JP3887713B2 - 光プリンタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光フィルム等の被記録媒体に所望の画像を形成する電子写真方式プリンタ、銀塩方式プリンタ、ラベルプリンタ、ビデオプリンタ等の光プリンタに関し、特に高画質が要求される光プリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、感光フィルム等の被記録媒体に所望の画像を形成する露光装置として、図３に示す光プリンタを提案している。
【０００３】
この光プリンタ１は、光源であるプリンタヘッドとしての蛍光発光管２と、切り替え自在のカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂから得た３原色の光で、被記録媒体としてのカラーフィルム３に書き込みを行い、フルカラーの画像を形成するものである。この光プリンタ１は、例えばビデオ装置等から得られるデジタルのカラー画像信号によって駆動され、カラーフィルムに画像をフルカラーでプリント出力するカラービデオプリンタとして使用できる。
【０００４】
光プリンタ１は、図３に示すようなヘッド４を有している。ヘッド４は、所定位置に設定された被記録媒体としてのカラーフィルム３に対し、矢印Ａで示す副走査方向に沿って移動する。ヘッド４は、プリンタヘッドである蛍光発光管２と、蛍光発光管２に対して切り替え可能な３つのカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂと、蛍光発光管２の発光部に対応した位置に設けられたレンズ６及び反射鏡７，７を含む単一の光学系を有している。
【０００５】
光プリンタ１のヘッド４は、移動手段によってカラーフィルム３に対して副走査方向Ａに沿って往復移動する。移動手段は、ヘッド４を副走査方向Ａに移動可能に案内する不図示の案内手段と、駆動ベルト８が掛け回された一対のプーリ９，９と、プーリ９，９の一方を回転させる駆動モータ１０を有している。駆動モータ１０を駆動して駆動ベルト８を循環させると、駆動ベルト８に固定されたヘッド４が案内手段に案内されて副走査方向Ａに沿って移動する。
【０００６】
ヘッド４には、光源である蛍光発光管２が取り付けられている。蛍光発光管２は、透光性の矩形の基板１１に箱形の容器部１２を封着して成る略直方体状で内部が高真空状態に保持された外囲器１３を有している。
【０００７】
基板１１の内面には、基板１１の長手方向に沿って多数の発光ドット１４が所定間隔をおいて列状に形成されている。図３の例における発光ドット１４は、基板１１に設けられた陽極導体と、各陽極導体に被着された蛍光体層からなる。発光ドット１４の並設方向は、ヘッド４の移動方向である副走査方向Ａに直交する主走査方向に平行である。発光ドット１４の下方には、主走査方向に沿って電子源としての線状陰極１５が設けられている。各発光ドット１４の陽極導体は、それぞれ独立に外囲器１３の外に引き出され、それぞれ独立に駆動信号を印加して駆動できるようになっている。
【０００８】
ヘッド４には、カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂが設けられている。カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂは、蛍光発光管２の基板１１の外面側の近傍に配置されており、副走査方向Ａについて移動可能である。カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの位置を切り換えれば、発光ドット１４から出た光が透過するカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの種類を任意に設定することができる。
【０００９】
以上説明した機構は、不図示の筐体内に収納される。この筐体内には、被記録媒体としてのカラーフィルム３が収納される。カラーフィルム３は、複数枚が所定位置に保持されており、光による書き込みが終了すると、スプレッドローラ１６に挟持されて筐体の外に排出される。
【００１０】
上記構成の光プリンタ１を用いてカラーフィルム３にフルカラーの画像を形成する手順について説明する。３原色に色分解した画像の各画像信号に基づき、蛍光発光管２を駆動すると共に、この駆動に同期してヘッド４を副走査方向Ａに移動する。このとき、ヘッド４の蛍光発光管２の発光ドット１４には、駆動信号に対応する原色のカラーフィルタ（Ｒ又はＧ又はＢ）を設定しておく。３原色のそれぞれについて上記動作を行い、３原色に色分解した３つの画像を一つのカラーフィルム３の感光面に重ねて書き込む。すなわち、カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの種類を切り換えながら、３回の走査が行われると、カラーフィルム３にフルカラーの像を形成される。
【００１１】
このように、上記構成による光プリンタ１では、発光ドット１４を主走査方向に線状に並べて配置した蛍光発光管２を備えたヘッド４を副走査方向Ａにスキャンすることによって被記録媒体に面露光を行っている。
【００１２】
そして、上記光プリンタ１では、ヘッド４が副走査方向Ａに発光ドット１４の１ドット分の距離だけ進む時間を単位とし、この時間内の発光ドット１４の発光、非発光の時間比を変化させることにより階調をつけている。この時間制御方式によれば、電圧制御方式に比べ、直線性の高い安定した制御が可能である。
【００１３】
ところで、良好な画像を得るためには、発光ドット１４の輝度が一様であることが望ましい。人間の目で一様に見えるためには、むらを１％程度に押さえることが必要と考えられている。しかしながら、ヘッドの製造上、数十％程度のむらは避け難い。そこで、各発光ドットの輝度を測定し補正を掛ける必要がある。
【００１４】
例えば、今測定した各発光ドットの輝度をＬ（ｎ）、但し、ｎ＝０，１，２，…とし、その最小値をＬmin とする。露光すべきデータがＤin（ｎ）であれば、Ｄout （ｎ）＝Ｄin（ｎ）×Ｌmin ／Ｌ（ｎ）…式（１）なるデータＤout （ｎ）を発光ドットに与えれば、その発光量はＤout （ｎ）×Ｌ（ｎ）＝Ｄin（ｎ）×Ｌmin ／Ｌ（ｎ）×Ｌ（ｎ）＝Ｄin（ｎ）×Ｌmin となり、発光ドット毎の輝度Ｌ（ｎ）に無関係になる。これにより、輝度むらの補正ができる。
