(57)【要約】【課題】安定した階調で画像を形成する。【解決手段】本発明の階調制御装置（１００）は、ヘッド部（１１）によって、画像を構成する複数の画素をそれぞれ所定の濃度で紙面上に形成する画像形成装置（５０）において、各画素がそれぞれ所定の濃度となるようにヘッド部を制御する階調制御装置（１００）であって、画像を表す画像信号に基づいて、予め設定された画素の濃度を示す濃度信号を生成する濃度信号生成部（１１０）と、濃度信号生成部（１１０）によって生成された濃度信号に基づいて、予め設定された画素を濃度信号の濃度で形成する濃度階調モードおよび予め設定された画素を濃度信号の濃度を二値化した濃度の一方で形成する面積階調モードのいずれかで、画像を形成するようにヘッド部（１１）を制御する階調制御部（１２０）とを備える。【選択図】　図１
2004098627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド部によって、画像を構成する複数の画素をそれぞれ所定の濃度で紙面上に形成する画像形成装置において、前記各画素がそれぞれ所定の濃度となるように前記ヘッド部を制御する階調制御装置であって、
前記画像を表す画像信号に基づいて、予め設定された画素の濃度を示す濃度信号を生成する濃度信号生成部と、
前記濃度信号生成部によって生成された濃度信号に基づいて、前記予め設定された画素を前記濃度信号の濃度で形成する濃度階調モードおよび前記予め設定された画素を前記濃度信号の濃度を二値化した濃度の一方で形成する面積階調モードのいずれかで、前記画像を形成するように前記ヘッド部を制御する階調制御部と
を備える、階調制御装置。
【請求項２】
前記階調制御部は、
前記濃度信号によって示される濃度が第１の濃度以下であるか否かに基づいて、前記濃度階調モードおよび前記面積階調モードのいずれによって前記画像を形成するかを決定する階調決定部と、
前記階調決定部の決定に基づいて、前記濃度信号の濃度および前記濃度信号の濃度を二値化した濃度のうちいずれの濃度で前記画像を形成するかを選択する濃度選択部と、
前記濃度選択部によって選択された濃度を、前記ヘッド部に印加するための印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部と、
前記印加エネルギー変換部によって変換された印加エネルギーに基づいて、前記ヘッド部を駆動するヘッド駆動部と
を含む、請求項１に記載の階調制御装置。
【請求項３】
前記第１の濃度は、前記紙面の濃度である紙面濃度と予め設定された所定の濃度との和を示す濃度以下である、請求項２に記載の階調制御装置。
【請求項４】
前記予め設定された所定の濃度は０．３である、請求項３に記載の階調制御装置。
【請求項５】
前記階調決定部が前記面積階調モードによって前記画像を形成すると決定する場合、前記濃度選択部は、前記画像を形成するために、前記濃度信号の濃度を二値化した前記第１の濃度および前記紙面の濃度である紙面濃度を選択する、請求項２に記載の階調制御装置。
【請求項６】
前記濃度信号生成部は、
前記画像信号を前記濃度信号に変換する濃度信号変換部と、
対象の画素である対象画素の近傍の画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度と、前記対象画素の近傍の画素に対して前記濃度選択部によって選択された濃度とに基づいて、前記対象画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度を補正する補正部と
を含む、請求項２に記載の階調制御装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記対象画素に対して濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度を、誤差拡散法によって、補正する、請求項６に記載の階調制御装置。
【請求項８】
前記階調制御部は、前記対象画素の近傍の画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度と、前記対象画素の近傍の画素に対して前記濃度選択部によって選択された濃度との差から、前記対象画素に対する誤差濃度を示す誤差信号を生成する誤差信号生成部を含む、請求項６に記載の階調制御装置。
【請求項９】
前記階調制御部は、前記濃度信号生成部によって生成された濃度信号を、前記印加エネルギー変換部および前記ヘッド駆動部が前記ヘッド部を用いて実現できる階調数に量子化する量子化部を含む、請求項２に記載の階調制御装置。
【請求項１０】
前記階調制御部は、前記量化部によって量子化された濃度信号を逆量子化する逆量子化部を含む、請求項９に記載の階調制御装置。
【請求項１１】
前記面積階調モードでの前記印加エネルギー変換部による印加エネルギーへの変換は、前記濃度階調モードでの前記印加エネルギー変換部による印加エネルギーへの変換と異なる、請求項５に記載の階調制御装置。
