激光束打印机的制作方法

专利名称：激光束打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将原稿图像的图像情报信号用新的色调调整方式进行变换处理，所形成的记录图像有良好的色调再现的激光束打印机。
更详细地说，本发明涉及一种将从各种原稿图像(它包括可把从黑白和彩色照片等的连续色调图像得到的，以及从电视系统或计算机系统的视频信号中得到的影视图像等复制在记录纸上的全部原件，以下同)获得的图像信号，借助使用新的色调变换方式的色调调整装置进行变换处理，按照所变换了色调的输出信号在记录纸上形成记录图像的激光束打印机。
用复写机等图像形成装置把像片这样有连续色调的原稿图像复制到记录纸上时，用感光纸做记录纸，通过对原稿的模拟处理(曝光)有与原稿对应的连续色调的图像就形成(银盐照像记录)。一方面在能把图像记录在非感光纸的普通纸上的激光束打印装置中，不能通过模拟处理来形成图像，难以使色调浓度(层次)再现，特别是当复制彩色图像时，不易进行上述色调浓度和色彩的调整。
这是因为对打印机装置中的色调，色彩再现性积极进行了改良。在激光来打印机中形成记录图像和把印刷中照相制版的连续色调变换为网点色调的手法一样。对有照片等的连续色调的原稿图像进行光电扫描，将所得到的图像信号进行处理，用此信号在记录用纸上形成由像素构成的图像，其色调和色彩保持与原稿图像一致。
然而，现在的打印机装置，为使色调再现，把从原稿图像得到的色调调整方式是不科学的，因而不能得到满意的色调再现。
如所周知，记录图像的色调浓度取决于像素的浓度表示方式。在用激光束打印机的场合，做为表示像素的色调浓度的方法，有用点的大小改变像素的覆盖率的方法(尺寸调制法)和用规定(相同大小的)点的配列数改变像素的覆盖率的方法(密度调制法)。不过用激光束打印机复制原稿图像时，覆盖率，即像素的色调浓度值(以下只作为像素的浓度值)，是由与原稿图像上规定的标本点的浓度值相对应的记录图像上的像素点所决定，对此像素的色调浓度值应有什么样的值以及为得到这样的像素浓度值，应如何做，尚未进行过科学的研讨。
也就是说，对原稿图像上规定的标本点的浓度值，和与标本点对应的记录图像像素的像素浓度值应有什么关系，还没研究出科学的关系式，所以在目前，机器制造者们不得不根据以往的经验、自己的直觉或者有限的固定条件来决定。
这是因为当机器制造者用图像质量不可靠的原稿、例如非标准的(曝光过度的太亮的原稿，曝光不足太暗的原稿等)彩色照片时，要想得到所希望的色调和色彩都好的记录图像是很难的。因而，如果是有标准的图像质量的原稿自不必说，但要想由上述非标准原稿获得有理想图像质量的记录图像，以及对原稿的图像质量能进行任意的变更和修正(色调和色彩的变更和修正)，以往还没有具有这样适应性的激光束打印机。
这意味着以往的激光束打印机其像素浓度值不能与上述原稿图像上规定的标本点的浓度值科学地对应起来。
在以往的打印机装置中产生上述问题的原因是在由连续色调图像等的原稿图像形成由最终的像素分布表示的记录图像时，在其最初阶段存在只考虑起重要作用的图像色调变换工程的观点。也就是说，在变换与原稿图像上规定的标本点浓度值对应的记录图像上的像素浓度值时，以往的色调变换的观点，不是“必须按照科学合理的色调变换方法”只是依靠专门经验和直觉。
鉴于目前这样的状况，本发明者认识到要想图像形成程序最终合理化和形成质量优良的记录图像，就必须建立合理的图像色调变换技术，并基于这种基本认识着意反复地进行了研究。
首先对本发明做一简要的叙述。本发明涉及到这样一种激光束打印机，即在把来自原稿图像的图像信号用色调调整装置进行处理，按照此处理信号在记录纸上形成与原稿图像对应的记录图像的激光束打印机中，上述色调调整装置把按照来自原稿图像的图像信号在原稿图像上任意标本点的基础浓度值(x)(在该标本点的浓度值和同图像上最亮部份H的浓度值之差)，按照下述关系式(1)变换处理为在所形成的记录图像上与上述标本点对应位置的像素浓度值(y)。
关系式y＝yH+ (α(1 － 10－kx)/(α - β) (yS-yH)……(1)其中x-原稿图像上任意标本点X的基础浓度值。即从同图像的任意标本点X的浓度值减去同图像最亮部份H的浓度值后的浓度值。
y-在所形成的记录图像上与上述X对应的位置Y的像素浓度值。
yH-相对于所形成的记录图像的最亮部份H的像素设定的所要求的像素浓度值的大小。
yS-相对于所形成的记录图像的最暗部份S的像素设定的所要求的像素浓度值的大小。
α-记录纸的反射率，β-是按照式β＝10-γ求得的数值。
κ-按照r/原稿图像浓度域求得的数值。
r＝任意系数下面将对本发明的构成进行详细的说明。
