JP4244449B2 - デジタルプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像データを得て、これを記録紙に印刷するデジタルプリンタに関る。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルプリンタは、各画素毎の階調値をデジタルデータにより記述した静止画像データをホストコンピュータ等（以下、ホストと称す）から受け取り、これをライン毎に順次印刷し、最終的に１枚の静止画像を記録紙上に得るものである。
この種のデジタルプリンタでは、印字を行う際、主に電力容量を抑制する目的で１ライン中の全印字画素を同時通電せずに、複数回に分割して印字する場合がある。すなわち、この場合、同時に通電される画素数を制限しているので、必要な電流供給量が一定値以下に制限され、この結果、電源部に要求される電力容量を押さえる事ができ、サイズ、コスト等の面で有利となる。
図５に分割印字を行うデジタルプリンタの信号処理回路のブロック図を示す。また、図６に階調数Ｌのときの各信号の動作を表すタイミングチャートを示す。印字データを分割する手段としてはさまざまな方法が考えられるが、以下に述べる例ではデータマスク信号を用いてヘッドへの画像データをマスクする方法を示す。また、一例としてここでは分割数は４とする。
【０００３】
まず、デジタルプリンタによる印字が開始されると、画像データを保持しているホストから画像データが１ラインずつ順次信号処理回路部へ転送される。送られてきた１ライン分の画像データはメモリーコントローラ2の制御信号に従い、 ラインメモリ 1に記憶される。１ライン分の記憶が終了すると、メモリコントローラ 2はラインメモリ 1からのデータ読み出しの制御を始め、ラインの先頭画素のデータから順番に一画素づつデータをデータコンパレータ 3へ送り出す。この読み出し動作は、ラインの最後の画素の読み出しが終了すると再び先頭画素からの読み出しを開始する。以降、印字階調数分の回数だけ、ラインデータの読み出しを繰り返す。
データコンパレータ 3にはラインメモリ 1から読み出される画素データと共に、レベルカウンタ 4からの階調データが入力される。このレベルカウンタ 4はラインメモリ 1からのラインデータ読み出しが開始されると共に、カウント値０からカウントを開始し、分割数カウンタ１０からのカウント終了信号が入力される毎に１づつカウントアップする。そして、カウント値が印字階調数の値に達するまでカウントアップを続ける。
【０００４】
データコンパレータ 3では、ラインメモリ 1からの画像データと、レべルカウント値を比較し、［画像データ値＞レべルカウント値］が成り立つ場合は１（Ｈｉｇｈレベル信号）を出力し、現在のレべルカウント値が示す階調数において、その画素は印字画素となる。上記式が成り立たない場合は０（Ｌｏｗレベル信号）を出力し、印字画素とならない事となる。このデータコンパレータ 3からの出力はＡＮＤゲート 14を通りサーマルヘッドへ向かって印字データとなる。
上記分割数カウンタ 10でのカウント値は、各階調印字の開始のたびに０にリセ ットされる。ラインデータの読み出し期間で１づつカウントアップし、０から３までカウントして今の階調の印字が終了する。そして、次の階調の印字開始で再び０にリセットされる。カウント値はデータマスク選択部 13へ入力される。ま た、分割数カウンタ１０はカウントが終了して次の階調に移るたびに、カウント終了の信号をレベルカウンタ 4へ送り、レベルカウンタ 4をカウントアップさせる。
【０００５】
一方、データマスク生成部 12では、図６に示すのデータマスク０〜３に示す 通り、ライン読み出し期間を丁度４当分するように、４つのデータマスク信号を生成する。各データマスクは、データマスク選択部 13へ入力され、ここで分割 数カウンタ１０のカウント値に応じて１つのマスク信号が選択される。選択されたマスク信号は、データコンパレータ 3からの画素データと共にＡＮＤゲート 14へ入力される。図６ではデータマスク０が選択された場合を示している。