【請求項１２】
前記印加エネルギー変換部は、前記濃度選択部によって選択された濃度を、対象の画素である対象画素の近傍の画素に対する印加エネルギーに基づいて、前記対象画素に対する印加エネルギーに変換する、請求項１１に記載の階調制御装置。
【請求項１３】
前記階調決定部が前記面積階調モードによって前記画像を形成すると決定する場合、前記濃度選択部は、前記画像を形成するために、前記濃度信号の濃度を二値化した前記第１の濃度とは異なる第２の濃度および前記紙面の濃度である紙面濃度を選択する、請求項２に記載の階調制御装置。
【請求項１４】
前記濃度信号生成部は、
前記画像信号を前記濃度信号に変換する濃度信号変換部と、
対象の画素である対象画素の近傍の画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度と前記対象画素の近傍の画素に対して前記濃度選択部によって選択された濃度とに基づいて、前記対象画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度を補正する補正部と
を含み、
前記階調決定部が前記面積階調モードによって前記画像を形成すると決定する場合、前記濃度選択部は、前記画像を形成するために、前記第１の濃度とは異なる第２の濃度および前記紙面の濃度である紙面濃度を選択する、請求項２に記載の階調制御装置。
【請求項１５】
前記階調制御部は、前記第２の濃度を設定する第２の濃度設定部を含む、請求項１３に記載の階調制御装置。
【請求項１６】
前記第２の濃度設定部は、対象の画素である対象画素の近傍の複数の画素が前記紙面濃度であるか否かを示すパターンに基づいて、前記第２の濃度を設定する、請求項１５に記載の階調制御装置。
【請求項１７】
ヘッド部によって、画像を構成する複数の画素をそれぞれ所定の濃度として紙面上に形成する画像形成装置において、前記各画素がそれぞれ所定の濃度となるように前記ヘッド部を制御する階調制御装置であって、
前記画像を表す画像信号に基づいて、予め設定された画素の濃度を形成するために前記ヘッド部に印加する印加エネルギーを示す印加エネルギー信号を生成する印加エネルギー信号生成部と、
前記印加エネルギー信号生成部によって生成された印加エネルギー信号に基づいて、前記印加エネルギー信号の印加エネルギーを前記ヘッド部に印加する濃度階調モードおよび前記印加エネルギー信号の印加エネルギーを二値化した一方の印加エネルギーを前記ヘッド部に印加する面積階調モードのいずれかで、前記画像を形成するように前記ヘッド部を制御する階調制御部と
を備える、階調制御装置。
【請求項１８】
前記階調制御部は、
前記印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーが第１の印加エネルギー以下であるか否かに基づいて、前記濃度階調モードおよび前記面積階調モードのいずれによって前記画像を形成するかを決定する階調決定部と、
前記階調決定部の決定に基づいて、前記印加エネルギー信号の印加エネルギーおよび前記印加エネルギー信号の印加エネルギーを二値化した印加エネルギーのうちいずれの印加エネルギーを前記ヘッド部に印加するかを選択する印加エネルギー選択部と、
前記印加エネルギー選択部によって選択された印加エネルギーに基づいて、前記ヘッド部を駆動するヘッド駆動部と
を含む、請求項１７に記載の階調制御装置。
【請求項１９】
前記印加エネルギー信号生成部は、
前記画像信号を前記印加エネルギー信号に変換する印加エネルギー信号変換部と、
対象の画素である対象画素の近傍の画素に対して前記印加エネルギー信号変換部によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーと、前記対象画素の近傍の画素に対して前記印加エネルギー選択部によって選択された印加エネルギーとに基づいて、前記対象画素に対して前記印加エネルギー信号変換部によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーを補正する補正部と
を含み、
前記階調制御部は、前記濃度階調モードによって前記第１の印加エネルギーを前記ヘッド部に印加した場合に前記紙面上に形成される画像の濃度を前記面積階調モードにおいて形成するように、前記印加エネルギー信号変換部によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーに基づいて、第２の印加エネルギーを設定する第２の印加エネルギー設定部を含み、
前記階調決定部が前記面積階調モードによって前記画像を形成すると決定する場合、前記印加エネルギー選択部は、前記画像を形成するために、前記印加エネルギー信号を二値化した前記第２の印加エネルギーおよび前記紙面濃度を形成する紙面濃度印加エネルギーを選択する、請求項１８に記載の階調制御装置。
【請求項２０】
画像を表す画像信号に基づいて濃度信号を生成するステップと、
