JPS622775A

JPS622775A - 多階調記録方式

Info

Publication number: JPS622775A
Application number: JP60142108A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Ono; 大野　忠義; Tsutomu Kanai; 努金井; Kazushi Nagato; 一志永戸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-08
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0681233B2

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】〔発明の技術分野〕この発明は、１画素を複数のドツトマトリクスで構成す
るとともに、上記マトリクス内に記録されたマークドツ
トの面積率によって疑似ｌｉＩ調ｉ調像ｌ像る多階調記
録方式に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

熱溶融性インクをサーマルヘッドにより加熱してインク
を溶融または軟化させて記録紙に転写記　　　　録する
溶融型熱転写記録方式では、インク転写による濃度表現
が、“１ＺｌｌＱ”的であるため、いわゆる２値面積階
調と゛呼ばれる面積変調による階調表現が一般的に行わ
れている。

しかしながら、この方法では、ｎｘｎ画点のマトリクス
で１画素を表現する場合に表現可能な階調数が、記録紙
の下地濃度レベルを含めてもｎ２＋１に過ぎない。した
がって、例えば４Ｘ４のマトリクスサイズで１７階調し
か表現することができない。ところが、一般に目に自然
な画像を得るには、カラー画点の解像度が４ドツト／ｍ
以上、階調数が６４以上であるといわれている。これを
２値面積変調方式で満足するには８×８マトリクスサイ
ズで発熱素子密度が３２ドツト／層以上のサーマルヘッ
ドを使用しなければならない。

しかし、現在実現可能なサーマルヘッドは、１６ドツト
／膳が限界であり、３２ドツト／ｊＷ＋の解像度を持つ
熱転写記録の実現は現状では困難である。

このため、２値面積階調により滑らかな濃度階調を得る
ことは極めて困難であった。

そこで、これを解決するため、濃度の異なるインクを２
層積層したインクリボンを用い、濃度の異なる画点と画
点配置の組合わせにより多階調を得る方法（特開昭５７
−１９３３７７号）や、濃度の異なるインクを長手方向
に順次塗布したインクリボンを用いて低濃度インクから
高濃度インクへと記録画点を順次重ね合わせる方法（特
開昭５９−５５７６８号）などが提案されている。しか
し、これらの方法は、いずれもインク転写が不安定でし
かも印字時間がかかるなどの欠点を持っていた。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に基づきなされたもので、解
像度の低下を招くことなく極めて滑らかな階調表現が可
能な多階調記録方式を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、画素を構成するドツトマトリクス内に設定さ
れた固定パターンと、この固定パターンを構成する各マ
ークドツトの画点形成エネルギーの多値化とによって、
疑似階調を得る多階調記録方式において、前記固定パタ
ーンをＬ字形状を基本としたパターンとしたことを特徴
としている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、固定パターンの画点形成エネルギーを
多値化することによって多階調画像を得る方式であるた
め、小さなマトリクスサイズであっても従来よりも多く
の階調数を得ることができ、しかもその階調特性は極め
て滑らかなものとなる。

また、従来と同じ階調数を従来よりも小さなマトリクス
サイズで表現できるので階調数を高めると同時にその解
像度をも高めることができる。

さらに本発明によれば、特定の固定パターンを構成する
マークドツトの画点形成エネルギーを変化させることに
よって階調表現を行うものであるため、熱転写記録に最
も好ましいパターンを選択できる。この場合には固定パ
ターンとしてＬ字形を基本とする固定パターンを使用し
ているため、Ｌ字の屈折部内側のスペース部分にインク
を顕著に広がらせることができる。したがって、濃度ダ
イナミックレンジの広い、しかも直線性に優れた階調特
性を得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づいて、本発明の一実施例にっいて説明
する。

第１図は、本発明の一実施例としてＬ字形のパターンを
用いた場合の、濃度ダイナミックレンジの拡大を説明す
るための図である。

すなわち、同図（ａ）は、ディザ沫を熱転写記録方式に
適用した時に常用される集中形パターンであり、同図（
ｂ）は、縦（副走査方向）に延びるストライプ形状パタ
ーンであり、また、同図（Ｃ）は、本実施例に係るＬ字
形のパターンである。

いま、これらパターンの各マークドツトを形成するエネ
ルギーを徐々に増やしていくと、インクの溶融面積が拡
大し、各固定パターンの面積は、それぞれ破線、一点鎖
線に示すように、拡大されてゆく。高速の熱転写記録で
は、一般に蓄熱現象により副走査方向にやや伸びた画点
が形成される。

従って副走査方向に連続する画点の数に応じて画点は広
がる。つまり通電エネルギー量の変化分が同じならば、
より表現可能な濃度のダイナミックレンジは広がること
を意味している。また、一般にマトリクスは正方形であ
るため、小さなマトリクスサイズの場合に第１図（ａ）
に示すパターンを用いると、通電エネルギー量を大きく
した場合に、隣のマトリクスの記録パターンとの間で、
いわゆるブリッジ現象を生じ、これによって濃度の飛び
が起り、階調表現の滑らかさは損われる。また、ブリッ
ジ現象はランダムに発生するため、このブリッジに起因
するノイズにより、画質が著しく低下するという問題も
ある。