以上の様にして、各階調毎に４回のライン印字が行われ、各回では異なるデータマスクが選択され、データコンパレータ 3からの画像データがＡＮＤゲート 14にてマスクされるため、ラインを構成する印字画素が各階調において複数の組 に時分割されてサーマルヘッドへ転送される事となる。
【０００６】
このようにして、第１ラインのデータ読み出しが全印字階調にわたって終了すると、ラインデータのサーマルヘッドへの１ライン分のデータ転送が終了したことになる。メモリコントローラ 2は引き続き、ホストからの第２ラインのデータのラインメモリ 1への書き込み、続いて読み出しを行う。図５に示す信号処理回路は同様の信号処理を行ってサーマルヘッドへ画像データを転送し続ける。同様にして、第３ライン、第４ライン・・・と順次読み出し書き込みを繰り返し、全ラインデータを処理し終わって、１画面分の画像データの処理を終了する。カラー印字の場合は、この動作を３画面分繰り返し、イエロー、マゼンタ、シアンの印刷三原色分の印字を行って、カラー画像を得る。
【０００７】
ここで図７にサーマルヘッドの構造の概要を示す。
サーマルヘッドは１ラインドット数×１ｂｉｔのレジスタＲＥよりなるレジスタ群を２本持っている。第１レジスタ群 21の各レジスタＲＥはサーマルヘッド ＳＨの各発熱体 25に対応しており、レジスタＲＥの保持値によって発熱体 25 の通電をＯＮにするかＯＦＦにするかが決定される。サーマルヘッドＳＨは、ＡＮＤゲート１４（図５参照）からの１ビット幅のシリアルの画像データを受け取り、シフトレジスタの構成をした第１レジスタ群 21に順次蓄積していく。１ラ イン分のデータの蓄積が完了すると、図示しないサーマルヘッド制御部からのレジスタセット信号により第１レジスタ群 21のデータは第２レジスタ群 22 に移 される。次に、第２レジスタ群22のデータ値に応じて発熱体 25が通電され、分 割印字１回分の印字が行われる。同時に第１レジスタ群 21への、次の１ライン 分のデータの書き込みが行われる。通電時間は、図示しないサーマルヘッド制御部からの通電パルス幅制御信号のパルス幅によって制御され、第２レジスタ群22の各レジスタの真偽値と、通電パルス幅制御信号とを各ＡＮＤゲート２３にてＡＮＤ演算した信号が通電スイッチ素子２４に入力され、この入力値が真のときに発熱体 25の通電が行われる構成となっている。
以上に述べた制御方法では、分割数を固定としているが、特公昭６２−５８５８４号公報に示される技術では、ラインを複数の区間に分割し、印字画素数の総計に応じて、同時に通電する区画数を可変とする制御方法が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述したような従来の分割印字の方法を用いた場合、１ラインの印字画素をいくつかに分割して時間をずらせて印字を行うため、同時通電ドット数を制限して消費電力を押さえることができるという利点を有する。
しかしながら、この従来の方法では、隣接した画素同士の集まりを一かたまりとしてブロック分けて分割を行っているが、この分割ブロック毎に印字ドット数が異なるため、電源への負荷がブロック毎に異なり、この結果、この負荷の違いが電源の出力電圧の変動を生ぜしめて、印字濃度に影響を及ぼすため、ブロック間でわずかな濃度の違いを生じさせるという問題があった。また、この結果、特にブロックの境界部分において顕著に目立つ濃度むらを生じ、画質の劣化を起こすという問題もあった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、負荷変動によって生じる濃度むらを画面上に分散させるようにして画質を向上させることができるデジタルプリンタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各画素が多階調のデータを持ったデジタル画像データを受け取り、これをラインヘッドによって階調毎にインクの転写の有無を制御する事で、多階調の濃度差を持つ印字画素からなるラインを記録紙上に得、ラインヘッドの走査によって複数のラインを記録紙上に記録する事によって画像を印字するデジタルプリンタにおいて、各階調毎に印字を行う画素の数をカウントする手段と、前記カウント手段によるカウント値と同時印字画素数として予め規定した画素数とを照らし合わせて画素を複数のグループに分割する手段と、この分割数を決定する手段と、想定される全分割数に対応し、且つ各グループにおける印字画素をライン全体に分散させるための複数のデータマスク信号を常時生成する手段と、前記分割数を決定する手段で決定した分割数を記憶する分割数レジスタと、ライン画素データにおけるライン読み出し期間の開始のタイミングでカウントアップする分割数カウンタと、前記分割数レジスタの値と前記分割数カウンタの値とに基づいて前記データマスク信号の内の１つを選択するデータマスク選択部と、を有し、前記分割数に応じて各階調の印字を複数の分割印字期間に分け、各分割印字期間においては、前記データマスク選択部にて選択したデータマスク信号と印字データ信号との論理演算によって、各階調の印字を複数回に分割して印字するようにしたものである。
これにより、分割数に応じて、印字画素がライン全体に分散されるようにデータマスク信号が選択されるので、負荷変動によって生じる濃度むらが画面上に分散されることになり、従って、従来のように印字画素をブロック単位で分割する場合に比べて、濃度むらが目立ちにくくなり、画質の向上を図ることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るデジタルプリンタの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係るデジタルプリンタの信号処理系を示すブロック図、図２はラインメモリの動作概要を説明するタイムチャート、図３は信号処理系の各信号の動作を説明する為のタイムチャート、図４はデータマスク選択部によって選択されるデータマスク信号と、分割数レジスタ値、分割数カウンタ値との対応を説明するための図である。尚、ここでは１ラインの画素数を５１２ｄｏｔ、同時印字画素数を１２８ｄｏｔ、従って最大分割数を４、各画素の階調数を２５６階調とする場合を例にとって説明する。
【００１１】
また、先に説明した従来の構成図と同一部分については同一符号を付して説明する。まず、各階調毎に印字を行う画素の数をカウントする手段はブロック７よりなり、前記カウント手段によるカウント値と同時印字画素数として予め規定した画素数とを照らし合わせて分割数を決定する手段はブロック８よりなり、想定される全分割数に対応し、且つ各グループにおける印字画素をライン全体に分散させるための複数のデータマスク信号を常時生成する手段はブロック１２よりなる。また、図示するように、このデジタルプリンタの信号処理系は、図５において示された従来のデジタルプリンタの信号処理系で含まれたような、ラインメモリ１、メモリコントローラ２、データコンバータ３、レベルカウンタ４、分割数カウンタ１０、データマスク生成部１２、データマスク選択部１３及びＡＮＤゲート１４の他に、第２のデータコンパレータ５、第２のレベルカウンタ６、印字ドットカウンタ７、分割数判定部８、分割数レジスタ９及び分割数カウントコンパレータ１１を有している。
【００１２】
上記第２のデータコンパレータ５及びレベルカウンタ６は、第１のデータコンパレータ３及びレベルカウンタ４に対してパラレルに設けられる。上記印字ドットカウンタ７は、今の階調レベルで印字すべきドット（画素）数をカウントする。上記分割数判定部８は、カウントされた印字画素数に応じて１ライン画素データに対する分割数を求めるように動作する。上記分割数レジスタ９は、上記求めた分割数をあるタイミングに従って記憶する。上記分割数カウントコンパレータ１１は、上記分割数レジスタ９の値と上記分割数カウンタ１０の値とを比較して、両者が一致した時にレベルカウント信号を出力する。また、本実施例のデータマスク生成部１２は、従来例で説明したような種類のデータマスク信号（図６参照）ではなく、図３に示すようにｍａｓｋ１０、２０、２１、３０、３１、３２、４０、４１、４２、４３で示されるような１０種類の信号を常時生成している。
【００１３】