前記濃度信号によって示される濃度に基づいて、前記画像を濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれで形成するかを決定するステップと、
前記決定された濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれかで、前記画像を紙面上に形成するステップと
を包含する、階調制御方法。
【請求項２１】
画像を表す画像信号に基づいて前記画像を紙面上に形成するヘッド部に印加する印加エネルギーを示す印加エネルギー信号を生成するステップと、
前記印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーに基づいて、前記画像を濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれで形成するかを決定するステップと、
前記決定された濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれかで前記画像を形成するステップと
を包含する、階調制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階調制御装置および階調制御方法に関し、より詳細には、形成すべき画像の濃度またはその濃度を形成するためにヘッド部に印加する印加エネルギーに基づいて、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれかによって画像を形成するようにヘッド部を制御する階調制御装置および階調制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昇華型熱転写方式は、美しいフルカラー画像を形成することができ、デジタルカメラ、ビデオ、コンピュータなどによって形成される画像をプリントするためのカラープリンタに採用されている。
【０００３】
図１７は、従来の昇華型熱転写方式を説明するための断面図である。
【０００４】
昇華型熱転写方式では、ベースフィルム２１上の全面にわたって染料インキ層２２が設けられた転写フィルム２０が使用される。転写フィルム２０は、回転するプラテンローラ１２上において、受像紙３０上に重ね合わされる。受像紙３０には、基材３２上の全面にわたって受容層３１が設けられている。プラテンローラ１２の上方には、サーマルヘッド１１が配置されており、サーマルヘッド１１は、プラテンローラ１２上に、受像紙３０を介して配置された転写フィルム２０に押し当てられる。加熱されたサーマルヘッド１１の熱は、転写フィルム２０のベースフィルム２１を介して染料インキ層２２に伝達される。熱せられた染料インキ層２２のインキは、受像紙３０における基材３２上の全面にわたって設けられた受容層３１に転写される。
【０００５】
このように、昇華型熱転写方式では、転写フィルム２０を受像紙３０に押し当てて、サーマルヘッド１１によって、各画素毎に染料インキ層２２のインキを加熱し、加熱されたインキを受像紙３０表面の受容層３１に熱拡散させることによって画像を形成する。
【０００６】
電圧が印加されたサーマルヘッド１１は、異なる色の染料インキ層２２、具体的には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のいずれかの染料インキ層２２を、各画素毎に加熱して、印加した印加エネルギーに対応したインキ量を受像紙３０に転写する。したがって、サーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーが多くなるほど、転写されるインキ量が増加し、Ｙ、Ｍ、Ｃそれぞれの色の濃度が高くなる。その結果、昇華型熱転写方式では、サーマルヘッド１１による各画素毎に印加する印加エネルギーを制御することによって、各画素の濃度を、それぞれ連続的に調整できるために、銀塩写真に近い画質の画像を形成することができる。
【０００７】
従来のレーザプリンタでは、ハイライト部または高濃度部における濃度を誤差拡散を用いて安定化している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、誤差拡散においてエッジ部周辺のハイライト部および処理始めの画像劣化を防ぐものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６３−２９３０６２号公報（第４−８頁）
【特許文献２】
特開平２−１７７７６４号公報（第３−４頁）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように昇華型熱転写方式では、各画素毎に濃度調整が可能であるが、サーマルヘッド１１の加熱特性、ベースフィルム２１上の染料インキ層２２および受像紙３０における受容層３１の特性のバラツキによって、サーマルヘッド１１の加熱によって受像紙３０の受容層３１に転写されるインキの濃度が、意図した濃度にならないおそれがある。特に、受像紙３０の濃度である紙面濃度に近い濃度の画素を形成する場合には、画素を所望の濃度に形成することができないおそれがあり、その結果、形成される画像の階調が不安定になるおそれがある。
