JPH02500479A - 熱形プリンタのための信号処理 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱形プリンタのだめの信号処理に関係している。

背景技術 ある種の熱形プリンタは色素転写方法を利用している。この方法においては、色 素を含有した担体が紙のような受容体と、例えば、しばしば加熱素子と呼ばれる 複数の個別の熱発生素子で形成された印刷ヘッドとの間に配置される。受容体及 び担体は一般に、固定されている印刷ヘッドに対して移動される。特定の加熱素 子にエネルギーが付与されると、この素子は加熱されて色素を（例えば昇華によ って）担体から受容体における画像画素へ転写させる。印刷された色素の濃度、 すなわち暗さは加熱素子の温度と担体が加熱される時間の関数である。換言すれ ば、加熱素子から担体へ供給される熱のために色素は受容体の画像画素に転写す る。色素の量の担体に伝達される熱の量に直接関係している。

熱形色素転写プリンタ装置は真の「連続色調」色素濃度転写という利点を提供す る。各加熱素子により担体に加えられる熱を変えることによって、可変の色素濃 度の画像画素が受容体に形成される。

連続色調熱形プリンタはカラー画像を印刷するために使用されている。まずシア ン画像が印刷され、次いでマゼンタ及び黄の画像がシアン画像に重ね合わされて 色彩画像が形成される。

カラー画像を作成するための装置がこの開示の図１〜３に示されている、任意の 印刷順序を使用することができる。

多くの市販で入手可能な装置がカラー画像を生成するが、そのようなカラー画像 におけるカラー画像情報は高められる必要がある。信号処理アルゴリズムは現在 入手可能であるが、高価であって時間を消費し、しかも全く複雑になりがちであ る。

発明の開示 改善された連続色調色素濃度画像を与える熱形プリンタのための簡単ではあるが 有効な信号処理を提供することがこの発明の目的である。

この発明に従って、まず各画像画素のディジタル色素濃度ワードを補正して、伝 達関数に従ってコントラスト及び色補正を与え、次に補正された色素濃度ワード を縁部強調して、出力された連続色調色素濃度カラー画像の品質にかなりの改善 を与えることによってわかった。伝達関数は受容体における出力画像の色又はコ ントラストに対して画像変更を与えるように変更することができる。

図面の簡単な説明 図１はこの発明に従って連続色調色素画像を作成するために使用され得る熱形プ リンタ装置の概略図であり、図２は図１の熱形プリンタ装置における使用のため の担体（キャリヤ）の上面図であり、 図３は図１の熱形印刷装置の印刷ヘッドに使用された幾つかの加熱素子の透視図 であり、 図４はこの発明に従って単一の加熱素子に加えられる定電流パルスを図解してお り、 図５は信号処理のための及び図１の熱形プリンタ装置の印刷ヘッドにおける加熱 素子を動作させるための制御回路の概略図であり、 図６Ａは図５に示された探索表（ルックアップテーブル）（ＬＵＴＳ）の動作を 図表で示しており、図６Ｂは縁部（エツジ）強調アルゴリズムの動作を図表で示 しており、又 図７は縁部強調アルゴリズムの流れ図である。

発明を実施する方法 今度は図１に言及すると、担体（キャリヤ）部材１４から転写された色素から受 容体部材１２上にカラー画像を印刷するように構成された熱形プリンタ装置１０ が示されている。受容体部材１２はシートの形式をしている。それは、駆動機構 １５に機械的に結合された回転可能なドラム１６に固定されている。駆動機構１ ５はドラム１６及び受容体シート１２を固定熱形印刷ヘッド１８を通過して連続 的に前進させる。印刷ヘッド１８には図３に一層明確に示された複数の加熱素子 （抵抗）がある。これらの加熱素子は担体部材１４を受容体シート１２に押し当 てる。担体部材１４はウェブの形式で示されており、巻取ローラ２２に結合され た駆動機構２３によって繰出ローラ２０から巻取ローラ２２上へと駆動される。

駆動機構１５及び２３にはそれぞれモータがある。これらのモータはそれぞれ担 体及び受容体を印刷ヘッド１８の加熱素子に対して連続的に前進させる。印刷機 、加熱素子は担体及び受容体が連続的に進められるときにアドレスされて選択的 にエネルギー付与される。従って、結果として生じる色素画像画素は担体及び受 容体が色素転写中静止していたとした場合よりも幾分大きくなる。担体の移動は 印刷ヘッド１８における加熱素子に担体がくっつくのを減らすために必要である 。