【００１５】
ところが、上記式（１）の計算は割り算を含み、高速実行しにくいので、実装時には予め計算しておいた結果を表形式のデータとしてＲＯＭに格納しておき、演算をテーブル参照に置き換えることになる。
【００１６】
図４は輝度むら補正を行う場合のテーブル参照形式の補正回路の一例を示している。この補正回路２１は、ＲＯＭからなる輝度むら補正メモリ２２と、カウンタ２３を備えて構成される。輝度むら補正メモリ２２には、輝度むら補正を行うためのデータが格納されている。輝度むら補正メモリ２２は、Ａ0 〜ＡM-1 が入力データバス２４に接続され、ＡM 〜ＡM+N-1 がカウンタ２３に接続されており、Ｄ0 〜ＤK-1 が出力になる。カウンタ２３は、輝度むら補正メモリ２２に画像データが入力される毎に、書き込みクロックによってインクリメントされるカウント値をアドレスとして輝度むら補正メモリ２２に入力している。
【００１７】
上記補正回路２１では、発光ドット１４のドット数を２N 個、入力される画像データＤinを２M 階調とすると、輝度むら補正メモリ２２のテーブルは２N+M 個、すなわちＮ＋Ｍビットのアドレスが必要となる。また、出力ビット数は時間制御する階調数で、これを２K としたとき、最終桁の計算誤差を小さくするためには、Ｋ≧Ｍなる関係が必要であり、できればＫ＞Ｍが望ましい。
【００１８】
上記構成による補正回路２１では、入力データバス２４から補正前の画像データＤin（ｎ）が入ってくる毎にカウンタ２３のカウント値がインクリメントされる。そして、そのときのカウンタ値をアドレスとして、ｎ×２M ＋Ｄin（ｎ）番地の値が輝度むら補正メモリ２２から読み出されて出力される。このため、輝度むら補正メモリ２２のｎ×２M ＋Ｄin（ｎ）番地には、Ｄin（ｎ）×Ｌmin ／Ｌ（ｎ）なる値が予め書き込まれている。
【００１９】
ところで、被記録媒体に使用される感光材料も非線形特性を持っている。図５は横軸を露光量、縦軸を発色量とした概念図であるが、一般に銀塩フィルムでは図５のように上下のつぶれたＳ次カーブを描く。
【００２０】
この曲線をｔ＝Ｆ（ｓ）とし、発色量の最大値をｔmax 、このときの露光量をｓmax とする。補正にはＦ（ｓ）の逆関数ｓ＝Ｆ-1（ｔ）が使用される。補正前の露光量をｓとすれば、実際の発光量ｓ’をｓ’＝Ｆ-1（ｓ×ｔmax ／ｓmax ）…式（２）とすることにより発色量はＦ（ｓ’）＝Ｆ（Ｆ-1（ｓ×ｔmax ／ｓmax ））＝ｓ×ｔmax ／ｓmax となり、ｓに比例するようになる。
【００２１】
そして、上記式（２）の計算もテーブル参照に置き換えて実装することになる。この場合、ｓが入力で、ｓ’が出力であるが、ｓが２I 階調、ｓ’が２M 階調とした場合、最終桁の計算誤差を小さくするためには、Ｍ≧Ｉとする必要があり、できればＭ＞Ｉが望ましい。
【００２２】
さらに、図６のように極端に感度の異なる感光材料を切り替えて使用する場合、他の方法で露光量の調整が行えないときには、Ｉに対してＭを充分大きくして対応することになる。すなわち、図６のような２2 倍程度の感度比であれば、Ｍ≧Ｉ＋２とすることで対応できる。
【００２３】
そこで、従来は図７に示すテーブル参照形式の補正回路を採用し、感度補正と輝度むら補正の二段階の補正動作を順次実行していた。
【００２４】
図７の補正回路３１は、ＲＯＭからなる感材特性補正メモリ３２と、ＲＯＭからなる輝度むら補正メモリ３３と、カウンタ３４を備えて構成される。感材特性補正メモリ３２には、感光材料の濃度補正（感光材料の感度の非直線性の補正）を行うためのデータが格納されている。感材特性補正メモリ３２は、Ａ0 〜ＡI-1 が入力データバス３５に接続されている。輝度むら補正メモリ３３には、輝度むら補正を行うためのデータが格納されている。輝度むら補正メモリ３３は、Ａ0 〜ＡM-1 が感材特性補正メモリ３２のＤ0 〜ＤM-1 に接続され、ＡM 〜ＡM+N-1 がカウンタ３４に接続されており、Ｄ0 〜ＤK-1 が出力となる。カウンタ３４は、輝度むら補正メモリ３３に感光材料の濃度補正後の画像データが入力される毎に、書き込みクロックによってインクリメントされるカウント値をアドレスとして輝度むら補正メモリ３３に入力している。
【００２５】
図７の補正回路３１では、入力データバス３５から補正前の画像データＤin（ｎ）が入ってくる毎に感光材料の濃度補正を行う。カウンタ３４は、感光材料の濃度補正後の画像データが輝度むら補正メモリに入力される毎にカウント値がインクリメントされる。そして、感光材料の濃度補正後の画像データは、そのときのカウント値をアドレスとして、ｎ×２M ＋Ｄin（ｎ）番地の値が輝度むら補正メモリ３３から読み出されて出力される。
【００２６】
このように、上記補正回路３１では、感光材料の濃度補正を先に行い、ヘッドの輝度むら補正を後に行う。なお、特性の異なる複数の感光材料を用いる場合は、感材特性補正メモリ３２を感光材料の種類毎に容易しておいて切り替えて使う。また、感材特性補正メモリ３２を書き換え可能なＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等で構成しておき、初期化時に使用する感光材料に応じたテーブルを書き込むようにしてもよい。
【００２７】
ところで、家庭用プリンタでは、画質要求よりも価格要求が厳しく、感度の極端に異なる複数の感光材料を用いることもないので、すべての補正を一律に８ビット演算（Ｉ＝Ｋ＝Ｍ＝８）としてきた。したがって、この場合はテーブルの大きさはあまり問題にならない。
【００２８】
