JP4358200B2 - 感熱記録装置、画像形成方法及び印画物 - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッドに蓄積される熱の影響を軽減し、低解像度で高精細な円形ヘアラインを印刷する感熱記録装置等に関する。

サーマルプリンタは、記録紙に重ねたインクリボンの背後をサーマルヘッドで加熱し、インクリボンのインクを記録紙に熱転写して印画する装置である。インクリボンは、熱溶融性着色インク層を有する熱転写シートであり、記録紙は紙やプラスチックシート等の受像シートである。

サーマルヘッドは、基板上に一列に形成される複数の発熱抵抗体から成る。サーマルプリンタは複数のインクリボンを備え、記録紙の同一位置に複数色のインクリボンのインクを重ねて転写することで、カラー印刷をすることができる。例えば、複数のインクリボンは回転式に設置され、熱転写を行うインクリボンをサーマルヘッドの位置に移動するようになっている。また、記録紙搬送装置は、記録紙を印画位置であるサーマルヘッドの位置に搬送し、記録紙の所定の印画範囲が印刷される。

円形ヘアラインを作成する方法としては、様々な方法が知られているが、高精細な円形ヘアラインを作成すると周期的な縞状のパターンであるモアレが発生する。
帯電器に振動電圧を印加して像担持体を帯電させる工程を含む作像プロセスを繰り返し行ないカラー画像を形成する画像形成装置において、繰り返しの各作像プロセス毎に上記帯電器２に対する振動電圧の周波数をシフトさせることにより、複数色を重ねた時のモアレやピッチムラなどの周期的画像の乱れの強調を防止するという方法がある。（例えば、特許文献１参照）

特開平６−２０２４４５号公報

しかしながら、上記の方法は感光体・誘電体等の像担持体を一様に帯電処理する工程（一次帯電）を含む作像プロセスを繰り返し行ない転写方式もしくは直接方式でカラー画像を形成する画像形成装置特有のもので、感熱記録装置等に適用することはできない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、サーマルヘッドに蓄積される熱の影響を軽減し、低解像度で高精細な円形ヘアラインを印刷する感熱記録装置等を提供することにある。

前述した目的を達成するために第１の発明は、円形ヘアラインを作成し、印画する感熱記録装置であって、黒ピクセルと白ピクセルから構成され、前記円形ヘアラインのパターン画像である第１の画像データを生成する第１の生成手段と、複数の前記第１の画像データが構成要素として配置された万線パターンである第２の画像データを生成する第２の生成手段と、前記第２の画像データを極座標変換して、前記円形ヘアラインである第３の画像データを生成する第３の生成手段と、前記第３の画像データに蓄熱補正処理を行い、第４の画像データを生成する第４の生成手段と、前記第４の画像データを、被印画体に印画する印画手段と、を具備し、前記第１の画像データを変更することにより、前記円形ヘアラインの線幅を変更することが可能であることを特徴とする感熱記録装置である。

第１の発明における第２の生成手段は、前記第１の画像データを感熱記録装置の解像度に応じて画像の階調を低減して、前記第２の画像データを生成するものであっても良い。
また、第１の発明は、前記第２の画像データの画素の位置を、前記万線のピッチ方向に前記第１の画像データの半分のサイズだけシフトされた第５の画像データを生成する第５の生成手段、を更に具備し、前記第３の生成手段は、更に前記第５の画像データを極座標変換して、第６の画像データを生成し、前記第４の生成手段は、更に前記第６の画像データに蓄熱補正処理を行い、第７の画像データを生成し、前記印画手段は、前記第７の画像データを前記被印画体に重ねて印画するものであっても良い。

第２の発明は、円形ヘアラインを作成し、印画する感熱記録装置における画像形成方法であって、黒ピクセルと白ピクセルから構成され、前記円形ヘアラインのパターン画像である第１の画像データを生成する第１の生成工程と、複数の前記第１の画像データが構成要素として配置された万線パターンである第２の画像データを生成する第２の生成工程と、前記第２の画像データを極座標変換して、前記円形ヘアラインである第３の画像データを生成する第３の生成工程と、前記第３の画像データに蓄熱補正処理を行い、第４の画像データを生成する第４の生成工程と、前記第４の画像データを、被印画体に印画する印画工程と、を含み、前記第１の画像データを変更することにより、前記円形ヘアラインの線幅を変更することが可能であることを特徴とする画像形成方法である。