図２において担体１４は繰り返される一連の熱的に転写可能な色素の区分又はフ レームを備えたウェブの形式で示されている。

一連のものにおける各フレームは異なった色の熱転写可能な色素を持っている。

例えば、各一連のフレームは、黄の熱的に転写可能な色素のフレーム２４、これ に続くマゼンタの熱的に転写可能な色素のフレーム２６、これに続くシアンの熱 的に転写可能な色素のフレーム２８からなっている。この一連の黄、マゼンタ及 びシアンの色素フレームはもちろん繰り返される。基準標識２９が示されている が、これは駆動機構１５及び２３の動作を制御するために周知の方法で使用され る。

図１を参照して、装置の動作を簡単に説明する。駆動信号がマイクロコンピュー タ１７（図５参照）から駆動機構１５に連続的に供給されてドラム１６を回転さ せ、受容体シート１２の連続した区域を印刷ヘッド１８と対向した印刷領域へ持 ってくる。印刷ヘッド１８と受容体シート１２との間には担体部材１４の色素フ レームの一部分が配置される。受容体及び担体部材は両方共この印刷動作中印刷 ヘッドに対して移動される。

しばらく図５に移ると、マイクロコンピュータ１７は白信号（Ｗ）、クロック信 号φ、及びデータ母線上のデータ信号を制御インタフェース回路６８に供給する ことが注目される。データ信号は画像画素の色素濃度レベルを表す８ビットディ ジタル信号又はワードである。制御回路６８によって与えられた信号に応答して 、回路部６８によって印刷ヘッド１８の各加熱素子に供給された可能化信号によ り色素は担体から受容体へ転写される。

回路６８からの「印刷完了」線はマイクロコンピュータ１７に１ラインの画像画 素が印刷された時を知らせる。

再び図１に移ると、受容体部材１２が印刷領域を通って移動するときに、一群の 加熱素子の選択的エネルギー付与により受容体上にカラー画像の印刷が行われる ことになる。加熱素子がエネルギー付与される方法は後程説明される。この画像 の色は、印刷領域を通過して駆動されている担体部材１４の各フレームに収容さ れた熱的に転写可能な色素の色によって決定される。画像の一つの完全なカラー フレームが印刷された後、受容体１２は初期位置、すなわち定位置に戻される。

担体部材１４が進められて別のカラーフレームが印刷のための位置へ移動され、 そして印刷ヘッド１８が選択的にエネルギー付与されて画像の次のカラーフレー ムが前に印刷された画像上へ重ね合わされて印刷されるようになる。

図３は印刷ヘッド１８の幾つかの加熱素子５０を概略形式で示している。加熱素 子５０は１行（ライン）に配列されている。各加熱素子５０は抵抗性材料の薄膜 で作られており、この薄膜は非導電性支持具５２上に取り付けられている。薄膜 加熱素子が示されているけれども、厚膜加熱素子も又この発明に従って使用され 得ることは理解されるであろう。

図４は画像画素を形成するためにアドレスサイクル中車−の加熱素子５０に加え られる調整可能な定電流パルスを示している。

アドレスサイクル中、個々の加熱素子が可能化信号によって所定の回数（Ｎ）ア ドレスされる。この所定回数Ｎは又可能な色素濃度レベルの数を表している。換 言すれば、１群の各加熱素子に対するアドレスサイクルにおいてＮの可能な電流 パルスがある。加熱素子がアドレスされるたびごとに、ただ一つの電流パルスが それに加えられ得る。加熱素子の群のすべてが１回アドレスされた後、アドレス 過程はアドレスサイクルが完了されるまで各群に対してＮ−１回繰り返される。

この時点において、特定の色を持った１行（ライン）の画像画素が印刷されてし まうことになる。

図５に示されたように、マイクロコンピュータ１７からの信号の制御の下に、赤 、緑及び青のディジタル信号が論理ブロック８０にあるフレーム記憶装置に加え られる。ブロック８０は又、技術に通じた者によく理解されている方法で赤、緑 及び青のディジタル色素濃度ワードをシアン、マゼンタ及び黄のディジタル色素 濃度ワードに変換する論理回路を含んでいることが理解されるであろう。シアン は無論緑と青の組合せであり、マゼンタは赤と青の組合せであり、又貸は赤と緑 の組合せである。各色素濃度ワードは８ビツトからなっているので２５６のレベ ルに（番号０〜２５５）を持った可能な色（色素）濃度を表すことができる。マ イクロコンピュータ１７からのタイミング信号の制御の下で、シアンワードは順 次探索表（ルックアップテーブル）（ＬＵＴ）８２Ａに加えられる。同様にマゼ ンタワードは順次探索表（ＬＵＴ）８２Ｂに加えられ、そして次に黄ワードは順 次探索表（ＬＵＴ）８２Ｃに加えられる。シアンワードは最初に処理され、そし てＬＵＴ８２Ａによって補正された後入力ポート８４に送られる。入力ポート８ ４からは補正された色素濃度ワードがマイクロコンピュータ１７に加えられる。

