JPS61283274A - 画像記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、入力される中間調画像信号に応じて、疑似
的に中間調画像を再現する画像記録装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、中間調再現性が余り良くない記録装置を使用して
、疑似的に中間調を再現する方法としてディザ法、濃度
パターン法が提案され、実用化されている。これらの方
法に関しては、特開昭５７−７Ｅ１９７７号公報を初め
、数多くの出願がなされ、かつ、文献等にも詳しく記載
されているので、説明は省略する。現在までに行われて
いる方法は、中間調画像信号（濃淡画像信号）をしきい
値信号に（ディザ信号）とを比較して、２値または限ら
れた数に多値化して、ドツトの大きさまたはドツトの密
度で疑似的に中間調を再現しでいる。

例えば、しきい値信号を４Ｘ４のマトリクスとすると、
２値しか表現できない記録装置においては、１７階調し
か再現できず、１階調当りの濃度差が大きく、いわゆる
偽輪郭が目立った画像となってしまう、これを改善する
ために、マトリクスを大きくすると、解像度が低下して
しまうという相反した特性を有している。

また、多値が表現できる記録装置においては、多値化し
て同じマトリクスサイズで階調数の増加を企てている０
例えば、インクジェットプリンタではドツトの大きさま
たはインクの濃淡などで多値化を企てているし、電子写
真レーザプリンタでは、１つのマトリクスを主走査方向
に細分化して、パルス幅変調をして多値化を企てている
（特開昭５７−９９８８４号公報参照）。

しかし、上記例で、インクジェットプリンタで多値化す
る場合は、ドツトの大きさ、濃淡の種数を増すには限界
があり、また、電子写真レーザプリンタでも、パルスの
周波数を高くするには実用的には限界があるため、１階
調当りの濃度差を識別できないようにするのは困難であ
る。

次に第４図を参照しながら従来の多値化プロセスについ
て説明する。

第５図は従来の電子写真レーザビームプリンタの構成を
示すブロック図であり、多値化プロセスはディザ法また
は濃度パターン法に準じている。

以下、構造ならびに動作について説明する。

２１は画像メモリで、各々の画素が６ビツトの中間調画
像データとして格納されている。画像メモリ２１には、
クロックパルスＣＰと後述する主走査同期信号（水平同
期信号）ＢＤをカウントするアドレスカウンタ２２で指
定されたアドレスの画素データＮｌが出力される。２３
はルックアップテーブルで、画素データＮ１の階調特性
を直線的に補正した画素データＮ２に変換され、ディジ
タルコンパレータ２４の一方に入カスる。ルックアップ
テーブル２３は画素データＮ１とは異なるアドレスに画
素データＮ２として画素データＮ１を対応させてＮ１−
Ｎ２変換を行っている。ディジタルコンパレータ２４の
他の一方の入力にはしきい値マトリクスが格納されたメ
モリ３１から出力Ｔが入力し、ディジタルコンパレータ
２４で両者が比較され、２値信号Ｖとなり、アンプ２５
を介して半導体レーザ２６を駆動する。半導体レーザ２
６の出力光Ｉは矢印方向に回転する回転多面鏡２７で反
射し、出力光重は感光ドラム２８を主走査する。感光ド
ラム２８は矢印方向に回転して副走査され、２次元走査
が行われる。感光ドラム２８は図示しない電子写真プロ
セスと出力光■の走査により潜像が形成され、トナー現
像、転写。

定着が行われて画像記録が行われる。また、出力光重の
一部はミラー２９で反射し、光検知器３゜に入射して主
走査同期信号ＢＤが得られる。一方、メモリ３１は１６
×４のマトリクスになっており、コラムアドレスカウン
タ３２がクロックパルスＣＰを１６進カウントして、主
走査方向のコラムアドレスをローアドレスカウンタ３３
が主走査同期信号ＢＤを４進カウントして副走査方向の
ローアドレスを各々指定している。従って、ルックアッ
プテーブル２２がクロックパルスＣＰを１６進カウント
毎に主走査方向に画素を逐次指定して、主走査同期信号
ＢＤを４カウント毎に副走査方向の画素を逐次指定すれ
ば画像、メモリ２１に格納された１画素はメモリ３１全
体に対応する濃度パターン法となる。また、アドレスカ
ウンタ２２カクロツクパルスＣＰを８カウント毎に主走
査同期信号ＢＤを２カウント毎にアドレスを更新すれば
、１画素はメモリ３の％に対応し、ディザ法と濃度パタ
ーン法の中間状態となる。後者に関しては、特開昭５７
−９９８８７号公報に詳しく述べられである。

