(57)【要約】【課題】  蓄熱による隣接ドットの影響等を回避しつつ、安定性、再現性に優れたドットの転写（転移）を行うことが可能な画像データ生成装置、画像データ生成方法、及び画像データ生成プログラム等を提供する。【解決手段】  本発明は、格子状に配列された複数の網点領域の夫々の閾値を規定する閾値マトリクスにおける各前記閾値と、単一階調を有する画像データにおける各画素とを比較して孤立ドットのパターンを生成する孤立ドットパターン生成手段と、多階調を有する画像データを取得する画像データ取得手段と、前記生成された孤立ドットのパターンと、前記取得された画像データに基づいて出力用の画像データを生成する出力用画像データ生成手段と、を備える。【選択図】  図３
2006175724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配列された複数の網点領域の夫々の閾値を規定する閾値マトリクスにおける各前記閾値と、単一階調を有する画像データにおける各画素とを比較して孤立ドットのパターンを生成する孤立ドットパターン生成手段と、
多階調を有する画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記生成された孤立ドットのパターンと、前記取得された画像データに基づいて出力用の画像データを生成する出力用画像データ生成手段と、
を備えることを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像データ生成装置において、
前記生成された出力用の画像データに基づいて、各網点を形成する各ドットを転写するための印加熱量を算出する印加熱量算出手段を更に備えることを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像データ生成装置において、
互いに隣接する前記孤立ドット間は、蓄熱をリセットするための領域が設けられていることを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像データ生成装置において、
前記孤立ドットは、２値であることを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像データ生成装置において、
前記孤立ドットは、多値であることを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像データ生成装置と、
当該画像データ生成装置により生成された出力用の画像データを、サーマルヘッドによりシートに印画する印画手段と、
を備えることを特徴とする感熱記録装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像データ生成装置として機能させることを特徴とする画像データ生成プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の画像データ生成プログラムがコンピュータ読み取り可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項９】
格子状に配列された複数の網点領域の夫々の閾値を規定する閾値マトリクスにおける各前記閾値と、単一階調を有する画像データにおける各画素とを比較して孤立ドットのパターンを生成する工程と、
多階調を有する画像データを取得する工程と、
前記生成された孤立ドットのパターンと、前記取得された画像データに基づいて出力用の画像データを生成する工程と、
を備えることを特徴とする画像データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感熱記録装置等の技術分野に関し、特に、描画するドットの安定性を図る技術の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の感熱記録装置において、２値のドットのオン／オフによって階調を表現する面積変調には、大別して２種類ある。１つは、ドット集中型（クラスタ型）手法とよばれ、階調が大きくなるに従って複数のドットが集まって１つの網点が成長していく手法である。もう１つはドット分散型（ディスパースト型）手法とよばれ、ドットを分散させつつ、ドットの密度で階調を表現する手法である。両手法とも、周期性がある場合と、ない場合があり、面積変調の型は、周期的クラスタ型、非周期的クラスタ型、周期的ディスパースト型、及び非周期的ディスパースト型に大きく区分けすることができる。
【０００３】
周期的クラスタ型の網点は、オフセット印刷の分野で伝統的に用いられており、通常、２０００ｄｐｉ（dots per inch）以上のドットによって、１７５線（１インチ中の網点の数）程度の網点が用いられる。カラーオフセット印刷においては、公知の如く、さらに網点の角度を変えることにより、モアレが目立つのを防いでいる。
