JPS6369380A - 濃度階調形カラ−プリンタ - 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】 〔概　要〕 本発明は、濃度階調形カラープリンタにおいて、プリン
タの三原色インクの濃度階調レベルを、上記インクの同
一濃度階調レベルの各色を重ね合わせた時に生じる無彩
色の明度軸を均等分割する如く定め、各色の濃度値をこ
の濃度階調レベルのうちの１つのレベルに量子化する如
く構成したことにより、良好な画質を得るものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は濃度階調形カラープリンタにおける三原色イン
クの濃度階調レベル設定方法に関するものである。

〔従来の技術〕

濃度階調形カラープリンタにおいては、各濃度階調レベ
ルに対して記録されるインク濃度を決定付ける量子化レ
ベルは、出力画像の画質に大きく影響する。

この量子化レベルと人間が色の違いを感じる度合との一
致度が高い程、階調変化が滑らかで、良好な画質が得ら
れる。このため、濃度値の量子化が容易で、且つ上記視
覚特性に近くなるように、量子化レベルを定める必要が
ある。

カラープリンタにおける階調表現方式としては、濃度階
調法と、擬似面積階調法がある。

前者は記録ドツト自体が異なる濃度、または面積を表現
できる場合に用いられ、画像信号の各画素を記録ドツト
に対応させる。

後者の擬似面積階調法は、記録ドツト自体の濃度も面積
も変化できない場合に用いられ、複数の記録ドツトの集
団（画素マトリックス）に画像信号の各画素を対応させ
る０画素マトリックスの記録ドツト数を変化させること
により、面積率を変化させ、見掛は上の濃度変化を得る
ものである。

これは、二値プリンタで階調記録を行うための記録方式
であり、１画素を複数の記録ドツトで構成するため、画
素密度を高くできない０例えば、８ドソ）　／　ｍ　ｍ
のドツト密度で１６階調記録を行う場合、前者では８画
素／　ｍ　ｍの画素密度が得られるのに対して、後者で
は２画素／　ｍ　ｍという低い画素密度しか得られない
、このため、一般に高解像、高画質の記録には前者が用
いられる。

本発明は濃度階調法を用いるカラープリンタに関するも
のであるので、以下その代表的記録方式である熱転写プ
リンタを例に取って、従来の濃度階調法を説明する。

熱転写プリンタの発熱素子（サーマルヘッド）は、ライ
ン記録方式用とシリアル記録方式用とに大別することが
できる。高速記録にはライン記録方式が用いられ、低速
記録にはシリアル記録方式が用いられる。記録原理上は
同一であるから、以下ライン記録方式についてのみ説明
する。

第３図は前述のライン記録方式のサーマルプリンタの要
部を示すものであり、サーマルヘッド７はインクシート
８．記録用紙９を介してプラテン１０と対向している。

このインクシート８を加熱することにより、インクシー
ト８のインクが溶融して記録用紙９に転写され、記録が
行われることになる。

サーマルヘッド７は、紙面に対して垂直な方向に配列さ
れた１ライン分の発熱素子を有し、１ライン分の記録が
ほぼ同時に行われる。この１ライン分の記録が終了する
と、記録用紙９とインクシート８とは矢印方向に移送さ
れる。

濃度階調形の記録方式を用いる場合、記録は多値的に行
われることになる。即ち、第４図の印加熱エネルギと記
録濃度との関係説明図に示すように、与える熱エネルギ
をＯからＥＮまで変化させると、記録濃度はＤ　＠　ｔ
　ｎからり、□まで変化する。

記録濃度を一般に１６〜６４個程度の程度ル（Ｓ度階調
レベル）に分割し、各レベルごとにそのレベルを代表す
る濃度値（量子化レベル）を定めるとともに、各濃度値
に対応する熱エネルギを求めておく。実際のプリントに
際しては、与える熱エネルギを選択することにより記録
濃度を制御する。従って、量子化レベルをいくらにする
かによって、記録画像の画質が大きく変化する。

モノクロ画像では、その量子化レベル濃度を決める際に
、濃度に均等に選ぶよりも、明度スケールで均等に選ぶ
方が人間の視覚特性に合うことが、主観実験により確か
められている。

そこで計算機で複雑な処理を施して出力する場合や、プ
リンタでも高価な特殊用途のものでは、明度スケール上
で均等に分割した量子化レベルを使用する方法が用いら
れている。

しかしながら、カラーでは均等色空間が人間の視覚特性
に対応し、濃度、明度ともにＹＭＣ各色の三次元での扱
いが必要である。そのためカラー画像の取り扱いは、か
なり複雑であり、従って装置の構成も複雑で高価となる
。

