る。これらハーフトーンセルを選択するときの主要な基
準は、ハイブリッドハーフトーン印刷プロセスのノイズ
への感度を最小限にしながら、ＴＲＣグレーステップ数
を最大限にすることである。このように、特定のセル選
択の規則を用いて、例えば、ハーフトーンバンディン
グ、を引き起こすハイブリッドハーフトーンプロセスの
不均一性に対する感度を減らす。

【００３６】したがって、特定のマーキングプロセスを
用いて印刷する場合、最も高い感度で印刷されるセルを
除去するために、可能なハイブリッドハーフトーンセル
の総集合にセル選択規則を適用すべきである。本発明
は、（ａ）均一なグレー領域のサイズを制限し、（ｂ）
グレーの総数を制限する、セル選択基準を実施する。こ
れらの選択基準は、得られる画像の品質が高く維持され
るように充分な数のグレーステップおよびピクセルを使
用する要件によっても制約される。

【００３７】発明者らは、ハーフトーンセルあたりのグ
レーピクセル数を所定の最大数より低く維持すると、ノ
イズに対する感度が低下するようにグレーの総数が制限
されることを発見した。ハーフトーンセルあたりのグレ
ーピクセル数を制限するだけでなく、均一なグレー領域
の総サイズを最小限にすることが、各セルで同一グレー
レベルを有するグレーピクセル数を所定の最大数未満に
維持することによって達成される。この制約は、あらゆ
る１つの反射率レベルにおけるハーフトーンセルあたり
のグレーピクセル数を制限する。したがって、ハーフト
ーンセルあたりのグレーピクセル数および各セル内で単
一の反射率レベルを有するグレーピクセル数の双方を制
限することによって、均一なグレー領域の大きさおよび
グレーの総数が最小限にされる。

【００３８】特に、ハーフトーンセルあたりのグレーピ
クセル数をセル内のピクセルの総数の半分以下に制限す
ると、画像のグレーの量はバンディングに対する感度の
高いレベルより下に維持された。つまり、ｍ×ｎ個のピ
クセルのハーフトーンセルでは、グレーピクセルの最大
数は（ｍｎ）／２以下とすることが望ましい。あらゆる
１つの反射率レベルを持つグレーピクセルの数を、ハー
フトーンセルあたり最大で３個のピクセルに制限する
と、ノイズに対する感度がさらに減少される。本発明の
セル構造選択基準に従って形成されたセルの集合を用い
た印刷の品質は、２値セルで印刷した場合よりかなりよ
く、またノイズに対する感度は、フル４値ハイブリッド
ハーフトーンの場合に比べて大幅に減少し、画像の印刷
品質にも知覚できるような低下は無かった。

【００３９】上述の改良されたセル構造を前提とする
と、ハイブリッドハーフトーニングプロセスから得られ
る画像品質は、ＴＲＣで二乗平均（ＲＭＳ）ステップサ
イズを計算することによって量子化することができる。
図５は、ＴＲＣのＲＭＳステップサイズを、フル４値の
場合では１６５個のステップを生成する８ピクセルハー
フトーンセルの例のハーフトーンステップ数の関数とし
て示している。変化するステップ数は、異なるセル選択
規則を適用した結果である。線５０は、グレーピクセル
を印刷するために使用したグレーレベル反射率値を、選
択されたセルの限定数を用いて決定した場合のグレース
テップ数に対するＲＭＳステップサイズを示す。線６０
は、ピクセルグレーレベルの反射率レベルがフル１６５
セルの場合で選択されたときのＲＭＳステップサイズを
示す。図５の上部曲線６０（破線で示す）は、セル（上
述のセル選択基準を満たさないもの）を除去する一方、
予め決定したピクセル反射率値（つまり、フル４値ハー
フトーン印刷でＲＭＳステップサイズを減少するために
用いる反射率値）を使用することによって得られる。図
５は、ハイブリッドセルの選択された集合でピクセル反
射率値を決定することによって改良（ＴＲＣのＲＭＳの
減少）があることを示す。グレーレベル反射率値の選択
の結果、ノイズに対する感度が低く、最小限のＴＲＣス
テップサイズを持つハーフトーン画像が得られる。