第２の発明における第２の生成工程は、前記第１の画像データを感熱記録装置の解像度に応じて画像の階調を低減して、前記第２の画像データを生成するものであっても良い。
また、第２の発明は、前記第２の画像データの画素の位置を、前記万線のピッチ方向に前記第１の画像データの半分のサイズだけシフトされた第５の画像データを生成する第５の生成工程、を更に具備し、前記第３の生成工程は、更に前記第５の画像データを極座標変換して、第６の画像データを生成し、前記第４の生成工程は、更に前記第６の画像データに蓄熱補正処理を行い、第７の画像データを生成し、前記印画工程は、前記第７の画像データを前記被印画体に重ねて印画するものであっても良い。

本発明によれば、サーマルヘッドに蓄積される熱の影響を軽減し、低解像度で高精細な円形ヘアラインを印刷する感熱記録装置等を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る感熱記録装置等の第１の好適な実施形態について詳細に説明する。

最初に、図１を参照しながら、本発明の実施の形態に係る感熱記録装置（サーマルプリンタ１）の構成について説明する。
図１は、サーマルプリンタ１の構成を示す図である。

図１に示すように、サーマルプリンタ１は、記録紙（図示せず）に重ねたインクリボン（図示せず）の背後をサーマルヘッド（図示せず）で加熱し、インクリボンのインクを記録紙に熱転写して印画する装置である。サーマルプリンタ１は、画像入力部５、記憶部７、制御部９、印画部１１等から構成され、それぞれがバス１３で接続される。

画像入力部５は、印画する画像データ３が入力される。記憶部７は、入力される画像データ３や、算出途中の一時保存データ、処理した画像データ、画像処理用のパラメータ等を保存する。制御部９は、プログラムの実行を行うＣＰＵ(central
processing unit)と、プログラム命令あるいはデータ等を格納するためのＲＯＭ(read
only memory)、ＲＡＭ(random
access memory)等のメモリから構成され、画像入力部５に対して画像データ３の取り込みや画像データ３の処理を指示したり、印画部１１に処理後の画像データを送り、印画指示等を行う。

印画部１１は、図示していないが、基板上に一列に形成される複数の発熱抵抗体からなるサーマルヘッドとサーマルヘッド駆動部等から構成される。印画部１１は、制御部９の指示で印画する画像データを送られると、画素値に応じたエネルギーをサーマルヘッドに印加し、これにより印加部分のインクが溶けて記録紙に付着し、出力画像１５を出力する。画素値が大きければ印画記録濃度が高く、反対に画素値が小さければ印画記録濃度は低い。
なお、インクリボンには、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの４種類があり、これらのインクを重ねて転写することでカラー印画を行う。

図２は、図1のサーマルプリンタ1の構成と処理内容の関係を示す図である。
画像入力部５は、画像データ３の画像読み取り２１を行い、読み取った画像を記憶部７の画像メモリ２７に記録すると同時に、制御部９に送る。制御部９は、画像データ３に対して画像処理２３を行う。

記憶部７は、画像処理する対象となる画像データを記憶する画像メモリ２７と、画像処理を行う際に用いるパラメータを記憶する処理パラメータ２９とから構成される。また、図示しないが記憶部７には他に制御プログラムや、サーマルヘッド等の印画部１１の制御パラメータ等も記憶している。

画像メモリ２７には、サーマルプリンタ１が取得した画像データや、画像処理２３の過程で算出される画像データとして登録される。
尚、元となる画像と最終的な画像データ以外の算出過程で得られる画像データは、特に画像メモリ２７に残しておかなくてもよい。

記憶部７の処理パラメータ２９は、画像処理２３がパターン作成、シフト処理、極座標変換、蓄熱補正処理等で使用するパラメータ等を記録している。

制御部９は、画像処理２３を行う。
画像処理２３は、パターン定義、横万線パターン作成、シフト処理、極座標変換、蓄熱補正処理等の処理工程であり、記憶部７の画像メモリ２７内の画像データをそれぞれの処理パラメータ２９を用いて画像処理し、最終的な画像データを得る。処理途中の画像データは、記憶部７の画像メモリ２７内に記憶する。制御部９は、最終的に得られた画像データを印画部１１に送り、印画部１１が画像印画２５を行う。

次に、サーマルプリンタ１における画像処理の流れについて説明する。図３は、第１の実施形態による画像処理２３の処理の流れを示すフローチャート、図４は、パターン画像Ｇ_１３０の一例を示す図、図５は、横万線パターンＧ_２３４の一例を示す図、図６は、シフト処理を施した横万線パターンＧ_３３５の一例を示す図、図７は、円形ヘアラインＧ_４３６の一例を示す図、図８は、シフト処理を施した円形ヘアラインＧ_５３７の一例を示す図、図９は、出力画像１５の一例を示す図である。