すなわち、感材特性補正メモリ３２は、入力される画像データが８（＝Ｉ）ビットであるから２５６ワード、Ｍも８ビットだから１ワードあたり１バイトの２５６バイトで済む。また、ドット数を５１２＝２9 （Ｎ＝９）とした場合の輝度むら補正メモリ３３は、Ｍが８であるからアドレス数はＮ＋Ｍ＝９＋８＝１７ビットの１２８キロワード、Ｋも８ビットだから１ワードあたり１バイトで１２８キロバイト、１メガビットのＲＯＭ１個で済む。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、産業用プリンタのように高画質を要求すると、テーブルは雪達磨式に大きくなってしまう。例えば入力される画像データが８（＝Ｉ）ビットでドット数を１０２４（Ｎ＝１０）に増やす場合を考える。その際、感度比が４倍程度ある感光材料を切り替えて使用するものとする。
【００３０】
Ｉ＝８で感度比４倍であるから、ＭはＩより２ビット以上増やさなければならない。画質を下げないように余裕ビットをとって３ビット増やせば、Ｍ＝１１となる。したがって、感材特性補正メモリ３２は同じ２５６ワードだが、１ワードは１１ビットになる。
【００３１】
これに対し、輝度むら補正メモリ３３はＮ＝１０，Ｍ＝１１なので、アドレスはＮ＋Ｍ＝１０＋１１＝２１ビット、すなわち２メガワードに膨らみ、Ｋを１２ビットとすると３メガバイト、１メガビットＲＯＭなら２４〜３２個が必要になってしまう。
【００３２】
以上説明したのはモノクロの光プリンタに適用した場合であるが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）の３ヘッド構成としたカラーの光プリンタに適用した場合には、単純にこの３倍のＲＯＭが必要になる。
【００３３】
このように、従来、感光材料の濃度補正とヘッドの輝度むら補正を行う場合には、別個のルックアップテーブル（感材特性補正メモリ３２、輝度むら補正メモリ３３）を使用している。したがって、入力される画像データが２Ｉ階調、感光材料の濃度補正後データを２Ｍ階調、ドット数を２Ｎ個とすると、感光材料の濃度補正には２Ｉ個のテーブル、輝度むら補正には２（Ｍ＋Ｎ）個のテーブルがそれぞれ必要であった。
【００３４】
また、図７の補正回路３１をカラーの光プリンタに適用した場合、輝度むら補正メモリ３３は、２メガワードのアドレスがＲＧＢ毎に必要となる。ところが、同時に使用されるのは、そのうちの２５６ワードに過ぎず、感光材料を切り替えることによって２メガワードの中から２５６ワードが選ばれて使用される。したがって、図７の補正回路ではメモリのテーブルを無駄に消費しているという問題があった。
【００３５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、容量を低減できると共に、処理時間の高速化が図れる光プリンタを提供することを目的としている。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、複数の発光ドットが線状に配置されたヘッドと、前記ヘッドと被記録媒体とを相対的に直線又は回転移動させる移動機構と、前記発光ドットを発光駆動する駆動手段とを有し、前記ヘッドを前記被記録媒体の面上で面露光して前記被記録媒体に画像を形成する光プリンタにおいて、
画像データの入力に同期してインクリメントされるカウント値を出力するカウンタと、
前記発光ドット毎の階調に応じた輝度補正データが格納され、前記画像データおよび前記カウンタからのカウント値に基づいて格納されたデータが読み出される補正データ記憶手段と、
前記補正データ記憶手段から読み出されたデータに基づいて前記駆動手段により駆動される前記各発光ドットの発光時間を時分割階調制御する階調制御手段とを備え、
前記補正データ記憶手段は感光材料の種類毎に設けられており、前記被記録媒体に使用される感光材料の種類に応じた補正データ記憶手段に切り替えられることを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態を示す図である。
【００４０】
本実施の形態の構成は、従来の技術の項において説明した図３の光プリンタに適用される。本実施の形態は、感光材料の濃度補正（感光材料の感度の非直線性の補正）とヘッドの輝度むら補正を行うための構成が従来例と異なる。なお、本実施の形態が適用される光プリンタは、図３に示す構成に限定されるものではない。
【００４１】
本実施の形態の補正回路４１は、カウンタ４２、両用補正メモリ（補正データ記憶手段）４３、階調制御手段４４、駆動手段４５を備えて概略構成される。
【００４２】
カウンタ４２は、書き込みクロックを入力とし、両用補正メモリ４３への画像データの入力に同期してカウンタ値を書き込みクロックによってインクリメントし、そのカウンタ値を両用補正メモリ４３に入力している。
【００４３】
両用補正メモリ４３は、例えばＲＯＭで構成され、各発光ドット１４毎の階調に応じた輝度データが格納されている。両用補正メモリ４３は、ＡI 〜ＡI+N-1 がカウンタ４２の出力に接続され、Ａ0 〜ＡI-1 が入力データバス４６に接続されており、出力であるＤ0 〜ＤK-1 が階調制御手段４４の入力に接続されている。両用補正メモリ４３には、例えばＩ＝８としたとき、８ビットによるパラレルの画像データが各発光ドット１４毎に入力データバス４６を介して入力される。両用補正メモリ４３は、入力データバス４６を介して入力される各発光ドット１４毎の画像データと、画像データの入力に同期したカウンタ４２からのカウント値をアドレスとし、そのアドレスに格納されたデータが読み出される。
【００４４】
さらに説明すると、両用補正メモリ４３のｎ×２I ＋Ｄin（ｎ）番地には、予めＦ-1（Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax ）／Ｌ（ｎ）なる値が書き込まれている。図２は両用補正メモリ４３のアドレスと出力値の関係を示す図である。図において、ｎ＝０〜２５５は、カウンタ４２から入力されるカウンタ値を示している。Ｄin（０）〜Ｄin（ｎ）は、入力データバス４６を介して発光ドット１４毎に入力される画像データを示している。Ｄout （ｎ）0 〜Ｄout （ｎ）255 は出力データであり、例えばＫ＝１１とした場合には、０〜２０４７の値が出力される。
【００４５】
階調制御手段４４は、両用補正メモリ４３から読み出されたデータに基づいて駆動手段４５により駆動される各発光ドット１４の発光時間を時分割階調制御するべく、両用補正メモリ４３から読み出されたデータの値を発光ドット１４の点灯時間を示すデータに変換して駆動手段４５に出力している。