次に、本実施例の動作の説明を述べる。
まず、ラインメモリ１の動作の説明をすると、このラインメモリ 1は、画像データのホストから送られる画像データの１ライン分を記憶する容量、すなわち８ｂｉｔ×５１２dot の容量をを持つ。図２に示すように各ライン印字期間のはじめに、ラインメモリ 1への１ライン分の画像データの書き込みが行われる。この書き込みが完了すると、読み出し期間に入る。
この読み出しは各階調毎に、その階調における分割数の回数分（例えば２５６回）だけ１ライン分のデータが順次読み出される。以後この１ライン分のデータの読み出し期間を、ライン読み出し期間Ｔ１とする。また、ライン読み出し期間Ｔ１が終了後、次のライン読み出し期間を開始するまでの間に、メモリ読み出しを行わない短い期間を設けるが、以後これを休止期間Ｔ２とする。ライン読み出し期間Ｔ１と休止期間Ｔ２をあわせて、階調印字周期Ｔ３とする。
【００１４】
この階調印字周期Ｔ３を階調数分繰り返し行い、１ライン分の印字が終了する。その後、引き続き次のライン印字期間のメモリ書き込み、読み出しが順次行われる。こうして、最終ラインまでのメモリ書き込み、読み出し動作が終了して、１画面分の画像の印字が完了する。
カラー印字の場合は、この動作を３画面分繰り返し、イエロー、マゼンタ、シアンの印刷三原色分の印字を行って、カラー画像を得る。
次に、図３に本実施例の動作を説明するタイミングチャートを示し、これを図１も参照しつつ説明する。
【００１５】
まず、レベルカウンタ 4のカウント値は、常にレベルカウンタ６のカウント値より１だけ少ない値をとるようになっている。現在、レベルカウンタ 4の値がＬ−１、レベルカウンタ 6の値がＬとなったとする。尚、各レベルカウンタ４、６のカウントアップは、分割数カウントコンパレータ１１からのレベルカウント信号により行われる。
上記ラインメモリ 1から読み出される画像データは１画素ずつ順にデータコンパレータ3 及び5 へ入力される。このデータコンパレータ３及び５では、その画像データとレベルカウンタ４及び６の値が比較され、［レベルカウンタ値＜画像データ］となったとき、真＝Ｈｉｇｈレベル信号、それ以外の場合は偽＝Ｌｏｗレベル信号を出力する。そして、レベルカウンタ４からはＡＮＤゲート１４へ、データコンパレータ5 からの出力は印字ドットカウンタ 7へ入る。
【００１６】
この印字ドットカウンタ 7は、データコンパレータ５の比較結果が“真”となったデータの数をカウントする。このカウント値は随時、分割数判定部 8へ送られる。
この分割数判定部 8は２ｂｉｔのレジスタ（図示せず）を内部に持ち、各ライン読み出し期間の開始時に０にリセットされる。この分割数判定部８は、印字ドットカウンタ 7からのカウント値が、０から同時印字画素数である１２８までの間であれば０、１２９から同時印字画素数の２倍である２５６までの間であれば１、２５７から同時印字画素数の３倍である３８４までの間であれば２、３８５から全印字画素数である５１２までの間であれば３をそれぞれ出力する。
上記分割数判定部 8からの出力値は分割数レジスタ９へ入力される。このレジスタ９は、分割数カウントコンパレータ１１からレベルカウント信号が出力されたときに分割数判定部 8の出力値をメモリする。この値は図３では例として値３をとっているが、これは、階調Ｌ−１での分割数が４分割である事を想定している。
【００１７】
一方、分割数カウンタ 10は、レベルカウント信号により０にリセットされ、 各ライン読み出し期間の開始のタイミングでカウントアップする。このカウント値は分割数カウントコンパレータ 11へ入力される。
この分割数カウントコンパレータ 11へは、上記分割数カウンタ 10のカウン ト値及び上記分割数レジスタ 9のメモリ値がそれぞれ入力される。この分割数カウントコンパレータ 11では、入力される両者の値を、各休止期間中において比 較する。この比較の結果、両者が等しかった場合には、レベルカウント信号を出力する。このレベルカウント信号は前述した通り、レベルカウンタ4、レベルカ ウンタ6をカウントアップさせ、分割数レジスタ 9に分割数判定部 8からの出力 値をメモリし、また、分割数カウンタ 10の値を０にリセットする。上記レベル カウント信号が出力された段階で、階調数Ｌ−１における分割数カウンタ１０の値が０から３に当たる計４つの階調印字周期にわたった４分割印字が終了する。