在用激光束打印机形成的图像中，此记录图像的基本构成要素的浓度值(它用像上述形成的记录图像上的像素中点的数量和大小表示被覆盖的比例)和形成图像的材料(调色剂)的表面反向浓度这两者，这里，例如把印刷图像中网点面积大小的百分之一的差异做为浓度差，人的视觉有容易识别的能力，由此可见做为图像的形成方法，与网点面积大小有相同关系的像素浓度值，起着极其重要的作用。即注意某个规定的点，检查涂布在该点上的调色涂料的量的变化和点的大小的变化对色调的影响，结果表明点的大小的变化对色调的影响特别大，应如何设定像素浓度值就成为其极重要的问题。
如前所述，在用激光束打印机形成记录图像时，必须克服诸如原稿图像质量的千差万别、图像形成工艺的各不相同以及图像质量的评价标准也不一样等许多复杂的不稳定的因素。
正因为如此，在用激光束打印机把连续色调图像等的原稿图像变换为有中间色调的记录图像时，可以任意选择最亮部分(H)的像素区域的像素浓度值(yH)和最暗部(S)的像素区域的像素浓度值(yS)，然而制定能把从最亮部(H)到最暗部(S)的图像色调进行合理而简便的调整管理的手段却是非常必要的。
本发明的色调调整方法即是基于这样的观点研究出来的，具体地说，就是用由上述关系式(1)规定的色调调整方法。
首先说明上述关系式(1)的推导过程。
本发明者在由连续色调的彩色胶片原稿制作成网点色调的印刷图像时，为进行合理的色调变换(由连续色调向网点色调的变换)，最先提出上述关系式(1)前身的色调变换式。(参看特愿昭62-148912;特愿昭63-2590)本发明者首先提出的色调变换式(关系式(2))不但可用以制成印刷图像，而且也能用以制成由与本发明有关的激光束打印机打印出的记录图像，下面只对制成印刷图像进行说明。
关系式(2)y＝yH+ (α(1 - 10－kx)/(α - β) ·(yS-yH)……(2)其中X-原稿图像上任意标本点X的基础浓度值，即同图像任意标本点X的浓度值与同图像最亮部H的浓度值之差。
y-印刷图像上的与上述标本点X对应的y网点的网点面积百分比的数值。
yH-相对印刷图像上最亮部H设定的，所要求的任意大小网点的网点面积百分比的数值。
yS-相对印刷图像上最暗部(原文中误为最亮部-译者)S设定的，所要求的任意大小网点的网点面积百分比数值。
α-印刷用纸的反射率。
β-印刷油墨的表面反射率。
κ-印刷图像浓度域/原稿图像浓度域之比。
比较关系式(1)和关系式(2)，其中β值、κ值的意义不同，而且关系式(2)中对γ值的意义没有规定。这些不同点后面将要谈到，为帮助理解本发明，对关系式(2)的推导过程进行说明。
如前所述，在制作印刷图像时用来求网点面积百分比数值的关系式(2)一般认为是由浓度公式(照相浓度，光学浓度)，即D＝log (I0)/(I) ＝log 1/(T)(IO＝入射光量，I＝反射光量或透过光量， T＝ (I0)/(I) ＝反射率或透过率)，推导出来的。
此浓度D的一般公式一旦用在制版、印刷、就变为下面的形式制版、印刷的浓度(D′)＝log (I0)/(I)＝log (单位面积×纸的反射率)/((单位面积-网点面积)×纸的反射率+网点面积×油墨的反射率)＝log (αA)/(α〔A - (d1+ d2+ ……dn)〕 + β(d1+ d2+ …dn))其中A-单位面积dn-单位面积内各网点的面积α-印刷用纸的反射率β-印刷油墨的表面反射率关系式(2)是这样推导出来的，即对与此制版、印刷有关的浓度式(D′)，在印刷图像的H部和S部，可以把网点任意设定成所要求的大小，而且，纳入与连续色调图像上任意标本点的基础浓度值(x)和与其对应的网点色调图像标本点的网点的点面积百分比数值(y)相关连的合理的要求，其理论值和实测值近似一致。
在把上述关系式(2)用于制作印刷图像时的图像色调变换方法的场合，以印刷用纸的反射率(α)、印刷油墨的表面反射率(β)以及印刷图像浓度域/原稿图像浓度域的比(κ)的数值为基础，任意选择置于印刷图像的H部和S部的所要求的网点的大小(yH、yS)，由原稿图像上的任意标本点(X)的基础浓度值(x)求在印刷图像上相应标本点(γ)的网点面积百分比分数值(y)。这样就能把原稿图像连续色调图像的色调浓度，1∶1忠实地再现于印刷图像(网点色调图像)上。
而且在多色制版(通常考虑用氰基(C)、红色(M)、兰色(Y)、黑色(BL)、四种版为一组)的场合，网点色调特性曲线(是把上述的x值和y值作图后得到的曲线作为将连续色调变换为网点色调的工作的基准)作为把基准版(多色版时把公知的如氰基版做为基准版)工作基准特性曲线，即原稿图像的浓度情报值变换为印刷图像的网点面积值的基准，如果此网点色调特性曲线规定后，其它多色版的工作基准特性曲线，就能由根据各色印刷油墨的灰色补偿比决定的适当的调整数值乘以作为基准版的y值合理地选定。这样选定的多色版的工作基准特性曲线当然都是合理的特性曲线间的色调和色彩的相互关系也是合理而恰当的。
