JP3587016B2 - 階調記録方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、面積階調による中間調再現のための階調記録方法に関し、例えば電子写真式の複写機又はプリンタ装置などに利用される。
【0002】
【従来の技術】
従来より、プリンタ装置又はデジタル複写機などにおいて、中間調のある画像を記録するために、濃度パターン法、ディザ法など、種々の面積階調による記録方法が提案されている。
【0003】
濃度パターン法は、原画像の1画素に対してm×nのマトリックスの各ドット(要素)のしきい値を対応させ、互いに異なる複数の面積パターンで表すものである。
【0004】
ディザ法は、原画像の1画素に対してm×nのマトリックスの各ドットのしきい値を1対1に対応させるものであり、中心を核として順次太っていくように構成されたドット集中型(Fattening型)と、ドットがなるべく分散するように構成されたドット分散型(Bayer型)とに分類される。ドット分散型のしきい値マトリックスを用いた場合には、レーザ光の光強度分布の影響で高γ(ガンマ)の記録特性となってしまう。一方、ドット集中型のしきい値マトリックスを用いた場合には、階調数を増大させるためにマトリックスサイズを大きくとると解像度が低下し、解像度を向上させるためにマトリックスサイズを小さくとると階調数が減少してしまう。
【0005】
また、階調性及び解像度を両立させるための記録方法として、図15の濃度パターンPSH1〜4に示すように、ドット集中型のしきい値マトリックスを変形したものとパルス幅変調とを組み合せた方法(IH法)が提案されている(電子写真学会誌第25巻第1号1986年第34頁)。このIH法による表現可能な階調数rは、パルス幅変調によるドット分割数Rとマトリックスサイズm×mとにより、全白を含めると、r=m×m×R×0.5+1となり、これ以前のディザ法と比べて高画質の出力が得られる。
【0006】
しかし、IH法を用いた場合であっても、ドット集中型の場合と同様に、レーザ光の光強度分布の影響による出力特性の高ガンマ化が避けられない。そのため、直線化出力を得るためには、濃度変化が等間隔となるように必要なステップのみを抜き出さなくてはならない。したがって、その場合には、上述の式で計算される階調数rに比べて実際の階調数は低下してしまい、それだけ画質が低下する。
【0007】
このように、従来においては、階調性と解像度との両立が充分に図られているとは言い難い。これは、出力濃度を上げるためには、マトリックス領域内における発光ドット数、即ち合計露光時間(トータル露光時間)を増やさなければならないという前提に立っているためである。例えば上述したIH法の場合に、階調数rを増大させるためにはマトリックスサイズmを大きくするか、又はドット分割数Rを増やすことが必要となるが、マトリックスサイズmの増大は解像度の低下を招き、ドット分割数Rの増大は高速化対応が難しいという状況に陥る。
【0008】
この問題を解決する一手法として、レーザ光を3値以上(多値)で強度変調することが考えられる。3値以上の強度変調を行うことによって、解像度を低下させることなく階調性を高めることができるものの、多値レーザの安定性を確保することが困難であるため、それがコストアップにつながってしまう。
【0009】
そこで、上述の課題を解決するため、画像を主走査方向及び副走査方向に走査し、前記画像の各画素に対応して照射されるエネルギーの量を制御することによって階調性を得るようにした階調記録方法であって、一定の大きさの領域内における前記エネルギーの総照射量が同一である複数の領域に対して、前記エネルギーを照射する位置を互いに異ならせることによって互いに異なる階調の記録を行う方法が提案されている(特開平7−115538号)。
【0010】
例えば回転する感光ドラム上に、レーザ光又はLEDアレイなどの光源によって主走査方向に露光されると、一定以上のエネルギーで露光された部分がトナーによって顕像化される。そのとき、一定の大きさの領域内において、光源による合計露光時間が同一であっても、光源による露光位置が相違する場合には、光源からのエネルギーの加算状態が異なるため、顕像化される面積が異なり、これによって互いに異なる階調の記録が行われる。
【0011】