【００４０】さらに、セル選択およびＴＲＣステップサ
イズに関して、ハーフトーンセルの数が８５まで減少し
なければ、ＲＭＳステップサイズはあまり増加しない。
８５個のセルを選択すると、例えば、１６５セルのＲＭ
Ｓステップサイズと比較して、ＲＭＳステップサイズの
差は０．０５しか無い。このように、８５個のセルしか
使用しない場合には、最もノイズ感度の高い８０のセル
を除去しても、ＲＭＳステップサイズは大きく増加せ
ず、したがって、画像再現においてグレーレベルの輪郭
がかなり増大する。除去されるステップ数および許容さ
れるＲＭＳステップサイズの許容差は、所望の画像品質
の関数である。本例において、所定のＲＭＳステップサ
イズ許容差に５ｘ１０^-2が選択された。図５のグラフを
見ると、８５個のグレーステップでこの基準が満たされ
ることが決定される。ノイズに対する感度は、概して、
特定のセルにおけるグレーピクセルの割合の関数であ
る。グレーピクセルの割合が高くなるほど、ノイズに対
するセルの感度は高くなる。したがって、最も高いグレ
ーピクセルの割合を持つ８０個のセルが除去される。例
えば、１３０ｃｐｉ（１インチあたりのセル数）のよう
にハーフトーンスクリーンの頻度が充分に高い場合、８
５個の異なるハイブリッドセルを使用すると、良質の画
像が再現される。上述のセル選択および除去基準を適用
すると、セル数が少ないので、得られるＴＲＣのＲＭＳ
ステップサイズは一般的に比較的高くなる。したがっ
て、ＲＭＳステップサイズを減少するために（誤った輪
郭形成を防止するため）、ＴＲＣからの可能なＲＭＳの
偏差が最も少ないように、セル選択基準が実施される
と、中間グレーレベルピクセルの反射率値を決定する必
要がある。

【００４１】周期的ハーフトーンでは、所定のセルの観
察される印刷反射率が、そのセルの平均反射率Ｒ_aveと
なる。

【００４２】

【数１】

【００４３】ここで、ｐはセル内のピクセル数であり、
Ｒ（ｋ）は公称ピクセルサイズで平均したｋ番目のピク
セルの反射率である。平均反射率Ｒ_aveは、異なる可能
な反射率ステップの集合の中の１つである。全てのＲ
_aveの集合は、集合の所定の条件（つまり、セルあたり
のピクセル数および各ピクセルの可能なグレーレベル）
でＴＲＣを形成するために操作される。ＴＲＣはしばし
ば、光学濃度出力(OpticalDensity Out)対光学濃度入力
(Optical Density In)としてプロットされる。ただし、
濃度は次式によって反射率に関連付けられる。

【００４４】Ｄ_ave＝ -ｌｏｇ（Ｒ_ave）人の目の応答は濃度スケールにほぼ線形なので、一般に
濃度が使用される。より線形的な明度の応答尺度は、ゼ
ロから１０までの範囲のマンセル明度(MunsellValue)
Ｌであり、これは次式によって概算される。

【００４５】

【数２】

【００４６】目の応答はマンセル空間で線形的であるた
め、Ｌの差が均一であれば明度範囲全体で応答の差が均
一である。誤った輪郭形成を最小限にする値と定義され
る最適ＴＲＣは、ステップのサイズが均一な場合、階段
関数となるので、Ｌ_in−Ｌ_outの表現は、ディジタルＴ
ＲＣをプロットするのに望ましい。

【００４７】Ｌ_in−Ｌ_out曲線を生成する際は、所定の
ハーフトーン条件の集合に対して可能な全てのＬ_ave値
を計算する。セルの明度値は、昇順に配列すると、可能
な印刷平均明度レベルＬ_out,i+1はＬ_out,iより明るく
なることを表す。利用可能なハーフトーンセルの集合か
ら、入力明度値Ｌ_inは、可能な限り最も近いセル平均明
度値Ｌ_out,iに写像（マッピング）される。この方法に
より、Ｌ_in−Ｌ_out曲線は、４５°の平均勾配を持つ段
階関数となる。

