JP4156190B2 - 画像記録方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は画像記録方法および装置に関し、より具体的には、例えば副走査搬送される記録媒体を主走査して画像を記録する装置において、画像を副走査方向に分散して記録するようにした画像記録方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、サーマルヘッドを用いて記録媒体上に画像記録を行う画像記録装置が広く使用されている。この種の画像記録装置では、例えば、一次元方向に多数の発熱素子を配列したライン型のサーマルヘッドに記録媒体である感熱記録材料を押圧し、前記発熱素子を画像データに応じて個々に制御しながら前記感熱記録材料を前記一次元方向と直交する方向に搬送することで、所望の二次元階調画像の記録を行っている。
【0003】
この場合、階調画像は、図3(a)に示すようにして形成される。すなわち、階調D=1の画像は、発熱素子をt秒間加熱することで形成される。また、階調D=2の画像は、発熱素子を2t秒間加熱することで形成される。同様に、D=3〜5の画像は、それぞれ、発熱素子を3t秒〜5t秒間加熱することで形成される。
【0004】
この結果、感熱記録媒体には、図3(b)に示すように、搬送方向1画素幅の範囲で、階調に応じて発色面積の異なる画素が形成され、これによって、階調画像が記録される。なお、以上の例では、パルス幅変調による場合について述べているが、パルス数変調による場合についても上述のパルス幅変調とほぼ同様にして、階調画像が記録される。
【0005】
ところで、このようにして階調画像を記録する場合には、各画素は常に一定の点(図3(a)中のa点)から記録され、搬送方向1画素幅内のb点側が無記録部分となるため、記録された画像が上述のa点側に集中してしまうことになる。従って、形成された二次元画像を全体的に観察した場合、ざらつきの目立った画像となるという不具合がある。
【0006】
この不具合を解消するためには、画像データを分散して記録することが有効であり、実際の技術も種々提案されている。例えば、本出願人の出願に係る特願平6−177156号「画像記録方法および装置」(特開平07−96625号公報参照)に開示された技術も、その1つとして挙げることができる。
【0007】
この技術は、記録媒体に対して画像記録手段により画像を一次元的に記録するとともに、前記記録媒体または画像記録手段のいずれか一方を前記一次元方向と直交する方向に移動させることで画像を記録する際に、画像を構成する各画素の多階調画像データを複数の画像データにほぼ等分割し、この分割された複数の画像データに基づき、上記移動方向に分散して画像を記録することを特徴とするものである。
【0008】
この技術によれば、画像を構成する各画素の画像データを複数の画像データにほぼ等分割し、この分割された複数の画像データに基づき、上記移動方向に分散して画像を記録するようにしたことで、二次元階調画像を記録する際に発生するざらつきを解消して、高画質の記録を行うことが可能になる。
【0009】
また、同じく本出願人の出願に係る特願平08−202131号「画像記録方法」(特開平10−44509号公報参照)に開示された技術においては、記録媒体に対して画像記録手段により画像を一次元的に記録するとともに、前記記録媒体または画像記録手段のいずれか一方を前記一次元方向と直交する方向に移動させることで画像を記録する際に、画像を構成する各画素の多階調画像データを複数の画像データにほぼ等分割するとともに、この画像データを、画像データの分割数より多い数に分割した記録点の一部に割り当てて、上記移動方向に分散して画像を記録することを特徴とするものである。
【0010】
この技術によれば、先に示した技術においては発生の可能性があった、低濃度部における画質の劣化(カスレなど)を防止することが可能になり、画像の分散記録方式をより一層効果的に適用することが可能になる。