也就是说，在由连续色调的原稿图像制作成网点色调的印刷图像时，如果按照上述关系式(2)进行此色调变换，就可不用依靠从前的经验和直觉的图像色调变换方法，而能任意而且合理地进行图像色调变换，即使对与色调有密不可分关系的色彩，也能进行合理地调整。因此能得到有人的视觉感到自然的浓度梯度，彩色的印刷图像。以上是本发明者们率先提出过的内容。
然而，在其后的研究中，通过运用上述关系式(2)，判明其有一定的限制。
这限制是如原稿图像是标准的质量，肯定是很有效的，如不是标准质量，特别是质量非常差时(例如照相时曝光太过或不足)就不能完全相对应。
从运用关系式(2)的观点对其进行说明.在标准质量(标准原稿)的场合，对决定κ值的分子，当采用印刷油墨中刺激值大的黄色油墨的全印刷值(其代表浓度值0.9-1.0)进行色调变换时(仍为多色制版时，C版用此值制作)，是肯定很有效的，而对上述的质量不良的非标准原稿，不能完全满足。
.对β值，与非标准原稿相对应时，即使采用任选的印刷油墨(如前所述，以黄油墨为基准)的表面反射率，及其以外的数值，也不能完全满足。
为克服上述的限制，作为色调变换工作基准的网点色调特性曲线，既与标准原稿，也要与非标准原稿对应，必须对此曲线的形状进行合理地随意变更。研究的结果，本发明者们用如下的条件进行色调变换时，可以看出，能得到满足的结果。
.κ值＝γ/(原稿图像的浓度域值).γ值＝正或负的任意数值.β值＝按照公式β＝10-γ，从上述规定κ值的α值求出。
由于在以上的条件下运用关系式(2)，就能从标准的和非标准的原稿制作成有良好的色调浓度以及与其密不可分的彩色的再现性的印刷图像。
以上以制成网点色调的印刷图像为中心进行了说明，支持上述色调变换工作的理论，当然也能运用于用激光束打印机制作记录图像中。
把上述研究结果代入整理后，适合于用激光束打印机制作记录图像的色调变换关系式，当然就变成关系式(1)。
下面，对本发明的上述关系式(1)中各项的意义，使用特征进行说明。
在运用本发明的上述关系式(1)中，必须由原稿图像的图像信号求基础浓度值(X)。这样的浓度情报值应最广义地解释为反映与原稿图像，各像素的浓度有关的物理量。作为同义语，有反射浓度、透过浓度、辉度、光量、电流、电压值等。这些浓度情报值，只要对原稿图像进行光电扫描，作为浓度情报信号取出就可以。在本发明的关系式(1)中，基础浓度值(x)采用由浓度计测量的数值(例如，正彩色胶片的人物图，保持有0.2～2.70的浓度值)，最亮部(H)的像素区设定的像素浓度值yH和最暗部的像素区设定的像素浓度值yS采用百分比数值，在与原稿图像上任意标本点(X)对应的像素区(Y)记录的像素浓度值y用百分比数值计算出。
在运用本发明的上述关系式(1)中，当然可以像下面这样变形利用，可以自由地进行任意加工变形推导来使用。
y＝yH+E(1 - 10－KX]]>)(yS- YH)其中E＝ 1/(1-β) ＝ 1/(1 - 10－γ)
此变形例中，是α＝1，记录用纸(基材)的表面反射率为100%。实际上并不管α是否为1。
而且，如果按照上述变形例(α＝1.0)，可以把激光束打印机记录图像上最亮部H的yH最暗部S的yS设定成予定的大小，这时在记录图像上最亮部H处X＝0，而在最暗部S处X＝原稿图像浓度域，即Kχ＝γ·原稿图像浓度域原稿图像浓度域＝γ，从而显然可推知-Kχ＝-γ。
在运用本发明的关系式(1)中，α、β、γ(这里，如前所述用β＝10-γ来规定β值)的数值可取各种数值。在本发明中，通过适当选择这些数值，不论原稿图像的质量特性如何，都能合理地进行图像的色调变换处理。
也就是说，以关系式(1)为基础的图像色调变换处理法在原稿图像的色调和彩色的复制方面，即在把原稿图像的色调和彩色1∶1复制到记录图像上是极其有效的，其有效程序还不限于此。本发明的上述关系式(1)除能忠实地使原稿图像的特性再现外，由于能适当地选择α，β、γ值以及yH、yS值，在合理地变更，修改原稿图像的特性方面也是极为有用的。
在对本发明进行详细说明时，首先请利用本发明的人在运用上述关系式(1)时应注意如下这样的自由度。
其一利用关系式(1)的目的应是形成忠实于原稿的图像。即运用关系式(1)最重要的是要得到用人眼观察时视觉感觉与原稿完全相同的图像。这样的色调调整的步骤在本发明中用“(图像的)色调变换”这样的术语来说明。
其二要利用关系式(1)，根据形成图像的技术需要，艺术的要求或者订货方的需要等来变更或修正原稿图像。即运用关系式(1)最重要的是要对用人眼观察时的视觉感觉图像自身进行修正或变更。这样的色调调整的步骤在本发明中用“(图像)色调的修正(或变更)”这样的术语来说明。
