JPH0628277Y2

JPH0628277Y2 - カラ−画像出力装置

Info

Publication number: JPH0628277Y2
Application number: JP1986186572U
Authority: JP
Inventors: 伸児喜多; 文雄仲谷; 剛田中; 和重竹内
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2001-12-02
Also published as: JPS6393136U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、レーザビームプリンタ等におけるカラー画像
出力方式に関し、特に中間調画像のハイライト部の彩や
かさを高めるものである。

〔従来の技術〕

従来よりデジタルプリンタ等において中間調のある画像
を出力するため種々の方法が提案されている。

たとえば、特開昭58-173973号公報中に記載されている
ように、ディザ法や濃度パターン法等が知られている。
これらの方法は、２値表示装置を用いて、中間調を有す
る画像を表示でき、装置のハード化構成も容易である。
また、画像品質についても一応の品質が得られる等の理
由で多くの分野において広く活用されている。

具体的には、第９図(a),(b)に示されるように、入力画
像の画素８と閾値マトリックス５の各成分とを対応さ
せ、閾値より大きいか小さいかにより白か黒かを決定
し、表示画面６に出力する。

第９図(a)はディザ法であり、入力の一画素８を閾値マ
トリックス５の一成分に対応させている。また第９図
(b)は濃度パターン法であり、入力の一画素８を閾値マ
トリックス５の全成分に対応させている。すなわち、濃
度パターン法では表示画面６において複数のセルで入力
画像の一画素を示すことになる。

このとき、ディザ法と濃度パターン法との違いは、入力
の一画素を閾値マトリックスの一成分に対応させるか、
あるいは全成分に対応させるかの違いだけで、本質的な
差異はない。したがって、以後ディザ法と濃度パターン
法を含めてディザ法と呼ぶ。

このようなディザ法において、閾値マトリックスには種
々の種類がある。しかし、画像出力において、高画質で
しかも簡易に中間調を再現することができる装置はあま
り研究されていない。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このような中間調画像出力法の画像上の欠点は特にカラ
ー画像再現の際に表れる。カラー画像再現において、そ
の画質を決める大きなポイントとして色再現範囲の大き
さがあるが、色再現範囲の大きさについてこのような中
間調画像出力法とカラー写真とを比較した結果を第10図
に示す。

第10図は公知のＣＩＥ色度図で、一定の視感反射率Ｙの
もとに計算で求めたものである。数種の線は各々使用さ
れる色材に対応している。第10図(a),(c)は前記の中間
調画像出力法による色再現範囲をノイゲバウアーの式に
基づいて求めたものを示し、第10図(b),(d)はカラー写
真における色再現範囲をランバート・ベールの法則に基
づいて求めたものを示す。

第10図から明らかなように、前記中間調画像出力法で
は、カラー写真に比して明度空間全域で相当色再現範囲
が狭くなる。この現像は、本質的には、前者が面積階調
法、すなわち並置加色混合による色再現をとっており、
後者が濃度階調法、すなわち減色混合による色再現をと
ることに基づいている。この色再現範囲の改善のために
は、たとえばカラー印刷法のように充分な階調数をとっ
て濃度変化の連続性を高めると共に、線数を細かくして
みかけ上濃度階調に近づけることにより充分な画素密度
をとる必要がある。

しかしながら、前記中間調画像出力法において充分な階
調数と充分な画素密度を同時に高めることは、大容量且
つ高速の処理装置を必要とし、また装置が複雑化するの
で、価格，スピード等の面を考慮すると実現が難しい。

一方、改善の必要性を考えると、テレビジョンでよくい
われるように、原稿の高彩度，高濃度部は人間の目の順
応効果からあまり問題にならない。しかし、ハイライト
部では記憶色、すなわち、人間が色概念をすでに記憶し
ているような色、たとえば、肌，草の緑，空の青等が存
在し、これは感度が高いため、忠実な色再現が望まれ
る。

