(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を印刷面上に正確な階調で再現するための方法において、
（ａ）前記画像のピクセルについての画像値を得る処理段階であって、最大画像値を有し且つ２レベルよりも多い画像スケールレベルをもつ画像値スケールで、前記画像値が量子化される処理段階と、
（ｂ）前記ピクセルについての前記画像値を、２レベルより多いプリンタスケールレベルを有するプリンタ値スケールで量子化されたプリンタ値にマッピングする処理段階であって、前記プリンタ値スケールが前記最大画像値と異なる最大プリンタ値を有しており、前記画像値スケールで測定したときの、画像ピクセルによって構成される領域であって、最大画像値を最大プリンタ値で除算した値で画像値を除算した値をプリンタ値として持つ領域についての前記画像値と前記プリンタ値との間の差が、前記画像値の第１の空間平均が、前記画像値スケールで測定したときの前記領域についての前記プリンタ値の第２の空間平均に近似するように、修正される処理段階と、
（ｃ）前記印刷面上の前記ピクセルに、マーキング媒体を前記プリンタ値にほぼ比例する量で付着させる処理段階とを有する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記処理段階（ｂ）が、第１のピクセルについての前記プリンタ値と、前記プリンタ値スケールで測定した場合の前記第１のピクセルについての前記画像値との間の前記第１の差を決定する処理段階と、
前記第１の差を前記第１のピクセルに隣接する第２のピクセルの前記プリンタ値に加算する処理段階とを含む方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記処理段階（ｂ）が、ランダム変数を前記ピクセルの画像値に加える処理段階を含む方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法において、前記ランダム変数が、１の値と、前記画像スケールレベルの第１の最大値を前記プリンタスケールレベルの第２の最大値で割った比から１をマイナスした値との間に、ランダムに分布している方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記処理段階（ｂ）がディザ技術の使用を含む方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記処理段階（ｂ）がエラー拡散技術を含む方法。
【請求項７】
印刷表面にマーキング媒体を付着するためのプリンタエンジンによって発生する画像の正確な階調を再現するための装置において、
前記画像のピクセルについての画像値を得るための手段であって、最大画像値と２レベルよりも多い画像スケールレベルとを有する画像値スケールで前記画像値が量子化されている手段と、
前記ピクセルについての前記画像値をプリンタ値にマッピングするための変換手段であって、前記プリンタ値が２レベルよりも多いプリンタスケールレベルと前記最大値と異なる最大プリンタ値とを有するプリンタ値スケールで量子化されており、前記画像値スケールで測定されるときの、前記画像値と前記プリンタ値との間の差が、画像ピクセルによって構成される領域であって、最大画像値を最大プリンタ値で除算した値で画像値を除算した値をプリンタ値として持つ領域についての前記画像値の第１の空間平均が、前記画像値スケールで測定されたときの、前記領域についての前記プリンタ値の第２の空間平均に近似するように修正され、前記プリンタエンジンが前記マーキング媒体を前記プリンタ表面の前記ピクセルに前記プリンタ値にほぼ比例する量で付着させるようにする変換手段と、
を備えた装置。
【請求項８】
印刷表面にマーキング媒体を付着させるためにプリンタエンジンによって発生した画像の正確な階調再現のための装置において、
前記画像が、最大画像値と２レベルよりも多い画像スケールレベルとを有する画像値スケールで量子化されたピクセルについての画像値を持ち、
前記ピクセルについての前記画像値をプリンタ値にマッピングするためのハーフトーン変換装置を有しており、
前記プリンタ値が２レベルよりも多いプリンタスケールレベルと、前記最大画像値と異なる最大プリンタ値とを有するプリンタ値スケールで量子化されており、
前記画像値スケールで測定したときの前記画像値と前記プリンタ値との間の差が、画像ピクセルによって構成される領域であって、最大画像値を最大プリンタ値で除算した値で画像値を除算した値をプリンタ値として持つ領域についての前記画像値の第１の空間平均が、前記画像値スケールで測定したときの前記領域についての前記プリンタ値の第２の空間平均に近似するように、修正され、
前記プリンタエンジンが前記マーキング媒体を前記印刷面上の前記ピクセルに、前記プリンタ値にほぼ比例した量で付着させる
装置。
【請求項９】
画像を印刷面上に正確な階調再現性を以て印刷するためのシステムであって、前記画像のピクセルについての画像値を、２レベルより多い画像スケールレベルと最大画像値とを有する画像値スケールで量子化するシステムにおいて、
マーキング媒体を前記印刷面上に付着させるためのプリンタエンジンと、
前記ピクセルについての前記画像値をプリンタ値にマッピングするためのハーフトーニング装置と
を備え、
前記プリンタ値を２レベルよりも多いプリンタスケールレベルと、前記最大画像値と異なる最大プリンタ値とを有するプリンタ値スケールで量子化し、
前記画像値スケールで測定されるときの前記画像値と前記プリンタ値との間の差を、画像ピクセルによって構成される領域であって、最大画像値を最大プリンタ値で除算した値で画像値を除算した値をプリンタ値として持つ領域についての前記画像値の第１の空間平均が、前記画像値スケールで測定したときの前記領域についての前記プリンタ値の第２の空間平均に近似するように、修正し、
前記プリンタエンジンが前記マーキング媒体を前記印刷面上の前記ピクセルに、前記プリンタ値にほぼ比例した量で付着させる
システム。
【請求項１０】
スキャナと、プロセッサと、マーキング媒体を印刷面上に付着させるためのプリンタエンジンを有するプリンタとを含む画像再現システムで使用するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、
前記画像のピクセルについての画像値であって、２レベルより多い画像スケールレベルと最大画像値とを有する画像値スケールで量子化された画像値を得て、且つ記憶するようにコンピュータを動作させるプログラムと、
前記ピクセルについての前記画像値をプリンタ値にマッピングするよう前記コンピュータを動作させるプログラムであって、前記プリンタ値が、２レベルよりも多いプリンタスケールレベルと、前記最大画像値と異なる最大プリンタ値とを有するプリンタ値スケールで量子化されており、前記画像値スケールで測定されるときの前記画像値と前記プリンタ値との間の差が、画像ピクセルによって構成される領域であって、最大画像値を最大プリンタ値で除算した値で画像値を除算した値をプリンタ値として持つ領域についての前記画像値の第１の空間平均が、前記画像値スケールで測定したときの前記領域についての前記プリンタ値の第２の空間平均に近似するように修正される、前記プログラムと、
前記マーキング媒体を前記印刷面上の前記ピクセルに前記プリンタ値にほぼ比例した量で付着させるよう前記プリンタエンジンを制御するようコンピュータを動作させるプログラムと、
を含むプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
スキャナに依って得られた複数画像値の画像に基づいて印刷画像の正確な低解像度階調再現を行うための方法において、
前記画像が印刷面上のピクセル位置にマーキング媒体を付着させるプリンタ解像度をもつプリンタエンジンに依って発生され、前記ピクセル位置に付着された前記印刷画像が前記ピクセルについてのプリンタ値の関数であり、
前記プリンタエンジンに依って発生されるプリンタカラーを、前記スキャナから得られた前記画像値で較正して、較正済みの画像値を発生する段階と、
