JPH04339464A - 中間調記録装置 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ファクシミリ等の各種記録装置に適用される中間調記録
装置に関し、特に高画質の中間調画像を得る記録装置に
関するものである。
あるが、その中でも感熱記録装置や熱転写記録装置は、
その構成が比較的簡単であることから、プリンタ、複写
機、ファクシミリ等の各種の記録に広く適用されている
。中間調の記録を行うためには、例えば、昇華型インク
シートによる熱転写記録の方法が使用されている。この
熱転写記録の方法は、記録用のサーマルヘッドを構成す
る複数の発熱抵抗体に加えられた電気エネルギにより発
生した熱量に対応した量の染料インクを所定の記録紙に
転写することにより所要の記録を行うものである。そし
て、上記の発熱抵抗体による加熱量は、これに加えられ
る電気的パルスの個数や接続時間幅によって制御される
ものである。この熱転写記録の方法は、その制御が簡単
であって、比較的良好な中間調記録を達成することが可
能である。
、特開昭60−9271号公報に示されており、図15
はこの従来の中間調記録方式において、サーマルヘッド
を構成する各発熱抵抗体に印加する通電パルスSBの波
形図であり、図においてtwは通電パルスSBのパルス
幅、tp は通電パルスSBの繰返し周期、Nは通電パ
ルスSBのパルス個数(ここでは3個)である。この通
電パルスSBのパルス個数が各階調レベル毎の濃度に対
応して予め選択・設定されている。このように各階調に
対応したパルス個数の通電パルスを各発熱抵抗体に印加
することにより、そのパルス個数に対応したエネルギ分
のインクが昇華され、各濃度の中間調記録がなされる。 そして、通常、サーマルヘッドに1ライン分並べられて
設けられた各発熱抵抗体に、それぞれに対応した通電パ
ルスを一括あるいは分割して印加し、1ライン分の記録
を行い、記録紙を一定速度で副走査送りしながら順次各
ライン毎の記録を行って平面的な記録を行うものである
。
各階調レベルの記録濃度を決定する主要因がサーマルヘ
ッドの発熱抵抗体の温度であるため、発熱抵抗体の抵抗
値のバラツキ、環境温度の変化等に起因する温度変動が
記録濃度に大きな影響を与えて高画質記録の達成が困難
であった。このため、多くの補正手段が提案されている
。環境温度の変化に対しては、サーマルヘッドに取り付
けたサーミスタ(温感素子)等で温度変化を検出して、
各階調毎に与えられているパルス幅あるいはパルス数を
制御し、同一階調レベルにおける記録濃度の変化を抑制
している。
る濃度ムラに対しては、例えば、昭和61年度電子情報
通信学会総合全国大会の予稿集中のNo1276「高品
位ビデオコピーの開発」に、次のような対策を行うと効
果的であると述べられている。即ち、図16はその抵抗
値補正手段の一例を示すブロック図であり、図において
、101はクロックを計数するカウンタ、102はこの
カウンタ101からのカウント値をアドレスとして受け
該当アドレスのデータ(各熱素子に対する補正係数の番
号)を出力するEPROM、103はこのEPROM1
02からのデータと6ビットのシアン・青(以下Cと記
す)、マゼンダ・赤(以下Mと記す)イエロー・黄(以
下Yと記す)信号とをアドレスとして受け該当アドレス
のデータ(抵抗補正後の例えば6ビットのC、M、Y信
号)を出力するEPROMである。その動作としては、
予め発熱抵抗体の抵抗値を測定し、その抵抗値によりグ
ループ分けし、カウンタ101によりどの素子がどの補
正係数を選ぶかをEPROM102に番号テーブルとし
て記憶させておき、補正係数の組番号によりEPROM
103でC、M、Y信号の大きさを変化させる。具体的
には、入力信号の0〜63階調の信号から発熱抵抗体の
バラツキに応じて0〜63階調のいずれかの出力信号を
生成するもので、例えば、100番目の発熱抵抗体に対