このように、露光位置を互いに異ならせることによって互いに異なる階調の記録を行う方法を、本明細書においては拡張ディザ法と呼ぶこととする。
拡張ディザ法においては、総露光量を増加させず、露光位置を異ならせることによって階調数を増大することができるので、解像度の低下などの問題も生じない。
【0012】
したがって、階調のレベルに応じて濃度を設定し、その濃度を得ることのできるドット配列を自由に組み合わせたものを階調パターン(露光パターン)とし、階調パターンを階調レベル毎に設定しておくことによって階調を表現することができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、拡張ディザ法において、隣合う階調レベルの階調パターンにおけるドット配列があまりにかけ離れた形状をしている場合には、例えば階調が連続的に変化する画像であるグラデーション画像を印刷(印字)した際に、白筋(白い線)又は黒筋(黒い線)が現れるおそれがある。
【0014】
すなわち、グラデーション画像を印刷する際に、設定されたマトリックスサイズの整数倍の単位で画像濃度が変化していけば問題はないのであるが、そうでない場合には、図9に示されるように、画像濃度が変化した境界部分(図9におけるZアドレスの切り換わりの部分)において異常な濃度変化が発生する可能性があり、これが白筋又は黒筋となって現れてしまうおそれがある。
【0015】
拡張ディザ法によるときには、ドット配列を異ならせることによって階調レベルを異ならせる部位が存在するので、画像濃度の変化の境界部分に存在するマトリックス内のドット配列は、境界部分の前後の階調パターンを合成することによって得られる別のドット配列となることがあり、その場合には、合計露光時間も前後の階調パターンよりも過大又は過小となるので、上述のような白筋又は黒筋となって現れてしまうのである。
【0016】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、拡張ディザ法を用いたときに、画像濃度が連続的に変化した場合においても、隣合う階調レベルの境界部分に白筋又は黒筋などの不整合が現れない階調記録方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するため、隣合う階調レベルの露光パターン(階調パターン)を比較して露光位置の異なる部分の量に制限をもたせるようにルール付けを行い、そのようなルールにしたがって露光パターンの設定が行われるようにしたものである。
【0018】
すなわち、請求項1の発明に係る方法は、画像を主走査方向及び副走査方向に走査し、前記画像の各画素に対応して照射されるエネルギーの量を制御することによって階調性を得るようにした階調記録方法であり、m×n個(m,nは正の整数)の画素からなるマトリックス内における前記エネルギーの総照射量が同一である複数のマトリックスに対して、前記エネルギーを照射する位置を互いに異ならせることによって互いに異なる階調の記録を行う階調記録方法において、前記マトリックスにおけるXアドレス(0,1,2…,m−1)の中の任意の値をAX1及びAX2とし、前記マトリックスにおけるYアドレス(0,1,2…,n−1)の中の任意の値をAY1及びAY2とし、前記マトリックス内における露光位置を示す露光パターンの濃度情報に対応するアドレスの値をAZとし、任意のAZで指定される露光パターンについて(AX1,AY1)から(AX2,AY2)の範囲の領域に含まれる黒要素の個数をカウントする関数をF(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ)とし、αを係数としたとき、少なくとも低濃度の領域において濃度が連続的に変化する境界部分に、次の条件式、
|F(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ) −F(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ−1)| ≦|F(0〜m−1,0〜n−1,AZ) −F(0〜m−1,0〜n−1,AZ−1)+(m×n×α)|
が、総てのXアドレス及びYアドレスに対して成立するようにした階調記録方法である。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係るプリンタ装置1の概略図である。