上記例では、１画素を６ビツトのデータとしたので、画
素データＮｌ、Ｎ２および出力Ｔは各々０〜６３の値を
とり、画素データＮ２のレベルが出力Ｔのレベルより大
きい時、２値信号Ｖは「１ｊとなって、半導体レーザ２
６が発光するが、出力画像の濃度特性はメモリ３１のし
きい値の配列順、半導体レーザ２６の発光強度、電子写
真プロセス等により変化する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第５図は画素データＮ＋、Ｎ２および出力画像濃度りと
の関係を実測した特性図であり、特性（イ）は、ルック
アップテーブル２３を介しない場合の画素データＮｌ　
による出力画像濃度りを示し、特性（ロ）は、ルックア
ップテーブル２３を介した場合の画素データＮ２による
出力画像濃度りを示している。なお、横軸は１画素デー
タを示し、縦軸は出力画像濃度を示している。また、各
画素データに対する出力画像濃度は、１パルス毎に階段
的に変化する。

この図から分かるように、特性（イ）に示されるように
、階調補正を加えない場合は、レーザビーム径が大きい
ため出力画像濃度が低濃度部での立ち上りが大きく、高
濃度部に到達するにつれて寝た特性となり、１段での濃
度差の最大ΔＤ、＾Ｘは画素データＮ１が５から６にな
る場合で、各濃度をＤＩ、Ｄ２　　とすると、ΔＤＭＡ
Ｘ　＝Ｄ２　−ＤＩとなり、実測゛データでは、ΔＤＭ
八Ｘへ０．０８であった。人眼の識別濃度差については
、色々発表があるが、ΔＤ　ＭＡＸは０．０１程度まで
識別できるとされている。従って、０．０８はもちろん
はっきりと識別されるため、出力画像の階調特性は、階
段状に見え、いわゆる偽輪郭が生じ、偽輪郭が目立つ中
間調画像が出力されて、階調表現性が著しく低下してし
まう問題点があった。このように特性（イ）は望ましい
階調特性を有しているとは結論できない、このため、階
調特性を直線的に補正した場合が、第５図に示す特性（
ロ）であり、例えば画素データＮ１の第１１〜１４番目
を画素データＮ２の第５番目のデータとし、画素データ
Ｎｌの第１５〜１８番目を画素データＮ２の第６番目の
データとなるように変換する。

この変換は、特性（イ）の立ち上がるところを膨張させ
、寝ているところを圧縮するもので、この変換による画
素データが画素データＮ２　、即ち。

特性（ロ）となる。

このような変換を行っても、１段での濃度差の最大ΔＤ
　ＷＡＸが変化するわけではなく、上述同様に偽輪郭が
目立つ中間調画像が出力されて１階調表現性が著しく低
下してしまう問題点かった。なお、この現象は、特性の
（イ）または（ロ）の立ち上りが大きいところで顕著と
なり、その領域の階調性が低下してしまうことを示して
いる。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、しきい値信号にゆらぎをかけて、偽輪郭が目立たな
い中間調画像を出力できる画像記録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〕

この発明に係る画像記録装置は、中間調画像信号の画素
ピッチに比して小ピッチで変化する非同期信号を格納す
る非同期信号格納手段と、この非同期信号格納手段に格
納された非同期信号にしきい値信号を付加させる付加手
段を設けたものである。

〔作用〕

この発明に、おいては、付加手段が、非同期信号格納手
段に格納された非同期信号としきい値信号とを付加し、
この付加手段の出力と中間調画像信号を比較手段が比較
する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す画像記録装置の構成
を示すブロック図であり、第３図と同一のちには同じ符
号を付している。

この図において、１はこの発明の付加手段となるアダー
で、メモリ３１に格納されたしきい値マトリクスのしき
い値出力Ｔｌｌと非同期信号格納手段をなす乱数メモリ
２からのゆらぎ信号（ディザ信号）Ｒとを加算して、デ
ィジタルコンパレータ２４に７グー出力Ｔ２２を出力す
る。乱数メモリ２は、クロックパルスＣＰとは非同期の
クロックパルスＲＣＰをアドレスカウンタ３がカウント
することにより指定されるアドレスからゆらぎ信号Ｒが
出力される。また、クロックパルスＲＣＰは画素データ
Ｎ１の読出し周期よりも高くし、増大する雑音の空間周
波数成分を高くして、視覚に対して雑音を目立たせなく
している。

次に第２図（ａ）〜（ｃ）を参照しながら第１図の動作
について説明する。

第２図（ａ）〜（Ｃ）は第１図の各部の信号タイミング
を示すタイムチャートであり、同図（ａ）において、Ｔ
ｌ＋はしきい値出力を示し、Ｔ２２はアダー出力を示し
、画素デー゛りＮ２のレベルは一点鎖線で示しである。