応する38階調レベルの信号を40階調レベルや35階
調レベルに補正し記録しようとするものである。しかし
、前記補正は、高階調側の濃度ムラを解消することがで
きず、写真のような高画質記録を達成できないという課
題があった。つまり、濃度ムラを解消するために階調レ
ベル信号を変化させているが、ある発熱抵抗体に印加さ
れる階調レベル信号が例えば63の場合、それが上限で
あれば、補正結果が70であっても63階調レベルのよ
うに精度をおとさざるを得ない。その結果、紙送り方向
に濃度ムラが発生し、画質を劣化させるという問題が生
じていた。即ち、64階調記録のうち、例えば、50階
調分等のように圧縮された記録しかできなかった。 (図17参照)
おいては、ヘッドへの入力信号がn階調であればヘッド
に印加する最大駆動数をこれに一致させ、ヘッドを交換
することがあっても、一定の最大駆動数に固定していた
。また、カラー画像に対しても、記録色であるY、M、
C、Bkのどの階調レベルに対しても同じ補正を行なっ
ていた。
記録方式では高濃度側で濃度ムラが圧縮され、画質が低
下した。第2に、従来の中間調記録方式は以上のように
構成されているので、入力信号が例えば255階調(8
ビット信号)を示す信号であれば補正手段の出力信号は
280階調レベルに、即ち、9ビット信号に変化させて
いるため、通常8ビット処理を基本としている記憶手段
(例えばROM)や2n 単位で構成されるカウンタ等
のICは、出力信号が8ビットから9ビットに1ビット
増えるだけでもほぼ2倍の回路が必要となり、画質向上
の割りには装置コストが非常に高くなるという課題があ
った。また、記録階調数が増えるということは、1ライ
ンの記録時間が増加することにつながり、1枚当たりの
画像出力時間も当然長くなるという課題もあった。
は、ヘッドへの最大駆動数を常に一定(例えば280階
調駆動に固定)としていたため、サーマルヘッドの発熱
体のバラツキ精度等が向上しヘッドを変更した場合(補
正手段の最大出力信号が260階調となった場合)には
、280−260=20の印字されない駆動信号を送り
、利用されない無駄な時間が発生するという課題もあっ
た。第4の課題として、従来の実施例ではカラー画像の
場合でも、各色毎には色信号に対応する信号が濃度ムラ
補正手段に入っていず、一括して同一の補正がなされて
いたので、記録色毎の濃度ムラが完全に補正されず、色
バランスのよい高画質記録が達成できないという課題が
あった。具体的に説明すると、通常、図3に示すように
各色ともサーマルヘッド等に加えるエネルギ(通電パル
スの数)と記録濃度の関係は、記録濃度の低い部分と高
い部分は傾きが緩やかであるため、1次関数的に階調と
パルス数の関係を決定することができない。そこで、記
録濃度を均一に区切り、例えばYでは、図に示すように
階調1には10パルス、階調2には累計16パルス、ー
ーー階調64には累計250パルス(64階調記録時)
のように各階調に対応したパルス数を決定し、各階調の
濃度を再現できるように予め設定している。このような
対応づけは、記録色であるY、M、C、必要に応じてB
k毎に行う。即ち、各色毎に各階調に対するパルス数(
エネルギ)は異なり、濃度ムラ補正を行う場合には従来
例のように記録色に関係なく補正すると図4のように各
色毎に濃度が異なり、またヘッドによってもバラツキが
でる。その結果、3色あるいは4色重ねあわせて記録す
る場合には画質が劣化するという課題があった。つまり
、従来の実施例は単色用であり、カラーの高画質記録に
は到底使用できないものであった。この発明は上記のよ
うな課題を解消するためになされたもので、まず第1に
高濃度側でも濃度ムラを解消する。また記録面の分解能
は低下させずに各素子への記録階調指定ビットを減じて
、回路を簡単にすること、およびヘッドに対応して利用
されない印字時間を短縮して高速にすること、およびカ
ラー画像に対しては、各色毎に濃度ムラを補正して色バ