プリンタ装置1は、走査光学系11、感光ドラム12、帯電器13、現像器14、及び転写器15などから構成されている。感光ドラム12は、図示の矢印方向に定速で回転し、その表面が帯電器13によって所定の電位に一様に帯電される。走査光学系11から出力される光ビーム(レーザビーム)が感光ドラム12上に結像し、感光ドラム12の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像器14によって現像され顕像化される。顕像化されたトナー像が転写位置に達すると、転写器15によって記録紙PPに転写され、図示しない定着器によって定着される。
【0021】
図2は走査光学系11の概略を示す斜視図である。
半導体レーザ21は、図示しない制御部の画像メモリなどから読み出した画像情報によって強度変調され、光ビームを出力する。光ビームは、コリメートレンズ22によりコリメートされ、回転多面鏡23によって光偏向を受ける。偏光された光ビームは、fθレンズと呼称される結像レンズ24により感光ドラム12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、光ビームの各走査ラインの始端部の光をミラー25により反射させ、ディテクタ26に導く。ディテクタ26からの検出信号はH方向(水平方向)の走査の同期信号として用いられる。
【0022】
図3は半導体レーザ21の変調回路30のブロック図、図4はアドレス指定のタイミングを示す図である。
図3において、変調回路30は、パターンROM31、Zアドレスカウンタ32、Xアドレスカウンタ33、Yアドレスカウンタ34、及びドライバ35からなっている。
【0023】
パターンROM31は、m×nのマトリックスからなる多数の露光パターンPSを格納しており、Zアドレスカウンタ32によって指定される露光パターンについて、各要素(セル)の値がXアドレスカウンタ33及びYアドレスカウンタ34によって順次指定され、それぞれ1ビットのデータDEとして読み出される。露光パターンPSについては後で詳述する。
【0024】
Zアドレスカウンタ32は、図示しない画像メモリなどから読み出した画像データDGに基づいて、1つの画像データDG毎に、つまり1画素毎に、ZアドレスAZを生成して出力する。画像データDGは、例えば1画素について6ビット又は8ビット程度の濃度情報を有したデジタル信号である。
【0025】
Xアドレスカウンタ33は、画素クロック信号SCをカウントし、そのカウント値をXアドレスAXとして出力する。画素クロック信号SCは、画像クロック信号に対してk倍(kは分割数)の周波数を有するクロック信号である。つまり、1つの画像データDGが入力されている間にk個の画素クロック信号SCが入力される。Xアドレスカウンタ33は、後述する露光パターンPSの横方向(行方向、水平方向、又は主走査方向)に配列される要素EMの個数に応じて、所定の値の範囲でカウントを繰り返す。例えば、露光パターンPSのサイズが12(横)×3(縦)であれば、図4に示すように、0〜11の範囲でカウントを繰り返す。
【0026】
Yアドレスカウンタ34は、水平同期信号SHをカウントし、そのカウント値をYアドレスAYとして出力する。Yアドレスカウンタ34は、後述する露光パターンPSの縦方向(列方向、垂直方向、又は副走査方向)の要素EMの個数に応じて、所定の値の範囲でカウントを繰り返す。例えば、露光パターンPSのサイズが12(横)×3(縦)であれば、図4に示すように、0〜2の範囲でカウントを繰り返す。
【0027】
ドライバ35は、パターンROM31から読み出されたデータDEに基づいて、半導体レーザ21をオンオフ制御する。
次に、パターンROM31に格納された露光パターンについて説明する。
【0028】
露光パターンは、縦横共にm個のドットDTからなる正方マトリックスの各ドットDTを横方向にk分割し、分割されたそれぞれを要素EMとする(m×k)×mのサイズのマトリックスからなる。各要素EMは「0」又は「1」の値をとる。「0」の場合は半導体レーザ21がオフであり、「1」の場合は半導体レーザ21がオンである。したがって、半導体レーザ21のオンに対応する感光ドラム12上の部分が露光されてその電位が低下し、その部分にトナーが付着し、その結果、記録紙PPのその部分が黒くなる。その逆に、半導体レーザ21のオフに対応する記録紙PPの部分は白くなる。したがって、「0」の値の要素EMを「白要素(EMW)」、「1」の値の要素EMを「黒要素(EMB)」ということがある。