【０００４】
非周期的クラスタ型の網点には、様々な種類があり、非周期的ディスパースト型と並んでＦＭスクリーニングと称されることがある。どちらも、モアレがない印刷画像が得られるが、非周期型ディスパースト型の場合、基本ドットが、例えば１０ミクロン（例えば２４００ｄｐｉ）前後のオフセット印刷では印刷時の安定性に問題があり、近年はクラスタ型のＦＭスクリーニングを用いていることが多い。
【０００５】
周期的及び非周期的ディスパースト型は、クラスタ型に比較して解像性をあげることができるため、基本ドットが、比較的大きい例えば４０ミクロン（例えば６００ｄｐｉ）前後のカラープリンタやコピー機等に広く用いられている。
【０００６】
例えば、溶融型熱転写プリンタのドット転写は、加熱要素であるサーマルヘッドが１次元的に並んでおり（主走査線方向）、このサーマルヘッドに対し、記録シートやフィルムが印刷方向（副走査線方向）に送られる。各ヘッドは、段階的に加熱量のコントロールが可能であるが、昇華転写プリンタと異なり、溶融して転写する色剤は、基本的に転写するか、しないかの２値であるため、面積変調を行って階調を表現する必要がある。
【０００７】
例えば、特許文献１には、網点画像のモアレを低減させる溶融型熱転写プリンタが開示されている。
【特許文献１】特開平８−２０１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年、サーマルヘッドの高解像度化（例えば３００ｄｐｉから６００ｄｐｉ以上）により、画像の解像度の向上に相反して、蓄熱の影響の増大、階調コントロールの難しさが問題になっている。例えば、同じ大きさ、同じ印加熱量のドットでも、描画するドットの密度が異なると再現されるドットの大きさが異なる。副走査方向に連続してドットを描画すると蓄熱の影響により、その後のドットが太る（面積が増大）といった現象があり、意図した面積率を２値のパターンとして描画し、実際にそのまま転写することが困難になっている。
【０００９】
また、公知の有理正接法により生成された閾値マトリックスで画像を２値化するにあたっても、ドットを転写するときは十分な熱量をサーマルヘッドに印加し、ドットを転写しないときは熱量印加を行なわないことによって網点を形成するが、加熱量のコントロールは熱の空間的、時間的な伝播により、隣接ドットの影響を受けるため、網点間の隙間が必要以上につぶれ、面積率が１００％に達し、例えば、シャドー部で階調がつぶれ、画像の階調値をそのまま面積率に変換するとシャドー部の階調が再現できなくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、蓄熱による隣接ドットの影響等を回避しつつ、安定性、再現性に優れたドットの転写（転移）を行うことが可能な画像データ生成装置、画像データ生成方法、及び画像データ生成プログラム等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、格子状に配列された複数の網点領域の夫々の閾値を規定する閾値マトリクスにおける各前記閾値と、単一階調を有する画像データにおける各画素とを比較して孤立ドットのパターンを生成する孤立ドットパターン生成手段と、多階調を有する画像データを取得する画像データ取得手段と、前記生成された孤立ドットのパターンと、前記取得された画像データに基づいて出力用の画像データを生成する出力用画像データ生成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像データ生成装置において、前記生成された出力用の画像データに基づいて、各網点を形成する各ドットを転写するための印加熱量を算出する印加熱量算出手段を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像データ生成装置において、互いに隣接する前記孤立ドット間は、蓄熱をリセットするための領域が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像データ生成装置において、前記孤立ドットは、２値であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像データ生成装置において、前記孤立ドットは、多値であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像データ生成装置と、当該画像データ生成装置により生成された出力用の画像データを、サーマルヘッドによりシートに印画する印画手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、コンピュータを、請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