JPH0681255B2

JPH0681255B2 - レーザービームプリンタ

Info

Publication number: JPH0681255B2
Application number: JP63080245A
Authority: JP
Inventors: 孝沼倉; 巖沼倉
Original assignee: Yamatoya and Co Ltd
Current assignee: Yamatoya and Co Ltd
Priority date: 1988-04-02
Filing date: 1988-04-02
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH01253451A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は原稿画像から得られる画像情報信号を、新規な
階調調整方式により変換処理し、階調の再現性に優れた
記録画像を形成することができるレーザービームプリン
タに関する。

更に詳しくは、本発明は、各種の原稿画像（モノクロあ
るいはカラー写真などの連続階調画像や、ビデオ画像な
ど、記録紙上に精製しようとされるものを全て含む。以
下同じ。）から入手される画像情報信号を新規な階調調
整機構のもとで変換処理し、この階調変換された出力信
号に基づいて記録用紙上に原稿画像の濃度に対応した色
濃度の画素からなる画像を形成することができるレーザ
ービームプリンタに関するものである。

（従来技術）写真のように連続階調を有する原稿画像から複写機等の
画像形成装置により記録シート上に画像を複製する場
合、記録シートとして感光紙を用いるもは原稿のアナロ
グ的処理（露光）により原稿に対応した連続階調を有す
る画像が形成（銀塩写真記録）される。一方、感光紙で
なく普通紙に画像記録するレーザービームプリンタ装置
においては、アナログ的処理により画像形成を行うこと
はできず、連続階調の再現が難しく、カラー画像形成の
場合にはカラーバランスの調整等も容易ではない。

このため、プリンタ装置における階調の再現性を改良す
る努力が盛んになされている。レーザービームプリンタ
における画像の形成さ、印刷における写真製版の場合の
連続階調から網点階調に変換する手法と同様に、写真等
の連続階調を有する原稿画像を光電走査などして得られ
る画像情報信号を処理し、その信号により原稿画像に対
応した色濃度をもつ画素の分布による画像を記録用紙上
に形成しようとするものである。

しかしながら、現在使用されているプリンタ装置におい
て、原稿画像から得られる画像上方信号を階調再現のた
めに処理する階調調整方式が非科学的であるため、満足
のいく階調の再現性が得られてないのが現状である。

周知のように階調特性は画素の色濃度表示性能に依存
し、レーザービームプリンタの場合、画素の色濃度を表
示させる方法としてドットの大きさで画素の被覆率を変
える方法（サイズ変調法）と、規定（同一大の）ドット
の配列数で画素の被覆率を変える方法（密度変調法）が
採用されている。ところが、原稿画像をレーザービーム
プリンタにより複製する場合、原稿画像上の所定の標本
点の色濃度値に対して、これに対応する複製画像上の画
素のドットによる被覆率、即ち画素の色濃度値（以下、
単に画素（における）濃度値という。）がどうあるべき
か、またそのような画素濃度値を得るにはどのようにす
べきか等について、特に検討はなされていず、専らオペ
レータの経験、勘、機器の設計者の主観的判断に依存し
ている。特に階調を再現させるうえで、極めて重要な画
素濃度値の特性に関して、現状は機器メーカーが予め経
験、勘、限られた数の固定条件に基づく資料によって決
定し、プリンタ装置内のメモリーに蓄積したデータをオ
ペレータが利用している。このため、特に機器メーカー
が想定しなかった非標準的なカラー原稿などの場合、所
望の記録画像を形成しようとするには調整が容易でな
く、画質水準の維持や画質の安定性を図ることが困難
で、また画質を任意に変更したり修正したりできるフレ
キシビリティに欠けるものである。

（発明が解決しようとする課題）従来のプリンタ装置における上記したような問題を生起
させている原因は、連続階調画像などの原稿画像から最
終的な画素分布による画像を形成する際の最初の段階
で、かつ重要な役割を果たす画像の階調変換の工程に対
する考え方にある。即ち、従来の階調変換に対する考え
方が、「科学的に合理的な階調の変換手段に基づいて行
なわなければならない」というものでなく、専ら経験と
勘に依存するものであったことにある。

本発明者はこのような状況に着目し、画像形成工程の究
極的な合理化と品質の優れた記録画像の形成のために
は、合理的な画像の階調変換技術を確立しなければなら
ない、との基本的認識の下に鋭意研究を重ねた。

（課題を解決するための手段）本発明を概説すれば、本発明は原稿画像から得られる画
像情報信号に基づいて記録用紙上に原稿画像に対応した
記録画像を形成するためのレーザービームプリンタにお
いて、前記画像情報信号を、原稿画像上での任意の標本
点の基礎濃度値（ｘ）（該標本点における濃度値と同画
像上の最明部Ｈにおける濃度値との差）と、形成される
記録画像において前記標本点に対応する位置における画
素濃度値（ｙ）とが相関するように、例えば下記関係式
（１）で規定されるように処理する階調調整機構を有す
るレーザービームプリンタに関するものである。