【0029】
ここで注意しなければならないことは、1つの黒要素EMBによって記録紙PP上に黒く記録される像の面積は、その黒要素EMBの位置によって異なるということである。さらに詳しく言えば、その黒要素EMBに隣接する要素が白要素EMWであるか黒要素EMBであるかによって異なり、しかも隣接位置が左右か上下かによっても異なるのである。その理由については後で詳述する。
【0030】
図5は露光パターンPSAの例を示す図、図6は図5に示す露光パターンPSAに対応する照射エネルギーの状態を示す図、図7は図5に示す露光パターンPSAに対応する記録紙PP上の記録状態を示す図、図8は光ビームの横方向移動による照射エネルギーの分布状態を示す図である。なお、図6及び図7はシミュレーションにより得られたものであり、図7は5.2ergをしきい値として2値化した場合の記録状態である。
【0031】
図5に示す露光パターンPSA1〜4は、3×3ドットの正方マトリックスの各ドットDTを横方向に4分割して12×3のマトリックスとし、その各要素EMについて「0」を白で「1」を黒でそれぞれ示したものである。
【0032】
1つの黒要素EMBに対応して半導体レーザ21がオンされ、半導体レーザ21から光ビームが感光ドラム12上に照射される。したがって、1つの黒要素EMBによって、感光ドラム12に対する単位時間の光ビームの照射、すなわち露光が行われる。黒要素EMBの合計個数が合計露光時間となる。
【0033】
なお、ここでは、正方マトリックスの各ドットDTが画像データDGの1画素に対応しており、各ドットDTを4分割することによって、半導体レーザ21のパルス幅変調を行ったものである。光ビームは、例えば、1つのドットDTに対して、静止した状態の半値幅が主走査方向及び副走査方向にともに直径約60μmの円形状である。そして、光ビームはその中心部においてエネルギーが高く、周辺に行くほどエネルギーは段々と低くなっている。また、光ビームは、感光ドラム12上を主走査方向に1ライン分走査した後、次のラインを同様に走査するのであるから、露光パターンPSAの各要素EMに対して、同行の要素EMは連続して走査されるが、列が互いに異なる要素EMに対しては、走査が互いに空間的間隔を置いて離散的に、つまり不連続に行われる。
【0034】
その結果、黒要素EMBが横方向に隣接した場合には、光ビームの照射エネルギーが互いに加算されて増大し、その結果、図8に示すように最大照射エネルギーは大きくなる。これに対し、黒要素EMBが縦方向に隣接した場合には、照射エネルギーの関与が小さいので、最大照射エネルギーは大きくならない。つまり、黒要素EMBの個数が同じであっても、換言すれば合計露光時間が同じであっても、黒要素EMBが横方向に連続して並んだ場合には最大照射エネルギーが大きく、黒要素EMBが縦方向に並んだ場合には最大照射エネルギーはそれよりも小さくなる。したがって、合計露光時間が同じであっても、感光ドラム12上には、異なる照射エネルギーによる静電潜像が形成される。
【0035】
そうすると、そのような互いに異なる照射エネルギーで形成された静電潜像を現像すると、感光ドラム12の感度及び現像バイアスの大きさに応じて、あるしきい値を越えた照射エネルギーを受けた部分のみにトナーが付着して顕像化され、黒い像が形成される。
【0036】
その結果、黒要素EMBの個数が同じであっても、その配列位置によって、記録紙PP上に記録される像の面積が異なることとなる。つまり、黒要素EMBの合計数が互いに同一である複数の露光パターンPSAに対して、黒要素EMBの位置を互いに異ならせることによって、互いに異なる階調の記録が行われる。
【0037】
図5(A)において、露光パターンPSA1は要素EMの合計数が「4」であり、中央の1つのドットDTを黒く記録するものである。この場合には、図6(A)に示すように、照射エネルギーはほぼ同心円を描いて広がっており、しきい値を5.2ergとした場合には、図7(A)に示すように、中央部に円形状の黒い像FG1が記録される。
【0038】