【００１８】
そして、各ライン読み出し期間ではデータマスク生成部１２からデータマスク信号として、図３に示したmask10,20,21,30,31,32,40,41,42,43の計１０本の信 号が常時生成されており、データマスク選択部 13へ入力される。このデータマ スク選択部 13は、分割数レジスタ９の値及び分割数カウンタ 10からの値によ って、上記１０本の信号の内の１本を選択してＡＮＤゲート 14へ出力する。図 ４に、分割数レジスタ値、及び分割数カウンタ値と、選択されるデータマスク信号との対応関係を示す。尚、図４中において［−］は無効を示し、例えば分割レジスタ値が０の場合には、分割数カウント値が１、２、３になることはない。
【００１９】
上記データマスク信号は、図３に示すように、ｍａｓｋ１０と、ｍａｓｋ２０、２１と、ｍａｓｋ３０、３１、３２と、ｍａｓｋ４０、４１、４２、４３の４つの群になっている。この内、後者の３つの群は、上記順列に従って、パルス間幅が１パルス幅（画素に対応）ずつ大きくなっており、また、群内では１パルス幅ずつ位相をずらしている。これにより、データマスク信号は、分割値に応じて２画素おき、３画素おき、あるいは４画素おきにＡＮＤゲート 14によって画像 データがサーマルヘッドへ送られる様にマスクする波形になっている。このため、各印字動作時において、印字画素が隣接せず分散するようになり、連続して隣接する画素の集まりのブロック単位で印字していた場合に発生する、ブロック単位での濃度むらが発生せず、ライン上に分散するため、濃度むらを目立たなくさせる。
【００２０】
以上の様にして、階調数Ｌ−１では、４分割印字が行われる。階調Ｌ−１印字終了後、階調Ｌの印字に移る。この時、レベルカウント信号により、階調数Ｌに対する分割数が分割数レジスタ 9にメモリされる。図３の例では分割数レジスタ９の値が２、すなわち３分割となる。階調数Ｌに対する分割数の判定は、前記の通り、階調Ｌ−１での分割印字が行われている間、これと平行して行われている。この分割数レジスタ９の値と分割数カウンタ１０の値により、データマスク選択部 13ではデータマスク信号が選択され、順次出力される。この時、レベルカ ウンタ4はカウント値Ｌとなっており、階調値Ｌの印字データがデータコンパレ ータ3 より順次出力され、ＡＮＤゲート 14にてマスクされた後、サーマルヘッ ドへ送られる。
この時、レベルカウンタ6は値Ｌ＋１となっており、階調値Ｌでの印字動作中 、次回に印字を行う階調数Ｌ＋１での分割数の判定を平行して行う。
【００２１】
以上の動作を全５１２階調数にわたり行い、１ライン分の画像出力を完了する。
尚、レベルカウンタ4のカウント値は、レベルカウント6のカウント値より１ だけ少ない値をとるが、各ライン印字期間の最初の階調を印字する階調印字周期において、レベルカウンタ6の値が０である時には、レベルカウンタ4の値は最 大階調数２５６以上の値、例えば５１１を取る。この結果、この階調印字周期ではデータコンパレータ3 からの出力はすべて”偽”となり、サーマルヘッドへは印字データが送られない。また、この階調周期では分割数レジスタ 9は０にセットされる。この結果、レベルカウンタ６の値０での階調印字周期は１回のみとなる。この期間は、階調数０での分割数の判定期間であり、画素の印字は行われない。この後、レベルカウンタ４の値＝０，レベルカウンタ６の値＝１の印字周期に移り、先ほどの分割数の判定結果に基づき階調数０の印字動作が行われる事になる。
【００２２】
尚、以上の実施例では、ヘッドへのデータ線が複数存在する場合については触れなかったが、この場合はラインメモリ１からのデータ読み出しを分割数にあわせて高速に読み出すと共に、ＡＮＤゲート14の後、サーマルヘッドへ送られる前に、データを各データ線へ時分割で振り分ける機能を設ける事で対応できる。この場合、データマスク生成部 12で作る各データマスク信号は、図３に示した信 号と異なり、この方法での画像データの並びにあわせた波形に改変する必要がある。また、ブロック分割数が多く、ラインメモリ１からの読み出しスピードが追いつかない場合には、上記した構成の回路を複数並列に持つ事で対応できる。
