JPH10257318A - 階調記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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ことを目的
とする。 【解決手段】露光パターンにおけるＸアドレス、Ｙアド
レスの中の任意の値をＡＸ１、ＡＸ２、ＡＹ１、ＡＹ２
とし、任意のＺアドレス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、次の条件式を成立させる方法である。 ｜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）｜

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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０又は正の整数）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アドレスの中の任意の値をＡＸ
１及びＡＸ２とし、前記マトリックスにおけるＹアドレ
スの中の任意の値を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）｜ が成立するようにした階調記録方法である。

【００１９】請求項２の発明に係る方法では、前記係数
として、実質的に０．０３が用いられる。

【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１
１、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１
１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ＲＯ
Ｍ３１、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Ａ
Ｘ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Ｄ
Ｔ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（Ｅ
ＭＷ）」、「１」の値の要素ＥＭを「黒要素（ＥＭ
Ｂ）」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Ｅ
ＭＢに隣接する要素が白要素ＥＭＷであるか黒要素ＥＭ
Ｂ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５．２ｅｒ
ｇ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ＥＭ
Ｂ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２
１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ＥＭ
Ｂの合計数が互いに同一である複数の露光パターンＰＳ
Ａ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ＰＳＡ
１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Ｐ
ＳＸ３，４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Ｐ
Ｓ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、ＰＳＡ
１、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ＰＳＡ
４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ＰＳＡ
１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１
０（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Ｐ
ＳＸ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ＥＭ
Ｂ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Ｐ
ＳＡ５と露光パターンＰＳＡ１との間においては、図１
３（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Ａ
Ｚを１つずつ異ならせ、例えばＺアドレスＡＺを「３
０」「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ＰＳＢ
２−２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及び請求項２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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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０又は正の整
   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）｜ が成立するようにした階調記録方法。
2. 【請求項２】前記係数として、実質的に０．０３が用い
   られてなる、請求項１記載の階調記録方法。