図5(B)〜(D)において、露光パターンPSA2〜4は、いずれも要素EMの合計数は「5」であり、4分の5ドットを記録するものである。しかし、これらは要素EMの位置(つまりパターン)が相違している。すなわち、露光パターンPSA2では、5つの黒要素EMBが横方向に連続して配置されているが、露光パターンPSA3では、1つの黒要素EMBが他の4つの黒要素EMBの上の行に配置され、露光パターンPSA4では、2つの黒要素EMBが他の3つの黒要素EMBの上の行に配置されている。
【0039】
そのため、図6(B)〜(D)に示すように、5つの黒要素EMBが横方向に連続している露光パターンPSA2の照射エネルギーが最も大きくなり、連続数の少ない露光パターンPSA4の照射エネルギーが最も小さくなる。その結果、図7(B)〜(D)に示すように、露光パターンPSA2による像FG2が最も大きく、露光パターンPSA4による像FG4が最も小さくなる。これを数値で示すと、露光パターンPSA1〜4における像FG1〜4のドット面積率〔%〕はそれぞれ「3.7」「7.0」「5.2」「2.1」である。図5乃至図7において、(A)と(D)との比較から明らかなように、露光パターンPSの黒要素EMBの個数が互いに異なる場合、その配列位置によっては、黒要素EMBの個数の少ないものの方が記録紙PP上に記録される像の面積が大きくなることもある。
【0040】
このように、マトリックスサイズm及びドット分割数Rが同じであっても、要素EMの位置を変えることによって、階調性を変えることができる。つまり、解像度を低下させることなく階調数を増加させることができる。したがって、要素EMの合計個数と各要素EMの位置との組み合わせによって、直線化された階調特性を得ることができる。しかも、2値以上の強度変調を行なわないので、レーザの安定性の問題を生じることなく、低価格で実施することができる。
【0041】
次に、拡張ディザ法による白筋又は黒筋などの不整合について説明する。
図9は拡張ディザ法により現れる白筋及び黒筋の例を示す図、図10は拡張ディザ法により現れる不整パターンPSX1,2の例を示す図、図11は拡張ディザ法により現れる不整パターンPSX3,4の例を示す図である。
【0042】
上述の図5(A)〜(D)に示した露光パターンPSA1〜4をパターンROM31に格納する場合に、それぞれの露光パターンPSのZアドレスAZは、上述したドット面積率の値に基づいて、PSA4、PSA1、PSA3、PSA2の順に大きくなるように設定されることとなる。なお、無露光の露光パターンPSのZアドレスAZは最小であり、全露光の露光パターンPSのZアドレスAZは最大である。
【0043】
ここで、露光パターンPSA4、PSA1、PSA3、PSA2に対して、この順に、「1」「2」「3」「4」のZアドレスAZを付与してパターンROM31に格納したとする。そして、副走査方向に濃度が変化するグラデーション画像を印刷した場合に、使用中の露光パターンPSのYアドレスAYのどの部分を境界として次の露光パターンPSに切り換わるかによって、つまりZアドレスAZが切り換わったときの露光パターンPS内の位置に応じて、切り換わった境界部分にその前後の露光パターンPSとは黒要素EMBの配列の異なる不整パターンPSXが発生する可能性がある。次に具体例に基づいて説明する。
【0044】
図9(A)には、濃度が段階的に低くなるグラデーション画像を印刷した場合の黒要素EMBの配列の例が示されている。
図9(A)において、ZアドレスAZが「2」のときには、露光パターンPSA1が読み出されている。ZアドレスAZが切り換わる境界部分の直前においては、既に露光パターンPSA1の1行目が読み出されており、境界部分の直後においては、ZアドレスAZが「1」に切り換わり、露光パターンPSA4の2行目から読み出される。その結果、境界部分には、いずれの露光パターンPSA1,4とも異なる黒要素EMBの配列からなる不整パターンPSX1〔図10(E)参照〕が発生する。不整パターンPSX1は、露光パターンPSA1,4と比較して露光量が少なくなるので、印刷した場合にその部分の濃度が低くなり、図の横方向に白筋となって現れる。
【0045】
図9(B)には、濃度が段階的に高くなるグラデーション画像を印刷した場合の黒要素EMBの配列の例が示されている。