サーマルプリンタ１の制御部９は画像処理２３を実行し、円形ヘアラインのパターン定義をしてパターン画像Ｇ_１３０を生成する（ステップ２０１）。
図４に示すように、パターン画像Ｇ_１３０は黒ピクセル３１と白ピクセル３３から構成されており、黒ピクセル３１、白ピクセル３３の大きさを変更することにより、様々な線幅の円形ヘアラインを生成することができる。本実施では、黒ピクセル３１は３ピクセル、白ピクセル３３は１９ピクセルとする。

次に、サーマルプリンタ１の制御部９は、パターン画像Ｇ_１３０から図５に示す黒３ピクセル、白１９ピクセルの横万線パターンＧ_２３４を生成する（ステップ２０２）。
また、横万線パターンＧ_２３４を下方向に１１ピクセルシフトし、横万線パターンＧ_３３５を生成する（ステップ２０３）。

サーマルプリンタ１の制御部９は、横万線パターンＧ_２３４、Ｇ_３３５をそれぞれ極座標変換し、図７、図８に示す円形ヘアラインＧ_４３６、Ｇ_５３７を生成する（ステップ２０４）。
円形ヘアライン生成のための画像補間処理として、最近傍法、双直線補間法、３次補間法等、様々な方法があるが、最近傍法が最もモアレが軽減できる。

円形ヘアラインの生成後、サーマルプリンタ１の制御部９は、円形ヘアラインＧ４３６、Ｇ５３７に対して蓄熱補正処理を行い、円形ヘアラインＧ６、Ｇ７を生成する（ステップ２０５）。

サーマルプリンタ１の制御部９は、画像処理２３の工程を終了し、最終画像データとして、円形ヘアラインＧ６、Ｇ７を印画部１１に送る（ステップ２０６）。
印画部１１は、制御部９の指示により円形ヘアラインＧ_６、Ｇ_７を出力画像１５として印画出力する（ステップ２０７）。
図９は、印画出力した円形ヘアラインとなる出力画像１５である。

以上、説明したように、シフト処理を施した画像を合成することにより、モアレを低減し、高精細化した円形ヘアラインを作成することができる。

次に、図１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７を参照しながら、円形ヘアラインの印画例について説明する。
図１０は、円形ヘアラインの印画例１を示す図、図１１は、円形ヘアラインの印画例１の層構成を示す図、図１２は、円形ヘアラインの印画例２を示す図、図１３は、円形ヘアラインの印画例２の層構成を示す図、図１４は、円形ヘアラインの印画例３を示す図、図１５は、円形ヘアラインの印画例３の層構成を示す図、図１６は、円形ヘアラインの印画例４を示す図、図１７は、円形へラインの印画例４の層構成を示す図である。

図１０に示す円形ヘアラインの印画例１の層構成は、図１１に示すように、中間転写フィルム（図示せず）上に円形ヘアライン４１を印画した後、シルバーメタリック４３、輝度向上のためのホワイト４５、４７、ブラック４９を印画し、ポリカーボネート５１に転写したものである。

図１２に示す円形ヘアラインの印画例２の層構成は、図１３に示すように、中間転写フィルム（図示せず）上にスモークの円形ヘアライン６１を印画した後、光沢抑制のためのスモーク６３、シルバーメタリック６５、ホワイト６７、６９、ブラックを印画し、ポリカーボネート７３に転写したものである。

図１４に示す円形ヘアラインの印画例３の層構成は、図１５に示すように、立体感強調のため、ブラックの円形ヘアライン８１をポリカーボネート８３に印画し、シルバーメタリック８５、ホワイト８７、８９、ブラック９１を印画したものである。

図１６に示す円形ヘアラインの印画例４の層構成は、図１７に示すように、中間転写フィルム（図示せず）上にスモークの円形ヘアライン１０１を印画した後、シアンの円形グラデーション１０３、シルバーメタリック１０５、ホワイト１０７、１０９、ブラック１１１を印画し、ポリカーボネート１１３に転写したものである。円形ヘアライン１０１と円形グラデーション１０３の位置合わせを容易に行うことができる。