像データ生成装置として機能させることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像データ生成プログラムがコンピュータ読み取り可能に記録されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、格子状に配列された複数の網点領域の夫々の閾値を規定する閾値マトリクスにおける各前記閾値と、単一階調を有する画像データにおける各画素とを比較して孤立ドットのパターンを生成する工程と、多階調を有する画像データを取得する工程と、前記生成された孤立ドットのパターンと、前記取得された画像データに基づいて出力用の画像データを生成する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、閾値マトリクスにおける各閾値と、単一階調を有する画像データにおける各画素とを比較して孤立ドットのパターンを生成した後、当該孤立ドットのパターンと入力画像データに基づいて出力用の画像データを生成するという２段階の工程により、出力用の画像データを生成するようにしたので、印加熱量をそのクラスタにおいてコントロールでき、ひいては、蓄熱による隣接ドットの影響等を回避し、安定性、再現性に優れたドットの転写（転移）を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
［１．感熱記録装置の構成・機能］
先ず、図１等を参照して、本発明の一実施形態に係る感熱記録装置の構成及び機能について説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る感熱記録装置の概要構成例を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、感熱記録装置Ｓは、本発明の一実施形態に係る画像データ生成装置１と、サーマルプリンタ２と、を備えている。
【００２５】
画像データ生成装置１は、例えば汎用のコンピュータを適用可能であり、制御部１１と、各種データ、テーブル及びプログラム等を記憶保存（格納）する記憶部（例えば、ハードディスク等）１２と、ユーザから指示等を入力する入力部（例えば、キーボード、マウス等）１３と、各種データを表示する表示部（例えば、ディスプレイ）１４と、ネットワークを介して他の装置との通信を行うための通信部（例えば、通信制御器、通信ポート等）１５と、サーマルプリンタ２からの接続ケーブル（例えば、ＵＳＢケーブル等）３を接続するためのプリンタポート１６と、を備えて構成され、これらの構成要素は、バス１７を介して相互に接続されている。
【００２６】
制御部１１は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等から構成されており、例えば記憶部１２に格納されたプログラム（本発明の画像データ生成プログラムを含む）を読み出し実行することにより、上記各構成要素を制御すると共に、本発明の孤立ドットパターン生成手段、画像データ取得手段、出力用画像データ生成手段、及び印加熱量算出手段として機能するようになっている。
【００２７】
より具体的には、制御部１１は、孤立ドットパターン生成手段として、格子状に配列された複数の網点領域の夫々の閾値を規定する閾値マトリクスにおける各閾値と、単一階調（例えば、階調値を「ａ」とする）を有する画像データにおける各画素とを比較して孤立ドットのパターンを生成するようになっている。例えば、上記閾値マトリクスで単一階調（例えば、階調値ａ）を有する画像データにおける各画素が２値化され、２値である孤立ドット（クラスタに対応する）のパターン（２値の基本レイアウト）が生成される。また、単一階調（例えば、階調値ａ）は、蓄熱の影響をリセットするための孤立ドットを形成するのに十分な値であれば良く、面積率２０％〜５０％の孤立ドットを生成するような階調値である。この面積率は、最大印加熱量（ドット階調値が最大で発生する熱量）でも安定してドットを転写することができる面積率であれば良いが、濃度のダイナミックレンジを大きくするために、安定して転写することができれば、面積率はなるべく大きい方が良い。なお、最大印加熱量は、サーマルヘッドの基準電圧の２乗及び印画速度に比例し、ヘッドの抵抗に反比例する。
【００２８】
また、本実施形態においては、閾値マトリクスは、予め、有理正接法により作成され、記憶部１２に記憶保存されるようになっている。カラー網点画像を作成するためには、例えば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色版の網点画像を作成し、それらを重畳させる必要があるため、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ毎に閾値マトリクスが必要である。