本考案は上記の点に鑑みなされたもので、高画質の画像
出力、特にハイライト部におけるカラー画像の良好な再
現を可能とする簡易な処理装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、入力画素情報と閾値マトリックスとを比較し
て各画素のドットの処理を行い、上記入力画素情報を記
録媒体に書き込むための書込み信号を得るディザ処理方
法を使用して所定階調数の中間調画像出力を行うカラー
画像出力装置において、上記階調は所定の範囲毎に複数
の領域に分散され、各領域における書込み信号の強度が
各領域でそれぞれ異なる値に設定されており、上記各領
域に対応して互いに異なる閾値レベルが設定された複数
の閾値マトリックスと、上記入力画素情報に応じて上記
複数の閾値マトリックスを切り換える手段と、上記書込
み信号の強度及びパルス幅の制御を上記閾値マトリック
スの切り換えと同時に行う手段とが設けられ、階調値の
低い領域から高い領域への切り換え前後における上記閾
値マトリックス及び上記書込み信号の強度の関係が、１
画素の面積被覆率は小さくなると共に１ドットの濃度は
高くなるようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本考案においては、たとえば、３２階調の中間調画像出
力を行う場合には、この３２階調が、たとえば、レベル
「０」〜「１１」の範囲と、レベル「１２」〜「３１」
の範囲の二つの領域に分散され、各領域における書込み
信号の強度が各領域でそれぞれ異なる値に設定される。
また、各領域に対応して互いに異なる閾値レベルが設定
された複数の閾値マトリックスが設けられる。

入力画素情報のレベルが高く、レベル「１２」〜「３
１」の範囲に属するときには一方の閾値マトリックスが
選択され、１画素の面積被覆率が小であるが１ドットの
濃度が高いドットが出力される。入力画素情報のレベル
が低くなり、レベル「０」〜「１１」の範囲に属するよ
うになると、他方の閾値マトリックスが選択され、１画
素の面積被覆率が大であるが１ドットの濃度が低いドッ
トが出力される。これにより、画像のハイライト部が淡
いドットで記録されると共に、視感感度の連続性が維持
されるように面積被覆率が補正される。したがって、画
像のハイライト部が濃度変調され、画像全体の再現性が
改善される。

〔実施例〕以下、図面を参照しながら、実施例に基づいて本考案の
特徴を具体的に説明する。

第２図は本考案の実施の対象となるカラー画像記録装置
の説明図である。このカラー画像記録装置は、カラー画
像情報を並置された複数の感光ドラムを含むレーザビー
ムプリンタ等の電子複写装置を用いて出力し、この電子
複写装置により形成されたカラー画像を順次異なった色
で重ねて記録する装置である。

同図において、1a〜1dは走査光学系であり、図示されな
い画像メモリ等から所要の画像情報をこの走査光学系に
よりレーザビーム等の光ビームとして取り出し、この光
ビームがシアン(C)，マゼンタ(M)，イエロー(Y)，黒(K)
に対応して並設された感光ドラム2a〜2d上に結像するよ
うに構成されている。この感光ドラム2a〜2dの近傍に
は、それぞれシアン，マゼンタ，イエロー，黒のトナー
を有する現像器3a〜3dが配置されていると共に、図示さ
れていない記録紙を搬送するための搬送ベルト７側に各
感光ドラム2a〜2dに対向して帯電器4a〜4dが配設されて
いる。

上記構成の動作について説明すると走査光学系1a〜1dか
ら出力され変調された光ビームは、各感光ドラム2a〜2d
上にその光学像を結像し、その後電子写真プロセスによ
りこの結像された像は静電潜像となる。静電潜像は、現
像器3a〜3dにより各色毎に現像され、帯電器4a〜4dによ
り搬送ベルト７上に保持された記録紙に各色が順次転写
されカラー画像が形成される。

第３図は、第２図に示される４つの走査光学系1a〜1dの
うちの１つの詳細を示す概略的な斜視図であり、半導体
レーザ11により変調された光ビームはコリメートレンズ
10によりコリメートされ、回転多面鏡12によって光偏向
を受ける。偏向された光ビームはｆθレンズと呼ばれる
結像レンズ13により感光ドラム２上に像を結びビーム走
査を行う。このビーム走査に際して、光ビームの１ライ
ン走査の先端をミラー14により反射させ検出器15に光を
導く。この検出器15からの検出信号はよく知られている
ような主走査方向(H)の同期信号として用いられる。半
導体レーザ11は、先に述べたように画像メモリ等からの
画像情報により変調されるが、この変調に先立って所定
の信号処理が行われる。