【００４６】
駆動手段４５は、ヘッド４の各発光ドット１４を発光駆動するためのドライバ回路であり、階調制御手段４４からのデータに応じた時間だけ該当する発光ドット１４を発光駆動している。これにより、各発光ドット１４は、階調制御手段４４より駆動手段４５を介して時分割階調制御される。
【００４７】
上記補正回路４１では、両用補正メモリ４３に対し、各発光ドット１４の所定ビット数の画像データが入力データバス４６を介して順次入力される。カウンタ４２は、両用補正メモリ４３に画像データが入力される度に、書き込みクロックによりカウンタ値をインクリメントして両用補正メモリ４３に入力する。両用補正メモリ４３からは、入力データバス４６を介して入力される画像データと、そのときの画像データの入力に同期したカウンタ４２からのカウント値とによるアドレスに格納されたデータが読み出されて階調制御手段４４に入力される。階調制御手段４４では、両用補正メモリ４３からのデータの値を点灯時間を示すデータに変換して駆動手段４５に出力する。駆動手段４５は、階調制御手段４４からのデータの時間だけ該当する発光ドット１４を発光駆動する。
【００４８】
そして、上記構成による補正回路４１を図３に示す光プリンタ１に採用することにより、露光時には、画像データＤin（ｎ）に対し、両用補正メモリ４３のｎ×２I ＋Ｄin（ｎ）番地のデータが読み出される。この結果、露光量はＦ-1（Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax ）／Ｌ（ｎ）×Ｌ（ｎ）＝Ｆ-1（Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax ）…（２）となる。
【００４９】
また、発色量はＦ（Ｆ-1（Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax ））＝Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax …（３）となる。
【００５０】
上記式（３）からも明らかなように、発色量がＬ（ｎ）にもＦ（ｓ）にも無関係となるので、各発光ドット１４毎の感光材料の濃度補正と輝度むら補正の両方が一度に行われたことになる。
【００５１】
ところで、上記構成の補正回路４１において、特性の異なる複数の感光材料を用いる場合には、従来と同様に、両用補正メモリ４３を感光材料毎に容易しておいて切り替えて使う。また、両用補正メモリ４３を書き換え可能なＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等で構成しておき、ｎ，Ｄin（ｎ）を入力として、初期化時に使用する感光材料に応じたテーブルを書き込むようにしてもよい。
【００５２】
このように、上記実施の形態によれば、感光材料の濃度補正と輝度むら補正とを１つのテーブル（両用補正メモリ４３）で同時に補正することできる。その際、両用補正メモリ４３は、Ｎ＋ＩビットのアドレスでＫビットのデータを出力することになる。これにより、テーブルは２（Ｉ＋Ｎ）個になる。しかも、Ｉ≪Ｍなので、従来よりもテーブルの大きさを大きく削減でき、光プリンタを製作する際のコストダウンになる。
【００５３】
具体的な数値を示せば、入力される画像データが８（＝Ｉ）ビットでドット数を１０２４（Ｎ＝１０）に増やす場合、アドレスは１０＋８＝１８ビット、つまり２５６キロワード、１ワード１２ビットで３８４キロバイトと１／８の容量に減らすことができる。この結果、１メガビットＳＲＡＭ３〜４個または４メガビットＤＲＡＭ１個の補正メモリで実現できる。カラーでＲＧＢ３系統の回路を使う場合は、この３倍である。
【００５４】
また、従来、感材特性補正メモリ３２と輝度むら補正メモリ３３の２段のテーブル参照となっていたものが両用補正メモリ４３のみに減るので、電気的な遅延時間も従来に比べて半分程度に減り、処理時間の高速化が図れ、回路設計が容易になる効果もある。この結果、同じ機能のドライブ回路を、より小型安価かつ低消費電力で実現できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、感光材料の濃度補正とヘッドの輝度むら補正とを１つのテーブルで同時に補正することができる。この結果、従来よりもテーブルの大きさを大きく削減でき、コストダウンを図って光プリンタを製作することができる。また、電気的な遅延時間も半分程度に減り、処理時間の高速化が図れ、回路設計が容易になる。
【００５６】
具体的には、入力画像データの階調数を２I 、被記録媒体の感光材料の濃度補正後の画像データを２M 、発光ドットのドット数を２N 、各発光ドットの輝度むら補正後の画像データを２K としたとき、従来は２Ｉ個×Ｍビット、２（Ｍ＋Ｎ）個×Ｋビットのそれぞれ個別のテーブルが必要であったのに対し、２（Ｉ＋Ｎ）×Ｋビットの１つのテーブルで済ますことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図
【図２】図１における両用補正メモリのアドレスと出力値の関係を示す図
【図３】光プリンタの全体構成を示す図
【図４】輝度むら補正を行う場合の従来の構成図
【図５】感光材料の非線形特性の概念図
【図６】感度が大きく異なる感光材料の特性概念図
【図７】感光材料の濃度補正と輝度むら補正を行う場合の従来の構成図
【符号の説明】
１…光プリンタ、４…ヘッド、８…駆動ベルト、９…プーリ、１０…駆動モータ、１４…発光ドット、４１…補正回路、４２…カウンタ、４３…両用補正メモリ（補正データ記憶手段）、４４…階調制御手段、４５…駆動手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光フィルム等の被記録媒体に所望の画像を形成する電子写真方式プリンタ、銀塩方式プリンタ、ラベルプリンタ、ビデオプリンタ等の光プリンタに関し、特に高画質が要求される光プリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、感光フィルム等の被記録媒体に所望の画像を形成する露光装置として、図３に示す光プリンタを提案している。