ランスのよい記録が出来る中間調記録装置を得ることを
目的とする。
記録装置は、第1に、濃度ムラに対する補正手段を設け
、この補正手段は過半の高濃度側でも有効なものとし、
n階調入力に対し補正後の(n+m)階調で記録をする
。また第2として、n階調の入力信号に対し、各記録素
子のバラツキによる濃度補正等のためm階調の補正をし
、この(n+m)階調を複数のk個の画素の位置情報と
組み合わせ、表または演算により、対応するk個の記録
素子に対して、lを任意の整数、例えばl=kとして大
略(n+m)/lの粗い階調信号の組み合わせを記録素
子に与え、k個の素子による記録でk画素を記録する。 さらに第3に、階調入力信号に比例した駆動数を記録素
子に与え、階調濃度を決める記録手段の、最大駆動数を
固定でなく可変設定とし、記録素子を交換して最大階調
入力信号が変化したさいは、その最大階調信号に対応し
て最大駆動数を設定変更する。加えて第4として、記録
色であるY、M、CまたはY、M、C、Bkを示す色信
号を補正手段2または補正情報格納手段12に入力し、
各色毎に必要なら異った補正後信号を発生させる。
補正後の出力の(n+m)階調のビット数を入力信号の
ビット数よりも大きくすることができ、高濃度側の階調
補正もする。また第2に、複数画素の位置信号をも使用
したので、濃度ムラが補正されてビットが多くなった(
n+m)階調の入力信号に対しても、最大(n+m)/
l階調と当初の入力信号のビットよりビットを減じた階
調信号を記録素子に与える。また第3に、記録素子を駆
動する最大駆動数は最大階調入力信号に対応して定まる
。さらに第4に、補正手段2の出力である補正後信号h
は、色信号によって異なった補正、例えば最大濃度が各
色共に等しくなるような信号とすることが出来る。
る前に、まず、本発明の中間調記録方式の動作原理を、
図5、図6により説明する。熱転写記録の場合には、通
常1ドットの記録のために数百nsec〜数msecの
通電が必要であるが、ここでは、ディジタル処理が可能
なパルス数制御について説明する。パルス数制御では、
図15により前述した通り、数nsec〜数μsecの
パルス幅tw の印加パルスを一定の繰返し周期tp
でサーマルヘッドの発熱抵抗体に与えると、記録濃度は
、図5に示すような緩やかなカーブを描く。従って、低
階調側あるいは高階調側では、通電パルス数の変化に対
し記録濃度が圧縮されて変化し、他の部分では急激な変
化が現れ、忠実な色再現が困難なものになる。
でパルス数を増加補正させ、例えば記録濃度・階調特性
がリニアになるように制御する。ここで従来は256階
調記録において0〜255階調までの記録を確実行える
ように、階調レベルと記録濃度との対応表(テーブル形
式)を作成し、対応していたものを、新たに補正手段で
発生する階調レベルの変化を見直し、例えば256階調
の中間調記録において256階調記録より大きい280
階調程度の中間調記録ができるようなテーブル形式の対
応表を設けた。
する。図1において、1は例えば8ビット構成の階調レ
ベル信号Sが入力される入力端子、2は補正手段で例え
ばサーマルヘッド7の発熱抵抗体の抵抗値のバラツキ等
による発熱量の差を補正するもので、具体的には、図7
に示すように入力信号Sを前記バラツキ等に応じて変化
させて補正後信号hを生成するものである。特に第1の
実施例における濃度ムラの補正手段2は、n階調(例え
ば本実施例では256階調)の入力信号に対して(n+
m)階調(例えば本実施例では281階調)の補正後デ
ータhを生成して出力する。(当然、s<hとなる。)
これにより高濃度側の補正が行われるので図8のように
全体として高画質の記録が可能となる。
なのに対し、補正後の出力は9ビットになる。ビット数
を増し高画質にすると、回路の複雑化と記録速度の低下
という難点も生じる。そこで高画質のまま信号ビット数
を減らす第2の発明を図9を用いて説明する。まず、図
9(a)では通常8ビット256段階の階調表現を、第