＜関係式（１）＞但し、 x:原稿画像上の任意の標本点Ｘの基礎濃度値。即ち、原
稿画像上の任意の標本点Ｘにおける濃度値から、同画像
上の最明部Ｈにおける濃度値を差し引いた値。

y:形成される記録画像上における、前記標本点Ｘに対応
する画素点Ｙの画素濃度値。

yh:形成される記録画像の最明部Ｈの画素に設定される
画素濃度値。

ys:形成される記録画像の最暗部Ｓの画素に設定される
画素濃度値。

α：記録用紙の反射率。

β：記録材料（トナー）の表面反射率。

k:（形成される記録画像の濃度域値）／（原稿画像の濃
度域値）の比。

をそれぞれ表わす。

以下、本発明の構成を詳しく説明する。

レーザービームプリンタにより形成される記録画像にお
いて、その記録画像を構成する基本的構成要素は、画素
における濃度値（これは前記したように形成される記録
画像上の画素においてドットの数により被覆される割合
を示してる）と画像記録材料（トナー）の表面反射濃度
とであり、このうち、人間の視覚が例えば印刷画像にお
ける網点面積の大きさの１％の差異を濃度差として容易
に識別する能力をもっていることからわかるように、画
像の形成手段として網点面積の大きさと同じ関係にある
画素濃度値は極めて重要なものである。即ち、画素濃度
値をどのように設定すべきかは、非常に重要である。

また前記したことと関連して、レーザービームプリンタ
により記録画像を形成しようとする場合、原稿画像の品
質内容が千差万別であること、画像形成工程も多様な特
性を有するものであること、さらに画像品質の評価基準
が一様でないことなどの背景を抱えており、これらの複
雑、不安定要因を克服しなければならない。

このようなことから、連続階調画像などの原稿画像をレ
ーザービームプリンタにより中間調を有する画像に変換
するにあたって、最明部（Ｈ）の画素ブロックの濃度
（yh）と最暗部（Ｓ）の画素ブロックの濃度値（ys）と
を任意に選択することができ、しかも最明部（Ｈ）から
最暗部（Ｓ）にいたる画像の階調を合理的かつ簡便に調
整管理することができる手だてを設けることが是非とも
必要である。

このような考え方に立脚して案出したのが前記した本発
明のレーザービームプリンタの階調調整機構に適用され
る階調の調整方法、具体的には前記関係式（１）で規定
される階調の調整方法（以下、「本調整方式」ともい
う。）である。

本発明の階調の調整方法は、記録用紙の反射率と画像形
成材料（トナー）の表面反射率の数値を基礎として、形
成される記録画像のＨとＳに置きたいと所望する画像濃
度値を任意に選びながら、原稿画像上の任意の標本点
（Ｘ）の基礎濃度値（ｘ）から形成される記録画像上の
対応する位置、即ち画素ブロック（Ｙ）の画像濃度値
（ｙ）を求めるようにして行うものである。

なお、本発明の前記関係式（１）において、基礎濃度値
（ｘ）の計測に濃度計による数値（例えば、ポジカラー
フィルムの人物画として、0.2〜2.70の濃度値をもつも
のなどがある。）を、また、yh［最明部（Ｈ）の画素ブ
ロックに設定される画素濃度値］とys［最暗部（Ｓ）の
画素ブロックに設定される画素濃度値］にパーセント数
値（例えば５％とか95％という数値。）を用いると、ｙ
［原稿画像上の任意の標本点（Ｘ）に対応する画素ブロ
ック（Ｙ）に設定される画素濃度値］はパーセント数値
で算出される。関係式（１）の運用にあたり、この点を
考慮しておけばいかように変形して利用しても構わな
い。前記した基礎濃度値（ｘ）の計測に際して、その濃
度測定はカラー濃度形（透過型、反射型、専用タイプ、
共用タイプ等）などいずれの濃度測定手段によっても良
い。

本発明の階調の調整方法において、基礎濃度値（ｘ）
は、前記した濃度形による数値に限定されるものでな
く、原稿画像を光電走査してｘ値に対応する電気信号
（電流又は電圧値）を検出し、これに基づいてｙ値を求
めても良いことはいうまでもないことである。即ち、ｘ
として、何等かの意味で原稿画像の基礎濃度値と相関す
るものであればどんな値のものでも良い。

前記した画素濃度値（ｙ）を求める関係式（１）は、一
般的に認められる濃度公式（写真濃度、光学濃度）、即
ちＤ＝log Io/I＝log¹/T I₀;入射光量 I:反射光量又は透過光量Ｔ＝I/I₀;反射又は透過率から誘導したものである。