以上、説明したように本実施によれば、サーマルヘッドに蓄積される熱の影響を軽減し、低解像度で高精細な円形ヘアラインを印刷する感熱記録装置等を提供できる。

本実施では、パターン定義後に横万線パターンを作成し、横万線パターンにシフト処理を施して、二つの横万線パターンを極座標変換、蓄熱補正処理して、二つの円形ヘアラインの画像を合成印画したが、パターン定義から作成した一つの横万線パターンに対して極座標変換、蓄熱補正処理を施し、円形ヘアラインを印画するようにしてもよい。

また、パターン定義の黒ピクセル、白ピクセルの大きさを変更することにより、様々な線幅の円形ヘアラインを容易に印画することが可能である。

次に、本発明の感熱記録装置に係る第２の好適実施の形態について説明する。

第２の実施の形態において、サーマルプリンタ１の構成および処理内容の概要は第１の実施の形態の場合と同様であり、図１および図２のとおりである。
第２の実施の形態は、画像処理２３の流れの一部を変更し、例えば、入力した画像データ３をＣＭＹＫ／ＲＧＢ−グレー変換、階調変換、網点変換して得たヘアライン画像を極座標変換することにより、円形ヘアラインを生成する。

以下では、入力画像から円形ヘアラインを生成する場合の処理の流れを説明する。図１８は、第２の実施形態による画像処理２３の処理の流れを示すフローチャート、図１９は、１００％の階調変換の場合の出力画像の一例を示す図、図２０は８０％の階調変換の場合の出力画像の一例を示す図、図２１は、６５％の階調変換の場合の出力画像の一例を示す図である。

サーマルプリンタの画像入力部５は、画像データ３を読み込み（ステップ３０１）、制御部９は、取得した画像Ｇ１１を記憶部７の画像メモリ２７に保存する（ステップ３０２）。

次に、サーマルプリンタ１の制御部９は画像処理２３を実行し、まず、サーマルプリンタ１の解像度に合わせて、画像Ｇ１１のＣＭＹＫデータあるいはＲＧＢデータをグレーデータに変換し、画像Ｇ１２を生成し（ステップ３０３）、記憶部７の画像メモリ２７に保存する。

サーマルプリンタ１の制御部９は、画像Ｇ１２の階調変換を行い、画像Ｇ１３を生成し（ステップ３０４）、記憶部７の画像メモリ２７に保存する。

線が細く、より高精細なヘアラインを作成するため、サーマルプリンタ１の解像度が６００ｄｐｉ(dots
per inch)の場合、６５％程度の階調変換を行う。
図１９、図２０、図２１に示すように、１００％の階調変換を行った出力画像、８０％の階調変換を行った出力画像と比べて、６５％の階調変換を行った出力画像はより線が細く、高精細なヘアラインとなる。

サーマルプリンタ１の制御部９は、階調変換して得られた画像Ｇ１３の網点処理を行い、画像Ｇ１４生成する（ステップ３０５）。
画像データはＣＭＹＫを同角で表現しているということを前提としており、例えば、万線タイプの９０°であるとする。
網点のマトリクスサイズはサーマルプリンタ１の解像度、線数により異なり、例えば、サーマルプリンタ１の解像度が６００ｄｐｉの場合、線数６０ｌｐｉ(line
per inch)では１０×１０画素、線数７５ｌｐｉでは８×８画素、１００ｌｐｉでは６×６画素、１２０ｌｐｉでは５×５画素となる。

そして、サーマルプリンタ１の制御部９は、網点処理を施した画像Ｇ１４を極座標変換し、円形ヘアラインＧ１５を生成する（ステップ３０６）。

円形ヘアラインの生成後、サーマルプリンタ１の制御部９は、円形ヘアラインＧ１５に対して蓄熱補正処理を行い、円形ヘアラインＧ１６を生成する（ステップ３０７）。

サーマルプリンタ１の制御部９は、画像処理２３の工程を終了し、最終画像データとして、円形ヘアラインＧ１６を印画部１１に送る（ステップ３０８）。
印画部１１は、制御部９の指示により円形ヘアラインＧ１６を出力画像１５として印画出力する（ステップ３０９）

以上に説明した第２の好適な実施の形態では、入力した画像データをＣＭＹＫ／ＲＧＢ−グレー変換、階調変換、網点変換して得たヘアライン画像に対して極座標変換することにより、高精細な円形ヘアラインを生成する。

添付図面を参照しながら本発明に係る感熱記録装置の好適な実施形態について説明したが、前述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