1の発明で補正手段2により例えば9ビットの281段
階の階調表現としている。ここで階調の数字と濃度の関
係を述べると、濃度は、例えば白を0最大濃度を1とす
ると、すべての濃度は0と1の間にある。これに対して
281階調を指定すると階調0が濃度0に、階調280
が濃度1に対応する。階調71段階と指定すると階調0
が濃度0に、階調70が濃度1に対応し、濃度に対し粗
い分解能の記録となる。図9(a)では各画素は白から
最大濃度までを281段階の細かな階調で表現している
が、図9(b)では4個の各画素は各71段階の粗さの
階調で同じ白から最大濃度を表現する。
りとして、きめ細かな階調の濃度を粗い階調で置き換え
るものである。図9(a)で4個の画素が同じ1の階調
であれば、それは同図(b)では最初の奇数ライン奇数
画素だけ1他は0の階調とする。このルールは第10図
で詳細が示される。図9(c)に示すように、もし変換
前の4個の画素が272、277、278、280であ
ったとする。このときは変換後の粗い階調表現では68
、69、69、70となる。前記発明は、人間の目の特
性、即ち人間の視覚特性、特に積分能力、ひとかたまり
でみるという能力を利用したものである。つまり、図9
に示す1画素は、通常1mmの中に6個〜12個配置さ
れるが、人間の目で判断できる画素は1mm中に3〜4
個であるため同図(b)のように4つの画素を1まとま
りと考えても人間が見た画質には影響をおよぼさない。 従って、4つの画素を組み合わせて考え、それぞれの画
素の階調レベルを組み合わせて上げた図9(b)の場合
は、同図(a)のように同一階調の4つの画素の段階的
な濃度変化として視覚的に認識できることを実験により
確認した。
高画質を実現する構成を、図10を用いて具体的に説明
する。図10(a)に示すように、複数のk個(この場
合は4個)の画素の位置を、奇数位置、偶数位置、奇数
ライン、偶数ラインの組み合わせで表現し、これらを位
置A、B、C、Dとする。そしてこれらA、B、C、D
の位置の画素を細かな281階調で表現したいとき、図
10(b)の対応表で粗い階調の0〜70が指定される
。例えば、奇数ライン奇数画素のAが277階調を指定
されたときは70階調を出力する。同じ277階調の入
力でも位置Bの場合には69階調を出力する。この変換
により先に述べたように図9(c)の変換が説明できる
。
である。第2の発明では図1の補正手段2は図7、図1
0のテーブルを含み、複数画素の位置指定のために図1
1(a)、図11(b)の選択信号が補正手段2に送ら
れる。またヘッドのバラツキを表す図11(c)の補正
情報も補正手段2に送られる。図1にもどって、上述し
たように、補正手段2へ入力信号S、記録ライン情報3
、記録画素情報4、補正情報5を入力し、図7、図10
に示すテーブルをもって補正手段2の出力として、入力
信号より小さい補正後信号hを得ることができる。
6では補正手段2からの補正後信号hを入力とし、図6
に対応する特性に基づいて、即ち各階調レベルに対応し
たパルス数を出力し、サーマルヘッド7を制御する。こ
こで、記録手段6では、確実な256階調記録を行うた
めに、補正手段2で発生する最大階調を記録できるよう
になっており、本実施例では、例えば70階調分に対応
した70回の通電パルスをサーマルヘッド7に印加して
いる。
おいてサーマルヘッド7に駆動信号jを与えるパルス数
発生手段6の回路と出力の通電パルス信号を図12に示
す。図12(a)において8は記録制御回路で、サーマ
ルヘッドへデータを転送したり、通電パルス数を制御す
る。9は最大駆動数設定回路で、マイクロプロセッサ等
で指示される設定値信号10で設定された値までの駆動
パルスが受け付けられ、この値を越えるとリセットされ
て、次にサーマルヘッドの素子のためのパルスカウント
が始まる。上記実施例で、最大71階調の記録をすると
きは設定値信号10に70が入力され、最大駆動数設定