この濃度Ｄに関する一般公式を画像形成の場合に適用す
ると次にようになる。

ここで、 A:単位面積 dn:単位面積内の第ｎ番目の画素におけるドットなどで
被覆されている面積 α：記録用紙の反射率 β：画像記録材料（トナー）の表面反射率である。

本発明はこの画像形成に関する濃度式（Ｄ′）に、前述
した連続階調画像などの原稿画像上の任意の標本点にお
ける基礎濃度値（ｘ）とこれに対応した記録画像上の画
素ブロックにおける画素濃度値（ｙ）とを関連づけの要
請を組込み、理論値と実測値とが近似的に合致するよう
に関係式（１）を誘導したものである。

従って本発明の連続階調画像などの原稿画像から画素の
分布による記録画像への階調調整は、前記した基礎濃度
値（ｘ）と画素濃度値（ｙ）とを相関させて階調調整す
るもの全てに及ぶものである。

前記関係式（１）でのｘとｙとの相関づけはその一例で
あると解すべきであり、本発明はこれに限定されるもの
ではない。即ち本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜の
変更が可能なものである。

本発明の階調調整の特徴は、連続階調などの原稿画像が
どのような品質内容をもつものであっても、例えば関係
式（１）で示されるようにyhとysとを、またはαとβと
の値を任意に選びながら、作成すべき画素の分布による
記録画像がどのような階調特性をもったものでなければ
ならないかを極めて簡便に知ることができるということ
である。

「本調整方式」はこれを変形して使用することができ、
例えば、yhとys、αとβとの値を任意に適切に選定し、
このほか連続階調であるカラー写真画像等の原稿画像濃
度域と画素の分布による記録画像の濃度域とが異なる場
合には周知の階調圧縮法を採用し、即ち（記録画像濃度
域）／（原稿画像濃度域）の比の値であるｋ値を適宜選
定し、「本調整方式」により計算して画像調整を行なえ
ばよい。

即ち本発明においては、連続階調画像などの原稿画像を
光電走査などして得られる画像情報信号に基づいて画素
の分布による記録画像を形成する際、前記関係式（１）
で規定される、yh,ys,kの値，の値を適宜変えることにより、画像階調変換や階調修正
（または変更）を行なうことができる極めてフレキシビ
リティの高いものである。

これを詳述すると、「本調整方式」の適用にあたり、利
用者（作業者）は次のような自由度を有していることに
留意すべきである。

＜その１＞：関係式（１）を、原稿画像に忠実な画像を
形成することを目的に利用すること。即ち人間の眼で観
察したときの視覚感覚的画像が全く同じものを得ること
を第一義的に考えて、関係式（１）を適用すること。こ
のような階調調整の態度を本発明では「（画像の）階調
（の）変換」という用語で説明されている。

＜その２＞：関係式（１）を、画像形成の技術的な必要
から、芸術的要請から、あるいは発注側のニーズ等から
原稿画像を変更または修正するように利用すること。即
ち人間の眼で観察したときの視覚感覚的画像それ自体が
修正または変更されたものを得ることを第一義的に考え
て、関係式（１）を適用すること。このような階調調整
の態度を本発明では「（画像）階調（の）修正（または
変更）」という用語で説明されている。

本発明による階調の調整作業、具体的には前記した階調
変換及び階調修正（または変更）は、前記関係式（１）
のyh,ys,k,Eの値を適宜変えることにより容易に行うこ
とができる。

その際、前記関係式（１）またはそれに含まれる項、数
値、係数を画像の階調変換における合理性を損わぬ限り
適宜加工、変形、誘導、省略などをしても良いことはい
うまでもない。

なお、多色画像を形成す場合、例えばカラー原稿をレー
ザービームプリンタにより複製する場合、印刷などの分
野において周知の色分解、即ち、カラー原稿からの反射
光などをブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）
に分光させて画像情報信号を入手し、各色毎の画像情報
信号を前記関係式（１）を用いた階調調整機構で処理
し、この処理情報に基づいて画像を形成していけば良
い。あるいは、基準となる色成分（例えば黄トナー）に
関するｙ値、即ち基準となる階調特性曲線（ｙ値を計算
し、ｘ値に対するｙ値をプロットしていくと、印刷技術
における網点階調特性曲線と同様の階調特性曲線が得ら
れる。）を決め、その他の色成分の階調特性曲線は該基
準となる色成分のｙ値に、各インクのグレー・バランス
比に基づく適切な調整数値を乗ずることにより合理的に
決めることができるので、これらの画像情報を利用して
画像を形成していけば良い。