前記較正済みの画像値を濾波して、ハイライト領域と高域中間調領域中の前記補正済み画像値よりも明るく且つ、シャドー領域と低域中間調領域中の前記補正済み画像値よりも暗い濾波値を提供する段階であって、前記濾波値を最大濾波値と２レベルより多い濾波済みのスケールレベルとを有する濾波値スケールで量子化する段階と、
前記ピクセルについての前記濾波値をプリンタ値にマッピングする段階であって、前記プリンタ値を、２レベルより多いプリンタスケールレベルと前記最大濾波値と異なる最大プリンタ値とを持つプリンタ値スケールで量子化し、前記濾波値スケールで測定した場合の前記濾波値と前記プリンタ値との間の差を、画像ピクセルによって構成される領域であって、最大画像値を最大プリンタ値で除算した値で画像値を除算した値をプリンタ値として持つ領域の前記濾波値の第１の空間平均が前記濾波値スケールで測定した場合の前記領域の前記プリンタ値の第２の空間平均に近似するように、修正する段階と、
複数ピクセルのマルチピクセル・セルの寸法を定義する段階と、
フォントセルのセットを定義する段階であって、前記フォントセルの各々が前記マルチセル中の前記ピクセルについてのフォントピクセル・セルの配列と、対応するフォント指標値とを有している段階と、
前記マルチピクセル・セル中の前記ピクセルについての前記プリンタ値を対応する前記フォントセルにマッピングする段階であって、前記プリンタエンジンが前記印刷面上の前記マルチピクセル・セルに、対応する前記フォントセルについての前記フォントピクセル値を印刷する段階と、
前記フォントセルのダイナミックレンジを、前記プリンタエンジンに依って印刷されるように調整して、拡張ダイナミックレンジを提供する段階と
を有する方法。
【請求項１２】
スキャナに依って得られた複数の画像値の画像に基づいて印刷画像の正確な低解像度階調再現を行うための装置において、
前記画像が印刷面上のピクセル位置にマーキング媒体を付着させるプリンタ解像度をもつプリンタエンジンに依って発生され、前記ピクセル位置に付着された前記印刷画像が前記ピクセルについてのプリンタ値の関数であり、
前記プリンタエンジンに依って発生されるプリンタカラーを前記スキャナから得られた前記画像値で補正して、補正済みの画像値を発生するための手段と、
前記補正済みの画像値を濾波して、ハイライト領域と高域中間調領域中の前記補正済み画像値よりも明るく且つ、シャドー領域と低域中間調領域中の前記補正済み画像値よりも暗い濾波値を提供するための手段であって、前記濾波値を、最大濾波値と２レベルより多い濾波済みのスケールレベルとを有する濾波値スケールで量子化する手段と、
前記ピクセルについての前記濾波値をプリンタ値にマッピングするための手段であって、前記プリンタ値を、２レベルより多いプリンタスケールレベルと前記最大濾波値と異なる最大プリンタ値とを持つプリンタ値スケールで量子化し、前記濾波値スケールで測定した場合の前記濾波値と前記プリンタ値との間の差を、画像ピクセルによって構成される領域であって、最大画像値を最大プリンタ値で除算した値で画像値を除算した値をプリンタ値として持つ領域の前記濾波値の第１の空間平均が前記濾波値スケールで測定した場合の前記領域の前記プリンタ値の第２の空間平均に近似するように、修正する手段と、
複数ピクセルのマルチピクセル・セルの寸法を定義するための手段と、
フォントセルのセットを定義するための手段であって、前記フォントセルの各々が前記マルチセル中の前記ピクセルについてのフォントピクセル・セルの配列と、対応するフォント指標値とを有している手段と、
前記マルチピクセル・セル中の前記ピクセルについての前記プリンタ値を対応する前記フォントセルにマッピングするための手段であって、前記プリンタエンジンが前記印刷面上の前記マルチピクセル・セルに、対応する前記フォントセルについての前記フォントピクセル値を印刷する、手段と、
前記フォントセルのダイナミックレンジを、前記プリンタエンジンに依って印刷されるように調整して、拡張ダイナミックレンジを提供するダイナミックレンジ調整の手段と、
を有する装置。
【請求項１３】
スキャナに依って得られた複数の画像値の画像に基づいて印刷画像の正確な低解像度階調再現を行うための装置において、
前記画像が印刷面上のピクセル位置にマーキング媒体を付着させるプリンタ解像度を持つプリンタエンジンに依って発生され、前記ピクセル位置に付着された前記印刷画像が前記ピクセルについてのプリンタ値の関数であり、
前記プリンタエンジに依って発生したプリンタカラーを前記スキャナから得られた前記画像値により補正して、補正済みの画像値を生成するためのカラー整合器と、
前記補正済みの画像値を濾波して、ハイライト領域と高域中間調領域中の前記補正済み画像値よりも明るく且つシャドー領域と低域中間調領域中の前記補正済み画像値よりも暗い濾波値を提供するためのドットゲイン補正器であって、前記濾波値を、最大濾波値と２レベルより多い濾波済みのスケールレベルとを有する濾波値スケールで量子化するドットゲイン補正器と、
前記ピクセルについての前記濾波値をプリンタ値にマッピングするためのハーフトーニング装置であって、前記プリンタ値を、２レベルより多いプリンタスケールレベルと前記最大濾波値と異なる最大プリンタ値とを持つプリンタ値スケールで量子化し、前記濾波値スケールで測定した場合の前記濾波値と前記プリンタ値との間の差を、画像ピクセルによって構成される領域であって、最大画像値を最大プリンタ値で除算した値で画像値を除算した値をプリンタ値として持つ領域の前記濾波値の第１の空間平均が前記濾波値スケールで測定した場合の前記領域の前記プリンタ値の第２の空間平均に近似するように、修正するハーフトーニング装置と、
複数ピクセルのマルチピクセル・セルの寸法を定義するためのセル寸法定義装置と、
フォントセルのセットを発生するためのフォントセル発生器であって、前記フォントセルの各々が前記マルチセル中の前記ピクセルについてのフォントピクセル・セルの配列と、対応するフォント指標値とを有している、フォントセル発生器と、
前記マルチピクセル・セル中の前記ピクセルについての前記プリンタ値を対応する前記フォントセルにマッピングするためのハーフトーンフォント指標値であって、前記プリンタエンジンが前記印刷面上の前記マルチピクセル・セルに、対応する前記フォンセルについての前記フォントピクセル値を印刷する、ハーフトーンフォント指標器と、
前記フォントセルのダイナミックレンジを、前記プリンタエンジンに依って印刷されるように調整して、拡張ダイナミックレンジを提供するダイナミックレンジ調整器と
を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にレーザプリンタシステム，更に詳しくは精密且つ視覚的に好ましいレーザプリンタ図形を生成するための方法，装置，システムおよび媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタは，円筒状の感光性ドラム上で焦点を合わせたレーザ光線を走査することにより用紙上に画像を発生し，各ピクセに対するレーザ光線に発せられる信号によりレーザ光線がオンになっている時間を制御する。ドラムは，ドラム上に投射されるレーザ電力を静電荷に変換し，更に静電荷は粉末インク即ち「トナー」（一般に「マーキング媒体」と呼ぶ）を引き付け，保持する。静電気を帯びた用紙（一般に「印刷面」と呼ぶ）がドラムに押し付けられて回転する時，トナーが用紙に転写され，更に用紙は加熱されてトナーが用紙に溶着される。画像の解像度は１インチ当りの走査線数（ｌｐｉ）と，１インチ当りのドット数（ｄｐｉ）で測定される各走査線に沿ったピクセル値の密度によって決定される。典型的な高解像度のレーザプリンタは１インチ当り６００本の走査線を有し，且つ各走査線上に１インチ当り６００個のドットを有する。
【０００３】
ピクセル位置の関数として典型的なレーザ信号１００の図表を図１に示し，更にレーザプリンタにより発生する走査線の太さ１３０の図表，およびトナー線１７０の拡大図をそれぞれ図２と図３に示す。（一般にトナー線１７０の上下の走査線１６０および１８０にも同様にトナーがあるが，理解し易いようにトナー線１７０のみ図示し，走査線１６０と１８０はそれぞれトナーなしで示されている。）図１から図３を対比することによって明らかなように，トナー線１７０の太さは，レーザに向けられる信号レベルにほぼ比例する。トナー線１７０の太さは，レーザ信号のレベルが，全ピクセル幅値ＰＰを持つときに１つのピクセルの幅に達し，またレーザ信号のレベルがその最大値ＰＭを有するときに最大トナー幅ＷＭ（図３の３つのピクセル分の幅）に達する。