【００１１】
サーマルヘッド１１は、通常、電圧が印加されることによって加熱され、電圧の印加時間が長くなり、印加される印加エネルギーが大きくなるほど、高温に加熱される。
【００１２】
図１８は、サーマルヘッド１１に印加される電圧のパルス幅と、そのパルス幅の電圧が印加されることによって受像紙３０に転写されるインキの濃度との関係を示すグラフである。図１８のグラフにおいて、パルス幅を横軸、転写されるインキの濃度を縦軸に示している。
【００１３】
パルス幅がゼロの場合、すなわち、サーマルヘッド１１に電圧が印加されない場合には、受像紙３０にインキが転写されず、従って、その画素の濃度は、紙面濃度になる。これに対して、サーマルヘッド１１に電圧を印加する時間が長くなるようにパルス幅を増加させると、サーマルヘッド１１に印加される印加エネルギーが増加し、それにより、サーマルヘッド１１による加熱温度も上昇し、受像紙３０に転写されるインキ量も増加するため、画素の濃度も上昇することになる。しかしながら、パルス幅がある程度長くなり、サーマルヘッド１１による加熱温度がある程度高くなると、そのパルス幅以上のパルス幅を印加しても、転写されるインキ量は増加しなくなる。その結果、画素の濃度は、適当な最大値で飽和することになる。
【００１４】
サーマルヘッド１１に印加されるパルス幅、すなわち、サーマルヘッド１１に印加される印加エネルギーを制御することによって、受像紙３０に形成される画素の濃度を変化させることができる。しかしながら、サーマルヘッド１１に所定のパルス幅の電圧を印加して、画素を所望の濃度で形成しようとしても、サーマルヘッド１１、ベースフィルム２１上の染料インキ層２２および受像紙３０の特性のバラツキにより、所望の濃度とは異なる濃度の画素が形成されるおそれがある。
【００１５】
画素に濃度を形成するためには、ある閾値を越えた所定のパルス幅、すなわち、所定の印加エネルギーをサーマルヘッド１１に印加することが必要であり、閾値を越えたパルス幅すなわち印加エネルギーに応じた濃度が画素に形成される。そのため、特に、濃度の低い画素を形成する場合、サーマルヘッド１１の加熱特性のバラツキ、ベースフィルム２１上の染料インキ層２２および受像紙３０の熱感度のバラツキ等によっては、形成される画素の濃度が意図した濃度と異なるおそれがある。図１８のグラフに、このような低濃度の領域を、「ハイライト領域」として示している。
【００１６】
図１９は、昇華型熱転写方式において、サーマルヘッド１１に印加される電圧のパルス幅を変化させることによって、画素の濃度が変化することを示す模式図である。本明細書において、画素の濃度を示すハッチングは、ハッチングの間隔が小さくなるほど、高濃度であることを示している。
【００１７】
図１９に示すように、パルス幅が大きく、サーマルヘッド１１に印加される印加エネルギーが大きくなるほど、画素の濃度は大きくなり、パルス幅が小さく、サーマルヘッド１１に印加される印加エネルギーが小さい場合には、形成される画素は低濃度になる。特に低濃度の画素１は、図１８のハイライト領域に相当し、サーマルヘッド１１、ベースフィルム２１上の染料インキ層２２および受像紙３０の熱感度のバラツキにより、形成される画素の濃度が意図した濃度と異なることがある。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、ヘッド部によって形成される画素が低濃度の場合にも、安定した階調の画像を形成することができる階調制御装置および階調制御方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明による階調制御装置は、ヘッド部によって、画像を構成する複数の画素をそれぞれ所定の濃度で紙面上に形成する画像形成装置において、前記各画素がそれぞれ所定の濃度となるように前記ヘッド部を制御する階調制御装置であって、前記画像を表す画像信号に基づいて、予め設定された画素の濃度を示す濃度信号を生成する濃度信号生成部と、前記濃度信号生成部によって生成された濃度信号に基づいて、前記予め設定された画素を前記濃度信号の濃度で形成する濃度階調モードおよび前記予め設定された画素を前記濃度信号の濃度を二値化した濃度の一方で形成する面積階調モードのいずれかで、前記画像を形成するように前記ヘッド部を制御する階調制御部とを備える。
【００２０】
前記階調制御部は、前記濃度信号によって示される濃度が第１の濃度以下であるか否かに基づいて、前記濃度階調モードおよび前記面積階調モードのいずれによって前記画像を形成するかを決定する階調決定部と、前記階調決定部の決定に基づいて、前記濃度信号の濃度および前記濃度信号の濃度を二値化した濃度のうちいずれの濃度で前記画像を形成するかを選択する濃度選択部と、前記濃度選択部によって選択された濃度を、前記ヘッド部に印加するための印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部と、前記印加エネルギー変換部によって変換された印加エネルギーに基づいて、前記ヘッド部を駆動するヘッド駆動部とを含む。