使用关系式(1)形成多色图像时，例如在用激光束打印机复制彩色原稿时，在印刷等领域公知的色分解，即把彩色原稿的反射光分解为兰(B)、绿(G)、红(R)，而得各色中每种色的浓度情报信号，用应用关系式(1)的色调调整机构对其进行处理，只要按照此处理情报形成图像就行。那就可决定与做为基准的色版(例如C版)有关的y值，即决定做为基准的色版的色调特性曲线(计算y值，把与X对应的y值给成曲线后，就得到和印刷技术中的网点色调特性曲线同样的色调特性曲线)。由于其它色版(M版、Y版)的色调特性曲线能用按照各油墨的灰色平衡比适当调整的数值乘上做为基准色版的y值来合理地决定，利用这些色调特性曲线就可形成图像。
像上述这样决定的各色版的y值，即各色版的色调特性曲线，因为是由关系式(1)决定的，当然是合理的特性曲线，与这些特性曲线间的色调和彩色有关的相互关系，也是合理而且适当的。
像以上所说明那样，在用激光束打印机形成记录图像时，由于把按照上述关系式(1)进行色调整的软件或硬件引入其色调调整机构部，就能得到色调，当然也包括彩色再现的优良的记录图像或者是已对原稿图像的图质进行过任意修正或变更的记录图像。
下面将按照本发明的实施例，进行更详细地说明，只要不超过本发明的要旨，本发明就不限于这些实施例。
为上述那样，本发明在激光束打印机的色调调整机构部份，用关系式(1)进行色调变换的点上有最大的特征。在此以最妥善的方式，特别是从对γ值的控制，来说明关系式(1)的运用。
实施例(1)，关于采用关系式(1)的γ值决定法。
用激光束打印机形成记录图像时，在用上述关系式(1)的前提下，当进行作为记录图像的制作过程的核心的色调变换工作时本发明有最大的特征。
这时，即使用明、暗等品质内容千差万别的原稿图像，当然也希望和品质内容标准的原稿图像所形成的记录图像有同样的质量。
为此，在不掌握原稿图像的品质时，就必须获得色调特性曲线，此色调特性曲线规定了能使之和从标准稿得到的记录图像同质的x值和y值的关系。在本发明的关系式(1)中，不同的γ值能使此色调特性曲线的形状大大改变。
下面，说明在关系式(1)的运用上有极为重要意义的γ值的决定法。由于合理地决定此γ值，本发明的激光束打印机首先能形成色调和彩色再现性优良的记录图像。
与各种γ值对应的y值如何变化表示在第一表中。表1表示令γ值变化时(如表1中所示、γ值为2.00～-0.20)，在yH＝3%yS＝95%、α＝1.00 β＝-γ K＝γ/原图像浓度域＝γ/2.8～0.2的条件下用关系式(1)求出的各浓度档(在表1中原稿图像的浓度域分为9档)时的y值。
借助表1，可根据γ值的变化得到与之分别对应的各个色调特性曲线。这就变成可以由所给出的原稿图像的品质内容，做最合理的设定来进行色调变换。表1的结果在

图1中绘出。
在此，当给定有规定的品质内容的原稿图像时，问题就变成如何合理地决定在关系式(1)中应采用的最恰当的γ值。
作为原稿图像，特别是原稿使用能使色调，彩色忠实再现的单色或彩色胶片时，确立根据此原稿的图像品质决定应采用的γ值的方法。
如果以所说的色调再现性高的单色或彩色胶片原稿为依据确立了有效的γ值决定法的话，则对其它的原稿图像也是有用的。
对原稿是彩色胶片的图像质量进行详细分析可见，和用标准曝光摄出的标准彩色胶片原稿相比，由于曝光太过或曝光不足，其图像质量是千差万别的。然而，彩色胶片原稿图像质量的差异，能按照曝光量的不同对原稿最亮部的浓度值Hn的直接影响来客观地规定。而且，如本发明者们率先提出的那样，在标准原稿(曝光恰当)场合就变为最好根据γ值取0.9～1.0求出Hn与γ的相互关系。之所以选用Hn的理由，是因为色调再现，靠近最亮部的浓度区域是最重要的，在理论上当然也可以选原稿最暗部的浓度值Sn。
在此进行使用各种彩色胶片原稿形成质量优良的记录图像时，找出Hn和γ值的关系。试验数据示于第二表。而且，在表2中的第2号实验是用标准原稿，γ值选用0.9。
第2表
(注)Hn和Sn分别表示每个彩色胶片原稿最亮部和最暗部规定的浓度值。
由这些试验，按照下式能合理地决定γ值。
(ⅰ)把表(2)中的γn和Hn的关系用图2这样的曲线图(全对数曲线)表示出时，γn按下式求得γn＝γo±｜Dn｜tanα其中γo＝0.9Dn＝Hn-HoHo＝标准原稿最亮部浓度值，在本实验中是0.2tanα表示图2所示的正切±符号Hn＞Ho时为+，Hn＜Ho时为-(ⅱ)然后，用标准原稿(浓度域0.2～2.8)，在γo＝1.00时形成记录图像，进行由各种彩色胶片原稿得到和其相同质量记录图像的试验。结果，可像下面这样确定γn和Hn的关系。