【０００４】
単色画像が１走査線当り１本のトナー線のみを必要とするのに対して，フルカラー画像は１走査線当り多色のインクを必要とする。最も一般的にフルカラー印刷画像は，シアン，マゼンタ，黄色および黒のインクを使用して発生され，画像は「ＣＭＹＫ」と呼ばれている。本発明はフルカラー画像印刷並びに単色画像印刷に用い得るが，１走査線当り複数のトナーを発生させることは容易であるので，説明を分り易くするために，以下，１走査線当り１色のトナーについて説明する。
【０００５】
レーザプリンタは画像を迅速に発生することができるが，レーザに指示されるレベルと付着したトナーの量との間の関係が非線形的であることは，トナー密度が低い領域（ハイライト領域）とトナー密度が高い領域（シャドー領域）で精密な画像を発生する場合に問題である。処理に関連した非線形性の１つは，トナー粒子同士を凝集させるトナー粒子間引力の結果であって，用紙に付着するトナーのドットが最小サイズ以下になるのが妨げられる。レーザに適用される信号とその結果としてのトナー密度との間の非線形的な関係を生じる別の要因の１つは，レーザをターンオンまたはターンオフするのに時間を必要とする結果である。図４にピクセル数の関数としてレーザ信号の図表，および図５にトナードラム上の距離の関数としての入射レーザ電力の対応する図表を示す。両図に示されるように，レーザ電力信号が最大のレーザ電力値（図５の「１」の値に標準化される）を有する時間の長さは，レーザ信号値にほぼ比例する。しかしレーザ電力は瞬間的に「１」の値に達することは出来ず，また瞬間的にゼロ値に戻ることも出来ない。これらの傾斜時間がレーザ信号とレーザ電力間との比例関係に影響を与える。特に，ピクセル番号１の信号のような小さなレーザ信号の場合，レーザ電力の有限長の上昇時間と下降時間によってレーザ電力が「１」値に達するのが妨げられるので，上記の非比例関係は最も著しい。
【０００６】
典型的な低電力のレーザ信号２００の図表を図６に示し，またレーザプリンタにより発生したトナー線の太さ２３０の図表とトナー線２６０の拡大図と，図７および図８にそれぞれ示す。図６から図７を対比することにより判るように，例えば第２番目のピクセルのようにゼロのレーザ値に囲繞され，且つ孤立単一ピクセルのカットオフ値ＰＣ１を下回るレーザ値を有するピクセルについては，レーザ装置は用紙にトナーを付着させることが出来ない。しかし，ゼロのレーザ値に囲繞され，且つ孤立単一ピクセルのカットオフ値ＰＣ１を上回るピクセル（例えば第４番目のピクセル）では，レーザ装置はトナーによってカバーされたエリア２６２を発生することが出来る。同様に，レーザ装置は，ゼロのレーザ値に囲繞されて，且つその平均値が孤立二重ピクセルのカットオフ値ＰＣ２を下回る１対のレーザ値についても，トナーでカバーされたエリアを発生することはできない。しかし，第６番目および第７番目のような孤立した１組のピクセルが，孤立二重ピクセルのカットオフ値ＰＣ２を上回る平均値を有する時には，トナーでカバーされたエリア２６４が生成される。同様に，孤立三重ピクセルのカットオフ値ＰＣ３は孤立二重ピクセルのカットオフ値ＰＣ２を下回る値を有し，孤立した三重ピクセル（図示されていない）が孤立三重ピクセルのカットオフ値ＰＣ３を上回る平均値を有する時に，トナーでカバーされたエリアが生成される。以下，四重以上のピクセルについても同様である。
【０００７】
実際にはこの事情は，周囲のピクセルの非ゼロ値がカットオフ値に影響を与えるために，上述よりも若干複雑である。例えば１つのピクセルの回りのレーザ値が１の値を有する時，最小の印刷可能なドットはＰＣ１よりも若干小さい値に対応する。またドットの回りのレーザ値が２の値を有するときには，最小の印刷可能なドットは更に小さい値に対応する。同様に，１対のピクセルの回りのレーザ値が１の値を有する時には，最小の印刷可能なドットはＰＣ２よりも若干小さい１対のピクセルの平均値に対応する。
【０００８】
レーザプリンタ画像の別の非線形性は，シャドー領域を生成する大きなレーザ値中に見出される。例としてレーザ信号３００の図表を図９に示し，生じる線の太さ３３０の図表をそれぞれ図１０および図１１に示す。図９から図１１を対比することによって分るように，ゼロから全ピクセル幅値ＰＰ（この場合第１番目から第６番目のピクセル値まで）の範囲の中央近くにあるレーザ値３００に対しては，レーザ装置はレーザ値にほぼ比例する太さのライン３６０を発生する。しかし全ピクセル幅値ＰＰ（例えば第７番目，８番目および９番目のピクセル値）近くにあるレーザ値に対しては，レーザ装置はピクセルを過度に暗くする傾向にある。
【０００９】
（一定濃度の走査線に於ける）低電力レーザ信号のアンダーエンファシスおよび高電力のレーザ信号のオーバーエンファシスは，トナー線の太さ，即ちトナー「密度」に対してレーザ値をプロットした図１２の図表により表わされる。この図表から判るようにレーザ信号の低値に対しては，図６から図８を参照して上で説明したように線の太さはゼロであり，またレーザ信号の高値に対しては，図９から図１１を参照して説明したように，線の太さはレーザ信号が値ＰＰに達する前に１に達する。
【００１０】
図１２に示したその他の欠点は，レーザ値が有限数の離散値を有することと，従ってトナー線が，有限数の離散的な太さを有することである。この線の太さの「量子化」によって，カラーがゆっくりと変化するエリアがあるときに「偽輪郭」を生成することがある。即ち，或るレベルのグレイスケールを有する領域とその次のレベルのグレイスケールを有する隣接領域との間の境界で偽輪郭が発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
これらの非線形性および量子化効果は，正確な画像印刷に困難且つ複雑な問題を生じる。従って本発明の目的は，正確な階調を再現する，より良画質のレーザプリンティングのための方法，装置，システム及び媒体を提供することである。
【００１２】
更に詳しくは，本発明の目的は，トナー密度の低いエリアで正確なレーザプリンティングを行うための方法，装置，システム及び媒体を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は，高トナー密度のエリア内での正確なレーザプリンティングのための方法，装置，システム及び媒体を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は，特に画像グレイスケールが徐々に変化する複数のエリア内でのグレイスケール間の円滑な遷移を行うレーザプリンティングのための方法，装置，システムおよび媒体を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は印刷面上にインクを付着させるプリンタエンジンにより発生する低減解像度の正確な色調再現のための方法，装置，システムおよびコンピュータ読み取り可能媒体を対象としている。マルチピクセル・セルの寸法が定義され，また，対応するフォント指標値を持つ一連のフォントセルで構成されたフォントセットが定義される。マルチピクセル・セル中の画像の一部分を発生させるために，マルチピクセル・セル中のピクセルのピクセル値がフォント指標値にマップされ，またフォント指標値に対応するフォントセルが印刷面上に印刷される。
【００１６】
本発明はまた，画像値が２つよりも多い値を有する画像値スケールで量子化される印刷面上での画像の正確な色調再現のための方法，装置，システムおよびコンピュータ読み取り可能な媒体を対象としている。
【００１７】