【００２１】
前記第１の濃度は、前記紙面の濃度である紙面濃度と予め設定された所定の濃度との和を示す濃度以下である。
【００２２】
前記予め設定された所定の濃度は０．３である。
【００２３】
前記階調決定部が前記面積階調モードによって前記画像を形成すると決定する場合、前記濃度選択部は、前記画像を形成するために、前記濃度信号の濃度を二値化した前記第１の濃度および前記紙面の濃度である紙面濃度を選択する。
【００２４】
前記濃度信号生成部は、前記画像信号を前記濃度信号に変換する濃度信号変換部と、対象の画素である対象画素の近傍の画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度と、前記対象画素の近傍の画素に対して前記濃度選択部によって選択された濃度とに基づいて、前記対象画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度を補正する補正部とを含む。
【００２５】
前記補正部は、前記対象画素に対して濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度を、誤差拡散法によって、補正する。
【００２６】
前記階調制御部は、前記対象画素の近傍の画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度と、前記対象画素の近傍の画素に対して前記濃度選択部によって選択された濃度との差から、前記対象画素に対する誤差濃度を示す誤差信号を生成する誤差信号生成部を含む。
【００２７】
前記階調制御部は、前記濃度信号生成部によって生成された濃度信号を、前記印加エネルギー変換部および前記ヘッド駆動部が前記ヘッド部を用いて実現できる階調数に量子化する量子化部を含む。
【００２８】
前記階調制御部は、前記量化部によって量子化された濃度信号を逆量子化する逆量子化部を含む。
【００２９】
前記面積階調モードでの前記印加エネルギー変換部による印加エネルギーへの変換は、前記濃度階調モードでの前記印加エネルギー変換部による印加エネルギーへの変換と異なる。
【００３０】
前記印加エネルギー変換部は、前記濃度選択部によって選択された濃度を、対象の画素である対象画素の近傍の画素に対する印加エネルギーに基づいて、前記対象画素に対する印加エネルギーに変換する。
【００３１】
前記階調決定部が前記面積階調モードによって前記画像を形成すると決定する場合、前記濃度選択部は、前記画像を形成するために、前記濃度信号の濃度を二値化した前記第１の濃度とは異なる第２の濃度および前記紙面の濃度である紙面濃度を選択する。
【００３２】
前記濃度信号生成部は、前記画像信号を前記濃度信号に変換する濃度信号変換部と、対象の画素である対象画素の近傍の画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度と前記対象画素の近傍の画素に対して前記濃度選択部によって選択された濃度とに基づいて、前記対象画素に対して前記濃度信号変換部によって変換された濃度信号の濃度を補正する補正部とを含み、前記階調決定部が前記面積階調モードによって前記画像を形成すると決定する場合、前記濃度選択部は、前記画像を形成するために、前記第１の濃度とは異なる第２の濃度および前記紙面の濃度である紙面濃度を選択する。
【００３３】
前記階調制御部は、前記第２の濃度を設定する第２の濃度設定部を含む。
【００３４】
前記第２の濃度設定部は、対象の画素である対象画素の近傍の複数の画素が前記紙面濃度であるか否かを示すパターンに基づいて、前記第２の濃度を設定する。
【００３５】
本発明の階調制御装置は、ヘッド部によって、画像を構成する複数の画素をそれぞれ所定の濃度として紙面上に形成する画像形成装置において、前記各画素がそれぞれ所定の濃度となるように前記ヘッド部を制御する階調制御装置であって、前記画像を表す画像信号に基づいて、予め設定された画素の濃度を形成するために前記ヘッド部に印加する印加エネルギーを示す印加エネルギー信号を生成する印加エネルギー信号生成部と、前記印加エネルギー信号生成部によって生成された印加エネルギー信号に基づいて、前記印加エネルギー信号の印加エネルギーを前記ヘッド部に印加する濃度階調モードおよび前記印加エネルギー信号の印加エネルギーを二値化した一方の印加エネルギーを前記ヘッド部に印加する面積階調モードのいずれかで、前記画像を形成するように前記ヘッド部を制御する階調制御部とを備える。
【００３６】