【００４８】ＴＲＣのステップサイズを最小限にし、し
たがってエラー輪郭形成を最小限にする、中間ピクセル
反射率値を探すことができる。好適な中間反射率レベル
を決定するために、ＴＲＣ品質基準を設定しなければな
らない。ディジタルＴＲＣ品質に逆比例する簡単な尺度
が、ＲＭＳステップサイズである。（ただし、Ｎはステ
ップ数である。）

【００４９】

【数３】

【００５０】均一な間隔からの偏差は、エラー輪郭形成
の方向へ大きく傾斜する結果となり、ＲＭＳステップサ
イズの増加として見ることができる。好適な中間反射率
レベルは、最小ＲＭＳステップサイズとなるレベルとす
ることができる。所定のステップサイズに対し、数値コ
ンピュータ解析を使用して、ＲＭＳステップサイズと中
間ピクセル反射率レベルの間の関係を決定することがで
きる。

【００５１】同様の結果が得られる中間ピクセル反射率
レベルを提供するために使用できる他のＴＲＣ品質の尺
度がある。他の２つの尺度とは、最大ステップサイズ及
びステップの平方値の合計である。調子反転エラー（Ｔ
ＲＥ）など、頑強性のための追加計量（基準）を用いる
こともできる。これについては後述する。

【００５２】本発明のセル選択基準を用いてハイブリッ
ドハーフトーン印刷システムの結果として得られるＴＲ
Ｃを示す例を、図６、図７、および図８に示す。図６
は、１６５個のグレーステップを持つ、２つの中間グレ
ー反射率レベル（Ｒ1 およびＲ2 、合計で４つの露光レ
ベル）を利用したハイブリッドハーフトーン印刷システ
ム、即ち、フル４値印刷、のＴＲＣを示す。先に述べた
ように、このハイブリッドハーフトーンは、ノイズに対
する感度が非常に高く、例えば、バンディングなどの不
均一性を示す。図７は、上述のセル選択基準を使用し、
最も感度の高い８０のセルを除去し、結果として８５個
のグレーステップを持ち、ノイズに対する感度がより低
いハーフトーン画像が得られる場合のＴＲＣを示す。使
用されるステップ数は可変であり、特定のユーザによっ
て選択される品質と感度の間の取り替え(trade-off) に
よって決定される。ここで説明した８５個のグレーステ
ップに限定されるつもりはない。図７の中間ピクセル反
射率値（Ｒ1 およびＲ2 ）は、１６５のセル条件で決定
されたものであることに注意されたい。上述のグレーレ
ベル選択技術を、８５のセル条件の中間グレーレベルピ
クセルの反射率を決定するために適用すると、図８に示
すようにステップサイズのより小さいＴＲＣが得られ
る。本発明のセル選択基準を用いてハイブリッドハーフ
トーン処理を行う場合、ノイズの感度を低下して高品質
のハーフトーン画像を実現するために、得られるピクセ
ルグレーレベルは、選択されたセルを用いて決定しなけ
ればならない。本例で選択された反射率値は、Ｒ1 ＝
０．３２、Ｒ2 ＝０．１２であった。選択される反射率
値は、特定のハイブリッドハーフトーニングプロセスで
使用されるステップ数などをはじめ、多くの変数に依存
する。したがって、（８５個の代わりに）１００個のス
テップを使用する場合には、決定される反射率値Ｒ1 お
よびＲ2 は変化する。反射率値を選択するための別の要
素は、利用される印刷機の種類である。全て改良された
画像品質を提供する中間反射率値のファミリーを決定す
るために、ＲＭＳステップサイズ基準を使用することが
できる。また、選択プロセスをさらに改良したければ、
反射率値に適用される第２基準を用いることもできる。
この基準は、調子反転エラーである。調子反転基準は、
プロセス変動の統計的重み付けに基づいて反射率を選択
する。