しかしながら、近年、記録する画像が高階調(例えば、12ビット画像における4096階調など)になるに伴い、この技術、すなわち分散記録技術を用いて感熱記録を行う際における、データ転送回数の増加という新たな問題が浮上してきた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上述の分散記録技術における画像の高階調化に対して、データ転送回数の増加に対処可能な画像記録方法および装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、 多数の発熱素子を配列したライン型のサーマルヘッドに記録媒体を押圧し、前記発熱素子を画像データに応じて個々に制御して1画素を複数パルスで記録しつつ、前記サーマルヘッドと前記記録媒体の少なくとも一方を移動させ前記サーマルヘッドに対して前記記録媒体を前記サーマルヘッドの延在方向に略直交する方向に移動させて、前記記録媒体上に画像を記録する画像記録方法であって、
階調表現を行う際に、上位ビットを表現する同一パルス幅の複数の大パルスと、下位ビットを表現する、前記大パルスよりもパルス幅が短く、かつ、互いに異なるパルス幅の複数の小パルスとを用い、
前記1つの画素を記録する複数の大パルスには、隣接する大パルスとは互いに異なる値となるように複数種のビットの中から選択された1つのビッドが割り当てられ、
前記大パルスに割り当てられたビットが特定の値のときに、前記発熱素子をONさせることを特徴とする画像記録方法を提供する。
【0013】
また、本発明に係る画像記録方法においては、前記複数の小パルスは、最小幅パルスと、前記最小幅パルスの2の階乗の幅のパルスとで構成されることが好ましい。
【0014】
また、本発明に係る他の画像記録方法は、前記隣接する画素で、同一の階調の画像を記録する場合は、前記発熱素子のビットパターンを隣接する前記画素間で異なるパターンとすることが好ましい。
【0015】
さらに、さらに、各パルスに1つの値のビットが割り当てられたビットパターンが画素位置及び階調毎に設定されたテーブルから、前記画像データの画素位置及び階調に基づいてビットパターンを読み出し、読み出したビットパターンに基づいて発熱素子のON/OFFを制御することが好ましい。
【0016】
また、本発明は、以下に示すように、画像記録装置として具体化することが可能である。
【0017】
すなわち、本発明は、1次元方向に延在して配置された複数の発熱素子を備え、前記発熱素子を記録媒体に押圧して前記記録媒体上に画像を記録する画像記録手段と、
前記画像記録手段及び記録媒体の少なくとも一方を移送し前記画像記録手段に対して前記記録媒体を前記一次元方向と直交する方向に移送する移送手段と、
前記画像を記録する際に前記発熱素子のON/OFFを制御し、複数パルスを用いて1画素を記録させる記録制御手段とを有し、
前記記録制御手段は、上位ビットを表現する同一パルス幅の複数の大パルスと、下位ビットを表現する、前記大パルスよりもパルス幅が短く、かつ、互いに異なるパルス幅の複数の小パルスとを用いて前記1画素の階調表現を制御し、かつ、前記1つの画素を記録する複数の大パルスには、隣接する大パルスとは互いに異なるビットとなるように複数種のビットの中から選択された1つのビットを割り当て、前記大パルスに割り当てられたビットが特定値のときに、前記発熱素子をONさせることを特徴とする画像記録装置を提供する。
【0018】
ここで、前記複数の小パルスは、最小幅パルスと、前記最小幅パルスの2の階乗の幅のパルスとで構成されることが好ましい。
【0019】
また、前記記録制御手段は、前記隣接する画素で、同一の階調の画像を記録する場合は、前記発熱素子のビットパターンを隣接する前記画素間で異なるパターンとすることが好ましい。
【0020】
さらに、各パルスに1つの値のビットが割り当てられたビットパターンが画素位置及び階調毎に設定されたテーブルを有し、前記記録制御手段は、前記画像データの画素位置及び階調に基づいて、前記ビットパターンを読み出し、読み出したビットパターンに基づいて前記発熱素子のON/OFFを制御することが好ましい。
【0021】