前記のようにして決められた各色成分についてのｙ値、
即ち各色成分についての階調特性曲線は、関係式（１）
で規定されるため合理的な特性曲線であることは勿論、
それらの特性曲線間の階調及び色調に係る相互関係も合
理的かつ適切なものである。

前記関係式（１）を利用した階調調整機構における画像
の階調調整の方法には、基本的には階調の変換（または
修正、変更等）が直接的であるか間接的であるかによ
り、直線的濃度階調特性曲線をもつ連続階調画像を直ち
に画素の分布による階調画像に変換する方式と、連続階
調画像においてまず階調の変換を行い、この階調変換を
行った連続階調画像を介して画素の分布による記録画像
に転換（すでに階調の変換等を行っているのでここでは
転換という用語で区別している。）する方式とがある。
また前記したいずれの方式にも濃度域を圧縮するか否か
により、連続階調の濃度域を圧縮せずに直接画素の分布
による濃度域に変換する方式と、画素の分布による濃度
域に対応した濃度域圧縮原稿画像を介して行う方式とが
ある。実際には、これらの基本方式の組合わせによって
得られる画像の階調変換方式の中から作業環境に適した
ものを選ぶことになる。

代表例として第１図（ａ）に直線的濃度階調特性曲線を
もつ連続階調画像（原稿画像）の基礎濃度域を比例的に
圧縮して濃度域圧縮原稿画像を得、次いでこれを介して
画素の分布による記録画像に変換する例を、同図（ｂ）
に直接的濃度階調特性曲線をもつ連続階調画像（原稿画
像）を階調変換すると同時に濃度域を圧縮して階調調整
済みの濃度域圧縮原稿画像を得、次いでこの画像を比例
的に転換して画素の分布による画像を作成する例を示
す。第１図（ａ）、（ｂ）において、 Do…連続階調画像である原稿画像の濃度値。

DRo…連続階調画像である原稿画像の基礎濃度域。このD
Ro内の原稿上の標本点（Ｘ）における濃度値から最明点
（ハイライト部の極点;H）における濃度値を差し引いた
濃度値が基礎濃度値（ｘ）となる。

Ｄ′ｏ…連続階調である原稿画像をｋの値により濃度域
を比例的に圧縮した濃度域圧縮の原稿画像の濃度値。

DR′ｏ…濃度域圧縮原稿画像の濃度域。

Ｄ″ｏ…連続階調である原稿画像を、「本調整方式」に
より階調変換し、かつ濃度域を圧縮した連続階調画像の
濃度値。

DR″ｏ…連続階調である原稿画像を、「本調整方式」に
より階調変換し、かつ濃度域を圧縮した連続階調画像の
濃度域。

Dp…画素の分布による記録画像の画素濃度値。

DRp…画素の分布による記録画像の濃度域。

Ｐ…形成された記録画像の品質評価基準に基づく階調特
性値。Ｐの値はｙの値と比較され、両者の整合性が評価
される。

Ｈ…原稿画像上の最明点（ハイライト部の極点）Ｓ…原稿画像上の最暗点（シャドウ部の極点） M₁…原稿画像上の濃度の中間の部分の点（中間濃度点） M₂…形成された記録画像において画素濃度値50％を位置
づける濃度点。

をそれぞれ示しており、以下の実施例や説明においても
同様である。

〔実施例〕

以下、本発明のレーザービームプリンタを実施例に基づ
いて更に詳しく説明するが、本発明の要旨を超えない限
り本発明は以下の実施例のものに限定されないことはい
うまでもない。

第２図（ａ）は、本発明のレーザービームプリンタの概
略構成を示すブロック図である。

図中、画像処理部（20）には、「本調整方式」のアルゴ
リズムを有する階調調整機構が組込まれており、その他
は既存の、例えばシェーディング補正回路、γ補正回
路、マスキング処理回路、UCR処理回路、ディザ処理回
路、多値化処理回路などから構成される。

原稿画像がカラーである場合、Y,M,C,Kそれぞれについ
て「本調整方式」を適用し、周知のディザマトリックス
法に基づく各中間調に対応する、同図（ｂ）のようなド
ットパターンを出力する。

TV画像等の画像情報信号は前記画像処理部（20）は「本
調整方式」により階調変換され、レーザー管（Ｌ）から
出射されるビームを変調し、周知の電子写真技純により
感光ドラム−転写ドラムを通して記録用紙上に階調の再
現性が良い記録画像が現像される。