図9(B)において、ZアドレスAZが「1」のときには、露光パターンPSA4が読み出されている。ZアドレスAZが切り換わる境界部分の直前においては、既に露光パターンPSA4の1行目が読み出されており、境界部分の直後においては、ZアドレスAZが「2」に切り換わり、露光パターンPSA1の2行目から読み出される。その結果、境界部分には、いずれの露光パターンPSA1,4とも異なる黒要素EMBの配列からなる不整パターンPSX2〔図10(F)参照〕が発生する。不整パターンPSX2は、露光パターンPSA1,4と比較して露光量が増大するので、印刷した場合にその部分の濃度が高くなり、図の横方向に黒筋となって現れる。
【0046】
このように、ZアドレスAZが「1」と「2」との間で切り換わる際には、図10(E)(F)に示す不整パターンPSX1,2が発生する可能性がある。
また、ZアドレスAZが「3」と「4」との間で切り換わる際には、上述と同様に、図11(G)(I)に示す不整パターンPSX3,4が発生する可能性がある。
【0047】
すなわち、不整パターンPSX1〜4のように黒要素EMBが配列された場合には、照射エネルギーのしきい値を5.2ergとして、ドット面積率はそれぞれ「0.0」「7.6」「8.8」「3.7」である。
【0048】
したがって、図9(A)において、階調の境界部分に発生した黒要素EMBの配列パターン[ 図10(E)に示す不整パターンPSX1〕のドット面積率が、露光パターンPSA1のドット面積率に比べてかなり小さくなり(差2.1%) 、画像上に白筋が発生する。さらに図9(B)において、階調の境界部分に発生した黒要素EMBの配列パターン〔図10(F)に示す不整パターンPSX2)のドット面積率が、露光パターンPSA1のドット面積率に比べてかなり大きくなり(差3.9%)、画像上に黒筋が発生する。
【0049】
これに対して、ZアドレスAZが「3」と「4」とである場合の境界部分では、上述のような白筋又は黒筋は発生しない。これは、階調の境界部分に発生した不整パターンPSX3と露光パターンPSA2、及び不整パターンPSX4と露光パターンPSA3のそれぞれのドット面積率の差が、1.8%又は1.5%であるので、ZアドレスAZが「1」と「2」との境界部分の場合と比較してドット面積率の差が小さく、顕在化しない。
【0050】
上述の例では、副走査方向に濃度が段階的に変化するグラデーション画像を取り上げたが、主走査方向についても同様に不整パターンPSXが発生し、白筋又は黒筋などの発生する可能性がある。拡張ディザ法を用いた場合に、階調の境界部分でドット面積率の異なる不整パターンPSXの生じる可能性があることはある程度避けられない問題である。
【0051】
しかしながら、図9に示したように、階調の境界部分に生じる黒要素EMBの不整パターンPSXのドット面積率が、前後の露光パターンPSとあまりに異なる場合には、上述のような白筋又は黒筋が発生するため、階調の境界部分に生じるであろう不整パターンPSXについても留意して露光パターンPSを設定する必要がある。経験的には、不整パターンPSXとその前後の露光パターンPSとのドット面積率の差が、低濃度領域においては2%以上、高濃度領域においては3%以上となると、白筋又は黒筋が発生する。
【0052】
したがって、本実施形態においては、白筋又は黒筋の発生を防止するために、隣合う露光パターンPSにおいて、階調を異ならせるために位置を変える黒要素EMBの個数を制限することとしたのである。
【0053】
隣合うZアドレスAZをもった露光パターンPSにおいて、黒要素EMBの配列が異なる理由として、目標の濃度に上げるために必要があって黒要素EMBの総数を増やした場合と、目標の濃度にするために黒要素EMBの位置を移動させた場合との2通りがある。本実施形態においては、後者の場合について着目し、次の条件式に示す規則に基づいて露光パターンPSの設定を行う。
【0054】
|F(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ)−F(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ−1)|≦|F(0〜m−1,0〜n−1,AZ)−F(0〜m−1,0〜n−1,AZ−1)+(m×n×α)|