次に第４図を参照して、信号処理回路について述べる。

ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ等の入力装置21
で読みこまれた赤，緑，青信号は、マスキング処理回路
22で、シアン，マゼンタ，イエロー信号に変換される。
その後、墨入れ回路23で下色除去されて黒信号が形成さ
れ、４色のシアン，マゼンタ，黄，黒信号となる。次
に、該４色信号は、各色毎に出力制御部24において、所
定の信号処理が行われる。

以下、出力制御部24について第１図を参照して詳細に説
明する。なお、図においては１色分の処理系のみ示され
ているが、この処理系は４色分設けられている。

墨入れ回路23からの１色分の色データは、出力回路31内
に設けられた２値化回路（図示せず）において、閾値マ
トリックス用ＲＯＭ32内に記録されている閾値マトリッ
クスの内容と比較され、画素毎の光出力オンオフ信号と
なる。また、上記色データは比較回路33おいて所定の基
準レベルと比較され、その比較結果に応じて上記閾値マ
トリックス用ＲＯＭ32から読み出す閾値マトリックスを
切り換える。なお、閾値マトリックスは後述するように
２組設けられており、前記比較結果に応じていずれかの
閾値マトリックスが選択される。

更に、比較回路33の出力は、光強度，パルス幅制御用Ｒ
ＯＭ34に供給される。光強度，パルス幅制御用ＲＯＭ34
からは、比較結果に応じて半導体レーザ11（第３図参
照）駆動用の光強度，パルス幅制御信号が読み出され出
力回路31に供給される。この光強度，パルス幅制御信号
により、上記光出力オンオフ信号の強度，パルス幅が制
御され、各出力系に伝達される。

次に、動作について説明する。

１色毎の色データ、たとえばシアン信号のレベルEcは、
まず比較回路33において面積被覆率40％に相当する基準
レベルErと比較され、その結果により、次の表に示すよ
うな光ビームが得られるような光強度，パルス幅制御信
号が選択される。

この際、光書込み信号は、ガウシャンビームを想定し、
２種の光強度パルス幅信号は、第５図に示すように、ス
ポット径が同一で相対光強度のみが１：２となるように
予め計算され、光強度，パルス幅制御用ＲＯＭ34内に記
憶されている。なお、第５図において、左側がEc≧Erの
場合に対応し、右側がEc＜Erの場合に相当する。

第５図(a)は前記２種の光強度，パルス幅信号によって
駆動され、感光体を走査するビームの状態を表し、第５
図(b)はビームの走査の結果、感光体上に形成される光
量パターンを示す。第５図(c)は通常の反転現像によっ
て得られる現像像で、電子写真方法の電位−現像特性に
より、ドット径が同等で濃淡のみが異なるドット像が得
られる。すなわち、第５図(b)の現像レベル以上の露光
された部分のみ現像されるため、ドット径を変えること
なく濃淡のみを変えることができる。このようにドット
径を変えないようにする理由は、画像レベルの変化に対
する面積変化の直線性を保つためである。

次に、出力信号は前記した比較回路33において前記した
基準レベルと比較され、その結果所定の４×４閾値マト
リックスが選択される。出力信号はこの選択された閾値
マトリックスを参照する。第６図にその閾値マトリック
スを示す。

１色毎の出力信号は５ビットであり、したがって32階調
の出力レベルをもつ。それに対し、閾値マトリックスは
１画素を４×４微小画素で表現する。この場合、基準レ
ベルは「12」に相当し、出力信号が「１２」以上で第６
図(a)の閾値マトリックス，「12」未満で第６図(b)の閾
値マトリックスが選択される。