(甲)γn＝1.70-2.2691(log Hn+1)(同时用对数标度表示γn和Hn得到的关系)(乙)γn＝1.70-2.3(logHn+1)(γn用正常标度)Hn用对数标度时得到的关系由以上可知，在用激光束打印机由其品质内容有千差万别的原稿图像复制色调再现性优良的记录图像时，首先由原稿图像的Hn值决定rn，然后将其做为关系式(1)中的r值，才可以进行色调变换处理。
在激光束打印机的色调调整机构部分，为了在用上述这样决定的r值的条件下运用关系式(1)，可以在激光束打印机装置上附加测定各种原稿图像的Hn的机构和由Hn计算r值的机构。或者可以把这些测定和计算交给操作者去干。
(2)，关于使关系式(1)采用的r值固定化(定数化)的方法当运用本发明的上述关系式(1)时，上述的r值决定法太复杂，用此方法制成的记录图像和由严格的标准原稿得到的记录图像不同。这当然因为所说的彩色胶片原稿最亮部浓度值(Hn)和标准原稿最亮部浓度值(Ho)不同。
像先前所说明的那样，在对标准原稿的色调变换有用的关系式(2)中，在r＝0.9(或者在0.9～1.0之间)时，能制成色调以及色彩都优良的复制图像。从而在关系式(1)的运用中，为使r值为0.9等固定的数值，必须予先把原稿图像的色调浓度调整(修正)到标准图像的色调浓度。下面对固定r值的方法进行说明。
当为彩色胶片原稿时，能对上述的色调浓度进行极为合理地调整，用图3对其进行说明。
如所周知，彩色胶片感光材料的曝光量(X)(要注意和上述标本X处的x不同的点)和这时的彩色胶片浓度(D)的关系如图3的基本浓度特性曲线所示的那样。
因而，标准原稿和非标准原稿应该用相应适当的曝光量、各个浓度特性曲线表示在该基本浓度特性曲线上的有特定的区域。在图3中，前者做为基本浓度特性曲线，后者做为个别浓度特性曲线(在图3中如为非标准原稿，表示曝光不足)。要把非标准原稿的浓度特性调整为标准原稿的浓度特性时，借助把基本浓度特性曲线函数化，就能极易进行。
上述基本浓度特性曲线，如下述表3那样，用函数D＝fp(X)来决定(表3中也示出反函数)。表3的基本浓度特性曲线函数化的方法，应用一例子进行解释以使用进一步简化的数字式为好。
表3(表示基本浓度特性曲线函数的一个例子)注使用F社制彩色胶片
注在图3所示的基本浓度特性曲线中，示出由力求D的函数fD(力)及是其反函数的由D求力的函数Fx(D)注为忠实地确定基本浓度特性曲线，力和D的定义域用数字化的式子表征。
为把彩色原稿的个别浓度特性曲线调整为基准浓度特性曲线，最好按下面的程序(参照图3)。
(ⅰ)由彩色原稿图像的H和S的浓度值以及该彩色原稿的彩色胶片的基本浓度特性曲线(D＝fD(x))决定此彩色原稿图像的个别浓度特性曲线。(ⅱ)把彩色原稿的浓度值DHn～DSn代入x＝fx(D)中，求出在X轴上彩色原稿图像的值域XHn～XSn，(ⅲ)调整以此做为基准的浓度特性曲线X轴上的值域XHo～XSo(ⅳ)再求出该基准浓度特性曲线D轴的值域DHo～DSo。
当然，当彩色原稿的个别浓度特性曲线和基准浓度特性曲线一致时，也就无须对两者进行调整。而且在基准浓度特性曲线上规定任意容许范围。如果在该容许范围内和基准特性曲线相同，就能模仿进行图像处理。
在上述的个别和基准浓度特性曲线的调整程序中，由于XRo(标准原稿的曝光范围)和Xn(非标准的套色原稿的曝光量范围)经常是不一致的，就有必要把XRn调整为XRo(参照上述的程序(ⅱ)和程序(ⅲ))。为把XRn调整为XRo可进行单纯调整(把最亮部浓度值调整为相同值，最暗部不调整)和比例调整(最亮部浓度值和最暗部浓度值这两者都调整)。图3表示用数学方法进行比例调整的情形。
如图3所示，将个别浓度特性曲线的浓度情报值(DHn～DSn之间的浓度情报值Dn)代入基本浓度特性曲线D＝fD(X)中，求出XRn，将所求出的XRn调整为XRo，自然可得到用调整为XRo的X值调整的彩色原稿浓度情报值(DHo～DSo之间的浓度情报值Do)求把XRn调整成XRo后的X值的关系式用像如下这样简单地计算。
(1)单纯调整时X＝fx(Dn)±｜m｜(2)比例调整时X＝fx(DHo)+｛〔fx(Dn)±｜m｜〕-fx(DHo)｝× (XR0)/(XRn)其中m-必要的平行移动量，XRo-X轴上标准原稿的基准浓度特性曲线的曝光量范围。
XRn-X轴上非标准个别原稿的个别浓度特性的曝光量范围。
采用标准图像质量的彩色胶片(DHo＝0.20，DSo＝2.80)、亮档(过曝光)的彩色胶片(DHn＝0.10.Dsn＝2.70)和暗档(曝光不足)的彩色胶片(DHn＝0.60 DSn＝3.20)作为彩色胶片原稿，用图3所示的基本浓度特性曲线，将个别浓度特性曲线调整成基准浓度特性曲线时的调整资料示于下面第4表。