第３図は本発明の第１の実施例のレーザービームプリン
タのブロック図である。画像信号として、光電走査して
得られるものを用いている。

第２図に示されるように本発明のレーザービームプリン
タは原稿画像の透過光または反射光をＲ（レッド）、Ｇ
（グリーン）、Ｂ（ブルー）に分光して読み取る検出部
１と、検出部１の出力信号をＹ（イエロー）,M（マゼン
タ）,C（シアン）,K（ブラック）の色分解信号に変換す
る色分解部２と、前述した本発明の「本調整方式」を用
いて色分解信号を適正な階調画像が形成されるように処
理する階調調整部３と、この階調調整部３の出力信号に
基づいて変調されたレーザにより感光ドラムを露光、潜
像を形成する出力部４との四つのブロックから構成され
る。

ここに検出部１は、フォトマルや固体撮像素子（CCD）
など、原稿５の各部の透過光または反射光を検出して、
電流値としてのＲ、Ｇ、Ｂ、USM各信号を出力し、この
信号をA/V変換部６において電圧信号に変換する。

色分解部２は、ログアンプ７において、検出部１のR,G,
B,USMそれぞれの電圧信号を対数演算して濃度に変換
し、ベーシックマスキング（BM）８においてこの濃度か
らブラック（Ｋ）成分を分離し、さらにY,M,Cの各成分
を分離する。次にカラーコレクション（CC）部９におい
てR,G,BおよびY,M,Cの各原稿色に対しＹ成分,M成分,C成
分をコントロールし、さらに原稿のブラック成分をUCR/
UCA部10のUCR（under color removal），またはUCA（un
der color addition）において、Y,M,Cの３種のトナー
で表現する比率とＫ（ブラックトナー）で表現する比率
を決定する。これらY,M,C,K成分が得られた後，階調調
整部11でY,M,C,Kから各色成分の画素ブロックにおける
画素濃度値、即ち各色成分の実効面積率を示すye′,m
e′,ce′,ke′への変換を行う。階調調整部11は「本調
整方式」のアルゴリズムを内部に持ち、Y,M,C,Kそれぞ
れについて「本調整方式」を適用し、前記ye′,me′,c
e′,ke′を求める。

階調調整部11としては「本調整方式」のアルゴリズムを
ソフトウェアとして保有しかつA/D、D/AのI/F（インタ
ーフェース）を有する汎用コンピュータ、アルゴリズム
をロジックとして汎用ICにより具現化した電気回路、ア
ルゴリズムの演算結果を保持したROMを含む電気回路、
アルゴリスムを内部ロッジクとして具体化したPAL、ゲ
ートアレイ、カスタムIC等々種々の形態をとることがで
きる。

階調調整部11によって得られた各色成分の色濃度情報に
対応する実効面接率はカラーチャンネルセレクタ12に入
力され、カラーチャンネルセレクタ12はye′,me′,c
e′,ke′を出力する。この出力はA/D変換部13によりA/D
変換されて、ドットコントロール部14に入力される。そ
の後該ドットコントロール部の出力に従いレーザー光源
15によって変調されたレーザー光が出射され、感光ドラ
ム上に静電潜像が形成される。その後、各色現像機16a
〜16dにより形成された像が記録紙17畳に現像され、次
いで定着機18により定着される。なお、19は感光ドラム
を一様に帯電させるための帯電機である。

第４図は本発明の第２の実施例のレーザービームプリン
タのブロック図である。TV信号などの画像情報信号10′
を「本調整方式」を有する調整部11′に入力し、階調変
換処理し、カラーチャンネルセレクタ12′を通して各色
用光学系1a〜1bに入力する。ここから出力される信号に
基づいて変調されたレーザービームは、各感光ドラム2
a′〜2d′上に画像情報信号に対応した中間調を有する
静電潜像を形成し、該潜像は電子写真プレセスにより搬
送ベルト７′上の記録紙にカラー画像として転写され
る。

次に、本発明のレーザービームプリンタの階調調整機構
に適用される「本長製方式」の有用性について、補足説
明する。

これは本発明に対する理解の便を図るための補足説明で
あり、本発明による画像の階調調整機構を成り立たせる
主要な要素である「本調整方式」について、作業実施例
（本発明の関係式（１）の運用及びその結果の有義）を
主体として詳しく述べる。

（イ）「本調整方式」の運用実験「本調整方式」を階調調整機構に組込むための基礎実験
として、下記の２つの実験を行った。

ａ）まず第一に通常の簡易計算機、即ち商品名シャー
プピタゴラスEL509A（シャープ社製）を用い「本調整方
式」に所望の数値を当てはめながら、該簡易計算機を操
作することより下記の第１表（１）（２）（３）、第２
表、第３表に示した画像の階調調整表を作成した。

その結果、これら作業に要した時間が計算結果の点検時
間を含めてそれぞれ３時間、２時間、２時間であった。

ｂ）また次の実験も行なった。

簡易型パーソナルコンピュータ（NEC社製PC−9801−M
2）に別に求めた所望のソフトのファンクションデータ
として入力し、原稿画像（連続階調画像）の基礎濃度値
（ｘ）をそれに対応した記録画像上の画素の濃度値（関
係式（１）のｙ値）に調整する作業を行った。