次に、上記各マトリックスと比較された結果、各出力信
号レベル「０」〜「31」に応じて出力される現像画素を
第７図に示す。

信号レベルに応じて閾値マトリックスの内容を切り変え
ることにより、１色ごとの出力信号は、「31」から「1
2」までは濃いドット（図中、交差した斜線で示す）で
記録され面積被覆率は単調に減少するが、「11」で被覆
率は一旦増加し再び単調に減少する。このとき、ドット
部は淡いドット（図中、左下がりの斜線で示す）で記録
される。ここで、被覆率の不連続を補正するように淡い
ドット部を所定の濃度とすることにより、視感反射率を
連続して変化させることができる。

第８図は彩やかさ（相対刺激純度）に対する視感反射率
の変化を示す。本考案を適用した中間調出力方法（特性
曲線を破線で示す）によれば、従来の中間調出力方法
（特性曲線を実線で示す）に比べて特性曲線の傾斜が急
になり、しかも相対刺激純度が低い範囲における視感反
射率が高くなっている。すなわち、ある一定の相対刺激
純度の変化に対する視感反射率の変化を考えた場合、従
来方法に比して本実施例の方が視感反射率の変化の幅が
大きくなっている。これは、視感反射率が高い領域、す
なわち、ハイライト部における中間調の表現可能な範囲
が広がったことを意味する。

このように本考案を適用した上記信号処理によれば、ハ
イライト部の再現性が従来の方式に比し濃度階調に近づ
き、結果として従来よりも彩やかな再現が可能となり、
ひいては色再現の際に重要な記憶色の再現性が向上す
る。

〔考案が効果〕

以上述べたように、本考案によれば、画像のハイライト
部が淡いドットで記録されるように、画像の信号レベル
に応じて閾値マトリックスの内容及び光ビームの強度が
制御される。したがって、画像のハイライト部が濃度変
調されたことになり、ハイライト部において鮮明な画像
が得られる。

更に、本考案によれば画像のハイライト部を濃度変調す
るための構成としては、閾値マトリックスの内容及び光
ビームの強度を切りかえる手段があればよいので、簡単
な構成で中間調画像の画質の改善を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例において使用される出力制御部
のブロック図、第２図は本考案に用いた像形成部の概略
図、第３図は本考案での光書込み状態を表す原理図、第
４図は信号処理回路のブロック図、第５図はビームとド
ットとの関係を示す説明図、第６図は本考案の実施例で
用いた閾値マトリックスの説明図、第７図は出力信号に
応じて印刷される形態を示した模式図、第８図は本考案
と従来方式のハイライト部の彩やかさを比較するための
グラフ、第９図は従来の中間調出力方式を表す原理図、
第10図はカラー写真方式と従来の中間調出力方式の色再
現範囲を比較した色度図である。 1a〜1d：走査光学系、2a〜2d……感光ドラム 3a〜3d：現像器、4a〜4d：帯電器７：搬送ベルト、10：コリメートレンズ 11：半導体レーザ、12……回転多面鏡、 13：ｆθレンズ、14：ミラー 15：検出器、21：入力装置

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｄ 9068−5ＣＣ 9068−5Ｃ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】入力画素情報と閾値マトリックスとを比較
して各画素のドットの処理を行い、上記入力画素情報を
記録媒体に書き込むための書込み信号を得るディザ処理
方法を使用して所定階調数の中間調画像出力を行うカラ
ー画像出力装置において、上記階調は所定の範囲毎に複数の領域に分割され、各領
域における書込み信号の強度が各領域でそれぞれ異なる
値に設定されており、上記各領域に対応して互いに異なる閾値レベルが設定さ
れた複数の閾値マトリックスと、上記入力画素情報に応じて上記複数の閾値マトリックス
の切り換える手段と、上記書込み信号の強度及びパルス幅の制御を上記閾値マ
トリックスの切り換えと同時に行う手段とが設けられ、階調値の低い領域から高い領域への切り換え前後におけ
る上記閾値マトリックス及び上記書込み信号の強度の関
係が、１画素の面積被覆率は小さくなると共に１ドット
の濃度は高くなるようにしたことを特徴とするカラー画
像出力装置。