画像値はプリンタ値にマッピングされる。ここで，プリンタ値とは，プリンタ装置により利用可能な範囲内の値であって，画像値スケールと異なる，２値よりも多い値を有するプリンタ値スケールで量子化された値である。画像値とプリンタ値との差は，それが画像値スケールで測定される場合に，画像値の空間平均が画像値スケールで測定したプリンタ値の空間平均に近似するように，修正される。インクは，プリンタ値にほぼ比例する量で印刷面上のピクセル位置に付着される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態の方法５００のブロック図を図１５に示す。方法５００は，例えばスキャナにより発生する加法色のピクセルデータを受取るカラーマッチング・ステップ５１０で始まり，プリンタにより使用される減法色ピクセルデータを生成する。工業規格に従って，加法色データはＲＧＢ（即ち「赤，緑，青」）の色空間中にあり，また減法色データはＣＭＹＫ（即ち「シアン，マゼンタ，黄色，黒」）の色空間中にある。好ましくはカラーマッチング・ステップ５１０の較正システムは，ジョセフ・シューによるMethod and Apparatus for Automatic Color Correction（自動カラー修正方法及び装置）の表題を有する米国特許出願番号08/678,884に従って実行できる。簡単に言えば，本較正システムは非線形補間技術を，カラー画像のパッチから発生された比較的少数の測定済みサンプル値に適用して，多数の較正値を記憶したカラー・ルックアップテーブルを提供する。
【００１９】
カラーマッチング・ステップ５１０により発生したＣＭＹＫデータは，好ましくはジョセフ・シューによるMethod and Apparatus for Tonal Correction in Binary Printing Devices by Predistortion of Image Data（バイナリ印刷装置に於ける画像データの事前歪曲による階調修正の方法と装置）の表題を有する米国特許5,568,572号に記述されている補間システムに従って，ドットゲイン補償ステップ５１５で処理される。簡単に言えば，このドットゲイン補償のプロセスでは，画像のハイライト領域と高中間調領域を明色化し，また画像のシャドーエリアおよび低中間調エリアを暗くするフィルタ機能を適用することによってピクセルデータを濾過する。ドットゲイン補償ステップ５１６の出力は修正ＣＭＹＫデータであって，図１５ではＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’として示されている。
【００２０】
方法５００は，更にセル定義ステップ５２０に進み，そこで走査方向に沿ったピクセル中のセルの長さＮＬと，走査方向に垂直なピクセル中のセルの幅ＮＷとが定義される（この好ましい実施の形態では方形状のセルを利用しているが，タイル張りすることの出来るいずれの形状のセルも使用することが出来る。）。これのセル寸法は，プリンタ画像の所望解像度の関数である。Ｒ１×Ｒ２がプリンタの解像度であるとすると，ＮＬ×ＮＷセルは低解像度画像のピクセルになるので，ＮＬ×ＮＷセルはＲ１／ＮＬ×Ｒ２／ＮＷの解像度を生成する。例えば，６００ｌｐｉで走査し，各走査線が６００ｄｐｉの解像度を持つレーザプリンタについては，ＮＬ＝３及びＮＷ＝２の寸法を持つセルが３００ｌｐｉと２００ｄｐｉの画像を生成する。
【００２１】
方法５００は，フォント定義ステップ５２３に続き，そこでセル定義ステップ５２０で定義されたセル寸法に対するフォントセットが定義される。以下に詳細に説明するように，フォントセットは，指標付けしたセルのセットから構成され，そのセットの各要素はそのセル中のピクセルに対する特定のプリンタ値パターンを有する「フォント」である。フォントセットは次のような諸性質を持っている。即ち，ゼロのフォント指標値を持つフォントセル中では全てのプリンタピクセル値がゼロである。１のフォント指標値を持つフォントセル中では，孤立単一ピクセル・カットオフ値を有する一つのピクセルを除いて，全てのプリンタピクセル値がゼロである。フォント指標が１だけ増加すると，走査方向に沿う線上のピクセルを除いて全てのプリンタピクセル値がゼロとなるように，セル中のピクセルに対するプリンタピクセル値が１だけ増加し，また最終のフォントセルは，全セル幅プリンタピクセル値を持つ走査方向に沿う１列のピクセルと，それ以外の場所のゼロ値のピクセルとから構成される。
【００２２】
次にデータはマルチレベル・ハーフトーニングステップ５２５に送られ，そこでＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’データの各成分がプリンタエンジン５４０による使用に適した範囲の値にマッピングされる。典型的には，Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’の各成分がスキャナから得られるときには，それは８ビット数であり，従って各成分は０と２５５の間の整数値をとる。斯かるデータは「スキャナ値」と呼ばれる。典型的には，プリンタエンジンにより使用されるデータ（即ち「プリンタデータ」）の各成分は０の値と３２の値との間の整数値を持っており，３２の値は全ピクセル幅値ＰＰである。
【００２３】
スキャナデータ値のプリンタデータ値に対する関係は図１９のマルチレベル・ハーフトーニングステップによって説明されるが，同図ではスケール６０５の高さが，左側６１０では２５５の等間隔で目盛られており，また右側６１５では，「３２」のレーザ値が単一ピクセル幅のインクエリアを発生するので，３２の等間隔で目盛られている。しかし，本発明に従えば，セル内のスキャナ値は以下に詳細に説明するように，合計され，フォント指標値にマッピングされる。図２０に３×３セルに対するスキャナ値６１１と，３×３セルに対するフォント指標値６１６との関係と示す。１つのピクセルのスキャナ値が０から２５５までの範囲内にあるという前提では，３×３セルに対しては２２９５＝９×２５５の範囲があり，また以下に詳細に示すように，３×３セルに対するフォント指標値はゼロから２６２までの範囲内にある。
【００２４】
注目すべきことに，スケール６０５の左側６１０のスキャナ値目盛は，一般的にはスケール６０５の右側６１５のプリンタ値目盛と同じ位置には生じない。従って，図２１に示したように，（ＳＶ／Δ）のプリンタ値は一般的に２つの整数値ＡおよびＢの間に入る。ここでΔ＝ＳＭ／ＰＭ，ＰＭは最大プリンタ値，ＳＭは最大スキャナ値である。（ＳＶ／Δ）と整数プリンタ値Ａとの間の距離がＸであり，また（ＳＶ／Δ）と整数プリンタ値Ｂとの間の距離がこのとき（１−Ｘ）であるとすると，（ＳＶ／Δ）のプリンタ値を持つ領域の正確な階調再現を行なうためには，その領域内のピクセルのＸ％をＢのプリンタ値で印刷し，またその領域内のピクセルの（１−Ｘ％）をＡのプリンタ値で印刷するための手段を実行しなければならない。
【００２５】
本発明に従えば，平均プリンタ値ＰＶを確実に（ＳＶ／Δ）に等しくする，即ち平均プリンタ値ＰＶをプリンタ値スケールで測定した場合の対応するスキャナ値ＳＶに等しくするために，誤差拡散またはディザリング等のハーフトーニング法を使用する。これにより，眼がピクセルとピクセルとの分離距離のオーダの波長で平均的に変動する傾向にあるために，空間平均化スキャナ値に等しい空間平均化プリンタ値を持つ領域が効果的に得られる。
【００２６】
本発明の誤差拡散法に従えば，特定のピクセルに発生した誤差を隣接するピクセルのいずれのグループに移すことも出来る。例えば或る走査線の（ｉ−１）番目のピクセルでの誤差を次のピクセル，即ちｉ番目のピクセルに加えられる場合について考えると，この場合に，現在のピクセル（即ち第ｉ番目のピクセル）のプリンタ値ＰＶ（ｉ）は，下記に等しく設定される：
ＰＶ（ｉ）＝［ＳＶ（ｉ）／Δ＋Ｅ（ｉ−１）＋１／２］
ここでＥ（ｉ−１）はその前のピクセルで生成した誤差値であり，角括弧は次の最小い整数への切り捨てを示す。第ｉ番目のピクセルの誤差項Ｅ（ｉ）は下記のように定義される。
【００２７】
Ｅ（ｉ）＝ＳＶ（ｉ）／Δ＋Ｅ（ｉ−ｌ）−［ＳＷ（ｉ）／Δ＋Ｅ（ｉ−ｌ）＋１／２］