【０００３】
この光プリンタ１は、光源であるプリンタヘッドとしての蛍光発光管２と、切り替え自在のカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂから得た３原色の光で、被記録媒体としてのカラーフィルム３に書き込みを行い、フルカラーの画像を形成するものである。この光プリンタ１は、例えばビデオ装置等から得られるデジタルのカラー画像信号によって駆動され、カラーフィルムに画像をフルカラーでプリント出力するカラービデオプリンタとして使用できる。
【０００４】
光プリンタ１は、図３に示すようなヘッド４を有している。ヘッド４は、所定位置に設定された被記録媒体としてのカラーフィルム３に対し、矢印Ａで示す副走査方向に沿って移動する。ヘッド４は、プリンタヘッドである蛍光発光管２と、蛍光発光管２に対して切り替え可能な３つのカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂと、蛍光発光管２の発光部に対応した位置に設けられたレンズ６及び反射鏡７，７を含む単一の光学系を有している。
【０００５】
光プリンタ１のヘッド４は、移動手段によってカラーフィルム３に対して副走査方向Ａに沿って往復移動する。移動手段は、ヘッド４を副走査方向Ａに移動可能に案内する不図示の案内手段と、駆動ベルト８が掛け回された一対のプーリ９，９と、プーリ９，９の一方を回転させる駆動モータ１０を有している。駆動モータ１０を駆動して駆動ベルト８を循環させると、駆動ベルト８に固定されたヘッド４が案内手段に案内されて副走査方向Ａに沿って移動する。
【０００６】
ヘッド４には、光源である蛍光発光管２が取り付けられている。蛍光発光管２は、透光性の矩形の基板１１に箱形の容器部１２を封着して成る略直方体状で内部が高真空状態に保持された外囲器１３を有している。
【０００７】
基板１１の内面には、基板１１の長手方向に沿って多数の発光ドット１４が所定間隔をおいて列状に形成されている。図３の例における発光ドット１４は、基板１１に設けられた陽極導体と、各陽極導体に被着された蛍光体層からなる。発光ドット１４の並設方向は、ヘッド４の移動方向である副走査方向Ａに直交する主走査方向に平行である。発光ドット１４の下方には、主走査方向に沿って電子源としての線状陰極１５が設けられている。各発光ドット１４の陽極導体は、それぞれ独立に外囲器１３の外に引き出され、それぞれ独立に駆動信号を印加して駆動できるようになっている。
【０００８】
ヘッド４には、カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂが設けられている。カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂは、蛍光発光管２の基板１１の外面側の近傍に配置されており、副走査方向Ａについて移動可能である。カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの位置を切り換えれば、発光ドット１４から出た光が透過するカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの種類を任意に設定することができる。
【０００９】
以上説明した機構は、不図示の筐体内に収納される。この筐体内には、被記録媒体としてのカラーフィルム３が収納される。カラーフィルム３は、複数枚が所定位置に保持されており、光による書き込みが終了すると、スプレッドローラ１６に挟持されて筐体の外に排出される。
【００１０】
上記構成の光プリンタ１を用いてカラーフィルム３にフルカラーの画像を形成する手順について説明する。３原色に色分解した画像の各画像信号に基づき、蛍光発光管２を駆動すると共に、この駆動に同期してヘッド４を副走査方向Ａに移動する。このとき、ヘッド４の蛍光発光管２の発光ドット１４には、駆動信号に対応する原色のカラーフィルタ（Ｒ又はＧ又はＢ）を設定しておく。３原色のそれぞれについて上記動作を行い、３原色に色分解した３つの画像を一つのカラーフィルム３の感光面に重ねて書き込む。すなわち、カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの種類を切り換えながら、３回の走査が行われると、カラーフィルム３にフルカラーの像を形成される。
【００１１】
このように、上記構成による光プリンタ１では、発光ドット１４を主走査方向に線状に並べて配置した蛍光発光管２を備えたヘッド４を副走査方向Ａにスキャンすることによって被記録媒体に面露光を行っている。
【００１２】
そして、上記光プリンタ１では、ヘッド４が副走査方向Ａに発光ドット１４の１ドット分の距離だけ進む時間を単位とし、この時間内の発光ドット１４の発光、非発光の時間比を変化させることにより階調をつけている。この時間制御方式によれば、電圧制御方式に比べ、直線性の高い安定した制御が可能である。
【００１３】
ところで、良好な画像を得るためには、発光ドット１４の輝度が一様であることが望ましい。人間の目で一様に見えるためには、むらを１％程度に押さえることが必要と考えられている。しかしながら、ヘッドの製造上、数十％程度のむらは避け難い。そこで、各発光ドットの輝度を測定し補正を掛ける必要がある。
【００１４】
例えば、今測定した各発光ドットの輝度をＬ（ｎ）、但し、ｎ＝０，１，２，…とし、その最小値をＬmin とする。露光すべきデータがＤin（ｎ）であれば、Ｄout （ｎ）＝Ｄin（ｎ）×Ｌmin ／Ｌ（ｎ）…式（１）なるデータＤout （ｎ）を発光ドットに与えれば、その発光量はＤout （ｎ）×Ｌ（ｎ）＝Ｄin（ｎ）×Ｌmin ／Ｌ（ｎ）×Ｌ（ｎ）＝Ｄin（ｎ）×Ｌmin となり、発光ドット毎の輝度Ｌ（ｎ）に無関係になる。これにより、輝度むらの補正ができる。
【００１５】
ところが、上記式（１）の計算は割り算を含み、高速実行しにくいので、実装時には予め計算しておいた結果を表形式のデータとしてＲＯＭに格納しておき、演算をテーブル参照に置き換えることになる。
【００１６】