前記階調制御部は、前記印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーが第１の印加エネルギー以下であるか否かに基づいて、前記濃度階調モードおよび前記面積階調モードのいずれによって前記画像を形成するかを決定する階調決定部と、前記階調決定部の決定に基づいて、前記印加エネルギー信号の印加エネルギーおよび前記印加エネルギー信号の印加エネルギーを二値化した印加エネルギーのうちいずれの印加エネルギーを前記ヘッド部に印加するかを選択する印加エネルギー選択部と、前記印加エネルギー選択部によって選択された印加エネルギーに基づいて、前記ヘッド部を駆動するヘッド駆動部とを含む。
【００３７】
前記印加エネルギー信号生成部は、前記画像信号を前記印加エネルギー信号に変換する印加エネルギー信号変換部と、対象の画素である対象画素の近傍の画素に対して前記印加エネルギー信号変換部によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーと、前記対象画素の近傍の画素に対して前記印加エネルギー選択部によって選択された印加エネルギーとに基づいて、前記対象画素に対して前記印加エネルギー信号変換部によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーを補正する補正部とを含み、前記階調制御部は、前記濃度階調モードによって前記第１の印加エネルギーを前記ヘッド部に印加した場合に前記紙面上に形成される画像の濃度を前記面積階調モードにおいて形成するように、前記印加エネルギー信号変換部によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーに基づいて、第２の印加エネルギーを設定する第２の印加エネルギー設定部を含み、前記階調決定部が前記面積階調モードによって前記画像を形成すると決定する場合、前記印加エネルギー選択部は、前記画像を形成するために、前記印加エネルギー信号を二値化した前記第２の印加エネルギーおよび前記紙面濃度を形成する紙面濃度印加エネルギーを選択する。
【００３８】
本発明の階調制御方法は、画像を表す画像信号に基づいて濃度信号を生成するステップと、前記濃度信号によって示される濃度に基づいて、前記画像を濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれで形成するかを決定するステップと、前記決定された濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれかで、前記画像を紙面上に形成するステップとを包含する。
【００３９】
本発明の階調制御方法は、画像を表す画像信号に基づいて前記画像を紙面上に形成するヘッド部に印加する印加エネルギーを示す印加エネルギー信号を生成するステップと、前記印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーに基づいて、前記画像を濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれで形成するかを決定するステップと、前記決定された濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれかで前記画像を形成するステップとを包含する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、本明細書において、濃度とは、光学濃度または反射濃度を意味する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による階調制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。この階調制御装置１００は、画像信号に基づいて所定の画像を形成する画像形成装置５０に設けられている。この画像形成装置５０は、例えば、昇華型熱転写方式によって画像を形成するようになっており、図１７に示すように、プラテンローラ１２と、このプラテンローラ１２の上方に適当な間隔をあけて配置されたヘッド部としてのサーマルヘッド１１とを有している。そして、サーマルヘッド１１が、階調制御装置１００によって制御されるようになっている。サーマルヘッド１１は、プラテンローラ１２上に、受像紙３０を介して積層状態で配置された転写フィルム２０に押圧された状態で、階調制御装置１００によって、所定の印加エネルギーに相当するパルス幅の電圧が印加されることにより、転写フィルム２０の染料インキ層２２のインキを受像紙３０の受容層３１に転写する。
【００４２】
なお、画素を形成するヘッド部としては、濃度階調モードの画像を形成することができるヘッド部であれば、サーマルヘッド１１に特に限定されるものではない。ヘッド部は、レーザプリンタのレーザ、または、ドット変調可能なインクジェットヘッドでもよい。
【００４３】
階調制御装置１００は、画像を表す画像信号に基づいて濃度信号を生成する濃度信号生成部１１０と、濃度信号生成部１１０にて生成された濃度信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御部１２０とを備えている。