そのため従来の一般の廉価型プリンタは、モノクロ画像
では、インク量への変換が簡単であることから、濃度ス
ケール上で均等に分割した量子化レベルを使用する方法
が多く用いられ、カラープリンタでは、各色の相互関係
を無視し、各色ごとに独立に、濃度を均等に分割して量
子化レベルを決定していた。

これは、インク量と記録される各色濃度とはほぼ比例関
係にあるので、濃度を測定することにより、而単にイン
ク量を決定することができるためである。

ところが、人間の視覚特性は、濃度に対して直線的では
なく、特に低濃度部で非直線性が著しい。

このため低濃度部では、記録画像にモアレや偽輪郭とい
ったものが生じやすく、十分な画質の画像が得られてい
ないという問題が生じる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如〈従来の濃度階調形カラープリンタは、良好な
色再現性及び画質を得ようとすると装置が複雑で高価と
なり、装置を簡単化した廉価型のものでは、十分に満足
し得る色再現性及び画質を得ることができなかった。

そこで本発明は、良好な色再現性と画質が得られるとと
もに、構成が簡単で安価な濃度階調形カラープリンタを
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、印刷に用いるインクの三原色濃度値
を出力するカラー画像入力部１と、前記三原色の同一濃
度階調レベルを重ね合わせたときに生じる無彩色が、明
度軸上で均等距離間隔で配列する如く定めたインクの濃
度階調レベルテーブルにより、画像入力部１から出力さ
れた濃度値のうち１個を選択して出力する濃度レベル変
換部２とを設けたことにより、原画と、該原画を読み取
った画像信号を変換して得られた記録画像とが略一致す
る如く構成した。

〔作　用〕

本発明を用いて得られる記録画像は、量子化レベルを視
覚特性に対して均等に設定するため、視覚上、量子化ノ
イズは最小となり、良好な画質が得られる。また、上述
の構成は至って簡単であるので、廉価型の濃度階調形カ
ラープリンタを製作し得る。

〔実　施　例〕

以下本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の詳細な説明するブロック図である。

同図において、カラー画像入力回路１は、入力信号を印
刷に用いるインクの三原色濃度値に変換する回路である
。ここで得られた濃度値は原画の濃度値であり、記録を
行うためにはこれを量子化して濃度階調レベルに変換し
なければならない。

そこで、各色の濃度値は、濃度レベル変換部２で、各同
一濃度レベルの三色を重ね合わせて得られる無彩色が明
度軸上で均等距離間隔で配列する如く定めたインクの濃
度レベル即ち、濃度階調レベルの一つに割り付けること
によって量子化される。この処理によって、濃度と明度
との視覚特性の差が補正され、視覚上の量子化ノイズは
最小となる。

量子化された各濃度階調レベルは、サーマルヘッドの駆
動条件に応じて、画像記録部３でヘッドを駆動するため
のパルス幅値を示す信号に変換され、更にこのパルス幅
を有する出力信号に変換される。

上記パルス幅値は第４図に示す印加熱エネルギと記録濃
度との特性曲線から決定できる。即ち、パルス幅値と印
加熱エネルギとの関係は装置の種類ごとに一定となるの
で、この関係を予め求めておけば、上記特性曲線から各
濃度レベルに対応する印加熱エネルギを、必要なパルス
幅値に換算することができる。

サーマルヘッドの周囲温度が一定で、記録速度が十分遅
い場合には、各濃度レベルに対応する駆動パルスのパル
ス幅値は一意に定めることができる。しかし、一般にサ
ーマルヘッドの周囲温度や記録濃度の履歴によって、サ
ーマルヘッドの基板温度は変動し、第４図に示した特性
曲線も変化する。従って、上記画像記録部３はカラー画
像入力部１の出力濃度値とともに、サーマルヘッドに取
りつけられた温度検出器（図示せず）の出力を入力して
、所定の記録濃度を与える駆動パルス幅値を補正する。

このように本発明においては、発生される各色に対応し
て最適化されたパルスが、画像記録部３において発生さ
れ、これによってサーマルヘッドを制御し、視覚特性に
合った良好な濃度階調記録が行われる。

本発明では、第１図に示す濃度レベル変換部２が色再現
特性を決定する。

本発明では、三色を重ね合わせた時の無彩色の明度を各
色の量子化レベルの基準として用いることにより、三原
色に関する三次元での取り扱いを一次元に落とし、変換
処理を簡単化している。しかもその均等分割した明度ス
ケールに対応する量子化レベルを、テーブルの形で濃度
レベル変換部２に設けることにより、安価で簡単な構成
を可能としている。