ここで、AX1及びAX2は露光パターンPSのXアドレスAX(AX=0,1,2…,m−1)の中の任意の値、AY1及びAY2は露光パターンPSのYアドレスAY(AY=0,1,2…,n−1)の中の任意の値、AZは濃度情報に対応するZアドレスの値、F(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ)は任意のAZで指定される露光パターンについて(AX1,AY1)から(AX2,AY2)の範囲の領域に含まれる黒要素の個数をカウントする関数、αは係数である。係数αとして、例えば0.03が用いられる。
【0055】
上述の条件式の左辺は、隣合うZアドレスAZをもった露光パターンPSの黒要素EMBの配列の差異を評価する部分であり、黒要素EMBの配列が異なる程値が大きくなる。右辺の絶対値記号の中の第1項及び第2項は、ZアドレスAZの増加により増加する黒要素EMBの個数を表わす。第3項は、目標の濃度とするために位置を移動させる黒要素EMBの個数に制限を加えるための部分である。
【0056】
上述の条件式は、少なくとも低濃度の領域において満足するように、露光パターンPSが設定される。低濃度の領域において黒筋が目立つからである。
図5に示す例では、露光パターンPSA3と露光パターンPSA2との関係において、つまりZアドレスAZが「4」の場合に、総てのXアドレスAX及びYアドレスAYに対して上述の条件式が成立する。しかし、露光パターンPSA4と露光パターンPSA1との関係において、つまりZアドレスAZが「2」の場合に、AX1=0、AY1=0、AX2=6、AY2=0としたとき、条件式の左辺は「2」右辺は「0.08」となり、条件式は成立しない。したがって、露光パターンPSA4又は露光パターンPSA1のいずれかの内容を設定し直す必要がある。
【0057】
そこで、本実施形態においては、ZアドレスAZが「1」の露光パターンPSとして、図5(D)に示す露光パターンPSA4に代えて図12(J)に示す露光パターンPSA5を用いる。この露光パターンPSA5と露光パターンPSA1との間においては、図13(K)(L)に示す不整パターンPSX5,6が生じる。
【0058】
不整パターンPSX4,5,6のドット面積率は、5.2ergをしきい値として、それぞれ「1.5」「5.2」「0.0」である。露光パターンPSのドット面積率の変化が大きくなり多少階調はジャンプすることとなるが、境界部分とパターン部分のドット面積率の差は2%未満となるため、白筋又は黒筋などの画像ノイズは現れない。
【0059】
図14はパターンROM31に格納される他の露光パターンPSBの例を示す図である。
図14において、露光パターンPSBは、4×4ドットの正方マトリックスの各ドットDTを横方向に4分割して16×4のマトリックスとし、その各要素EMについて「0」を白で「1」を黒で示したものである。
【0060】
これらの露光パターンPSB1,PSB2−1,PSB2−2,PSB2−3,PSB3のドット面積率は、5.2ergをしきい値として、それぞれ「30.2」「31.0」「31.3」「30.9」「32.2」である。
【0061】
そこで、パターンROM31に、露光パターンPSB1,PSB2,PSB3の順にZアドレスAZを1つずつ異ならせ、例えばZアドレスAZを「30」「31」「32」として格納する。このとき、露光パターンPSB2として、露光パターンPSB2−1,PSB2−2,PSB2−3のいずれかをそれぞれ用いた場合について説明する。
【0062】
まず、露光パターンPSB2−1を用いた場合には、上述の条件式は、ZアドレスAZが「32」の場合に、例えばAX1=0、AY1=0、AX2=8、AY2=0で成立しなくなる。また、副走査方向に濃度が段階的に変化するグラデーション画像を印刷した場合に、ZアドレスAZが「32」と「31」である場合の境界部分に生じると考えられる不整パターンPSXのドット面積率は最大で「40.8」、最小で「21.8」となり、白筋又は黒筋が発生してしまう。
【0063】
次に、露光パターンPSB2−2を用いた場合には、上述の条件式は、総てのXアドレスAX、YアドレスAY、及びZアドレスAZについて成立し、ZアドレスAZが「32」と「31」である場合の境界部分に生じると考えられる不整パターンPSXのドット面積率は、最大で「34.2」、最小で「30.7」となり、その差はそれぞれ「2.0」「0.6」と小さくなって白筋又は黒筋は発生しない。
【0064】