上述のように構成される、本発明に係る画像記録方法およびこれを具体化した画像記録装置によれば、前述のような、分散記録技術における画像の高階調化に対して、データ転送回数の増加に対処できるという効果を奏するものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するに先だって、本発明に係る画像記録方法の概要を説明する。
図1は、一例として、4096階調を有する12ビットの画像データを記録する際における、従来技術の画像記録方法と本発明に係る画像記録方法とで使用する分散記録パルスの組成を、階調4095の場合について比較した状況を示すものである。
【0023】
図1に示すように、(a)の従来技術では、長さ1のパルスを4095個用いて、4095回のパルス転送を行っている。これに対して、(b)に示す本発明に係る画像記録方法では、長さ32のパルス(長さ1のパルス32個分の長さのパルス、以下、他の長さについても同様)を基本とし、これでは記録できない端数長さ分については、長さ16,長さ8,長さ4,長さ2,長さ1のパルスを適宜組み合わせて記録するというものである。この例では、パルス転送回数は、132回に激減している。
【0024】
ここで、本発明に係る画像記録方法で用いる上記基本とするパルス長さは、32に限定されるものではなく、長さ16あるいは長さ8のパルスなどが好適に用い得る。使用する基本のパルス長さが短く(小さく)なると、パルスの転送回数は当然増加するが、全体としては、従来とは比較にならない程度に減少させることが可能である(表1は、パルス長さの組み合わせ例である)。また、使用する基本のパルス長さを短く(小さく)した場合には、画像のざらつきといったような点が改善される方向になるという効果が現われる。
【0025】
【表1】
【0026】
以下、添付の図面に示す好適実施例に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明においては、前述の、本出願人の出願に係る特願平6−177156号「画像記録方法および装置」(特開平07−96625号公報参照)に開示された技術を基にすることにする。
【0027】
図2は、本発明に係る画像記録方法が適用されるサーマルヘッドを用いた画像記録装置10を示す。この画像記録装置10は、シート状の感熱記録材料Sを、プラテンローラ12と画像記録手段であるサーマルヘッド14との間に挟持した状態で、本発明に係る画像記録方法の分散記録を制御する画像記録制御装置16によって制御されるプラテンローラ12により矢印Y方向に搬送するとともに、画像記録制御装置16によって制御されるサーマルヘッド14により1次元方向(矢印X方向)に階調画像を記録することで、2次元階調画像を記録するものである。
【0028】
プラテンローラ12は、画像記録制御装置16の制御部18の制御の下に記録媒体移動手段であるステップモータ20により回転駆動され、感熱記録材料Sを矢印Y方向に搬送する。サーマルヘッド14は、1次元方向(矢印X方向)に多数の発熱素子22を配列して構成され、この各発熱素子22は、画像記録制御装置16のサーマルヘッド駆動部24から供給される駆動電流によって感熱記録材料Sを所定の階調で発色させるべく発熱する。
【0029】
ここで、画像記録制御装置16は、1ページ分の画像データを記憶するフレームメモリ26と、このフレームメモリ26に記憶されている2次元画像データを1次元画像データ毎に記憶するラインメモリ28と、前記1次元画像データの採り得る全画像データを後述する方法で分割した分割画像データを記憶する分割画像データメモリ、すなわちラインメモリ36a,36b,36cと、前記分割画像データに基づきサーマルヘッド14を駆動して、感熱記録材料Sに画像を記録するサーマルヘッド駆動部24と、これらを制御する制御部18とを備えている。
【0030】
ところで、従来、いわゆる分割記録を行う際には、あるパルスをONにするかOFFにするかの計算は、画像データとカウント値の比較する方式などで行うことが多かった。このため、前述のように、高階調表現が用いられるようになると計算量がますます増加する方向になってしまっていたのは、前述の通りである。そこで、本発明に係る画像記録方法においては、画像データ中の特定ビットと、使用する所定長さのパルスとの間に1対1の対応を持たせ、これらの間の対応を予めテーブル化しておいて、画像データを簡単にパルス列に変換可能としたものである。