図４は輝度むら補正を行う場合のテーブル参照形式の補正回路の一例を示している。この補正回路２１は、ＲＯＭからなる輝度むら補正メモリ２２と、カウンタ２３を備えて構成される。輝度むら補正メモリ２２には、輝度むら補正を行うためのデータが格納されている。輝度むら補正メモリ２２は、Ａ0 〜ＡM-1 が入力データバス２４に接続され、ＡM 〜ＡM+N-1 がカウンタ２３に接続されており、Ｄ0 〜ＤK-1 が出力になる。カウンタ２３は、輝度むら補正メモリ２２に画像データが入力される毎に、書き込みクロックによってインクリメントされるカウント値をアドレスとして輝度むら補正メモリ２２に入力している。
【００１７】
上記補正回路２１では、発光ドット１４のドット数を２N 個、入力される画像データＤinを２M 階調とすると、輝度むら補正メモリ２２のテーブルは２N+M 個、すなわちＮ＋Ｍビットのアドレスが必要となる。また、出力ビット数は時間制御する階調数で、これを２K としたとき、最終桁の計算誤差を小さくするためには、Ｋ≧Ｍなる関係が必要であり、できればＫ＞Ｍが望ましい。
【００１８】
上記構成による補正回路２１では、入力データバス２４から補正前の画像データＤin（ｎ）が入ってくる毎にカウンタ２３のカウント値がインクリメントされる。そして、そのときのカウンタ値をアドレスとして、ｎ×２M ＋Ｄin（ｎ）番地の値が輝度むら補正メモリ２２から読み出されて出力される。このため、輝度むら補正メモリ２２のｎ×２M ＋Ｄin（ｎ）番地には、Ｄin（ｎ）×Ｌmin ／Ｌ（ｎ）なる値が予め書き込まれている。
【００１９】
ところで、被記録媒体に使用される感光材料も非線形特性を持っている。図５は横軸を露光量、縦軸を発色量とした概念図であるが、一般に銀塩フィルムでは図５のように上下のつぶれたＳ次カーブを描く。
【００２０】
この曲線をｔ＝Ｆ（ｓ）とし、発色量の最大値をｔmax 、このときの露光量をｓmax とする。補正にはＦ（ｓ）の逆関数ｓ＝Ｆ-1（ｔ）が使用される。補正前の露光量をｓとすれば、実際の発光量ｓ’をｓ’＝Ｆ-1（ｓ×ｔmax ／ｓmax ）…式（２）とすることにより発色量はＦ（ｓ’）＝Ｆ（Ｆ-1（ｓ×ｔmax ／ｓmax ））＝ｓ×ｔmax ／ｓmax となり、ｓに比例するようになる。
【００２１】
そして、上記式（２）の計算もテーブル参照に置き換えて実装することになる。この場合、ｓが入力で、ｓ’が出力であるが、ｓが２I 階調、ｓ’が２M 階調とした場合、最終桁の計算誤差を小さくするためには、Ｍ≧Ｉとする必要があり、できればＭ＞Ｉが望ましい。
【００２２】
さらに、図６のように極端に感度の異なる感光材料を切り替えて使用する場合、他の方法で露光量の調整が行えないときには、Ｉに対してＭを充分大きくして対応することになる。すなわち、図６のような２2 倍程度の感度比であれば、Ｍ≧Ｉ＋２とすることで対応できる。
【００２３】
そこで、従来は図７に示すテーブル参照形式の補正回路を採用し、感度補正と輝度むら補正の二段階の補正動作を順次実行していた。
【００２４】
図７の補正回路３１は、ＲＯＭからなる感材特性補正メモリ３２と、ＲＯＭからなる輝度むら補正メモリ３３と、カウンタ３４を備えて構成される。感材特性補正メモリ３２には、感光材料の濃度補正（感光材料の感度の非直線性の補正）を行うためのデータが格納されている。感材特性補正メモリ３２は、Ａ0 〜ＡI-1 が入力データバス３５に接続されている。輝度むら補正メモリ３３には、輝度むら補正を行うためのデータが格納されている。輝度むら補正メモリ３３は、Ａ0 〜ＡM-1 が感材特性補正メモリ３２のＤ0 〜ＤM-1 に接続され、ＡM 〜ＡM+N-1 がカウンタ３４に接続されており、Ｄ0 〜ＤK-1 が出力となる。カウンタ３４は、輝度むら補正メモリ３３に感光材料の濃度補正後の画像データが入力される毎に、書き込みクロックによってインクリメントされるカウント値をアドレスとして輝度むら補正メモリ３３に入力している。
【００２５】
図７の補正回路３１では、入力データバス３５から補正前の画像データＤin（ｎ）が入ってくる毎に感光材料の濃度補正を行う。カウンタ３４は、感光材料の濃度補正後の画像データが輝度むら補正メモリに入力される毎にカウント値がインクリメントされる。そして、感光材料の濃度補正後の画像データは、そのときのカウント値をアドレスとして、ｎ×２M ＋Ｄin（ｎ）番地の値が輝度むら補正メモリ３３から読み出されて出力される。
【００２６】
このように、上記補正回路３１では、感光材料の濃度補正を先に行い、ヘッドの輝度むら補正を後に行う。なお、特性の異なる複数の感光材料を用いる場合は、感材特性補正メモリ３２を感光材料の種類毎に容易しておいて切り替えて使う。また、感材特性補正メモリ３２を書き換え可能なＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等で構成しておき、初期化時に使用する感光材料に応じたテーブルを書き込むようにしてもよい。
【００２７】
ところで、家庭用プリンタでは、画質要求よりも価格要求が厳しく、感度の極端に異なる複数の感光材料を用いることもないので、すべての補正を一律に８ビット演算（Ｉ＝Ｋ＝Ｍ＝８）としてきた。したがって、この場合はテーブルの大きさはあまり問題にならない。
【００２８】
すなわち、感材特性補正メモリ３２は、入力される画像データが８（＝Ｉ）ビットであるから２５６ワード、Ｍも８ビットだから１ワードあたり１バイトの２５６バイトで済む。また、ドット数を５１２＝２9 （Ｎ＝９）とした場合の輝度むら補正メモリ３３は、Ｍが８であるからアドレス数はＮ＋Ｍ＝９＋８＝１７ビットの１２８キロワード、Ｋも８ビットだから１ワードあたり１バイトで１２８キロバイト、１メガビットのＲＯＭ１個で済む。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、産業用プリンタのように高画質を要求すると、テーブルは雪達磨式に大きくなってしまう。例えば入力される画像データが８（＝Ｉ）ビットでドット数を１０２４（Ｎ＝１０）に増やす場合を考える。その際、感度比が４倍程度ある感光材料を切り替えて使用するものとする。
【００３０】