【００５３】これまでのところ、所定のセルのセットに
おける選択された中間ピクセル反射率レベルは、ＴＲＣ
に絶対最小ＲＭＳステップサイズを与えるレベルであ
る。ハーフトーンバンディングなど、コピー品質の欠陥
を防止するため、選択されたセルの集合は一定の感度の
セルを含んではならない。コピー品質の欠陥に対する頑
強性の増加は、第１に、中間レベルが、絶対最小値では
なく「充分に低い(sufficiently low)」ＲＭＳステップ
サイズを提供するように要求することによって、達成す
ることができる。次に、この基準を満たす全ての中間ピ
クセルグレーレベルを、所定のコピー品質の欠陥に対す
るそれぞれの感度で評価することができる。実際のシス
テムでは、ピクセルの反射率レベルは常に、ある程度の
不確実性を伴いながら印刷される。したがって、公称値
以外の反射率における中間レベルの印刷によるＴＲＣの
反転の欠陥によって、好ましくない輪郭が形成される。
また、他のＴＲＣ品質計量、例えば、最大ステップ、線
からのＲＭＳの偏差、平方ステップの合計などでも、
「充分に低い」基準を活用することができることに注意
したい。

【００５４】充分に低いＲＭＳ値を選択するためには、
この計量の意味を考慮しなければならない。これは、Ｔ
ＲＣの平均ステップサイズの尺度である。グレーステッ
プが均一に間隔を置いた場合には、ＲＭＳステップサイ
ズは実際のステップサイズに等しい。最小限の冗長を持
つＴＲＣの場合、グレーステップはほぼ等しい。また、
ゼログラフィー印刷では、マンセル明度は、用紙の背景
に対して正規化した場合で、約２．７（黒）から１０．
０（白の用紙）の範囲になる。このことを理解した上
で、所定の製品のコピー品質の目標を用いて、許容ＲＭ
Ｓステップサイズを決定することができる。例えば、顧
客の要求を満たすために、印刷機は６４個の均一に間隔
を置いたグレーステップを必要とするかもしれない。必
要なステップサイズは、したがって、（１０．０−２．
７）／６４＝０．１１４となる。これより遙に小さいＲ
ＭＳステップサイズを達成しても、顧客をそれ以上に満
足させず、実際の印刷システムではより変動しやすい中
間反射率レベルになるかもしれない。従来のハーフトー
ンシステムと比較するために、一般的に採用されている
３種類のスクリーン頻度およびセルサイズ、即ち、４×
８（ｐ＝３２）、５×１０（ｐ＝５０）、８×８（ｐ＝
６４）について考慮する。ここで、ｐは総ピクセル数で
ある。２値印刷の場合の対応する調子再現ＲＭＳステッ
プサイズは、それぞれ０．２５９、０．１６７、および
０．１３１である。２値システムについて述べているの
で、ＴＲＣグレースケールは均一に間隔を置いていない
ことに注意したい。

【００５５】許容ＲＭＳステップサイズが得られるそれ
ぞれの中間反射率レベルは、選択された中間レベルとな
る可能性がある。これらの中間レベルをさらに評価する
基準をここで定義することができる。グレーレベルピク
セルの公称印刷反射率からの偏差によって、調子反転エ
ラーが発生するおそれがある。これは、非常に望ましく
ない欠陥の原因となる。例えば、明調から暗調へ単調に
変化しなければならないグレーウェッジ(gray wedge)画
像で、調子反転エラーがあると、この傾向に無作為また
は周期的な変動が発生する。したがって、中間反射率レ
ベルを選択するための第２基準は、選択されたセルの集
合の調子反転の傾向を最小限にするという要件に基づく
ことができる。許容ＲＭＳ値を持つ全ての中間レベル
は、この基準に照らして判断することができる。

【００５６】調子反転エラーの量子化尺度は、ＴＲＣの
累積垂直長から得ることができる。反転の無い全てのＴ
ＲＣの累積垂直長は、Ｌ_max−Ｌ_minとなる。反転が生
じると長さが長くなり、反転が大きければ増加分も大き
くなる。この傾向から、部分ＴＲＣ反転エラーεを次式
によって定義することができる。

【００５７】

【数４】

【００５８】または記号により次のように表わすことが
できる。

【００５９】

【数５】

【００６０】ここでΔＬ_iはｉ番目とｉ＋１番目のグレ
ーステップのマンセル明度の差であり、Ｎはグレーステ
ップの総数である。図１２、図１３、および図１４は、
調子反転が累積垂直長と関係することを概略的に示す。