その結果は当然のことながら上記簡易計算機を使い手計
算した結果と同じ数値が得られた。

しかもこの実験において、同パーソナルコンピュータの
入力する画像の階調調整に使うための上記ソフトの作成
には特別のソフトを使うことなく、同パーソナルコンピ
ュータに付属のN88−BASICを使い作成作業を行ったとこ
ろ、その完成にわずか１時間を要したのみであった。

また、原稿画像の基礎濃度値に代えて原稿画像のハイラ
イト（Ｈ）からシャドウ（Ｓ）に及ぶ濃度計による測定
値をそのまま入力できるソフトによっても、目的とする
画像の階調の変換や修正を行うことができることが確認
された。

これらソフトを用いて、原稿画像上において、所望の濃
度間隔（一例として0.00〜1.00までを0.05刻み、1.00〜
3.00までを0.10刻みとした）を設け、その値を同パーソ
ナルコンピューターに入力指令することにより、目的と
する画素濃度値（ｙ）を得ることができた。

さらに、原稿画像上のハイライトからシャドウにいたる
までの、複数箇所の濃度値を入力することにより、それ
らに対応した所望の画素濃度値（ｙ）を得ることができ
た。

前記したソフトによる画素濃度値（ｙ）はポジ画像、ネ
ガ画像のいずれでも、単独に、または同時に出力するこ
とができるようにしてある。

次に第１表（１）（２）（３）、第２表、第３表の有用
性について説明する。

［第１表（１）（２）（３）について］第１表は原稿画像から画像形成装置により白黒画像を作
成する場合、トナー材料の濃度（記録画像濃度域）及び
最大画素濃度値の使用範囲が変化するとき、階調変換の
ための理想的な階調特性曲線を得るためには各標本点に
おける画素濃度値（ｙ）をどのようにしなければならな
いかを一覧表にしたものである。

また、この一覧表からトナーの濃度が同じであっても
（即ち、第１表の最左欄の記録画像濃度域が同じであっ
ても）最大画素濃度値の使用範囲を変えたとき理想的な
網点階調特性曲線がどのように変化するか、また変化さ
せなければならないかを知ることができる。第１表
（１）（２）（３）において、画素濃度値（％）の欄の
画素濃度値は、Ｅ＝1,（α＝1.0,β＝０）のときの値で
あ、その他は表中に示されたＥ値のときの値である。こ
の場合、Ｅ値は、α＝1.0,βはトナーの濃度（記録画像
濃度域）から求めた値、即ちβ＝10^-（記録画像濃度
域）を用いて決めた。

なお、連続階調画像などの原稿画像から1:1に対応した
画素の分布による白黒画像を作成ること、及び白黒画像
の階調を任意に調整することが出来る技術、手法を体得
することは多色画像形成の基本でもある。

［第２表について］第２表は第１表と同様に原稿画像から白黒画像を形成す
るときに画像形成材料（トナー）の濃度が変化した場合
（即ち、記録画像濃度域が変化する場合）、画素濃度値
（ｙ）を０％〜100％まで使用しながら、画素全体のコ
ントラストは別として、人間の視覚感覚に対して同じ画
像の調子、同じような画質をもつ画像を形成するために
必要な各標本点における画素濃度値（ｙ）を一覧表にし
たものである。

換言すれば予件が理想的な場合において、使用する画像
形成材料（トナー）の最高濃度値に対応した理想的な階
調特性曲線上の各標本点の画素濃度値を一覧表にしたも
のである。

［第３表について］第３表は基本的条件は第２表と同じであるが、画素濃度
値の使用範囲（５％〜95％）を用いて場合、理想的階調
性曲線上の各標本点において、何％の画素濃度値が設定
されるべきかを示した表である。

今日まで、印刷画像の作成などにおける色分解作業は、
マスキング技術による色修正が第一義的に重視され、画
像の階調の調整作業は、基本的には専ら人間の経験と
勘、あるいは限られた数の固定した与件の資料に依存し
ている。このため印刷画像やプリンタによる記録画像な
どの複製される画像のサイド立脚して、画像の階調調整
を科学的に解析する必要がある。

「本調整方式」は画像形成の際の階調調整作業を合理的
な方法で行い得るものであり、また前記した原稿画像の
基礎濃度値と形成される画像の画素濃度値との相互関係
を示す第１表〜第３表のデータは、画像形成時の色分解
作業における基本的な種々の事項について、科学的な検
討を加えるための有用な基礎資料となるものである。