マイクロコンピュータ１７は、補正ディジタルワードについて動作して強調され た色素濃度ディジタルワードを与える縁部強調アルゴリズムを含んでいる。

図６Ａはそれぞれ探索表８２Ａ、　８２Ｂ及び８２Ｃの動作を図解している。図 ６ＡのＸ軸はＬＵＴの入力に加えられたときの入力信号を表し、且つＹ軸はＬＵ Ｔからの出力を表している。各ＬＵＴの出力はカラーの、コントラスト補正され たディジタルワードである。各曲線によって表された伝達関数は色及びコントラ ストを改善するために実験的に決定されることができる。

今度は縁部強調アルゴリズムの動作が説明される。まず図６Ｂに移ると、このア ルゴリズムの動作の図式表示が見える。マイクロコンピュータ１７が記憶装置に 二つのバッファ、すなわち、印刷された前の行のための１行の補正色素濃度ディ ジタルワードを保持する過去画素バッファ、及び印刷されるべき且つ縁部強調さ れるべき現在の行の補正色素濃度ディジタルワードを保持する出力画素バッファ を準備しているものと仮定する。個々の画素ワードについてとられた対応する番 号又は値の各現在の補正色素濃度ワードと名前の補正色素濃度ワードとの間の差 （Δ）が計算される。この差（Δ）に基づいて、強調項（δ）が出力画素バッフ ァにおける各ワードに加えられて縁部強調が与えられる。△が〉ｂ又はく、ａで あるならば零以外の値を持つた強調項が存在することになる。

探索表における伝達関数を変更することによって、カラーコントラストに対する 広範囲の画像変更を達成することができる。有効であることが判明している探索 表は下に列挙されている。測定の論述に関してはプラット著（１９７８年）［デ ィジタル画像処理Ｊ　（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、 　Ｐｒａｔｔ（１９７８））のそれぞれ３章及び１２章を参照せよ。

１、一つ又は二つのＬＵＴから一定値を減算し又は加算すると同時に残りの表を 一定に保つこと、これはカラーバランスに影響を及ぼす。例えば、ＬＵＴ８２Ｃ （黄）のすべての値に定数を加算することは黄のカラーバランスに影響を及ぼす 。

２、傾斜における変化は画像コントラストを変える。非線形変化（曲線の一部分 における変化）はコントラストを選択的に制御することができる。例えば、それ は最も明るい部分又は影だけを変えることができる。

３、傾斜の符号を変えると陰画画像が得られる。

４、傾斜を２倍にすれば（プリンタは必要な濃度を供給することができるとして ）透明体の印刷が可能である。

５、ニレベル伝達関数（ステップ関数）は、例えば高コントラスト画像、テキス トについて有効である。

６、表の著しいひずみは写真ボスタリゼーションに類似した特別の効果のために 使用されることができる。

この発明に従って、異なった色及びコントラストに対する複数の伝達関数をマイ クロコンピュータ１７の記憶装置に永久に記憶することができる。操作員による 要求があると、それらは達成することができる。

今度は図７に移ると、縁部（エツジ）強調アルゴリズムの流れ図が見られる。初 期設定段階において、特定の色に対する１行の補正されたディジタル色素濃度ワ ードがＬＵＴから過去画素バッファへ読み込まれる。出力バッファの内容はなん らの補正又は強調なしで印刷される。この例では５１２の加熱素子があるので、 ５１２行（ライン）があり、従って出力画像が５１２×５１２画素を持つものと 仮定する。ただ一つの行（最初に印刷されたもの）は縁部強調されない。ある種 の応用装置ではこの行は印刷されなくてもよい。行（ライン）計数器は数字５１ ２に設定される。画素計数器も又数字５１２に設定される。次に、第２行の最初 に補正されたディジタル色素濃度ワードが出力バッファへ読み込まれる。それは 次に過去画素バッファにおける対応するワードから減算される。最初に補正され たデータワードは次に過去画素バッファにおけるそれの対応する場所へ転送され る。減算量（Δ）は今度は、強調されたディジタル色素濃度ワードを生成するよ うに現在の補正ディジタルワードから減算され又は加算されるべき強調類を決定 するために使用される強調データ入力表への指標として使用される。この過程を 行う際に強調ディジタル色素濃度ワードの値が零より小さい場合には、この値は もちろん零の最小値に保持され、又この値が２５５の最大濃度より大きい場合に はこの値は２５５の最大値に維持される。