回路9に70が入力される。上記回路で、入力の補正後
信号hが70であればサーマルヘッドへの通電パルスj
は70回印加される。hが60であれば通電パルスjは
60回印加され残りの10は印加されない。図12(b
)
ラツキが少なく補正後の最大階調が65階調のヘッドが
使用されるとする。従来は、こうした場合も設定値信号
10は70で固定され、最大駆動数設定回路の数値は7
0で変更されなかった。この場合には図12(b)に示
すように、5だけどの素子に対しても無駄な時間が発生
する。図3の発明は、パルス数発生手段6の最大駆動数
設定回路9の最大駆動設定値を設定値信号10で可変設
定値としたことである。上記の例では、最大が65階調
のヘッドに交換されたときは、最大駆動数設定回路9も
65に変更される。こうすることで図12(b)に示す
ように、各素子への通電パルスの制御時間が従来よりも
短縮される。
は太い白枠線で示すように、補正手段2あるいは補正情
報格納手段12に色信号11を加え、各色毎に出力信号
を変化させたものである。前記色信号11は、例えば2
ビットで構成され、Yの階調レベル信号入力時00、M
の階調レベル信号入力時01、Cの階調レベル信号入力
時10、必要に応じてBkの階調レベル信号入力時11
の2進数が入力される。なお、色信号11の内容は図示
しない装置制御部等が設定する。色信号を補正情報格納
手段12側に与える場合は、さらに各サーマルヘッド7
の各発熱抵抗体毎に、各色毎に異なるエネルギを考慮し
て対応した補正係数を図13のように設定し、与える。 また、図の一点鎖線で示すように補正手段2側に入力す
る場合は、補正情報を各色毎にかえるもので、具体的に
は、図7のテーブルと同様のテーブルを記録色分用意し
たものである。なお、いずれの場合でもテーブル値は、
抵抗値の測定と各色毎の階調レベルー記録濃度の関係か
ら計算で求める方法や、各色毎に記録して、前記記録サ
ンプルを読み取り装置で読み取って求める等の方法で簡
単に決定できる。
ではなく必要に応じて種々の変更が可能である。例えば
、上記実施例では、濃度ムラの補正手段2により信号レ
ベルを変化させたが、他の補正手段、例えば、温度制御
、電圧ドロップ制御等のいかなる補正手段にて入力信号
に補正を施す場合にも、本発明を適用することができ、
上記実施例と同様の効果を奏する。第1の発明において
、入力信号ビット数、補正後信号のビット数は上述の値
に限定されず、s<hの関係であれば他の値でもよい。
ビットで補正信号が7ビットで71階調記録の場合につ
いて説明したが、本発明の方式は、これに限定されるも
のではない。さらに、上記実施例では、熱転写記録の場
合について説明したが、本発明の方式は、多の記録方式
、例えば、電子写真方式、感熱記録方式、インクジェッ
ト記録方式等のいかなる記録方式に対しても同様に適用
され、上記実施例と同様の効果を奏する。
(a)のように補正手段2の内部を図7の第一テーブル
、図10(b)の第二テーブルというように順次処理す
るようにしたが同図(b)のように図7、図10(b)
のテーブルを総合して一つのテーブル構成にしても上記
の実施例と同様の効果を奏し、入力信号Sに対し補正後
信号hが小さくなるような構成であればよい。加えて上
記実施例ではテーブル形式としたがマイクロプロセッサ
等で演算しても同様の効果を得ることができる。
まりと考え、4つの画素について述べたが、この数値に
限定されるのではなく、6、8、16等任意にとれる。 この場合補正手段2に入力される記録ライン情報3、記
録画素位置情報4の構成ビット数も変化し6画素を1ま
とまりとする場合は記録ライン情報3が2ビット、記録
画素位置情報4を1ビットとするかまたは逆の構成にす
ればよい。また、2つの画素のみを1まとまりとする場
合は記録ライン情報、3か記録画素位置情報4の一方の
信号のみを補正手段2に入力すればよく、いずれの場合
にしても記録ライン情報3、記録画素位置情報4のビッ