例えば，ＰＭ＝３２またＳＭ＝２５５であると仮定すると，Δ＝７．９６８７５となる。このとき，特定のピクセルのスキャナ値ＳＶは２０であり，その前のピクセルからの誤差は０．４５２であったとすると，値（（３２×２０／２５５）＋０．４５２＋０．５）＝３．４６１８０は最も近い整数に切り下げられ，３のプリンタ値ＰＶが得られ，−０．０３８２０の誤差は次のピクセルに加えられる。また，次のピクセルのスキャナ値ＳＶが３７であるとすると，その前のピクセルからの誤差が−０．０３８２０であったので，値（（３２×３７／２５５）−０．０３８２０＋０．５）＝５．１０４９４が最も近い整数に切り下げられて，５のプリンタ値ＰＶが与えられ，また−０．３９５０６の誤差が次のピクセルに加えられ，以下同様に継続する。ここで理解されるべきは，本発明はスキャナ値ＳＶ（ｉ，ｊ）からの変換中にプリンタ値ＰＶ（ｉ，ｊ）を整数に丸めることによって生じる誤差を拡散するための如何なる方法にも適用され，その結果空間平均プリンタ値を，プリンタ値スケールで測定した場合の空間平均スキャナ値に近似させるものであることである。
【００２８】
本発明のディザリング手法に従えば，（ｉ，ｊ）ピクセルに於けるプリンタ値ＰＶは下記によりその（ｉ，Ｊ）ピクセルのスキャナ値ＳＶに関係している。
【００２９】
ＰＶ（ｉ，ｊ）＝［ＳＶ（ｉ，ｊ）＋Ｍ（ｍｏｄＭｌ（ｉ），ｍｏｄＭ２９ｊ））／Δ］
ここでＭはゼロと（［Δ＋０．５］−１）との間に疑似ランダムに分布した値を持つＭ１×Ｍ２ディザリングマトリックスであり，角括弧は次の最小整数へ切り下げらえることを示している。切り下げ前にスキャナ値ＳＶ（ｉ，ｊ）に小さいランダム値を加えることは，プリンタ値ＰＶ（ｉ，ｊ）を（［ＳＶ（ｉ，ｊ）／Δ］＋１）に等しくなるようにランダムに切り上げて，前に述べたように，それぞれ（１−Ｘ）％とＸ％とに比例して，［ＳＶ（ｉ，ｊ）／Δ］での引き数の余りを切り下げるように作用する。
【００３０】
図２２にΔ＝２５５／３２＝７．９６８７５の場合について，典型的な５×５ディザリングマトリックス７００を示す。図からわかるように，５×５ディザリングマトリックス７００には０と７の間の各値がほぼ等しい数で入っている（この例では，４個の４がある以外は０と７の間の各値のエントリー数は３個である）。図２３に図示したように，スキャナ値ＳＶ（ｉ，ｊ）にＭ（ｍｏｄＭ１（ｉ），ｍｏｄＭ２（ｊ））を加えることは，ピクセル画像をディザリングマトリックス７００でタイル張りし，また特定のピクセル（ｉ，ｊ）に対応するディザリングマトリックスＭ中のエントリーを選択することと同等である。例えば，５×５ディザリングマトリックスについては，（４６，７４）ピクセルはディザリングマトリックスＭ中の（１，４）のエントリーに対応し（この場合マトリックスの一番上の左手コーナのエントリーは（０，０）エントリーと表記される。もし（４６，７４）のピクセルが１３４の値を持つようになると，得られるプリンタ値ＰＶ（ｉ，ｊ）は（１３４＋１）／７．９６８７５］＝１６である。
【００３１】
方形のディザリングマトリックスが一般に使用されるが，図２４に示した非方形の６エレメントのディザリングマトリックスでの平面のタイル張りで図解したように，ディザリングマトリックスは平面をタイル張りすることの出来るどんな形状を持っていてもよい。ここで理解されるべきは，本発明はスキャナ値ＳＶ（ｉ，ｊ）にランダム値を加えるための如何なる方法にも適用され，その結果，整数に丸めることによって，空間平均化したときに，プリンタ値スケールで測定したときの空間平均化スキャナ値ＳＶ（ｉ，ｊ）に近似したプリンタ値ＰＶ（ｉ，ｊ）を生成することである。
【００３２】
マルチレベル・ハーフトーニング５２５によりプリンタ値ＰＶが１度スキャナ値ＳＶに転換されると，プリンタ値ＰＶのセルはフォント指標付け方法５３０を使用してフォントセルにマッピングされる。例えば，セル定義段階５２０でセルサイズを３×３に定義したとすると，３×３セルのフォントセットが必要となる。本発明の方法に従った典型的な３×３フォントセットを図２５に示すが，各フォントは，孤立単一ピクセル・カットオフ値ＰＣ１および孤立２重ピクセル・カットオフ値ＰＣ２などの制限を持つレーザ装置により印刷可能であり，また，フォントセットは連続するフォントセル間の全付着インクの差異が最少になるように選択されることは重視すべきである。また，全フォントセットにおいて，次の点に注目すべきである。即ち，フォント指標値ゼロを有するフォントセルにおいては，全プリンタピクセル値はゼロである。フォント指標値１を有するフォントセルにおいては，全プリンタピクセル値は孤立単一ピクセル・カットオフ値を有する一つのピクセルを除きゼロである。後続するフォントセルでは，フォント指標値は増分されるのに伴い，プリンタピクセル値は，全プリンタピクセル値が走査方向に沿う線内の隣接ピクセルグループを除いてゼロになるように増分される。また，最終フォントセルは，全セル幅プリンタピクセル値を有する走査方向に沿うピクセルの線と，その他の場所におけるゼロ値のピクセルとにより構成される。全てのフォントセルについて（フォント指標値ゼロに対応するフォントセルを除き），非ゼロピクセルは全セル幅プリンタ値以下の値を有しており，また少なくとも１つのピクセルは孤立単一ピクセル・カットオフ値以上の値を有する。トナー線幅はほぼレザー信号に比例しているので，全ピクセル幅プリンタ値が３２であれば，本明細書では２×２セルの全セル幅プリンタ値は６４（解像度は３００ｌｐｉ×３００ｄｐｉ），３×３セルの全セル幅プリンタ値は９６（解像度は２００ｌｐｉ×２００ｄｐｉ），４×４セルの全セル幅プリンタ値は１２８（解像度は１５０ｌｐｉ×１５０ｄｐｉ）となると推定される。
【００３３】
３×３セルのときには，全セル幅プリンタ値，即ち３ピクセルのトナー線幅を生成するレーザ値は，９６となる。３×３セルのときには，全セル幅プリンタ値，即ち３ピクセルのトナー線幅を生成するレーザ値は，９６となる。同様に，レーザ装置の孤立単一ピクセル・カットオフ値ＰＣ１は２７，孤立二重ピクセル・カットオフ値ＰＣ２は１５，またレーザプリンタの走査方向は垂直方向に向かうことになる。図２５に示すように，フォント指標値ｘがゼロのフォントセル（即ち，ｘ＝０とラベル付けされたゼロ番目のセルで，図２５に示した事実上の第１番目のセル）は，セルの９個のピクセルの各々においてゼロ・エントリとなる。尚，全ピクセル幅値は３２であるから，図２５〜２８のフォントセルにおける全エントリは分母値３２上に分子として表示されている。フォント指標値ｘが１のフォントセル（即ち，第１番目のセル）は，中央ピクセルの値２７を除いて各ピクセルにおいてゼロ・エントリを持ち，中央ピクセルは孤立単一ピクセル・カットオフ値ＰＣ１と等しい値を有するので，印刷可能である。第２番目のフォントセルは中央ピクセルの値２８を除き各ピクセルにおいてゼロ・エントリを持っており，第３番目のフォントセルは中央ピクセルの値２９を除き各ピクセルにおいてゼロ・エントリを持っており，以下同様に中央ピクセルの値３２を除きゼロ・エントリを持つ第６番目のセルまで続き，これらのフォントセルはもちろん印刷可能である。第７番目のセルから３８番目のセルのまでのフォントセルについては，中央ピクセルは全ピクセル幅値３２を有しており，中央セルの真上のセルの値は１から３２まで増加し，またこの２つの隣接する非ゼロピクセルの平均値は孤立二重ピクセル・カットオフ値ＰＣ２より大きいので，これらのフォントセルは印刷可能である。例えば，７番目のセルについては中央ピクセルの値は３２であり中央セルの真上のピクセルの値は１であり，８番目のセルについては中央ピクセルの値は３２であり中央セルの真上のピクセルの値は２であり，以下同様に中央ピクセルの値が３２であり中央セルの真上のピクセル値が３２である３８番目のセルまで続く。次に，３９番目のセルから７０番目のセルまでのフォントセルについては，中央ピクセルは全ピクセル幅値３２を有しており，中央セルの真上のピクセルは全ピクセル幅値３２を有し，また中央セルの真下のセルの値は１から３２まで増加している。次に，７１番目のセルから２６２番目のセルまでのフォントセルについては，中央列の中央にあるピクセル，中央列の最上部のピクセル，および中央列の最下部のピクセルは逐次１ずつ増加している。例えば，７１番目のセルでは，中央ピクセルの値は３３で中央ピクセルの上のピクセルの値は３２でまた中央ピクセルの下のピクセルの値は３２であり，また７２番目のセルでは，中央ピクセルの値は３３で中央ピクセルの上のピクセルの値は３３でまた中央ピクセルの下のピクセルの値は３２であり，７３番目のセルでは，中央ピクセルの値は３３で中央ピクセルの上のピクセルの値は３３でまた中央ピクセルの下のピクセルの値は３３であり，また７４番目のセルでは，中央ピクセルの値は３４で中央ピクセルの上のピクセルの値は３３でまた中央ピクセルの下の��クセルの値は３３であり，以下同様に中央ピクセルの値が最大プリンタ値９６を有し，中央ピクセルの上のピクセルが最大プリンタ値９６を有し，また中央ピクセルの下のピクセルの値が最大プリンタ値９６を有する２６２番目のセルまで増加する。