以下にその決定法について述べる。

３色を重ね合わせた時に無彩色が得られるような３色の
濃度値の関係を、理論式及び実験によって予め求めてお
く。

次にその無彩色レベルを明度スケールに均等になるよう
に分割し、各色の量子化レベルを決定する。つまり、第
５図に示すように、均等色空間での明度軸（縦軸）を均
等分割するように各色の量子化濃度レベルが選ばれる。

以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明の一実施例のブロック図であって、濃度
を１６階調に分割する例を示す、同図のＲＯＭ−１〜Ｒ
ＯＭ−３は、第１図の濃度レベル変換部２の主要部であ
って、量子化回路４を構成する。

カラー画像入力部１で変換された各色（ＹＭＣ）の濃度
値（各８ビツト）は、各色に対応する量子化テーブルを
格納したメモリＲＯＭ−１，ＲＯＭ−２及びＲＯＭ−３
によって、それぞれ４ビツトの階調レベル値に変換され
る。ＲＯＭ−１，ＲＯＭ−２，及びＲＯＭ−３は、３色
を重ね合わせた時に得られる無彩色の明度軸を均等分割
するような量子化した濃度レベル、即ち各色のインクの
濃度値を出力する。容量はいずれも２５６Ｘ４ビツトの
ＩＫビットのＲＯＭを用いる。

ＲＯＭ−１，ＲＯＭ−２，及びＲＯＭ−３の量子化テー
ブルの決定法を示す。

熱転写プリンタを用いて各色インクを重ね合わせた時の
印加熱エネルギと、記録濃度との特性曲線は、前述の如
く第４図のようになる。

次に理論式と実験から、パルス幅を調整し、３色を重ね
合わせたときに無彩色が得られるようにする。得られた
無彩色レベルを、第５図に示すように明度スケールで１
６階調に等分し、各色の濃度レベル値のパルス幅を求め
る。求めたテーブルで印字すると、転写条件によって理
論値との誤差を生じる。

そのため再び特性曲線を印字実験から求め、各色レベル
値を補正する。補正を繰り返し、最適なパルス幅テーブ
ルを求め、ＲＯＭ−１，ＲＯＭ−２、及びＲＯＭ−３に
量子化テーブルとして格納する。

変換された階調レベル値は、サーマルヘッドの温度情報
（８ピント）を考慮して、ＲＯＭ−４゜ＲＯＭ−５，及
びＲＯＭ−６でパルス幅（８ビツト）に変換される。こ
の際、温度データはヘッドの蓄熱補正を行うために用い
る。ＲＯＭ−４，ＲＯＭ−５，及びＲＯＭ−６は、第１
図の画像記録部３に含まれ、容量はいずれも４０９６Ｘ
８ピントの３２にビットのＲＯＭを用いる。

変換された各色パルス幅データは、画像記録部３内の二
値化回路６でサーマルヘッド駆動のための二値信号列に
変換され、サーマルヘッドを駆動する。

以上により得られた本実施例の記録画像は、視覚特性上
、人間によって感じ取られる量子化誤差が最小となって
いる。

かかる濃度レベルの変換を行うための手段は、上記一実
施例で説明したように、極めて簡単な構成で実現し得る
ので、安価な濃度階調形カラープリンタを促供できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、濃度階調の量子化レベ
ルを、三原色を重ね合わせたときに生じる無彩色が明度
軸上で均等距離間隔で配列するように選ぶことにより、
視覚特性に合った高画質の画像が得られる。　また、濃
度レベル変換部２を小容量のＲＯＭで構成できるので、
回路構成は簡単であり、従って安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例のブロック図（１６階調の例
） 第３図はサーマルプリンタの要部構成説明図、第４図は
印加熱エネルギと記録濃度との関係説明図、 第５図は均等色空間での明度軸の説明図である。 図において、１はカラー画像入力部、２は濃度レベル変
換部、３は画像記録部、４は量子化回路、サー？ルア・
ワシグシｆ等行９Ｈη 第３図 ＯＥＭ とｒ＋ルで 目ｎでＪＡｌ−γルギγ；乙か１１歌賞ゾ１匍床直’Ｉ
Ｂ月図第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 印刷に用いるインクの三原色の濃度値を出力するカラー
   画像入力部（１）と、前記三原色を重ね合わせたときに
   生じる無彩色が明度軸上で均等距離間隔で配列する如く
   定めたインクの濃度階調レベルテーブルと、前記カラー
   画像入力部から出力された濃度値に応じて前記濃度階調
   レベル値のうちの１個を選択して出力する濃度レベル変
   換部（２）とを具備し、 該出力された濃度階調レベルに従って前記三原色の各色
   の記録を行うよう構成されたことを特徴とする濃度階調
   形カラープリンタ。