ト数も限定されない。
0はマイクロプロセッサ等から指示することにしたがオ
ペレーションパネル等からでもよくこの発明はこれらに
限られるものではなく必要に応じて種々の変更が可能で
ある。また、最大駆動数設定回路9はカウンタ等でもよ
く、この場合は、設定値信号10の値を記録制御回路8
からの通電回数でカウントupかカウントdownし、
所定値になった場合に停止信号を出力し、1ラインの階
調数を制限するようにすればよく、この構成においても
限定されるものではない。
補正情報格納手段12へ入力する色信号11を2ビット
としたが、これに限定されず、例えば各色に対応して、
3ビット、あるいは4ビットの入力としても同様の効果
を奏する。また、色信号2を図2で補正手段2、補正情
報格納手段12、の両者に入力するような構成でも同様
の効果を奏する。また、第1の発明、第2の発明、第3
の発明、第4の発明は必要に応じて組み合わせることが
可能で、例えば、第2、第3、第4の発明を組み合わせ
た場合には、比較的簡単な回路で、高速でかつ高画質記
録が得られる効果を奏する。
1の発明では、n階調の入力に対し高濃度側にもm階調
の補正を可能としたので、高品質の中間調記録ができる
。第2の発明では、各素子への(n+m)階調の補正後
の信号に対し、複数画素の位置信号をも組み合わせて調
数レベルを減らしたので、比較的簡単な回路で、高品質
の中間調記録を高速で可能にする。第3の発明では、記
録素子の交換に対応して必要十分な最大駆動数を設定す
るので、素子への無駄な通電制御時間を省くことができ
、記録時間を短縮できる効果がある。第4の発明では、
各色毎に濃度ムラの補正をするようにしたので、各色間
でバランスのとれた高品質のカラー画像記録が得られる
効果がある。
ック図である。
録装置のブロック図である。
度関係図である。
濃度の例を示す図である。
を与えるテーブル図である。
の関係を示す図である。
入力補正階調から、階調を減らした変換階調出力を与え
るテーブル図である。
報の説明図である。
路図と通電パルス信号の説明図である。
憶テーブルの例を示す図である。
。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 n階調の濃度の中間調記録ができる記
録装置の各素子が各画素を記録する際、素子等の階調補
正mを、過半の高濃度側にも補正して、(n+m)階調
信号を出力し、記録をすることを特徴とする中間調記録
装置。 - 【請求項2】 n階調の濃度の中間調記録ができる記
録装置の各素子が各画素を記録する際、複数のk個の画
素の位置情報と各々の素子等の階調補正mを補正後の入
力階調信号(n+m)とより、対応するk個の各画素の
階調信号をlを任意の実数とする粗い(n+m)/l階
調の所定の組みあわせとして出力し、記録をすることを
特徴とする中間調記録装置。 - 【請求項3】 n階調の濃度の中間調記録ができる記
録装置の各記録素子に対し、最大駆動数を可変設定とし
、上記可変設定値は入力の階調指定値の上限値に対応し
た値とすることを特徴とする中間調記録装置。 - 【請求項4】 n階調の濃度の中間調記録ができる記
録装置において、記録色のイエロー(Y)、マゼンダ(
M)、シアン(C)および必要に応じてブラック(Bk
)の各色毎に独立の階調補正手段を設けるか、または共
通の補正手段と各色毎に独立の係数を与える補正情報格
納手段を設けたことを特徴とする中間調記録装置。
Priority Applications (5)
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- 1991-04-19 CA CA002040894A patent/CA2040894C/en not_active Expired - Fee Related
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