Ｉ＝８で感度比４倍であるから、ＭはＩより２ビット以上増やさなければならない。画質を下げないように余裕ビットをとって３ビット増やせば、Ｍ＝１１となる。したがって、感材特性補正メモリ３２は同じ２５６ワードだが、１ワードは１１ビットになる。
【００３１】
これに対し、輝度むら補正メモリ３３はＮ＝１０，Ｍ＝１１なので、アドレスはＮ＋Ｍ＝１０＋１１＝２１ビット、すなわち２メガワードに膨らみ、Ｋを１２ビットとすると３メガバイト、１メガビットＲＯＭなら２４〜３２個が必要になってしまう。
【００３２】
以上説明したのはモノクロの光プリンタに適用した場合であるが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）の３ヘッド構成としたカラーの光プリンタに適用した場合には、単純にこの３倍のＲＯＭが必要になる。
【００３３】
このように、従来、感光材料の濃度補正とヘッドの輝度むら補正を行う場合には、別個のルックアップテーブル（感材特性補正メモリ３２、輝度むら補正メモリ３３）を使用している。したがって、入力される画像データが２Ｉ階調、感光材料の濃度補正後データを２Ｍ階調、ドット数を２Ｎ個とすると、感光材料の濃度補正には２Ｉ個のテーブル、輝度むら補正には２（Ｍ＋Ｎ）個のテーブルがそれぞれ必要であった。
【００３４】
また、図７の補正回路３１をカラーの光プリンタに適用した場合、輝度むら補正メモリ３３は、２メガワードのアドレスがＲＧＢ毎に必要となる。ところが、同時に使用されるのは、そのうちの２５６ワードに過ぎず、感光材料を切り替えることによって２メガワードの中から２５６ワードが選ばれて使用される。したがって、図７の補正回路ではメモリのテーブルを無駄に消費しているという問題があった。
【００３５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、容量を低減できると共に、処理時間の高速化が図れる光プリンタを提供することを目的としている。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、複数の発光ドットが線状に配置されたヘッドと、前記ヘッドと被記録媒体とを相対的に直線又は回転移動させる移動機構と、前記発光ドットを発光駆動する駆動手段とを有し、前記ヘッドを前記被記録媒体の面上で面露光して前記被記録媒体に画像を形成する光プリンタにおいて、
画像データの入力に同期してインクリメントされるカウント値を出力するカウンタと、
前記発光ドット毎の階調に応じた輝度補正データが格納され、前記画像データおよび前記カウンタからのカウント値に基づいて格納されたデータが読み出される補正データ記憶手段と、
前記補正データ記憶手段から読み出されたデータに基づいて前記駆動手段により駆動される前記各発光ドットの発光時間を時分割階調制御する階調制御手段とを備え、
前記補正データ記憶手段は感光材料の種類毎に設けられており、前記被記録媒体に使用される感光材料の種類に応じた補正データ記憶手段に切り替えられることを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態を示す図である。
【００４０】
本実施の形態の構成は、従来の技術の項において説明した図３の光プリンタに適用される。本実施の形態は、感光材料の濃度補正（感光材料の感度の非直線性の補正）とヘッドの輝度むら補正を行うための構成が従来例と異なる。なお、本実施の形態が適用される光プリンタは、図３に示す構成に限定されるものではない。
【００４１】
本実施の形態の補正回路４１は、カウンタ４２、両用補正メモリ（補正データ記憶手段）４３、階調制御手段４４、駆動手段４５を備えて概略構成される。
【００４２】
カウンタ４２は、書き込みクロックを入力とし、両用補正メモリ４３への画像データの入力に同期してカウンタ値を書き込みクロックによってインクリメントし、そのカウンタ値を両用補正メモリ４３に入力している。
【００４３】
両用補正メモリ４３は、例えばＲＯＭで構成され、各発光ドット１４毎の階調に応じた輝度データが格納されている。両用補正メモリ４３は、ＡI 〜ＡI+N-1 がカウンタ４２の出力に接続され、Ａ0 〜ＡI-1 が入力データバス４６に接続されており、出力であるＤ0 〜ＤK-1 が階調制御手段４４の入力に接続されている。両用補正メモリ４３には、例えばＩ＝８としたとき、８ビットによるパラレルの画像データが各発光ドット１４毎に入力データバス４６を介して入力される。両用補正メモリ４３は、入力データバス４６を介して入力される各発光ドット１４毎の画像データと、画像データの入力に同期したカウンタ４２からのカウント値をアドレスとし、そのアドレスに格納されたデータが読み出される。
【００４４】
さらに説明すると、両用補正メモリ４３のｎ×２I ＋Ｄin（ｎ）番地には、予めＦ-1（Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax ）／Ｌ（ｎ）なる値が書き込まれている。図２は両用補正メモリ４３のアドレスと出力値の関係を示す図である。図において、ｎ＝０〜２５５は、カウンタ４２から入力されるカウンタ値を示している。Ｄin（０）〜Ｄin（ｎ）は、入力データバス４６を介して発光ドット１４毎に入力される画像データを示している。Ｄout （ｎ）0 〜Ｄout （ｎ）255 は出力データであり、例えばＫ＝１１とした場合には、０〜２０４７の値が出力される。
【００４５】
階調制御手段４４は、両用補正メモリ４３から読み出されたデータに基づいて駆動手段４５により駆動される各発光ドット１４の発光時間を時分割階調制御するべく、両用補正メモリ４３から読み出されたデータの値を発光ドット１４の点灯時間を示すデータに変換して駆動手段４５に出力している。
【００４６】
駆動手段４５は、ヘッド４の各発光ドット１４を発光駆動するためのドライバ回路であり、階調制御手段４４からのデータに応じた時間だけ該当する発光ドット１４を発光駆動している。これにより、各発光ドット１４は、階調制御手段４４より駆動手段４５を介して時分割階調制御される。
【００４７】