在上述的调整试验中，由于所用的三种彩色胶片原稿的浓度域(DR)都是2.6，一种是单纯调整，其它的决定用比例调整。
在上述表4的Dn和Do的浓度值中，用以Do为基准的关系式(1)求出y值(用百分比表示的像素浓度值)。其结果示于表5中。表5见下页。表5中的y值和Dn值的相互关系示于图4中。由图像质量非标准的原稿图像能制成色调再现性良好的记录图像，图4所示的曲线是决定x值和y值相互关系的色调特性曲线。
在激光束打印机的色调整机构部分，因为关系式(1)的r值使用定数就必须把测定原稿图像浓度的机构(测定H和S以及H～S之间的浓度)。把原稿图像个别浓度特性曲线调整为基准浓度特性曲线的软件和硬件纳入激光束打印机装置中，据此，无论用什么样品质内容的原稿都能制成色调和色彩优良的记录图像。
(3)关于激光束打印机装置下面，按照附图对激光束打印机装置进行说明。
图5(a)是表示本发明的激光束打印机大体结构的方框图。
表5(阶调特喷曲线设定资料)(关系式(1))的定数α＝1.00，r＝0.90，yH＝5%，yS＝95%。
图中，图像处理部(20)除新纳入可用本发明关系式(1)运算的色调调整机构外，其它部份仍是由原有的如黑点补偿回路，r补偿回路，彩色信号比处理回路、UCR处理回路、高频脉动处理回路、多值化处理回路等组成。
原稿图像是彩色图像时，分别对Y、M、C、K应用关系式(1)，输出与按照公知的高频脉动矩阵变换法得到的各中间色调对应的，像同图(6)中所示那样的光点图形。
电视图像等的图像情报信号用上述图像处理部(20)的关系式(1)进行色调变换，调制由激光管(L)射出的激光束，用公知的电子照像技术，通过感光磁鼓-复制磁鼓将色调再现性良好的记录图像显像在记录纸上。
图6是本发明第一实施例所用的激光束打印机的方框图。把通过光电扫描所得到的信号用做图像信号。
如图5所示，本发明的激光束打印机由如下四部分组成把原稿图像的透过光或反射光分光为R(红)、G(绿)、B(兰)后读取的检出部1;把检出部1的输出信号变换为Y(黄)、M(降红)、C(青绿)、K(黑)的色分解信号的色分解部2;用上述本发明的关系式(1)对色分解信号进行处理以形成适当的色调图像的色调调整部3;用以此色调整部3的输出信号进行调制的激光束使感光磁鼓曝光以形成潜像的输出部4。
在此检出部1用光电倍增这类的固体摄像元件(CCD)检出原稿5各部的透过光或反射光，输出成为电流值的R、G、B、USM各信号，将此信号变换为A/V变换部6的电压信号。
色分解部2，在对数放大器中，把检出部1的R、G、B、USM各电压信号进行对数演算变换为浓度，把黑色(K)从基础掩蔽中的浓度分离出来，进而把Y、M、C各成份分离出来。接着调整与彩色补偿(CC)部9中的R、G、B以及Y、M、C各原稿色相对应的Y成份，M成份，C成份、进而把原稿的黑色成份置于UCR/UCA部10的UCR(Undercolorremoval)或UCA(Undercoloraddition)，决定用Y、M、C三种油墨表达的比率和用K(墨色油墨)表达的比率。得到这些Y、M、C、K成份后，用色调调整部11，由Y、M、C、K变换为表示在各色成份的像素区域的像素浓度值，即表示各色成份有效面积率的ye′、me′，ce′、ke′。色调调整部11把关系式(1)的算法保持在内部，对Y、M、C、K分别采用关系式(1)求出上述的ye′、me′、ce′、ke′。
从色调调整部11方面来说，把关系式(1)的算法做为软件来保存，而且能够采用如下几种形态有模/数、数/模接口的通用计算机;把算法做为逻辑，借助通用集成电路来实现的电路;含有保持了算法演算结果的只读存储器的电路;把算法做为内部逻辑来实现的程序设计应用库;门电路阵列;常规集成电路等等。
将对应于用色调调整部11得到的各色成份的色浓度情报的有效会合率输入到彩色频道选择器12，彩色频道选择器12输出ye′，me′，ce′，ke′。此输出借助模/数变换，输入打点控制部14。此后按该打点控制部的输出，借助激光源射出已调制的激光光束，在感光磁鼓上形成静电潜像。然后，把各色显像机16a～16d形成的像显像在记录纸17上，接着用定影机18定影。19是使感光磁鼓同样带电的带电机。
图7是本发明第二个实施例的激光束打印机的方框图。把电视信号等的图像情报信号10′输入到有关系式(1)的调整部11′，进行色调变换处理，通过彩色频道选择器12′输入到各色用的光学系统/a～16。已按照由此输出的信号调制的激光束把有与图像情报信号对应的中间色调的静电潜像形成在各感光磁鼓2a′～2b′上，该潜像用电子照相处理将彩色图像复制在传送带7上的记录纸上。