同図（ｂ）において、ｖｌはゆらぎ信号Ｒを付加しない
場合のコンバレート出力を示している。同図（Ｃ）にお
いて、ｖ２はゆらぎ信号Ｒを付加した場合のコンパレー
ト出力を示している。

ゆらぎ信号Ｒを付加しない場合は、アダー１からはアダ
ー出力Ｔ１１のみが出力され、同図（ａ）に示されるよ
うな画素データＮ２がディジタルコンパレータ２４に入
力された場合は、同図（ｂ）に示されるようなコンパレ
ート出力■ｌが出力される。

これに対して、ゆらぎ信号Ｒを付加した場合は、アダー
１からはアダー出力Ｔ２２が出力され、同図（Ｃ）に示
すゆらぎのかかったコンパレート出力ｖ２が出力される
。

第３図はこの発明による画素データと出力画像濃度の相
関関係を示す特性図である。

しきい値出力Ｔ１１にゆらぎ信号Ｒを付加することは画
素信号Ｎ２にゆらぎ信号Ｒを付加することと等価であり
、この図に示されるように、低濃度部でのゆらぎ量をΔ
Ｎ２１としたときの濃度ゆらぎはΔＤＩ　となり、高濃
度部でのゆらぎ量をΔＮ２２としたときの濃度ゆらぎは
ΔＤ２となり、画素データＮ２は低濃度部で膨張し、高
濃度部で圧縮されたスケールとなっているから、ゆらぎ
量ΔＮ２１は高濃度部ではゆらぎ量ΔＮ２２と圧縮され
、濃度ゆらぎの関係は、ΔＤ２くくΔＤ１　となり、階
調表現能力の低い低濃度部でのＳ／Ｎは低下するが、階
調表現力の高い高濃度部でのＳ／Ｎは低下しなくなり、
偽輪郭が目立たない中間調画像を得られるものである。

なお、上記実施例では、乱数メモリ２からゆらぎ信号を
発生させる場合について説明したが、熱雑音等を増幅さ
せて発生させるようにしてもよいが、ディジタル的に付
加する場合は、Ａ／Ｄ変換器を設ける必要がある。また
、上記実施例では、ゆらぎ信号Ｒを７ダー１により付加
する場合について説明したが、ディクリメントで行うよ
うにしてもよいが、ハードの構成上からも加算の方が簡
略できる。さらに、ゆらぎ信号Ｒを変える場合は、乱数
メモリ２の内容を変えてもよいが、ゆらぎ信号Ｒをアダ
ー１に加える前にピットシフトさせることにより達成し
てもよい。また、上記実施例では、クロックパルスＣＰ
、ＲＣＰを非同期させた場合について説明したが、これ
は、同期させた場合に生ずる周期的な模様、すなわち、
テキスチャーの発生を防止するためである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は中間調画像信号の画素
ピッチに比して小ピッチで変化する非同期信号を格納す
る非同期信号格納手段と、この非同期信号格納手段に格
納された非同期信号にしきい値信号を付加させる付加手
段を設けたので、従来の濃度パターン法、ディザ法によ
っても残存していた偽輪郭を大幅に改善でき、滑らかな
階調性を有する中間調画像を得ることができるとともに
、それによって生じるＳ／Ｎの低下を階調性表現力の低
い領域に限定できる優れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す画像記録装置の構成
を示すブロック図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は第１図の各
部の信号タイミングを示すタイムチャート、第３図はこ
の発明による画素データと出力画像濃度の相関関係を示
す特性図、第４図は従来の電子写真レーザビームプリン
タの構成を示すブロック図、第５図は画素データおよび
出力画像濃度との関係を実測した特性図である。 図中、１はアダー、２は乱数メモリ、３はアドレスカウ
ンタ、２４はディジタルカウンタ、Ｎ１　＊Ｎ２は画素
データ、Ｒはゆらぎ信号、ＣＲＰはクロックパルス、Ｔ
ｌｌはしきい値出力、Ｔ２２はアダー出力である。 第３図 第５図 Ｄ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中間調画像信号としきい値信号とを比較する比較
   手段を有し、この比較手段の出力に応じて、２値以上の
   限定された階調数に多値化して疑似的に中間調画像を再
   現する画像記録装置において、前記中間調画像信号の画
   素ピッチに比して小ピッチで変化する非同期信号を格納
   する非同期信号格納手段と、この非同期信号格納手段に
   格納された非同期信号に前記しきい値信号を付加させる
   付加手段を設け、この付加手段の出力と前記中間調画像
   信号とを前記比較手段で比較させることを特徴とする画
   像記録装置。
2. （２）非同期信号は、乱数から発生させるとともに、し
   きい値信号に対して非同期して読み出させることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の画像記録装置。