【００３４】
図２５のフォントセル（ゼロ番目のセルを除く）について，セル中のピクセル値の合計から２６を減じるとそのセルのラベル値に等しくなること，即ち数学的には下記のように表されることは注目すべきである。
【００３５】
ｘ＝（Σピクセル値）−２６
即ち，各セルのトナーの合計密度は各連続フォントセルについて１ずつ増加する。これらのフォントセルは各々印刷可能であり，また（ゼロ番目および第１番目のフォントセルの合計トナー密度間のギャップを除き）連続するフォントセルの合計トナー密度間の差は最少となる。したがって，各セル中のプリンタ値を統合することにより，プリンタ値と合計トナー密度間の唯一の非連続性のみが残ることになり，これがセル中の１から２６までの合計トナー密度に関連したギャップである。
【００３６】
ピクセル値を本発明のフォントセルにマッピングすることの利点を，典型的なハイライト領域を考慮してピクセル値と合わせて図２９に示す。孤立した単一非ゼロ値ピクセルの値が孤立単一ピクセル・カットオフ値ＰＣ１より小さい，また非ゼロ値ピクセルの孤立した対の値が孤立二重ピクセル・カットオフ値ＰＣ２より小さいなどで，プリンタエンジンはこの範囲にトナーを付着させることはできない。しかし，各３×３セル中のピクセルが，それらのプリンタ値の合計と同一値のフォントセルにとって替わられると，図３０に示すようなピクセル値のプリント可能なセルが生成され，ここではピクセルの値は中央列の２番目，５番目および８番目のそれぞれ３０，３１および３２を除きゼロとなる。このようにフォントにより生成されるダイナミックレンジの増加を図１２に示す。例えば，３×３セルを使用している図２９および図３０の例では，非ゼロトナー密度を生成する最少プリンタ値はＲ１からＲ１’まで値９だけ減少する。
【００３７】
定義することができるフォントにはいろいろな種類があり，以下の様な性質を持っていることは注目すべきである。即ち，フォント指標値ゼロのフォントセルにおいては全ピクセル値はゼロであり，フォント指標値１のフォントセルにおいては，孤立単一ピクセル・カットオフ値を有する一つのピクセルを除き，全ピクセル値はゼロであり，後続するフォントセルのフォント指標値が増分されるのに伴い，プリンタピクセル値は，走査方向に沿う線内のピクセル以外のプリンタピクセル値がゼロになるように，増分され，また，最終フォントセルは，全セル幅プリンタピクセル値を有する走査方向に沿うピクセル線とその他の場所のゼロ値のピクセルとにより構成される。
【００３８】
図２５のフォントセットの典型的な別の例を図２６に示す。前述のように，ゼロ番目のセル（即ち，図２６の事実上の第１番目のセル）は，セルの９個のピクセルの各々においてゼロ・エントリを有し，第１番目のセルは，中央ピクセルの値２７（孤立単一ピクセル・カットオフ値）を除いて各ピクセルにおいてゼロ・エントリを有し，第２番目のセルは，中央ピクセルの値２８を除いて各ピクセルにおいてゼロ・エントリを有し，以下同様に，中央ピクセルの値３２を除いてゼロ・エントリである第６番目のセルに至るまで続く。次いで，７番目のセルから７０番目のセルのまでのフォントセルについては，中央ピクセルは全ピクセル幅値３２を有しており，中央セルの真上および真下のセルの値は中央セルの真上および真下のセルの値が３２に達するまで交互に増分される。例えば，７番目のセルでは，中央ピクセル値は３２であり，中央ピクセルの上のピクセル値は１で，その他の全ピクセル値はゼロである。８番目のセルでは，中央ピクセル値は３２であり，中央ピクセルの上下のピクセル値は１である。９番目のセルでは，中央ピクセル値は３２，中央ピクセルの上のピクセル値は２，中央ピクセルの下のピクセル値は１でその他の全ピクセル値はゼロであり，以下同様に，中央ピクセルおよび中央ピクセルの真上および真下のピクセル値が３２に達する７０番目のセルまで続く。７１番目のセルから１３４番目のセルまでのフォントセルについては，中央ピクセル値は１ずつ増分されるので，７１番目のセルでは中央ピクセル値は３３，中央ピクセルの真上および真下のピクセル値は３２，セル中のその他の全ピクセルの値はゼロであり，７２番目のセルでは中央ピクセル値は３４，中央ピクセルの真上および真下のピクセル値は３２，セル中のその他の全ピクセルの値はゼロであり，以下同様に，中央ピクセル値が９６（最大ピクセル値），中央ピクセルの真上および真下のピクセル値が３２，セル中のその他の全ピクセルの値はゼロである１３４番目のセルまで続く。同様に，１３５番目のセルから１９８番目のセルまでのフォントセルについては，中央ピクセルの上のピクセルの値は１ずつ増分するので，１３５番目のセルでは中央ピクセル値は９６，中央ピクセルの上のピクセルの値は３３，中央ピクセルの下のピクセルの値は３２，セル中のその他の全ピクセルの値はゼロであり，１３６番目のセルでは中央ピクセル値は９６，中央ピクセルの真上のピクセルの値は３４，中央ピクセルの真下のピクセルの値は３２，セル中のその他の全ピクセルの値はゼロであり，以下同様に続く。最後に，１９９番目のセルから２６２番目のセルまでのフォントセルについては，中央ピクセルと中央ピクセルの真上のピクセルの値は９６で，中央ピクセルの真下のピクセルの値は１ずつ増分される。したがって，１９９番目のセルでは，中央ピクセルとその上のピクセルの値は９６で中央ピクセルの真下のピクセルの値は３３であり，２００番目のセルでは，中央ピクセルとその上のピクセルの値は９６で中央ピクセルの真下のピクセルの値は３４であり，以下同様に中央ピクセルとその上下のピクセルの値が９６となる２６２番目のセルまで続く。
【００３９】
３×３フォントセルは，解像度を垂直および水平方向に係数３だけ低減し，従って６００ｌｐｉ（１インチ当たりの線数）×６００ｄｐｉ（１インチ当たりのドット数）のレーザプリンタは３×３セルを使用したときには，２００ｄｐｉ×２００ｄｐｉの解像度を持つ。一般にＮＬ×ＮＴの寸法のフォントセルを使用することができる．ここでＮＬはレーザの走査方向のセルの長さを表わす整数であり，またＮＴはレーザの走査方向に垂直方向のセルの幅を表わしており，両者の積（ＮＬ＊ＮＴ）は１よりも大きく，またその結果えられる解像度は（６００／ＮＬ）ｄｐｉ×（６００／ＮＴ）ｄｐｉである。
【００４０】
例えば２×２セルについてのフォントセットを図２７に示す。図２５および図２６の３×３セルについてのフォントセットの場合に見られるように，第ゼロ番目のセル（ｘ＝０）は各ピクセルに対してゼロの値を持ち，第１番目のセル（ｘ＝１）は，孤立単一ピクセルカットオフ値ＰＣ１の２７の値を持つ１つのピクセルを除いて各ピクセルに対してゼロの値を持っており，第２番目のセル（ｘ＝２）は孤立単一ピクセル・カットオフ値ＰＣ１よりも１だけ大きい２８の値を持つ１つのピクセルを除いて各ピクセルに対してゼロの値をもっており，以下同様に全ピクセル幅値である３２の値を持つ１つのピクセルを除いて各ピクセルがゼロの値を持つ第６番目のセル（ｘ＝６）まで続く。図２７に示したフォントの場合には，第１のセルから第６のセルまでの非ゼロ値を持つピクセルが，上方の右手側にあるが，セル中のいずれのピクセルを非ゼロ値を持つように選択してもよい。また図２５および図２６の３×３セルに対するフォントについての場合のように，連続するフォントセルの全トナー密度の差を極小化して各フォントセルの印刷を行なうことの出来るように，２×２セルを定義する各種の方法がある。図２５の３×３セルのフォントセットの場合のように，７番目のセルは，１の値を持つピクセルと，全ピクセル幅値ＰＰである３２の値を持つピクセルとを除いて，各ピクセルに対してゼロの値を持っており，８番目のセルは２の値を持つピクセルと３２の値を持つピクセルとを除いて，各ピクセルに対してゼロの値を持っており，以下同様に３２の値を持つ２つのピクセルを除いて各ピクセルがゼロの値を持つ３８番目のセル（ｘ＝３８）まで続く。図２７に示したフォントの場合に於いては，第７番目のセルから第３８番目のセルまでに於いて，３２の値を持つピクセルは上右側にあり，その他の非ゼロ値を持つピクセルは下右側ににあるが，セル中のその他のピクセル対を非ゼロ値を持つように選択してもよい。次に，３９番目から１０３番目のセルについては，図２５の７０番目から２６２番目までのセルに於いてピクセル値が増分されているように，右手側の２つのピクセルが交互に増分されている。例えば３９番目のセルは上右側に３３の値を，また下右側に３２の値を，また左側にゼロ値を持っており，４０番目のセルは上右側に３３の値を，また下右側に３２の値を，また左側にゼロ値を持っており，第４１番目のセルは上右側に３４の値を，また下右側に３３の値を，また左側にゼロの値を持っており，以下同様に右側の両ピクセルにダブルピクセル幅値Ｐ２Ｐの値である６４の値を持つ１０３番目のセルまで続く。