【００６１】図１２は、反転エラーの無いＴＲＣを示
す。図１３は、幾つかの反転エラーを持つＴＲＣを示
す。図１４は、図１３の円で囲んだ部分の拡大図であ
り、上記の数式で使用したＴＲＣステップの垂直方向の
偏差とそれらの関係を示す。

【００６２】調子反転に対する感度または傾向を決定す
るために、許容ＲＭＳ値を持つ中間レベルを、印刷反射
率の公称値からの変動としてのεについて評価すること
ができる。図１５は、３値システムで２種類の中間レベ
ルを選択した場合について計算した感度曲線を示す。こ
れらの中間レベルはそれぞれ、説明のために選択された
０．３未満のＲＭＳステップサイズを持つ。図１５に示
す曲線は、選択された公称中間反射率レベルに対応す
る。ｘ軸、ΔＲ2 は、印刷レベルの公称レベルからの偏
差を示す。この偏差が増加すると、調子反転が発生し、
幾つかの公称反射率レベルは、他の場合より反転の潜在
的可能性が大きい。

【００６３】この感度解析は、所定の印刷機の中間レベ
ルの選択に適用することができる。この解析の例とし
て、まず確率変数ΔＲ2 に対応する推定確率濃度関数に
よってεを重み付けすることができる。所定の中間レベ
ルの重み付け曲線の積分は、感度Ｓ（Ｒ2 ）の尺度であ
る。最小感度ＳのＲ2 のレベル、および充分に小さいＲ
ＭＳステップサイズは、実用的なレベルである。

【００６４】例えば、受光体の電圧変動など、ゼログラ
フィー印刷機の反射率エラーの原因を考慮する。受光体
の電圧レベルに関連する確率濃度関数が、ガウス(Gauss
ian)分布によってほぼ得られると推定することは、妥当
である。また、反射率の偏差ΔＲ2 が、可能な反射率の
範囲内で平均反射率または公称反射率の周囲にほぼ正規
分布するというのも妥当な推定である。したがって、印
刷反射率レベルの偏差に関連する確率濃度関数ｐ（ΔＲ
2 ）は、次のようになる。

【００６５】

【数６】

【００６６】ここで、Ｒ2 はピクセル中間レベルの公称
反射率であり、σは標準偏差である。反射率は、トナー
の厚いパッチの反射率（Ｒ＝０．０５）より下、または
用紙の反射率（Ｒ＝１．０）より上になるまでずれるこ
とはできないが、電圧変動など偏差の源泉はずれること
が可能である。したがって、飽和点における確率濃度関
数は、ガウス分布の尾部の積分によって得られる。した
がって、黒レベル（ΔＲ ₂＝０．０５−Ｒ₂）では、次
式のようになる。

【００６７】

【数７】

【００６８】また、白レベル（ΔＲ₂＝１．０−Ｒ₂）
では次式のようになる。

【００６９】

【数８】

【００７０】ここでδはディラックデルタ関数であり、
ｅｒｆはエラー関数である（つまり、ガウス分布の積
分）である。このような確率濃度関数は、混合、連続、
および離散関数と呼ばれ、しばしば飽和プロセスに出て
くる。

【００７１】図１６は、それぞれが０．３未満のＲＭＳ
ステップサイズを持つＲ₂の２つ値の重み付けされた感
度分布の例である。重み付けされた感度分布は、反転エ
ラー関数ε（ΔＲ₂）と確率濃度関数ｐ（ΔＲ₂）の積
である。この積をΔＲ₂に対して積分することにより、
所定のＲ₂に対する調子反転感度の尺度が得られる。

【００７２】

【数９】

【００７３】この例では、最小感度がＲ₂＝０．２１と
なり、したがってこれは選択中間反射率である。中間反
射率レベルを選択するための直観的な経験則は、黒また
は白に最も近い、充分に低いＲＭＳステップサイズのレ
ベルを選択することである。中間レベルは飽和を越えて
それることはできない。したがって、公称レベルが飽和
に近いほど、調子反転が発生する傾向は低下する。

【００７４】この解析をゼログラフィーモデルにより実
際のゼログラフィー印刷システムに適用する場合、受光
体の初期電圧を確率変数として用いることができる。感
度は、次式によって得られる。