【0031】
図2に戻って、説明を続ける。
画像記録制御装置16の制御部18は、ステップモータ20に対して所定の駆動信号SSを供給するとともに、前記駆動信号SSに対応したタイミング信号TS1〜TS3および読出クロック信号CLを出力する。この場合、制御部18は、上記タイミング信号TS1〜TS3に基づいてサーマルヘッド14による画像の記録位置を検出する記録位置検出手段として機能する。
【0032】
タイミング信号TS1はn分周器30aに供給され、n分周器30aはこのタイミング信号TS1を1/nの周波数の分周信号BS1として、カウンタ32を介して、ラインメモリ28に供給する。なお、このラインメモリ28は、感熱記録材料Sの矢印X方向に記録される1次元画像データを、上記分周信号BS1に従ってフレームメモリ26から読み込む。
【0033】
また、タイミング信号TS2は、タイミング信号TS1よりも1パルス分遅延してn分周器30bに供給され、n分周器30bはこのタイミング信号TS2を1/nの周波数の分周信号BS2として、分割処理回路34に供給する。分割処理回路34は、後述するように、上記分周信号BS2に従ってラインメモリ28から読み込んだ各画像データを基に、テーブル記憶部40内に格納されているテーブルを参照して、n組の1次元画像データとしてラインメモリ(分割画像データ記憶手段)36a〜36cにサイクリックに供給する。
【0034】
タイミング信号TS3は、タイミング信号TS2よりもさらに1パルス分遅延して、n分周器30cを介して切換器38に供給される。この切換器(画像データ選択手段)38は、サーマルヘッド駆動部24とラインメモリ36a〜36cとの間に配設され、上記タイミング信号TS3に従ってラインメモリ36a〜36cを選択的に切り換えて、サーマルヘッド駆動部24に接続する。なお、上記ラインメモリ36a〜36cには、制御部18から読出クロック信号CLが供給される。
【0035】
本実施例に係る画像記録装置10は、基本的に以上のように構成されている。以下、その動作について図1に示した132分散、すなわち、n=132の場合を例に説明する。
【0036】
表2に、前述の、テーブル記憶部40内に格納されているテーブル(分散番号−画素位置対応テーブル)を作成する際に基になる、132分散の場合のパルス番号とそのパルスの長さ,これに対応付けられる画像データ中のビット(以下、これを使用ビットという)の関連付け例を示す。なお、ここでは、エネルギーレベルを3段階に分けている。
【0037】
【表2】
【0038】
表2の示すところは、132分散の場合の132個のパルスP1,P2,……P132の内、P1,P2,……P127は長さ32のパルスであり、その後のP128,P129,P130,P131,P132は、それぞれ長さ1,2,4,8,16のパルスであり、これらが、それぞれ使用ビット5〜11、および使用ビット0,1,2,3,4に対応しているという点である。
【0039】
表3に、表2に示した設定に基づく、データ(階調)1027の場合における分散記録順(表中では、縦方向の分散)とサーマルヘッド14上の発熱素子22(1ブロック内の)の番号(表中では、横方向の画素位置)毎に、階調1027のベタ画像を記録する際の使用ビットを指定するのに用いるテーブルを示す。ここでは、ベタ画像を記録する際に、周期性のムラが発生しないように、横方向の画素位置間で、使用するパルスのパターンをできる限りランダムにした例を示している。
【0040】
【表3】
【0041】
表4は、表3に示した使用するパルスのパターンに基づいて、実際にサーマルヘッド14上の発熱素子22を駆動する際の、パルスの長さ(通電駆動時間)を表わしたものである。表4の意味するところは、階調1027を記録する際に、例えば、分散1では、画素位置0,4,8,……185,189で長さ32のパルスが用いられ、また、分散127では、画素位置0〜191の全画素位置で長さ1のパルスが用いられるということである。