強調されたワードは次に出力バッファに記憶され、そして画素計数器が減分され る。画素計数器が数字０に等しくない場合には、流れは次のディジタル色素濃度 ワードが出力バッファへ読み込まれる位置へ戻る。それが数字０にある場合には 、出カバソファが（１行）印刷し、そして行計数器が減分される。計数された行 が零にない場合には、やはり流れ図は戻されて、次の行の最初に接続されたディ ジタル色素濃度ワードを出力バッファへ読み込むようになる。行計数器が零にあ る場合には、その特定のカラー（シアン、マゼンタ又は黄）画像は完成される。

マイクロコンピュータ１７の制御下にある制御回路６８はシフトレジスタ６１に タロツク信号を与える。例のために、印刷ヘッド１８には５１２の加熱素子があ ると仮定する。クロック信号は制御回路６８からの画像データをシフトレジスタ ６１ヘクロツクインし、ついにはこれの５１２段のすべてが高（１）又は低（０ ）の信号レベル又は状態を収容することになる。制御回路部６８によって与えら れたラッチ信号によって、シフトレジスタ６１の各段におけるデータはラッチ５ ９の対応する段へ入力される。ラッチの出力に保持された高可能化信号は対応す るナントゲート６０に接続されている。群可能化信号が高いときには、加熱素子 ５０及び高状態において対応するラッチ段を持っているナントゲート６ｏを通っ て回路が完成される。換言すれば、加熱素子がエネルギー伺与される。パルス持 続時間又はパルス幅は群可能化信号が高くなっている時間によって制御される。

理解されることであろうが、ナントゲート６０を複数の群に組織して、各群がそ れ自体の可能化信号によって発生されるようにすることができる。

この構成は電源における電流流出を低減させることになるであろう。５１２の加 熱素子５０のすべては１回アドレスされている（可能化されている）。それらは それぞれ、ラッチ５９におけるそれらの対応する段の状態に依存して、１回エネ ルギーは付与されたかもしれない。今、２５６の可能な色素濃度レベルがあるも のと仮定しよう。換言すれば、Ｎ−２５６である。シフトレジスタ６１は２５６ の異なった回数データでロードされなければならないことになる。各群の加熱素 子は２５６回アドレスされて２５６の可能な色素濃度レベルを与えることになる 。

産業上の適用性及び利点 この発明は、入力電気信号に応答して連続色調カラー画像を印刷する熱形プリン タ装置における使用のために特に適している。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．同時に１行の画像画素を印刷するための複数の加熱素子を持った印刷ヘッド を備えていて、各加熱素子がディジタル色素濃度ワードに応答して選択的にエネ ルギー付与されて色素を持った担体に熱を加え、この色素を受容体へ転写させて １行の色素画像画素を形成し、この色素画像画素のそれぞれがこれの対応するデ ィジタル色素濃度ワードの値の関数である濃度を持っているような連続色調カラ ー熱形装置において、ａ．各ディジタル色素濃度ワード及び伝達関数に応答して 、コントラスト及び色について調整された補正色素濃度ワードを生成することが できるコントラスト及び色補正装置であって、前記の伝達関数を変更するための 装置を備えている前記のコントラスト及び色補正装置、 ｂ．１行の各補正色素濃度ワードを隣の行におけるそれの対応する補正色素濃度 ワードと比較して各補正色素濃度ワードの値を調整して縁部強調された色素濃度 ワードを与えることのできる縁部強調装置であって、印刷されるべき補正色素濃 度ワードの値と前の対応する補正色素濃度ワードとの間の差Δを計算し且つこの 差Δに応答して、ａ及びｂを負及び正の値としたとき、Δがａより小さければδ が負の値を持ち且つ又Δがｂより大きければδが正の値を持つものとして、強調 項δによって印刷されるべき補正色素濃度ワードの値を調整して強調色素濃度ワ ードを生成させるようにする縁部強調アルゴリズムでプログラムされた計算機装 置を備えている前記の縁部強調装置、並びに ｃ．印刷ヘッドに結合されており且つ各強調色素濃度ワードに応答して印刷ヘッ ドの加熱素子を選択的にエネルギー付与して１行の色素画像画素を形成させるよ うにすることのできる制御装置、 を含んでいる改良。
2. ２．印刷ヘッドが重ね合わされたシアン、マゼンタ及び黄の色素画像を順次印刷 してカラー画像を形成し且つ前記のコントラスト及び色補正装置がそれぞれシア ン、マゼンタ及び黄のディジタル色素濃度ワードに対する別々の探索表を備えて いる、請求項１に記載の熱形装置。
3. ３．前記の縁部強調装置が、印刷されるべき補正色素濃度ワードの値と前の対応 する補正色素濃度ワードとの間の差を計算し且つこの差に応答して、印刷される べき補正色素濃度ワードの値を調整して強調色素濃度ワードを生成させるように する縁部強調アルゴリズムでプログラムされた計算機装置を備えている、請求項 ２に記載の熱形装置。