(4)关于关系式(1)的有用性下面对适用于本发明激光束打印机的色调调整机构的关系式(1)的有用性做一补充说明。
这是为使本发明易于理解所做的补充说明，以适用于激光束打印机的色调调整机构的关系式(1)的运用和其结果的意义为主体，详细地进行叙述。
(甲)关系式(1)的运用实验下面所进行的二个实验是把关系式(1)纳入色调调整机构的基础实验。
a/首先用普通简易计算机，即用商品名为夏普pythagorasEL509A(夏普公司制造)的计算机，把所要的数值代入关系式(1)，通过操作该简易计算机，制成如下述第6表(1)(2)(3)，第7表，第8表所示的图像色调调整表。
其结果，进行这些操作所需的时间，包括检查操作结果的时间，分别是3小时，2小时，2小时。
b/再进行下面的试验把所要求的软件做为函数资料输入简易型专用计算机(NEC社制pc-9801-M2)，进行把原稿图像(连续色调图像)的基础浓度值(x)调整为与其对应的记录图像上的像素浓度值(y)的操作。
使用上述简易计算机计算的结果和用手计算的结果相同。然而在此实验中，当拟制在输入到该专用计算机的图像色调调整上使用的上述软件时，不必使用特别的软件，使用附属在该专用计算机的N88-BAS集成电路进行拟制操作时，仅仅只需1小时就能完成。
并且，代替原稿图像的基础浓度值，用测量范围可从原稿图像的亮区(H)到暗区(S)的浓度计测得测定值，即使用能将此测定值原稿输入的软件，也确认能进行所要求的图像色调变换和修正。
用这些软件，在原稿图像上按需要设定浓度间隔(做为一个例子，在0.00～1.00之间刻度为0.05，在1.00～3.00之间刻度为0.10)，由于将此值输入该专用计算机，就能得到所求的像素浓度值(y)。
进而，由于输入了从原稿图像的亮区到暗区的多个区域的浓度值，就能求出与这些值相对应的所要求的像素浓度值(y)。
借助上述软件求得的像素浓度值(y)，无论是对正的图像，负的图像，都能单独地或同时输出。
(Z)关于由关系式(1)求得的结果及其有用性。
下面对上述的第6表(1)(2)(3)、第7表、第8表的有用性进行说明。
〔关于第6表(1)(2)(3)〕表6是在用激光束打印机等图像形成装置制作黑白图像的场合，调色剂材料的浓度(表中表示的记录图像的浓度域是与关系式(1)的r值相当的)和最大像素浓度值的使用范围变化时，(表中表示0～100%，0～98%，0～95%三种情况)，为得到理想的色调特性曲线，各标本点的像素浓度值(y)必须如何设定的一览表。
由此一览表能够知道，即使调色剂材料的浓度相同(也就是说即使表1最左栏的记录图像浓度域＝γ值是相同的)，当最大像素浓度值的使用范围改变时，理想色调特性曲线会怎样变化以及必须怎样变化。
在表6中，决定ε值的β值用β＝10-γ决定。顺便说明，当记录图像浓度域＝γ值＝1.0时，ε＝1/(1-β)＝1.1111。而且像素浓度值(%)和同行的值是β＝0(ε＝1.0)时的理论值。
体察由连续色调图像等的原稿图像以11对应的像素分布形成黑白图像以及任意调整黑白图像色调特性等的技术，手法、是制作多色图像的基本。
〔关于第7表〕第7表和第6表一样，是在由原稿图像形成黑白图像时图像形成材料(调色剂)的浓度变化的场合(即记录图像浓度域＝γ值变化的场合)，最大像素浓度值的使用范围为0%～100%，不考虑图像整体的反差，为形成人的视觉来说有相同色调和相同图像质量的图像，必要的各标本点上的像素浓度值(y)的一览表。
换句说，表7是在给予的条件理想的场合，与所使用的图像形成材料(调色剂)的浓度值对应的理想色调特性曲线上各标本点的像素浓度值(y)一览表。
〔关于第8表〕第8表和第7表的基本条件相同，是在最大像素浓度值的使用范围取5%～95%时，示出在理想色调特性曲线上的各标本点的像素浓度值应设定为百分之多少。
迄今为止，印刷图像的制作等色分解操作仍把借助掩蔽技术的色矫正看作是重要的，图像的色调调整操作一直是基上靠操作者的经验和直觉或者依靠所给予的有限的几个固定条件的资料。这就有必要立足于印刷图像，打印机打出的记录图像等，将复制图像时的色调变换技术科学化。
本发明的关系式(1)就是制作复制图像时用合理的方法进行色调变换。表6～表8的资料表示借助关系式(1)得到的原稿图像基础浓度值与所形成图像的像素浓度值的相互关系，是对图像形成时色分解操作中的种种基本事项加以科学研讨的有用的基础资料。
从上述各表中可以看出在原稿图像和色分解操作之间的实质和原理是什么，以及为对其进行合理地调整必须注意和考虑些什么。