サーマルプリンタ１の構成を示す図 サーマルプリンタ１の構成と処理内容の関係を示す図 第１の実施形態による画像処理２３の処理の流れを示すフローチャート パターン画像Ｇ_１３０の一例を示す図 横万線パターンＧ_２３４の一例を示す図 シフト処理を施した横万線パターンＧ_３３５の一例を示す図 円形ヘアラインＧ_４３６の一例を示す図 シフト処理を施した円形ヘアラインＧ_５３７の一例を示す図 出力画像１５の一例を示す図 円形ヘアラインの印画例１を示す図 円形ヘアラインの印画例１の層構成を示す図 円形ヘアラインの印画例２を示す図 円形ヘアラインの印画例２の層構成を示す図 円形ヘアラインの印画例３を示す図 円形ヘアラインの印画例３の層構成を示す図 円形ヘアラインの印画例４を示す図 円形ヘアラインの印画例４の層構成を示す図 第２の実施形態による画像処理２３の処理の流れを示すフローチャート １００％の階調変換の場合の出力画像の一例を示す図 ８０％の階調変換の場合の出力画像の一例を示す図 ６５％の階調変換の場合の出力画像の一例を示す図

符号の説明

１………サーマルプリンタ
３………画像データ
５………画像入力部
７………記憶部
９………制御部
１１………印画部
１３………バス
１５………出力画像
２１………画像読み取り
２３………画像処理
２５………画像印画
２７………画像メモリ
２９………処理パラメータ

Claims (6)

1. 円形ヘアラインを作成し、印画する感熱記録装置であって、
   黒ピクセルと白ピクセルから構成され、前記円形ヘアラインのパターン画像である第１の画像データを生成する第１の生成手段と、
   複数の前記第１の画像データが構成要素として配置された万線パターンである第２の画像データを生成する第２の生成手段と、
   前記第２の画像データを極座標変換して、前記円形ヘアラインである第３の画像データを生成する第３の生成手段と、
   前記第３の画像データに蓄熱補正処理を行い、第４の画像データを生成する第４の生成手段と、
   前記第４の画像データを、被印画体に印画する印画手段と、
   を具備し、
   前記第１の画像データを変更することにより、前記円形ヘアラインの線幅を変更することが可能であることを特徴とする感熱記録装置。
2. 前記第２の生成手段は、前記第１の画像データを感熱記録装置の解像度に応じて画像の階調を低減して、前記第２の画像データを生成するものであることを特徴とする請求項１に記載の感熱記録装置。
3. 前記第２の画像データの画素の位置を、前記万線のピッチ方向に前記第１の画像データの半分のサイズだけシフトされた第５の画像データを生成する第５の生成手段、を更に具備し、
   前記第３の生成手段は、更に前記第５の画像データを極座標変換して、第６の画像データを生成し、
   前記第４の生成手段は、更に前記第６の画像データに蓄熱補正処理を行い、第７の画像データを生成し、
   前記印画手段は、前記第７の画像データを前記被印画体に重ねて印画するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の感熱記録装置。
4. 円形ヘアラインを作成し、印画する感熱記録装置における画像形成方法であって、
   黒ピクセルと白ピクセルから構成され、前記円形ヘアラインのパターン画像である第１の画像データを生成する第１の生成工程と、
   複数の前記第１の画像データが構成要素として配置された万線パターンである第２の画像データを生成する第２の生成工程と、
   前記第２の画像データを極座標変換して、前記円形ヘアラインである第３の画像データを生成する第３の生成工程と、
   前記第３の画像データに蓄熱補正処理を行い、第４の画像データを生成する第４の生成工程と、
   前記第４の画像データを、被印画体に印画する印画工程と、
   を含み、
   前記第１の画像データを変更することにより、前記円形ヘアラインの線幅を変更することが可能であることを特徴とする画像形成方法。
5. 前記第２の生成工程は、前記第１の画像データを感熱記録装置の解像度に応じて画像の階調を低減して、前記第２の画像データを生成するものであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。
6. 前記第２の画像データの画素の位置を、前記万線のピッチ方向に前記第１の画像データの半分のサイズだけシフトされた第５の画像データを生成する第５の生成工程、を更に含み、
   前記第３の生成工程は、更に前記第５の画像データを極座標変換して、第６の画像データを生成し、
   前記第４の生成工程は、更に前記第６の画像データに蓄熱補正処理を行い、第７の画像データを生成し、
   前記印画工程は、前記第７の画像データを前記被印画体に重ねて印画するものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像形成方法。