【００７５】

【数１０】

【００７６】ここで、ε（Ｖo ）は初期電圧の関数とし
ての調子反転エラーであり、ｐ（Ｖo）はこの電圧に対
応する確率濃度関数である。また、印刷反射率の代わり
に、電圧（Ｖo ）が確率変数として使用されていること
によって、４値以上のシステムの調子反転エラー解析を
同様の１次元方式で処理することができる点にも注目さ
れたい。

【００７７】ここで、特定の例について説明した手順
は、一般にどのようなハイブリッドハーフトーン設計に
も適用することができ、ノイズに対する感度を低下し、
高品質の調子再生ができるはずである。好適な反射率値
を決定するために提示された変数の数のために、いかな
る数式も使用することはできず、一般にコンピュータ検
索技術が使用される。反射率値は、様々な技術を用いて
ケースバイケースで決定される。

【００７８】本発明のハイブリッドハーフトーン印刷プ
ロセスが、図９のフローチャートによって示されてい
る。最初に、ステップ１００において、本発明に従って
処理すべき画像をディジタル印刷機によって走査し、連
続して観察される要素の濃度を表わす画像信号を生成す
る。もちろん、予め走査した画像をメモリから入手する
こともできる。次に、ステップ１５０において、多数の
ピクセルから構成される走査画像はハイブリッドハーフ
トーンセルから成る出力画像信号に変換される。本発明
のセル選択基準を満たす、特定の平均反射率のハーフト
ーンセルは、全て、最終的に出力画像を形成するために
用いられるセルのセル構造を決定するために使用される
ルックアップテーブルに保存される。平均反射率値に基
づいて特定の特徴を持つセルを選択するためにルックア
ップテーブルを使用することに関しては、米国特許第
４，８６８，５８７号に教示されている。ルックアップ
テーブルに保存されたマーキングセルは、ステップ１１
０で形成され、画像形成プロセスの前に導出される。セ
ル選択ステップ１１０は、ステップ１２０、１３０、お
よび１４０から成る。ステップ１２０では、ハーフトー
ンセル構造を選択する。次に、ステップ１３０におい
て、マーキングセルの集合に到達するために、上述のセ
ル選択規則をハーフトーンセル構造に適用する。各マー
キングセル内のピクセルには、間に中間グレーレベルを
もつ白から黒までの範囲の値が割り当てられる。均一な
グレー領域を減少するために、ステップ１３０におい
て、マーキングセル内のグレーレベルピクセルの総数
は、例えば、マーキングセルの総ピクセル数の半分（即
ち、（ｍｎ）／２）など、所定の最大値に制限される。
さらに、ステップ１３０において、グレーの総量を減少
するために、特定のグレーレベルを持つマーキングセル
のピクセル数を、所定の最大値、例えば、１つのマーキ
ングセルあたり特定のグレーレベルを持つピクセル数が
３個以下、に制限する。次に、ステップ１４０におい
て、所望のＴＲＣに基づいて、中間ピクセルレベルを選
択し、ノイズに対する処理の感度を減少する。画像形成
プロセスは、ステップ１５０において新たにハーフトー
ン化された画像を用いて、ステップ１６０、１７０にて
完了する。ステップ１５０は、先に述べたように、フル
ケースのマーキングセットから最も感度の高いセルを除
去することを含む。

【００７９】セル選択基準およびステップ選択を用いた
上述のハイブリッドハーフトーン印刷技術は、より小さ
いハーフトーンセルサイズを用いてより優れた調子を保
持することができ、またより低い解像度を用いることが
でき（即ち、１インチあたりのスポット数が少ない）、
これが次に、データ記憶要件やデータ伝送要件を低下
し、コストの大幅な削減につながる。

【００８０】３値レベルおよび４値レベルについて図示
し、説明したが、それ以上のレベル（即ち、５値レベ
ル、６値レベル等）も考慮可能であることは理解される
であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】２値（即ち、２つの露光レベル）の１３５０ｓ
ｐｉのハーフトーンプロセスのＴＲＣのグラフ図であ
る。