上記補正回路４１では、両用補正メモリ４３に対し、各発光ドット１４の所定ビット数の画像データが入力データバス４６を介して順次入力される。カウンタ４２は、両用補正メモリ４３に画像データが入力される度に、書き込みクロックによりカウンタ値をインクリメントして両用補正メモリ４３に入力する。両用補正メモリ４３からは、入力データバス４６を介して入力される画像データと、そのときの画像データの入力に同期したカウンタ４２からのカウント値とによるアドレスに格納されたデータが読み出されて階調制御手段４４に入力される。階調制御手段４４では、両用補正メモリ４３からのデータの値を点灯時間を示すデータに変換して駆動手段４５に出力する。駆動手段４５は、階調制御手段４４からのデータの時間だけ該当する発光ドット１４を発光駆動する。
【００４８】
そして、上記構成による補正回路４１を図３に示す光プリンタ１に採用することにより、露光時には、画像データＤin（ｎ）に対し、両用補正メモリ４３のｎ×２I ＋Ｄin（ｎ）番地のデータが読み出される。この結果、露光量はＦ-1（Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax ）／Ｌ（ｎ）×Ｌ（ｎ）＝Ｆ-1（Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax ）…（２）となる。
【００４９】
また、発色量はＦ（Ｆ-1（Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax ））＝Ｄin（ｎ）×Ｌmin ×ｔmax ／ｓmax …（３）となる。
【００５０】
上記式（３）からも明らかなように、発色量がＬ（ｎ）にもＦ（ｓ）にも無関係となるので、各発光ドット１４毎の感光材料の濃度補正と輝度むら補正の両方が一度に行われたことになる。
【００５１】
ところで、上記構成の補正回路４１において、特性の異なる複数の感光材料を用いる場合には、従来と同様に、両用補正メモリ４３を感光材料毎に容易しておいて切り替えて使う。また、両用補正メモリ４３を書き換え可能なＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等で構成しておき、ｎ，Ｄin（ｎ）を入力として、初期化時に使用する感光材料に応じたテーブルを書き込むようにしてもよい。
【００５２】
このように、上記実施の形態によれば、感光材料の濃度補正と輝度むら補正とを１つのテーブル（両用補正メモリ４３）で同時に補正することできる。その際、両用補正メモリ４３は、Ｎ＋ＩビットのアドレスでＫビットのデータを出力することになる。これにより、テーブルは２（Ｉ＋Ｎ）個になる。しかも、Ｉ≪Ｍなので、従来よりもテーブルの大きさを大きく削減でき、光プリンタを製作する際のコストダウンになる。
【００５３】
具体的な数値を示せば、入力される画像データが８（＝Ｉ）ビットでドット数を１０２４（Ｎ＝１０）に増やす場合、アドレスは１０＋８＝１８ビット、つまり２５６キロワード、１ワード１２ビットで３８４キロバイトと１／８の容量に減らすことができる。この結果、１メガビットＳＲＡＭ３〜４個または４メガビットＤＲＡＭ１個の補正メモリで実現できる。カラーでＲＧＢ３系統の回路を使う場合は、この３倍である。
【００５４】
また、従来、感材特性補正メモリ３２と輝度むら補正メモリ３３の２段のテーブル参照となっていたものが両用補正メモリ４３のみに減るので、電気的な遅延時間も従来に比べて半分程度に減り、処理時間の高速化が図れ、回路設計が容易になる効果もある。この結果、同じ機能のドライブ回路を、より小型安価かつ低消費電力で実現できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、感光材料の濃度補正とヘッドの輝度むら補正とを１つのテーブルで同時に補正することができる。この結果、従来よりもテーブルの大きさを大きく削減でき、コストダウンを図って光プリンタを製作することができる。また、電気的な遅延時間も半分程度に減り、処理時間の高速化が図れ、回路設計が容易になる。
【００５６】
具体的には、入力画像データの階調数を２I 、被記録媒体の感光材料の濃度補正後の画像データを２M 、発光ドットのドット数を２N 、各発光ドットの輝度むら補正後の画像データを２K としたとき、従来は２Ｉ個×Ｍビット、２（Ｍ＋Ｎ）個×Ｋビットのそれぞれ個別のテーブルが必要であったのに対し、２（Ｉ＋Ｎ）×Ｋビットの１つのテーブルで済ますことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図
【図２】図１における両用補正メモリのアドレスと出力値の関係を示す図
【図３】光プリンタの全体構成を示す図
【図４】輝度むら補正を行う場合の従来の構成図
【図５】感光材料の非線形特性の概念図
【図６】感度が大きく異なる感光材料の特性概念図
【図７】感光材料の濃度補正と輝度むら補正を行う場合の従来の構成図
【符号の説明】
１…光プリンタ、４…ヘッド、８…駆動ベルト、９…プーリ、１０…駆動モータ、１４…発光ドット、４１…補正回路、４２…カウンタ、４３…両用補正メモリ（補正データ記憶手段）、４４…階調制御手段、４５…駆動手段。
Claims (1)
- 複数の発光ドットが線状に配置されたヘッドと、前記ヘッドと被記録媒体とを相対的に直線又は回転移動させる移動機構と、前記発光ドットを発光駆動する駆動手段とを有し、前記ヘッドを前記被記録媒体の面上で面露光して前記被記録媒体に画像を形成する光プリンタにおいて、
画像データの入力に同期してインクリメントされるカウント値を出力するカウンタと、
前記発光ドット毎の階調に応じた輝度補正データが格納され、前記画像データおよび前記カウンタからのカウント値に基づいて格納されたデータが読み出される補正データ記憶手段と、
前記補正データ記憶手段から読み出されたデータに基づいて前記駆動手段により駆動される前記各発光ドットの発光時間を時分割階調制御する階調制御手段とを備え、
前記補正データ記憶手段は感光材料の種類毎に設けられており、前記被記録媒体に使用される感光材料の種類に応じた補正データ記憶手段に切り替えられることを特徴とする光プリンタ。
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