【００２９】
図２は、閾値マトリクスの一例を示す図であり、図２（Ａ）はＣの閾値マトリクスを、図２（Ｂ）はＭの閾値マトリクスを、図２（Ｃ）はＹの閾値マトリクスを、図２（Ｄ）はＫの閾値マトリクスを、夫々示している。各図における格子状の境界に囲まれた領域５１が１つのクラスタを成長させる網点領域である。図示のように、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのスクリーン角度（θ）の正接は、夫々、「１／３」、「３」、「０」、「１」と、有理数となっており、１つの網点を形成するためのドット数は、例えば、Ｃが１０個、Ｍが１０個、Ｙが９個、Ｋが６個と少ない数で構成されるため、ドットが６００ｄｐｉ程度の解像度でも１７５線程度の周期の網点が発生できることになる。
【００３０】
また、制御部１１は、画像データ取得手段として、多階調を有する画像データ（以下、「入力画像データ」という）を、例えば記憶部１２から読み込んで取得した後、出力用画像データ生成手段として、上記生成された孤立ドットのパターンと、当該取得された入力画像データに基づいて出力用（熱転写用）の画像データを生成するようになっている。例えば、孤立ドットのパターンに対して、入力画像データを掛け合わせることによって出力用の画像データが生成される。
【００３１】
そして、制御部１１は、印加熱量算出手段として、上記生成された出力用の画像データに基づいて、各網点を形成する各ドットを転写するための印加熱量を算出して、印加熱量データを生成するようになっている。
【００３２】
こうして生成された出力用の画像データ及び印加熱量データは、接続ケーブル３を介してサーマルプリンタ２に転送されることになる。
【００３３】
次に、サーマルプリンタ２は、バッファメモリ２１と、プリンタ制御部２２と、サーマルヘッド２３と、当該サーマルヘッド２３を駆動するサーマルヘッド駆動部２４と、インクリボン送りモータ２５と、当該インクリボン送りモータ２５を駆動するモータ駆動部２６と、を備えて構成され、これらの構成要素は、バス２７を介して相互に接続されている。
【００３４】
バッファメモリ２１には、画像データ生成装置１から接続ケーブル３を通じて転送された出力用（熱転写用）の画像データ及び印加熱量データが蓄えられる。
【００３５】
プリンタ制御部２２は、バッファメモリ２１の出力用の画像データをサーマルヘッド２３へ転送制御すると共に、印画手段として、サーマルヘッド駆動部２４及びモータ駆動部２６を制御して記録シートに画像印画するようになっている。ここで、記録シートに画像を印画するために、出力用の画像データに応じた上記印加熱量データに従って、サーマルヘッド２３に印加されるエネルギー（例えば、０〜１００％まで変化）が設定され、画像印画の際に、サーマルヘッド２３から当該エネルギーに応じた熱が感熱記録材（インクリボン）に伝えられ（印加され）、これにより、その印加部分のインクが溶けて記録シートに付着することになる。なお、インクリボンには、Ｃ、Ｍ、Ｙ、及び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ようになっている。
【００３６】
［２．画像データ生成処理］
次に、図３及び図４等を参照して、画像データ生成装置１における本発明の特徴部分の処理について説明する。
【００３７】
図３は、画像データ生成装置１の制御部１１における画像データ生成処理の一例を示すフローチャートであり、図４は、上記画像データ生成処理の各ステップにおける各種信号波形の一例を示す図である。なお、画像や閾値マトリックスは２次元の信号であるが、図４の例においては、簡単のため、１次元信号として図示してある。
【００３８】
先ず、当該画像データ生成処理が開始されると、制御部１１は、例えば記憶部１２から閾値マトリクスｔ（ｘ，ｙ）を読み込む（ステップＳ１）。
【００３９】
次いで、制御部１１は、単一階調（例えば、階調値ａ）を有する画像データを発生させ（ステップＳ２）、上記閾値マトリクスｔ（ｘ，ｙ）で単一階調（例えば、階調値ａ）を有する画像データにおける各画素を、例えば、図４（Ａ）に示すように２値化して、図４（Ｂ）に示すように２値（信号）である孤立ドットｐ（ｘ，ｙ）のパターン（２値の基本レイアウト）を生成する（ステップＳ３）。ここで、図４（Ｂ）に示すように、互いに隣接する孤立ドットｐ（ｘ，ｙ）間は、蓄熱をリセットするための領域５２が設けられている。
【００４０】
なお、孤立ドットｐ（ｘ，ｙ）と、閾値マトリクスｔ（ｘ，ｙ）と、階調値ａとの関係は次式で表される。
【００４１】
ｐ（ｘ，ｙ）＝１[ａ＞ｔ（ｘ，ｙ）]
ｐ（ｘ，ｙ）＝０[ａ≦ｔ（ｘ，ｙ）]