この点、上記り字形状のパターンであると、主走査方向
と副走査方向の画点列に囲まれた領域での画点の広がり
が付加されるので、第１図（ａ）。

（ｂ）に示すパターンに比較して、より濃度表現可能な
ダイナミックレンジを拡大することができる。

このような効果は、Ｌ字形状を組合わせた十字形状の固
定パターンでより顕著に現れる。第２図および第３図は
、マトリクスサイズが４Ｘ４で、このマトリクス内に主
走査方向に３ドツト、副走査方向に３ドツトを配置して
なる十字形状の固定パターンを配した例を示す。

すなわち、十字形状で表現される固定パターンの画点形
成エネルギーを第２図（ａ）に示すように、１．３．５
の順に増加させてゆくと、同図（ｂ）に示すように、縦
方向および横方向に延びる画点列が徐々に太る。これに
伴って、上記画点列で囲まれた空白部分が、インクの軟
化面積の増大によって徐々に埋め尽くされてゆく。

この実施例によれば、Ｌ字形状の屈曲部内側の効果的な
面積変調作用が４箇所で期待できるので、表現濃度のダ
イナミックレンジをより広くとることができる。

また、この固定パターンは、第３図（ａ）に示すように
、マトリクスとマトリクスとを隣接させた場合でも固定
パターン同士が接触しないように、１ドツト分のスペー
スドツトを配置したパターンとなっている。したがって
、このパターンによれば、同図（ｂ）に示すように、画
点形成エネルギーを十分に高めた場合でも、固定パター
ン間の独立性は保たれる。つまり、通電エネルギー量の
増加に従って画素は大きくなるが、隣のパターンとの間
に通電しないスペースドツトが存在しているため、イン
クの付着力は弱く、インクリボンと記録紙の剥離によっ
て起こる記録紙へのインク転写が起り難くなる。したが
ってパターンの独立性が保たれると考えられる。

また、従来は、互いに隣接するパターン同士が接してい
ると、その部分で画点形成エネルギーに応じて特異なイ
ンク転写面積の増加が見られ、しかもこの増加は一般に
極めて急激であった。このため、しばしば画点形成エネ
ルギーの増加に伴い画素濃度の直線性が妨げられること
があった。しかし、上記のような十字形状パターンによ
れば、パターンの最も細い部分が近接しているので、パ
ターン同士がつながった場合でも、通電エネルギーに応
じて最も画点面積を増加させる部分が、近接部分とは最
も遠い十字パターンの中心部であることから、非インク
転写部は同心円状に縮小し、最後まで良好な画質が保た
れる。

次に、本発明を４×４マトリクスで３９階調表現が可能
な記録装置に適用した例を説明する。

第４図は、このサーマル記録装置の構成を示すブロック
図である。

すなわち、図示しないスキャナ、Ａ／Ｄコンバータ、画
像メモリ、伝送系の復調、復号回路等からディジタル信
号の形で入力される多階調画像信号は、多階調信号処理
回路１によって、プリンタの仕様や特性に合わせた形態
の信号に信号処理を施され出力される。この多階調信号
処理回路１で処理された信号は、多値パターンテーブル
２に入力されている。

多値パターンテーブル２は、上記信号の保有する濃度情
報に応じた固定パターンおよび注入エネルギー量を決定
するもので、具体的にはＲＯＭで構成され、本実施例の
主要部となる部分である。

この多値パターンテーブル２は、従来ならばテーブルル
ックアップ形式の２値デイザパターンを発生するＲＯＭ
で、場合によってはサーマルヘッドの蓄熱現象を補償す
る演算を含むこともあった。

しかしながら、本実施例においては、この部分は後述す
るように固定パターン情報と各マークドツトの形成エネ
ルギー情報とを記憶したものとなっている。

マトリクス位置指定回路３は、ディジタル記録あるいは
疑似中間記録に必要な複数の画点からなるマトリクス内
のパターンのマトリクス上における位置を指示するため
の回路で、通常、ラインプリンタの場合、主走査方向の
ドツトカウンタ、副走査方向のラインカウンタと連動し
ている。また、場合によっては、多階調信号処理回路１
で使用される画像信号入力用のクロックに運動すること
もある。

多値パターンテーブル２からの固定パターン情報および
通電エネルギー情報は、サーマル記録回路４に与えられ
ている。このサーマル記録回路４では、サーマルヘッド
の発熱素子毎の通電パルス幅を制御する。サーマル記録
回路４から出力される通電パルスは、サーマルヘッド駆
動回路５に出力されている。