(八)关于将关系式(1)应用于色调的修正(或变更)关系式(1)不但对图像的色调变换(即从连续色调的原稿图像变换为高保真度像素分布的色调图像)，而且对原稿图像自身的修正即所谓色调的修正(或变更)也是有效的。这种图像的色调的修正(或变更)有时必须根据所形成的记录图像的缩小放大率、订货者的需要、彩色原稿中的对像图像种类、可形成的图像使用目的、记录用纸的洁白程度以及图像记录材料(墨汁、色素)浓度等，然而，无论哪种场合，都可以合理地通过关系式(1)的应用而大对应。并且能够对各种分色作业进行规格化和标准化处理。
并且，根据本发明者能够同样进行最亮部和阴影部图像的色调的修正(或改复)。这可从以下事实得到证实，即如图1所示，可以按照所索用的γ值，注意改变色调特性曲线(确定x值与y值关系的曲线)形状。甚至证实了通过索用本发明的关系式(1)的色调变换，而不必索取特别的对应处理，就能自动地使存在于彩色原稿最亮部份的色感光过度消失。
本发明取得如下所述的良好效果。
1)为形成图像最基本的是要决定具有连续色调图像的原稿图像的浓度值和所形成的记录图像(借助像素分布记录的图像)的像素浓度值之间的相互关系，过去仅凭操作者的经验和直觉或者按照所给予的有限的几个固定条件这样的不合理的方法来决定而本发明即使在任何条件下都能用关系式(1)合理地决定此相互关系。而且在把连续色调图像等的原稿图像变换为像素分布的记录图象时，色调控制(色调的变换、修正或变更)的如何是最重要的条件，因为它不但和简单的图像色调，而且连和图像的色彩也有直接的密切的关系，借助本发明，能对色调和彩色进行合理地控制。也就是说，在色调调整机构中采用本发明的关系式(1)算法的激光束打印机能把色调变换操作(色分解操作)在理论上合理地系统化，其操作简单化，这种效果是极大的。
2)由于在激光束打印机中采用关系式(1)的算法，能使打印机装置合理化、简单化、降低成本。而且，由于操作简单、明确、大大减少了重复操作，节省了原材料，使激光束打印机的性能大大提高。特别是具有不管原稿图像的质量如何都能形成色调、彩色优良的记录图像这样的特点。
3)在采用关系式(1)的算法的色调调整机构中，能够脱离原稿图像的图像情报，规定出合理而简便的，取决于像素分布的记录图像质量评价基准。从而能满足顾客的多样化的要求。
4)由于采用了关系式(1)，使打印机变得更高级，能通过运用关系式(1)，更有效地对操作者进行技术培训，可以节省劳力，能有充裕的时间进行新的创造、开发。
4.附图的简单说明
图一示出色调特性曲线形状变化和γ值的关系。
图2是rn和Hn的相互关系图。
图3说明彩色胶片原稿图像的个别浓度特性曲线和基准浓度特性曲线调整的原理。
图4示出针对非标准原稿设定的色调特性曲线。
图5a示出构成本发明的激光束打印机方框图。
图5b是高频脉动矩阵变换的说明图。
图6是本发明第1实施例的激光束打印机的方框图。
图7是本发明第2实施例的激光束打印机的方框图。
权利要求
1.一种把从原稿图像得到的图像情报信号用色调调整机构进行处理、並按照此处理信息在记录纸上形成有单色或多色中间色调记录图像的激光束打印机，其特征是上述色调调整机构把作为图像情报信号的原稿图像上任意标本点的基础浓度值(x)(该标本点处浓度值和同图像上最亮部浓度值之差)，用下述的关系式(1)变换处理成所形成记录图像上与上述标本点对应位置处的像素浓度值(y)，关系式y = yH + (α(1 - 10－kx))/(α － β) (yS－ yH)……1其中x-原稿图像上任意标本点X处的基础浓度值，即由同图像任意标本点X处的浓度值减去同图像最亮部H处的浓度值所得到的浓度值，y-在所形成的记录图像上与上述X对应的位置y处的像素浓度值，yH-对应所形成的记录图像最亮部H处的像素设定的所要求的像素浓度值的大小，ys-对应所形成的记录图像最暗部S处的像素设定的所要求的像素浓度值的大小，α-记录纸的反射系数，β-用β=10-r求得的数值，k-用r/(原稿图像的浓度域)求得的数值，γ-任意系数。
2.按照权利要求1所说的激光束打印机，其特征是所说的图像情报信号是由光电扫描或固体摄像元件得到的。
3.按照权利要求1所说的激光束打印机，其特征是所说的图像情报信号是电视图像信号。
4.按照权利要求1-3中任一个所说的激光束打印机，其特征是所说的有多色中间色调的记录图像是由设置在单一记录磁鼓上的多个显像部得到的。
5.按照权利要求1所说的激光束打印机，其特征是有多色中间色调的记录图像是由设置在多个记录磁鼓上的各个显像部得到的。
全文摘要
本发明激光束打印机利用新的灰度等级调节方式对原稿图象中的图象信息进行变换处理，形成灰度等级再现性好的记录图象。它具有三个特点(1)灰度等级调节机构按照关系式
文档编号B41J2/435GK1048114SQ8910408
公开日1990年12月26日 申请日期1989年6月15日 优先权日1989年6月15日
发明者沼倉孝, 沼倉∴ 申请人:株式会社亚玛托亚商会