次いで、制御部１１は、予め通信部１５を介して入力し記憶部１２に記憶保存しておいた、例えば、図４（Ｃ）に示すような入力画像データｇ（ｘ，ｙ）を読み込み（ステップＳ４）、例えば、上記生成された孤立ドットｐ（ｘ，ｙ）のパターンに対して、入力画像データｇ（ｘ，ｙ）を掛け合わせる（重畳する）ことによって、例えば図４（Ｄ）に示すような出力用の画像データ（ｇ（ｘ，ｙ）×ｐ（ｘ，ｙ））を生成する（ステップＳ５）。こうして生成された出力用の画像データ（ｇ（ｘ，ｙ）×ｐ（ｘ，ｙ））には、図４（Ｄ）に示すように、蓄熱をリセットするための領域（白領域）５３が設けられている。
【００４２】
ここで、出力用の画像データに対して、孤立ドットの形状や、加熱ヘッド、溶融フィルムの特性を吸収するため、予め、目標とする濃度を再現するための補正Ｆ（ｇ）を行うことが望ましい。Ｆ（ｇ）（階調−印加熱量の変換関数）の基本的な作成方法を以下に説明する。
【００４３】
簡単のために、目標の濃度再現は、階調値ｇに対してリニアにするが、もちろん階調値−再現濃度の関係は任意である。先ず、等間隔の階調ステップを持つ画像ｓ（ｘ，ｙ）を作成する。階調ステップにおける各ステップは例えば濃度計で計測できるのに十分な巾を持つものとする。そして、ｐ（ｘ，ｙ）×ｓ（ｘ，ｙ）として印刷し、濃度を計測する。図５に濃度とステップ階調値との関係の一例を示す。濃度計測の結果、図５に示すような関係になった場合、濃度リニア再現にするＦ（ｇ）は図中の点線の補正カーブとなる（補正カーブは、縦軸、横軸との“１”に正規化した場合、傾き“１”の直線に対して対称カーブとなる）。このＦ（ｇ）を用いることにより、目標であるリニアの再現を実現することができる。
【００４４】
そして、制御部１１は、こうして補正された出力用の画像データＦ（（ｇ（ｘ，ｙ））×ｐ（ｘ，ｙ））によるドット毎の印加熱量を算出して、印加熱量データを生成し（ステップＳ６）、上記補正された出力用（転写用）の画像データ及び印加熱量データを接続ケーブル３を介してサーマルプリンタ２に転送する（ステップＳ７）。
【００４５】
こうして、サーマルプリンタ２では、上記印加熱量データに基づきサーマルヘッド２３の印加熱量が制御されつつ、出力用の画像データが印画されることになる。
【００４６】
以上説明したように、上記実施形態によれば、閾値マトリクスにおける各閾値と、単一階調を有する画像データにおける各画素とを比較して孤立ドットのパターンを生成した後、当該孤立ドットのパターンと入力画像データに基づいて出力用の画像データを生成するという２段階の工程により、明確に蓄熱をリセットする領域（互いに隣接する孤立ドット間の領域）を設けるようにし、クラスタ型のドット形状を保ちつつ、印加熱量をそのクラスタにおいてコントロールするようにしたので、蓄熱による隣接ドットの影響等を回避し、当該蓄熱の影響による階調の予期せぬ変化、ざらつき感を低減することができ、安定性、再現性に優れたドットの転写（転移）を行うことができる。
【００４７】
なお、上記実施形態においては、孤立ドットｐ（ｘ，ｙ）が２値である場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、孤立ドットｐ（ｘ，ｙ）が図４（Ｅ）に示すように多値（信号）であっても良い。このような多値（信号）を作成方法として、例えば階調値ａ＞ｔ（ｘ，ｙ）のとき、ｐ（ｘ、ｙ）＝（ａ−ｔ（ｘ，ｙ））／ａとし、階調値ａ≦ｔ（ｘ，ｙ）のとき、ｐ（ｘ、ｙ）＝０とする。この場合も、孤立ドット間で蓄熱をリセットするための白領域が設けられている。この場合、孤立ドットの中心に加熱のピークがあり、周辺部で加熱量が減るため、更に蓄熱の影響を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係る感熱記録装置の概要構成例を示す図である。
【図２】閾値マトリクスの一例を示す図である。
【図３】画像データ生成装置１の制御部１１における画像データ生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】上記画像データ生成処理の各ステップにおける各種信号波形の一例を示す図である。
【図５】濃度とステップ階調値との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  画像データ生成装置
２  サーマルプリンタ
１１  制御部
１２  記憶部
１３  入力部
１４  表示部
１５  通信部
１６  プリンタポート
１７  バス
２１  バッファメモリ
２２  プリンタ制御部
２３  サーマルヘッド
２４  サーマルヘッド駆動部
２５  インクリボン送りモータ
２６  モータ駆動部
２７  バス
Ｓ  感熱記録装置
【図１】
2006175724.tif 000003
【図２】
2006175724.tif 000004
【図３】
2006175724.tif 000005
【図４】
2006175724.tif 000006
【図５】
2006175724.tif 000007