また、データマスク信号の例として、図３では１ドットの画素を等間隔で分散させる形を示したが、これは一例であり、これにとらわれず、印字画素を画面上に分散させるためのさまざまなパターンを取り得るのは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデジタルプリンタによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
ラインを構成する画素データをいくつかに分割して印字を行うため、低電力化が図れ、サイズ、コスト等の面で有利である。
また、印字ドット数に応じて分割数を可変とするため、分割数を固定とする場合に比べて印字スピードを早める事ができる。
また、分割を行うに当たり、予め用意した例えば櫛の歯状のデータマスク信号を用いる事によって、従来の様にブロック単位で分割する場合に比べて、電源の負荷変動により生じる濃度むらを画面上に分散させるようにしているので、この濃度むらが目立ちにくくなり、画質の劣化を減少させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルプリンタの信号処理系を示すブロック図である。
【図２】ラインメモリの動作概要を説明するタイムチャートである。
【図３】信号処理系の各信号の動作を説明する為のタイムチャートである。
【図４】データマスク選択部によって選択されるデータマスク信号と、分割数レジスタ値、分割数カウンタ値との対応を説明するための図である。
【図５】分割印字を行うデジタルプリンタの信号処理回路を示すブロック図である。
【図６】階調数Ｌのときの各信号の動作を表すタイミングチャートである。
【図７】サーマルヘッドの構造の概要を示す図である。
【符号の説明】
１…ラインメモリ、２…メモリコントローラ、３，５…データコンパレータ、４，６…レベルカウンタ、７…印字ドットカウンタ、８…分割数判定部、９…分割数レジスタ、１０…分割数カウンタ、１１…分割数カウントコンパレータ、１２…データマスク生成部、１３…データマスク選択部、１４…ＡＮＤゲート、２１…第１レジスタ群、２２…第２レジスタ群、２３…ＡＮＤゲート、２４…通電スイッチ素子、２５…発熱体。

Claims (1)

1. 各画素が多階調のデータを持ったデジタル画像データを受け取り、これをラインヘッドによって階調毎にインクの転写の有無を制御する事で、多階調の濃度差を持つ印字画素からなるラインを記録紙上に得、ラインヘッドの走査によって複数のラインを記録紙上に記録する事によって画像を印字するデジタルプリンタにおいて、
   各階調毎に印字を行う画素の数をカウントする手段と、
   前記カウント手段によるカウント値と同時印字画素数として予め規定した画素数とを照らし合わせて画素を複数のグループに分割する手段と、
   この分割数を決定する手段と、
   想定される全分割数に対応し、且つ各グループにおける印字画素をライン全体に分散させるための複数のデータマスク信号を常時生成する手段と、
   前記分割数を決定する手段で決定した分割数を記憶する分割数レジスタと、
   ライン画素データにおけるライン読み出し期間の開始のタイミングでカウントアップする分割数カウンタと、
   前記分割数レジスタの値と前記分割数カウンタの値とに基づいて前記データマスク信号の内の１つを選択するデータマスク選択部と、を有し、
   前記分割数に応じて各階調の印字を複数の分割印字期間に分け、各分割印字期間においては、前記データマスク選択部にて選択したデータマスク信号と印字データ信号との論理演算によって、各階調の印字を複数回に分割して印字する事を特徴とするデジタルプリンタ。

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