【0042】
【表4】
【0043】
前述の分散処理回路34は、少なくとも一つの分散パターンに対応する、各階調(記録濃度)毎の上記表3に対応するテーブル群を格納したテーブル記憶部40を有しており、ラインメモリ28から読み込んだライン毎の画像データ中のビットを見て、この中に上述の使用ビットがあった場合には、これを前述の表4に示される形式のテーブルと照合することで、所定の長さのパルスを出力する信号に変換する。
【0044】
本実施形態においては、上述の分散処理回路34における照合結果の出力を、3つのラインメモリ36a,36b,36cにサイクリックに出力するようにしているが、必ずしもこの方式に限定する必要はない。また、各表も一例として示した物であり、これとは異なる別の形式でも差し支えない。
【0045】
以上のように構成されている本実施形態に係る画像記録装置の動作を以下、説明する。
まず、制御部18は、ステップモータ20に対して駆動信号SSを出力し、この駆動信号SSに基づき、ステップモータ20がプラテンローラ12を回転駆動し、感熱記録材料Sが所定の速度で矢印Y方向に搬送される。一方、制御部18は、上記駆動信号SSに同期または比例したタイミング信号TS1〜TS3を生成し、n分周器30a,30bおよび切換器38に出力する。
【0046】
n分周器30aは、タイミング信号TS1の周波数を1/nに分周し、分周信号BS1としてラインメモリ28に出力する。ラインメモリ28は、この分周信号BS1に基づきフレームメモリ26から1次元画像データを読み込み、一時的に記憶する。次に、n分周器30bは、タイミング信号TS1よりも1パルス分遅延したタイミング信号TS2の周波数を1/nに分周し、分周信号BS2として分割処理回路34に出力する。分割処理回路34は、上記分周信号BS2に基づきラインメモリ28に記憶された前記1次元画像データを読み込み、この1次元画像データから、上述のようなテーブル参照処理により、n組の1次元画像データを生成する。
【0047】
以上のようにして生成された分割画像データは、1次元画像データとして各ラインメモリ36a〜36cにサイクリックに記憶される。そこで、制御部18は、切換器38をタイミング信号TS2よりも1パルス遅延したタイミング信号TS3に従って切り換え制御し、ラインメモリ36a〜36cに記憶された分割画像データを順次サーマルヘッド駆動部24に供給する。
【0048】
サーマルヘッド駆動部24は、サーマルヘッド14を構成する複数の発熱素子22に対して、先ず、ラインメモリ36aからの分割画像データに基づく駆動電流を供給し、感熱記録材料Sに矢印X方向に1次元的に記録することで1画素を形成する。次いで、ラインメモリ36bからの分割画像データおよびラインメモリ36cからの分割画像データに基づく駆動電流を順次発熱素子22に供給し、次の2画素を形成する。
【0049】
なお、前記制御に加えて、サーマルヘッド14を構成する複数の発熱素子22の中、隣接する発熱素子22への駆動電流の供給タイミングを所定時間ずらすようにすれば、一層偏りのない高品質な画像を得ることができる。
【0050】
上記実施形態は本発明の一例を示したものであり、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において、各種の変更・改良を行ってもよいことはいうまでもないことである。
【0051】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、サーマルヘッドを用いる分散記録技術において画像が高階調化した場合に、データ転送回数の増加に対処可能な画像記録方法を実現することができ、さらには、これを画像記録装置として具体化できるという顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る画像記録方法を適用した画像記録装置の一実施例の動作説明図であり、(a)は従来技術に係るタイミングチャート、(b)は本発明の一実施例に係るタイミングチャートである。