【００４１】
セルは正方形である必要はなく，図２８のフォントセットでは，セルが３ピクセルの幅と１ピクセルの長さを持ち，前述と同様にレーザプリンタの走査方向が垂直である場合が例示されている。図２５および図２６の３×３セルについてのフォントセットの場合に見られるように，第ゼロ番目のセル（ｘ＝０）は各ピクセルに対してゼロの値を持ち，第１番目のセル（ｘ＝１）は，孤立単一ピクセル・カットオフ値ＰＣ１の２７の値を持つ１つのピクセルを除いて各ピクセルに対してゼロの値を持っており，第２番目のセル（ｘ＝２）は孤立単一ピクセル・カットオフ値ＰＣ１よりも１だけ大きい２８の値を持つ１つのピクセルを除いて各ピクセルに対してゼロの値をもっており，以下同様に全ピクセル幅値である３２の値を持つ１つのピクセルを除いて各ピクセルがゼロの値を持つ第６番目のセル（ｘ＝６）まで続く。図２８に示したフォントの場合には，第１のセルから第６のセルまでの非ゼロ値を持つピクセルが，中央にあるが，セル中のいずれの列を非ゼロ値を持つように選択してもよい。続いて，７番目のセルは中央のピクセルに３３の値を，またその他のピクセルにゼロの値を持っており，以下同様に中央のピクセルに９６の値を持ちその他のピクセルにゼロの値を持つ７０番目のセルまで続く。
【００４２】
本発明のフォントセルは，連続したフォント指標値を持つのセル間の，付着したトナーの全量に於ける差を最小化するように選択され，またプリンタエンジンのダイナミックレンジを増加し，その結果階調の再現精度は向上する。システムのダイナミックレンジは更にダイナミックレンジ調整によって改善される。ダイナミックレンジ調整５３５には図１２のフォント指標値曲線に対する密度の決定が含まれている。次いでフォント指標値は図１３に示した線形関数によりマルチレベルのハーフトーニングステップ５２５で再マッピングされ，そこでダイナミックレンジ調整前のフォント指標値がｘ’の値にマッピングされる。ここで
ｘ’＝Ｒ１’＋（Ｒ２’−Ｒ１’）＊ｘ／Ｎ
であり，Ｎは最大フォント指標値である。また残りの非線形性が，上で論じたように，ドットゲイン補償ステップ５１５で補償される。
【００４３】
本発明は好ましくは，ＩＢＭ  ＰＳ／２またはアップル・マッキントシュ・コンピュータ等のコンピュータシステムとの関連中で実施される。代表的な環境を図１４に示したが，これには，中央演算処理装置５２（従来のマイクロプロセッサでもよい）によって制御されるコンピュータ５０が含まれる。その他の多数の付加的な全てシステムバスによって相互接続された装置が，特定のタスクを実行するために提供される。特定のコンピュータシステムでは，図１４に示した装置の内のいくつかのみを有することも出来，また図示されていない追加の構成要素を有するようにすることも出来るが，大抵のコンピュータでは少なくとも図示した装置を含んでいる。
【００４４】
コンピュータ５０には，情報の一時的記憶用のランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）５６，コンピュータの構成および基本オペレーティングコマンドの永久記憶用の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５４，ディスクドライブ７３，プリンタ７５およびスキャナ７７等の周辺装置をケーブル７２，７４および７６を介してそれぞれバス５８に接続するための入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタが含まれている。ユーザインタフェースアダプタ６６もまたマウス，スピーカ，およびマイクロフォンまたはキーボード８０等の入力装置をバス５８に接続するために設けられている。映像出力がバス５８をビデオモニタ等のディスプレイ装置８２に接続するディスプレイアダプタ６８によって与えられる。コンピュータ５０は常駐プログラムを持ち，また適当なオペレーティングシステムによって制御され，調整される。
【００４５】
本発明に最も関係しているのはプリンタ７５であって，典型的には画像，グラフィックおよび／またはテキスト情報を，ＲＡＭ５６に存在するアプリケーションプログラム（テキストエディタ，図形処理プログラムまたは画像処理プログラム）からを受け取る。プリンタ７５の制御は，本発明のセル定義５２０，マルチレベルハーフトーニング５３５，フォント指標付け５３０およびダイナミックレンジ調整５３５を含めて，プリンタ７５またはコンピュータ５０に存在する適当なハードウエアまたはソフトウエアによって実行することもできる。これらのモジュールは，一般的に「ドライバ」として知られているが，コンピュータ５０からの，恐らくスキャナ７７で発信された，生の画像データ，図形情報および／またはテキスト情報を，プリンタエンジン５４０を直接制御するために適当な書式に処理する。
【００４６】
図１５の方法に対応する装置５０５を図１６に示す。カラー整合器５１１が，スキャナ等によって発生される加法色ピクセルデータを受け取り，プリンタによって使用される減法色ピクセルデータを生成する。好ましくは，カラー整合器５１１は，ジョセフ・シューによる，Method and Apparatus for Automatic Color Correctionno の表題を有する米国特許出願番号０８／６７８，８８４に従って実行される。カラー整合器５１１によって派生したＣＭＹＫデータは，好ましくは前に説明したジョセフ・シューによる，Method and Apparatus for Tonal Correction in Binary Printing Devices by Predistortion  of Image Data の表題を有する米国特許第５，５６８，５７２号に説明されている補償システムに従って実行される。ドットゲイン補償器の出力は修正ＣＭＹＫデータであって，図１７にＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’として示されている。データは次いでハーフトーニング操作を実行するハーフトーニング装置５２８に送られ，Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’データの各成分がプリンタエンジン５４１によって使用されるのに適した範囲の値にマッピングされ，図１５に関係して前述したように，空間平均化プリンタ値は空間平均化スキャナ値に近似される。ハーフトーニング装置５２８におけるハーフトーニングは，図１７に示した図１６の装置５０５の特定の実施形態５０１中で説明したように，ディザ装置５２６によって実行することができ，または図１８に示した図１６の装置５０５の特定の実施形態中に示したように，誤差拡散器５２７によって実行することが出来る。ディザ装置５２６と誤差拡散器５２７によって実行されるディザリング操作および誤差拡散操作は，それぞれ図１５に示した方法を参照して上で詳細に説明されている。
【００４７】