サーマルヘッド駆動回路５は、シフトレジスタとラッチ
、ゲートドライバからなるＩＣ化された回路で、サーマ
ルヘッド基板上に搭載されている。

このサーマル記録回路４およびサーマルヘッド駆動回路
５の連動動作は、従来の溶融熱転写記録では蓄熱現象を
補償するためになされた動作と同じであり、例えば特開
昭５７−２０８２８３号、特開昭５９−９８８７８号な
どに述べられているように、通電パルス幅をそれぞれ変
化させたり、通電パルスの電圧レベルを変化させたり、
またはこれらを併用することなどが考えられる。

ところで、上記実施例に係る装置の主要部である多値パ
ターンテーブル２の記憶内容の詳細は、第５図に示され
る。

すなわち、濃度領域をＯ〜１１階調レベル、１２〜２３
階調レベル、２４〜３８１１１ルベルの３つの領域に分
け、第１の領域にはＬ字形のパターンが、また第２の領
域には十字形のパターンが、また第３の濃度領域にはマ
トリクス内の配置が全体的に見てＬ字形状をなす７つの
ドツトからなる固定パターンが割当てられるように各記
憶場所にマークドツト形成のための情報が記憶されてい
る。

さらに、固定パターンを構成する各ドツトの画点形成エ
ネルギーを、濃度レベルに応じて図示のように５段階に
変化させ、これらの組合わせによって全体として３９階
調の表現が可能になるように、各濃度に対応する記憶場
所に各ドツトの注入エネルギー漫の情報（図中１〜５の
数字で表わされる量）が記憶されている。

第６図中実線に、この実施例の装置を用いて記録された
画像の階調濃度特性を示す。なお、図中点線は比較例と
して示したもので、１つのドツトからなる第１のパター
ンと、副走査方向にだけ延びる第２のパターンと、主走
査方向および副走査方向に延びるＬ字形状の第３のパタ
ーンとをそれぞれ使用したものである。

この図から明らかなように、本実施例のものは、比較例
のものに比較して、低濃度レベルでのダイナミックレン
ジが広く、これによって全体的なダイナミックレンジも
拡大された。また、上記のように低濃度領域のダイナミ
ックレンジが拡大されたことにより、濃度特性の直線性
が大幅に改善された。しかも、本実施例のものは、全濃
度領域においてざらつきのない良好な画質を得ることが
できた。

このように、本実施例によれば、４Ｘ４のマトリクスで
も従来の１７階調から３９階調までに階調数を増やすこ
とができ、これによる解像度の低下も抑制できる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。たとえば、この発明の基本思想には、第７図に示
す各種のパターンが含まれる。この場合、高濃度領域用
のパターンであっても、固定パターンは、縦方向もしく
は横方向に延びるマークドツト列のうちの少なくとも１
つの方向に延びるマークドツト列がマクトリクスの最外
周位置において少なくとも１つのスペースドツトを形成
するようにするのが望ましい。隣接パターンとの間の不
規則なブリッジ現象を抑制することができるからである
。

また、本発明は、特に４Ｘ４．３Ｘ３マトリクスに限定
されるものではなく、他のマトリクスサイズを用いた場
合にも適用できるが、本発明の効果をより高めるために
は２〈ｎ≦６のマトリクスサイズが望ましい。

このように、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変更して実施するこができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る固定パターンの効果を
比較例の固定パターンと比較して説明するための図、第
２図は本発明の他の実施例に係る固定パターンとその注
入エネルギーとその作用とを示す模式図、第３図は同固
定パターンの効果を説明するための模式図、第４図は本
発明のざらに他の実施例に係るサーマル記録装置の構成
を示すブロック図、第５図は同装置における多値テーブ
ルの記憶内容を示す模式図、第６図は同装置の注入エネ
ルギー量に対する記録濃度の特性を示す特性図、第７図
は本発明に係る固定パターンの種々の例を示す模式図で
ある。１・・・多階調信号処理回路、２・・・多値パターンテ
ーブル、３・・・マトリクス位置指定回路、４・・・サ
ーマル記録回路、５・・・サーマルヘッド駆動回路。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ａ）　　　　（ｂ）　　　　　（ｃ）第１図（ａ）（ｂ）第２図（ａ）第３図記録濃度

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のドットで構成されるマトリクス内に固定パ
ターンを設定し、かつ上記固定パターンを構成するマー
クドットの画点形成エネルギーを多値化することにより
疑似階調を得る多階調記録方式において、前記固定パタ
ーンはＬ字形パターンを基本とする形状であることを特
徴とする多階調記録方式。
（２）前記固定パターンは、Ｌ字形パターンを少なくと
も１部に含む形状であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の多階調記録方式。
（３）前記固定パターンは、前記マトリクス内のマーク
ドットの配置が全体的にＬ字形をなすことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の多階調記録方式。
（４）前記固定パターンは、十字形状であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の多階調記録方式。
（５）前記固定パターンは、縦方向もしくは横方向に延
びるマークドット列のうちの少なくとも１つの方向に延
びるマークドット列が前記マトリクスの最外周位置にお
いて少なくとも１つのスペースドットを形成するもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多階
調記録方式。