これらの各表から原稿画像と色分解作業との間に存在す
る本質や原理が何であるのか、またその本質や原理と実
務を合理的に整合させるためにはどのようなことに注
目、配慮していかなければならないかを抽出することが
できる。

（ロ）「本調整方式」の階調の修正（または変更）へ
の適用次に「本調整方式」は画像の階調の変換（即ち連続階調
の原稿画像から忠実度の高い画素の分布による階調画像
への変換）ばかりでなく、原稿画像それ自体を修正す
る、いわゆる階調の修正（または変更）にも有効なもの
であることを示す。このような画像における階調の修正
（または変更）は、例えば縮小拡大率の大小により画素
濃度値が50％の位置（M₂）を適切に移動させる場合と
か、特にハイライト部あるいはシャドウ部の階調を強く
表現したい場合等に必要な手段である。

例えば形成された画像のＨ及びＳの画素濃度値を５％及
び95％の特定値を固定したとき、画像形成材料（トナ
ー）の反射濃度（黄トナーを基準とする）の変化によっ
て、あるいは原稿画像から形成される記録画像の縮小率
や拡大率の変化によって、画素の分布による画像形成に
おいて極めて重要な管理点なる画素濃度値（ｙ）が50％
となる設定点（M₂）を、どのように移動させて画像の階
調の修正や変更を行えばよいかが問題となる。

第４表にこの種の問題の解決に有用な基礎資料の一例を
示す。

基礎資料として実際の作業ニーズに合せて複数のものを
用意しておくことにより合理的に画素濃度値が50％の位
置（M₂）を移動させることができ、これにより画像の階
調の修正（または変更）を行うことができる。

第４表中の記録画像の濃度域（第１図のDRpに相当）は
使用する黄インクのベタ濃度によって決定され（そして
これに基づいてβの値も決定される）、その下の（）
内数字はの値である。

表中の各スペース（枠）内の左上（）内数字は、その
標本点における基礎濃度値（ｘ）であり、同右下の数字
はそれぞれの基礎濃度値に対応した画素濃度値（ｙ）を
示す。

ただし画素濃度値の使用範囲は５％〜95％を使用した。
第４表に示された計算値は、画素濃度値（ｙ）50％の位
置を管理するときに極めて重要なものである。

例えばＥ社製フィルムを使用したカラー原稿から縮小拡
大率100％の画像を作成するとき、記録画像濃度域を0.9
5、ε値を1.12638のとき、所望した画質をもつ画像が形
成されたとする。次に、第４表の計算値に基づいて画素
の分布による記録画像を得るための階調特性曲線を作成
する（即ち横軸に原稿画像の基礎濃度値（ｘ）を、縦軸
に画素濃度値（ｙ）をとって階調特性曲線を作成す
る。）。次に、基準となる色成分について縮小拡大率を
変え、縮小する場合には画素面積の比率は50％の位置を
Ｓ側に、拡大する場合にはそれをＨ側に移動させて画像
形成を行う。

このようにして得たテスト画像と、上記所望画質が得ら
れた画像（基準成分の画像）の画質と比較する。後者の
画素の分布による画像の画質と同じ画質を持つテスト画
像を選び出し、例えば1/2に縮小したときには、形成さ
れる画像の濃度域が0.85でε値が1.16449,200％に拡大
したときには形成される画像の濃度域が1.10でε値が1.
05958であったとする。そしてそれらの階調特性曲線作
成し、曲線上の画素濃度値（ｙ）が50％となる直線との
交点をもとにし、原稿画像のその濃度値の標本点（実務
的には原稿画像を代表する作業基準用グレー・スケール
上に標本点を求めることになる）に画素濃度値（ｙ）50
％を入れれば良いことを知ることができる。標本点とし
て画素濃度値（ｙ）50％となる濃度値を選んだのは色分
解作業後、画素の分布による記録画像を点検するための
便宜を考えているからである。従って別の方法として標
本点を原稿画像の濃度域の2/8,4/8の点に選び、それに
対応する画像濃度値を何％にするかを階調特性曲線から
求め、これに基づいて色分解作業を行うこともよい。こ
のように第４表を使用することにより画像の階調の変換
と同時に画像の修正（または変更）を合理的に行うこと
ができる。

なお、この画像の階調の修正（または変更）は、ひとり
形成される画像の縮小拡大率のみならず、発注者の意
向、カラー原稿における対象画像の種類、形成される画
像の使用目的、記録用紙の白度や画像記録材料（トナ
ー）の濃度等により行なわなければならない場合がでて
くるが、いずれの場合も第４表によって合理的に対応す
ることができ、かつ各種の色分解作業を規格、標準化す
ることができる。

また、本発明によりハイライト部やシャドウ部の画像の
階調の修正（または変更）も同様にして行うことがで
き、さらにはカラー原稿のハイライト部にある色カブリ
を特別な対応措置を講ずることなく、自動的に除去する
ことができるものである。