また、露光パターンPSB2−3を用いた場合にも、上述の条件式は、総てのXアドレスAX、YアドレスAY、及びZアドレスAZについて成立し、ZアドレスAZが「32」と「31」である場合の境界部分に生じると考えられる黒要素EMBの配列は、露光パターンPSB2−3又は露光パターンPSB3と同一となり、不整パターンPSXは生じない。したがって白筋又は黒筋は発生しない。
【0065】
このように、露光パターンPSB1と露光パターンPSB3との間の露光パターンPSB2として、条件式を満足しない露光パターンPSB2−1を採用することなく、条件式を満足する露光パターンPSB2−2又は露光パターンPSB2−3を採用することにより、白筋又は黒筋などの不整合が発生することを防止することができる。
【0066】
上述の実施形態においては、半導体レーザ21を用いた走査光学系11を例にとって説明したが、LEDアレイ、液晶、PLZTなどを用いた光学系であってもよい。本発明は、電子写真法以外の方法によって画像を記録し、又は画像を可視化して記録(表示)する場合にも適用することができる。
【0067】
【発明の効果】
請求項1の発明によると、拡張ディザ法を用いたときに、画像濃度が連続的に変化した場合においても、隣合う階調レベルの境界部分に白筋又は黒筋などの不整合が現れない階調記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプリンタ装置の概略図である。
【図2】走査光学系の概略を示す斜視図である。
【図3】半導体レーザの変調回路のブロック図である。
【図4】アドレス指定のタイミングを示す図である。
【図5】露光パターンPSAの例を示す図である。
【図6】図5に示す露光パターンに対応する照射エネルギーの状態を示す図である。
【図7】図5に示す露光パターンに対応する記録紙上の記録状態を示す図である。
【図8】光ビームの横方向移動による照射エネルギーの分布状態を示す図である。
【図9】拡張ディザ法により現れる白筋及び黒筋の例を示す図である。
【図10】拡張ディザ法により現れる不整パターンの例を示す図である。
【図11】拡張ディザ法により現れる不整パターンの例を示す図である。
【図12】本実施形態において図5(D)に示す露光パターンに代えて用いられる露光パターンを示す図である。
【図13】拡張ディザ法により現れる不整パターンの例を示す図である。
【図14】パターンROMに格納される他の露光パターンの例を示す図である。
【図15】IH法に用いられる濃度パターンの例を示す図である。
【符号の説明】
1 プリンタ装置
PS,PSA,PSB 露光パターン
PSX 不整パターン
EMB 黒要素
Claims (1)
- 画像を主走査方向及び副走査方向に走査し、前記画像の各画素に対応して照射されるエネルギーの量を制御することによって階調性を得るようにした階調記録方法であり、m×n個(m,nは正の整数)の画素からなるマトリックス内における前記エネルギーの総照射量が同一である複数のマトリックスに対して、前記エネルギーを照射する位置を互いに異ならせることによって互いに異なる階調の記録を行う階調記録方法において、
前記マトリックスにおけるXアドレス(0,1,2…,m−1)の中の任意の値をAX1及びAX2とし、前記マトリックスにおけるYアドレス(0,1,2…,n−1)の中の任意の値をAY1及びAY2とし、前記マトリックス内における露光位置を示す露光パターンの濃度情報に対応するアドレスの値をAZとし、任意のAZで指定される露光パターンについて(AX1,AY1)から(AX2,AY2)の範囲の領域に含まれる黒要素の個数をカウントする関数をF(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ)とし、αを係数としたとき、少なくとも低濃度の領域において濃度が連続的に変化する境界部分に、次の条件式、
|F(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ) −F(AX1〜AX2,AY1〜AY2,AZ−1)| ≦|F(0〜m−1,0〜n−1,AZ) −F(0〜m−1,0〜n−1,AZ−1)+(m×n×α)|
が、総てのXアドレス及びYアドレスに対して成立するようにした階調記録方法。
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