ハーフトーニング装置５２８の出力は，ハーフトーンフォント指標化器５３１に送られ，プリンタ値のマルチピクセル・セルをセル定義装置５２１によって決定された寸法でフォントセル発生器５２２中に記憶されているハーフトーンフォントにマッピングする。セル寸法定義装置５２１は，セル長さＮＬとセル幅ＮＷとを記憶するための記憶レジスタより構成することが出来，またプリンタ画像の所望の解像度を得るためにエンドユーザに照会し，所望の解像度に基づいてセル長さＮＬとセル幅とを計算するための手段とを有することもできる。図２５，２６，２７および２８を参照して詳細に説明したように，フォントセル発生器５２２によって記憶された，または発生されたフォントセルは下記の性質を持っている。即ち，ゼロのフォント指標値を持つフォントセル中では全てのプリンタピクセル値はゼロであり，１のフォント指標値を持つフォントセル中では，孤立単一ピクセルカットオフ値を持つ１つのピクセルを除いて，全てのプリンタピクセル値がゼロであり，後続するフォントセルでは，フォント指標値が増分されるに伴い，走査方向に沿う線上の隣接ピクセルのグループを除いて全てのピクセル値がゼロであるように，プリンタピクセル値が増分される。また，最終フォントセルは全セル幅プリンタピクセル値を持つ走査方向に沿う１行のピクセルとその他の場所に於けるゼロ値のピクセルとから構成される。そして，全てのフォントセル（ゼロのフォント指標値に対応するフォントセルを除く）について，非ゼロピクセルが全セル幅プリンタピクセル値よりも小さい値を持ち，また少なくとも１つのピクセルが孤立単一ピクセル・カットオフ値よりも大きい値を持っている。その結果として，ハーフトーンフォント指標化器５３１によって生成されるフォントセル出力のダイナミックレンジは増大し，また階調間の遷移はより円滑化され，その結果前に詳細に説明したように階調再現精度は向上する。最終的に，ハーフトーンフォント指標化器５３１の出力は，ダイナミックレンジ調節器５３６に送られ，フォント指標値は図１２の密度対フォント指標値曲線からの決定に基づいて図１３に示した線形関数に従って再マッピングされる。
【００４８】
ここで理解されるべきは，図１５，１６，１７および１８のブロック装置はプログラムされた汎用デジタルコンピュータを用いて，または特定用途の集積回路を用いて，または相互接続された従来の構成装置と回路のネットワークを用いて，またはマルチスレッド・マルチタスク環境を使用して実行することが出来ることである。別法として，図１６と図１７の各ブロックは，それぞれのＣＰＵを含み，対応する方法を実行するための一連の専用コンピュータを表わしていると考えることが出来，またコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有するコンピュータ使用可能な媒体を表わしていてもよく，または諸方法のハードウエア装置を表わすものとすることも出来る。上述の発明は，ファクシミリ機械，文書複写機等の従来のプロセッサ駆動型の画像処理装置の構成要素として提供されることも出来る。要約すれば，当業者はこれらの機能を限定するプログラムを，（ａ）書き込み不能な記憶媒体（例えばコンピュータ内の読み出し専用記憶装置またはコンピュータのＩ／Ｏ接続機構によって読み取り可能なＣＤーＲＯＭ）に永久記憶された情報，（ｂ）既に書き込み可能な記憶媒体（例えば，フロッピーディスクおよびハードドライブ）に記憶された情報，または（ｃ）テレフォンネットワーク等の通信媒体によってコンピュータに伝達された情報を含む多くの形式でコンピュータに伝達できるが，これらに限定されるものではない。従って，ここで理解されるべきは，斯かる媒体は，斯かる情報を保持しているときには，本発明の代替実施形態を表わしていることである。更にまた，本明細書中に示した方法と装置の詳細レベルは機能ブロックレベルで示されているが，これらの機能を達成するために適正な専用回路を開発することは当業者の容易に理解できる範囲内にあることも，理解されるべきである。
【００４９】
本発明の好ましい実施の形態についての上述の説明は例示に過ぎず，前述の実施の形態および方法とは異なる他の形態も本発明によって提供される。本発明の好ましい実施形態の記述から，それらの概念を具体化する別の実施形態を使用することが出来ることは，通常の技術を有する当業者にとつて明らかである。従って，本発明は，開示されている実施形態に制限されるべきではなく，付属の特許請求の範囲の精神と範囲によってのみ制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ピクセル番号の関数として大きな範囲の値を持つ典型的なレーザ信号のプロット図。
【図２】  図１の典型的なレーザ信号に対する線の太さとピクセル番号との関係を示すプロット図。
【図３】  図１の典型的なレーザ信号により発生するトナーの線を示す図。
【図４】  ピクセル番号の関数としての別の典型的なレーザ信号プロット図。
【図５】  トナードラム上の距離の関数としての入射レーザ電力のプロット図。
【図６】  ピクセル番号の関数として多数の低値を含む典型的なレーザ信号のプロット図。
【図７】  図６の典型的なレーザ信号について線の太さとピクセル番号との関係のプロット図。
【図８】  図６の典型的なレーザ信号により発生するトナー線を示す図。
【図９】  ピクセル番号の関数としての多くの高値を含む典型的なレーザ信号を示す図。
【図１０】  図９の典型的なレーザ信号についての線の太さとピクセル番号との関係を示すプロット図。
【図１１】  図９の典型的なレーザ信号により発生するトナー線を示す図。
【図１２】  本発明に従って単一ピクセルおよびフォントセットを印刷する典型的レーザプリンタについてのトナー密度とプリンタ値の関係図。
【図１３】  レーザプリンタのダイナミックレンジの制限を補正するために使用される単一プリンタ値の再マッピングを示す図。
【図１４】  本発明を具体化するコンピュータシステムのブロック図形式の説明図。
【図１５】  本発明の方法を示すブロック図。
【図１６】  本発明の装置の第１の実施形態を示すブロック図。
【図１７】  ハーフトーニング装置の機能を実行するために使用されるディザ装置を有する図１６の装置を示すブロック図。
【図１８】  ハーフトーニング装置の機能を実行するために使用されるエラー拡散器を有する図１６の装置のブロック図。
【図１９】  左側を単一ピクセルに対するスキャナ値で目盛り，右側を単一ピクセルに対するプリンタ値で目盛ったスケールを示す図。
【図２０】  左側を３×３のフォントセルに対するスキャナ値で目盛り，右側を３×３フォントセルに対するプリンタ値で目盛ったスケールを示す図。
【図２１】  特定のスキャナ値と２つの最も近いプリンタ値との関係を示す図。
【図２２】  典型的な直交型のディザマトリックスを示す図。
【図２３】  図２２のディザマトリックスでタイル貼りしたピクセル平面を示す図。
【図２４】  非直交型のディザマトリックスでタイル貼りしたピクセル平面を示す図。
【図２５】  ３×３セルに対するフォントの第１番目の好ましいセットを示す図。
【図２６】  ３×３セルに対するフォントの第２番目の好ましいセットを示す図。
【図２７】  ２×２セルに対するフォントのセットを示す図。
【図２８】  １×３セルに対するフォントのセットを示す図。
【図２９】  プリンタエンジンにより正確に再現することの出来ない典型的なハイライト領域を示す図。
【図３０】  図２９の領域に対応するフォントセルを示す図。
【符号の説明】
５２    ＣＰＵ
７３    ディスクドライブ
７７    スキャナ
８０    キーボード
８２    表示装置
５１０  カラーマッチングステップ
５２０  セル限定ステップ
５２３  フォント限定ステップ
５２５  マルチレベル・ハーフトーニングステップ
５３０  ハーフトーニング・フォント指標付けステップ
５３５  ダイナミックレンジ調整ステップ
５４０  プリンタエンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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