〔発明の効果〕本発明は、次のような優れた効果を奏するものである。

１）画像形成のための最も基本的な事項である、連続
階調画像などの原稿画像の濃度と形成される記録画像
（画素の分布によって記録される画像）の画素濃度値と
の相関関係を決めるにあたり、従来は専ら作業者の経験
と勘、あるいは限られた数の固定予件の資料に基づくと
いう非合理的な方法によるものであったが、本発明では
どのような予件の下にあってもこれを合理的で簡単な決
定方法に置変えることができる。また連続階調画像など
の原稿画像を画素の分布による記録画像に変換すると
き、最も重要な要件である階調の管理（諧調の変換、修
正または変更）の如何は、単に画像の階調のみ止まら
ず、画像の色調にも直接的に深い係り合いをもっている
ので、本発明により階調と色調を合理的に管理すること
ができる。即ち、階調の調整機構に「本調整方式」を採
り入れたレーザービームプリンタは、色分解作業や階調
変換作業などを理論的、合理的に体系化し、その作業を
単純化することができ、その効果は極めて大きなもので
ある。

２）「本調整方式」をレーザービームプリンタの階調
調整機構に採り入れることにより、プリンタ装置が合理
化、簡素化され、製造コストを低減させることが可能で
あるとともに、操作も簡易化、明確化され、作業のより
直しを極端に少なくしたり、消耗資財の消費を大幅に節
約したりして、レーザービームプリンタの性能を大幅に
向上させることができる。

３）「本調整方式」を用いた階調調整機構により、原
稿画像の画像情報と切離して合理的にしてかつ簡便に画
素の分布による記録画像の品質評価基準を規定すること
ができる。即ち、「本調整方式」は原稿画像のハイライ
ト、シャドウ及びシャドウからハイライトまでの濃度階
調特性曲線を科学的、客観的に規定することができると
ともに現在のプリンタの機構を抜本的に合理化すること
ができる。

４）「本調整方式」を採用することにより、プリンタ
機器の高度化にともなって必要とされる技術者の教育、
訓練を効果的に行うことができ、かつ日常作業における
無用な労力を省き新しい創造的研究開発に向ける時間的
余裕を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は原稿画像の濃度圧縮原稿画像を介して画
素の分布による記録画像に変換する例を、同（ｂ）は原
稿画像の階調変換済み濃度域圧縮原稿画像を介して画素
の分布による記録画像に転換する例を示す図である。第２図（ａ）は本発明のレーザービームプリンタの概略
構成を示すブロック図である。同（ｂ）はデッザマトリ
ックスの説明図である。第３図は本発明の第１の実施例
のレーザービームプリンタのブロック図、第４図は本発
明の第２の実施例のレーザービームプリンタのブロック
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿画像の画像情報に基づいて記録用紙上
に１色または多色の中間調を有する記録画像を形成する
レーザービームプリンタにおいて、レーザービームプリ
ンタが原稿画像の画像情報を中間調へ階調変換する階調
調整機構として、下記＜関係式（１）＞により原稿画像
上の任意の標本点の基礎濃度値（ｘ）を記録画像上の対
応する点の画素濃度値（ｙ）へ階調変換する機構を有す
るものであることを特徴とするレーザービームプリン
タ。＜関係式（１）＞但し、 x:原稿画像上の任意の標本点Ｘの基礎濃度値。即ち、原
稿画像上の任意の標本点Ｘにおける濃度値から、同画像
上の最明部Ｈにおける濃度値を差し引いた値。 y:形成される記録画像上における、前記標本点Ｘに対応
する画素点Ｙの画素濃度値。 yh:形成される記録画像の最明部Ｈの画素に設定される
画素濃度値。 ys:形成される記録画像の最暗部Ｓの画素に設定される
画素濃度値。 α：記録用紙の反射率。 β：記録材料（トナー）の表面反射率。 k:（形成される記録画像の濃度域値）／（原稿画像の濃
度域値）の比。をそれぞれ表わす。
【請求項２】原稿画像の画像情報が、光電走査または固
体撮像素子より得られるものである請求項１に記載のレ
ーザービームプリンタ。
【請求項３】原稿画像の画像情報が、ビデオ信号である
請求項１に記載のレーザービームプリンタ。
【請求項４】多色の中間調を有する記録画像が、単一の
記録ドラム上に設けられた複数の現像部により得られる
ものである請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーザ
ービームプリンタ。
【請求項５】多色の中間調を有する記録画像が、複数の
記録ドラム上に設けられたそれぞれの現像部により得ら
れるものである請求項１〜３のいずれか１つに記載のレ
ーザービームプリンタ。