【図2】 本発明に係る画像記録方法を適用した画像記録装置の一実施例の構成説明図である。
【図3】 従来のパルス幅変調を行った場合の動作説明図で、(a)は駆動信号の説明図、(b)はこれにより形成される画像の説明図である。
【符号の説明】
10 画像記録装置
12 プラテンローラ
14 サーマルヘッド
16 画像記録制御装置
18 制御部
24 サーマルヘッド駆動部
26 フレームメモリ
28,36a〜36c ラインメモリ
30a,30b,30c n分周器
32a,32b カウンタ
34 分割処理回路
38 切換器
40 テーブル格納部
S 感熱記録材料
Claims (8)
- 多数の発熱素子を配列したライン型のサーマルヘッドに記録媒体を押圧し、前記発熱素子を画像データに応じて個々に制御して1画素を複数パルスで記録しつつ、前記サーマルヘッドと前記記録媒体の少なくとも一方を移動させ前記サーマルヘッドに対して前記記録媒体を前記サーマルヘッドの延在方向に略直交する方向に移動させて、前記記録媒体上に画像を記録する画像記録方法であって、
階調表現を行う際に、上位ビットを表現する同一パルス幅の複数の大パルスと、下位ビットを表現する、前記大パルスよりもパルス幅が短く、かつ、互いに異なるパルス幅の複数の小パルスとを用い、
前記1つの画素を記録する複数の大パルスには、隣接する大パルスとは互いに異なる値となるように複数種のビットの中から選択された1つのビッドが割り当てられ、
前記大パルスに割り当てられたビットが特定の値のときに、前記発熱素子をONさせることを特徴とする画像記録方法。 - 前記複数の小パルスは、最小幅パルスと、前記最小幅パルスの2の階乗の幅のパルスとで構成される請求項1に記載の画像記録方法。
- 前記隣接する画素で、同一の階調の画像を記録する場合は、前記発熱素子のビットパターンを隣接する前記画素間で異なるパターンとすることを特徴とする請求項1または2に記載の画像記録方法。
- さらに、各パルスに1つの値のビットが割り当てられたビットパターンが画素位置及び階調毎に設定されたテーブルから、前記画像データの画素位置及び階調に基づいてビットパターンを読み出し、読み出したビットパターンに基づいて発熱素子のON/OFFを制御する請求項1〜3のいずれかに記載の画像記録方法。
- 1次元方向に延在して配置された複数の発熱素子を備え、前記発熱素子を記録媒体に押圧して前記記録媒体上に画像を記録する画像記録手段と、
前記画像記録手段及び記録媒体の少なくとも一方を移送し前記画像記録手段に対して前記記録媒体を前記一次元方向と直交する方向に移送する移送手段と、
前記画像を記録する際に前記発熱素子のON/OFFを制御し、複数パルスを用いて1画素を記録させる記録制御手段とを有し、
前記記録制御手段は、上位ビットを表現する同一パルス幅の複数の大パルスと、下位ビットを表現する、前記大パルスよりもパルス幅が短く、かつ、互いに異なるパルス幅の複数の小パルスとを用いて前記1画素の階調表現を制御し、かつ、前記1つの画素を記録する複数の大パルスには、隣接する大パルスとは互いに異なるビットとなるように複数種のビットの中から選択された1つのビットを割り当て、前記大パルスに割り当てられたビットが特定値のときに、前記発熱素子をONさせることを特徴とする画像記録装置。 - 前記複数の小パルスは、最小幅パルスと、前記最小幅パルスの2の階乗の幅のパルスとで構成される請求項7に記載の画像記録装置。
- 前記記録制御手段は、前記隣接する画素で、同一の階調の画像を記録する場合は、前記発熱素子のビットパターンを隣接する前記画素間で異なるパターンとすることを特徴とする請求項5または6に記載の画像記録装置。
- さらに、各パルスに1つの値のビットが割り当てられたビットパターンが画素位置及び階調毎に設定されたテーブルを有し、
前記記録制御手段は、前記画像データの画素位置及び階調に基づいて、前記ビットパタ ーンを読み出し、読み出したビットパターンに基づいて前記発熱素子のON/OFFを制御する請求項5〜7のいずれかに記載の画像記録装置。
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