【図２】４値（即ち、４つの露光レベル）の３００ｓｐ
ｉのハイブリッドハーフトーンプロセスのＴＲＣのグラ
フ図である。

【図３】受光体の１％速度変調によって生じる平均反射
率に対する２値ハーフトーン、ハイブリッドハーフトー
ン、および連続調の反射率変調のグラフ図である。

【図４】様々な種類のハーフトーンセル基準におけるハ
ーフトーンセル内の所定のピクセル数に対し可能なグレ
ーステップ数を示すグラフ図である。

【図５】例えばフル４値の場合（即ち、４つの露光レベ
ルを持ち、そのうちの２つがグレーである）で８つのピ
クセルマーキングセルを用いるなど、２種類の方法でグ
レーピクセルレベルを選択する場合のグレーステップ数
に対する二乗平均ＴＲＣステップサイズを示すグラフ図
である。

【図６】グレーレベル決定基準に基づくピクセル反射率
レベルを持つ１６５個のステップがあるフル４値例の場
合のＴＲＣのグラフ図である。

【図７】最も感度の高い８０のセルをフル４値の事例か
ら除去し（即ち、８５個のステップが残っている）、ピ
クセル反射率値が図６の事例のピクセル反射率値に対応
する場合のＴＲＣを示すグラフ図である。

【図８】残りの８５個のグレーステップのグレーレベル
決定基準に従ってグレーピクセルレベルを変更すること
によって反射率値を決定した後の、図７に示す事例のＴ
ＲＣのグラフ図である。

【図９】本発明の１態様に係るハイブリッドハーフトー
ン印刷方法を示すフローチャートである。

【図１０】ハーフトーン印刷のために本発明の４値シス
テムを組み込んだ印刷機の概略図である。

【図１１】図１０に示す印刷機で使用する画像処理およ
びハーフトーン生成構成要素を示すブロック図である。

【図１２】調子反転エラーの無いＴＲＣのグラフ図であ
る。

【図１３】幾つかの調子反転エラーを含むＴＲＣのグラ
フ図である。

【図１４】図１３に示すＴＲＣの一部の拡大図である。

【図１５】３値の場合における８ピクセルセルの公称中
間反射率レベルからの偏差と比較した調子反転エラーの
グラフ図である。

【図１６】３値の場合における８ピクセルセルの公称中
間反射率レベルからの偏差と比較した重み付けされた調
子反転エラーを示す感度曲線のグラフ図である。

【符号の説明】

１０電子印刷機１２ゼログラフィー処理部１３文書走査部１４画像印刷部１６ビーム２０受光体２５ダイオードレーザ３７現像サブシステム４１印刷基体４６クリーニングステーション４７消去ランプ６０透明プラテン６４キャリッジ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０３Ｆ 5/00 Ａ 8004−2Ｈ (72)発明者ロバートピー．ロースアメリカ合衆国ニューヨーク州 14609 ロチェスターグランドアベニュー 481 (72)発明者スーザンイー．ダンアメリカ合衆国ニューヨーク州 14607 ロチェスターウェストミンスターロード 209 (72)発明者ウィリアムエル．ラマアメリカ合衆国ニューヨーク州 14450 フェアポートキャシードラルオークス７

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハーフトーン画像を再現する方法であっ
て、画像を走査し、それに時間を合わせて、画像内の連続し
て観察される要素領域の濃度を表す画像信号を生成する
ステップと、前記画像信号に基づき、メモリに記憶されたマーキング
セルの集合に対応する所定のハイブリッドハーフトーン
画像信号の集合からハイブリッドハーフトーン出力画像
信号を選択するステップと、前記マーキングセルの集合
が、観察者が観察したときに、前記出力画像信号を選択
するために使用した前記画像内の要素領域の視覚的印象
に近似した視覚的印象を与え、各マーキングセルがピク
セルの２次元配列であり、前記マーキングセルの集合内
のピクセルが白レベル、黒レベル、および少なくとも１
つのグレーレベルから成る群から選択されたレベルを持
ち、前記マーキングセルが、各マーキングセル内で、グ
レーピクセルの総数が第１最大数以下となり、かつ同一
の中間グレーレベルを持つグレーピクセルの数が第２最
大数以下となるように予め設定されており、前記選択されたハイブリッドハーフトーン出力画像信号
を用いて、画像受部材上にハーフトーン画像を形成する
ステップと、から成るハーフトーン画像再現方法。