【００４４】
濃度信号生成部１１０は、濃度信号変換部２１０を有しており、濃度信号変換部２１０は、例えば、入力される画像信号を各画素の濃度信号に変換する。
【００４５】
階調制御部１２０は、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって、画像を受像紙３０の紙面に形成するかを決定する階調決定部３１０と、形成すべき各画素の濃度を選択する濃度選択部３２０と、濃度選択部３２０によって選択された濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部３３０と、印加エネルギー変換部３３０によって変換された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０とを備える。印加エネルギーは、サーマルヘッド１１に印加する電力が時間によって変化しない場合、サーマルヘッド１１に印加する電圧のパルス幅によって表される。
【００４６】
階調制御部１２０は、また、濃度信号によって示される濃度を、画像が形成される紙面の濃度である紙面濃度と紙面濃度よりも高濃度の第１の濃度とに二値化する二値化値決定部３５０と、二値化値決定部３５０によって二値化された値のいずれかを出力する二値化部３６０とを含む。
【００４７】
階調決定部３１０は、濃度信号によって示される濃度と、予め設定された所定の第１の濃度とを比較する比較器である。濃度信号によって示される濃度が第１の濃度より高い場合、階調決定部３１０は、画像信号から得られる画素毎の濃度になるようにそれぞれの画素の濃度を設定して画像を形成する濃度階調モードによって画像を紙面に形成することを決定する。濃度信号によって示される濃度が第１の濃度以下である場合、階調決定部３１０は、各画素が、二値化されたいずれかの値の濃度とされる面積階調モードによって画像を紙面に形成することを決定する。
【００４８】
第１の濃度は、例えば、紙面濃度＋０．３以下の濃度である。好ましくは、第１の濃度は、紙面濃度＋０．２以下の濃度である。
【００４９】
通常、写真画質を実現するプリンタは２００ｄｐｉ以上の解像度を有しており、この解像度においては、第１の濃度が紙面濃度＋０．３以下の濃度であると、面積階調モードによるざらつきが実質的に認識されることがない。また、第１の濃度が紙面濃度＋０．２以下の濃度であると、解像度がさらに低くなっても、面積階調モードによるざらつきが実質的に認識されることがない。
【００５０】
二値化値決定部３５０は、例えば、濃度信号によって示される濃度と閾値濃度とを比較する比較器によって構成される。濃度信号によって示される濃度が閾値濃度より高い場合、二値化値決定部３５０は、画素を、紙面濃度よりも高濃度の第１の濃度で形成することを決定する。濃度信号によって示される濃度が閾値濃度以下である場合、二値化値決定部３５０は、画素を紙面濃度で形成することを決定する。
【００５１】
二値化部３６０は、第１の濃度および紙面濃度のいずれか一方を示す信号を出力するように切り換えるスイッチである。二値化部３６０は、二値化値決定部３５０の決定に応じて、第１の濃度または紙面濃度を示す信号を出力する。二値化値決定部３５０が画像を第１の濃度で形成すると決定する場合、二値化部３６０は第１の濃度を示す信号を出力する。二値化値決定部３５０が画像を紙面濃度で形成すると決定する場合、二値化部３６０は紙面濃度を示す信号を出力する。
【００５２】
このように、二値化値決定部３５０は、閾値濃度を基準として、濃度信号によって示される濃度を第１の濃度および紙面濃度のいずれかに二値化する。
【００５３】
面積階調を得るために、閾値濃度はディザ法等によってランダムあるいは周期的に上下に変動する。このとき、閾値濃度の最大値は第１の紙面濃度であり、最小値は紙面濃度である。
【００５４】
濃度選択部３２０は、濃度信号変換部２１０から出力される濃度信号と、二値化部３６０によって出力された信号とのいずれか一方を出力するように切り換えるスイッチである。濃度選択部３２０は、階調決定部３１０の決定に応じて、濃度信号および二値化部３６０によって出力された信号のいずれか一方を出力する。階調決定部３１０が画像を濃度階調モードで形成すると決定する場合、濃度選択部３２０は濃度信号を出力する。階調決定部３１０が画像を面積階調モードで形成すると決定する場合、濃度選択部３２０は、紙面濃度または第１の濃度を示す、二値化部３６０によって出力された信号を出力する。
【００５５】
このように、濃度選択部３２０は、階調決定部３１０の決定に基づいて、形成すべき画像の濃度を選択する。
【００５６】
印加エネルギー変換部３３０は、濃度選択部３２０から出力される信号によって示される濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する。ここで、サーマルヘッド１１に印加する電力が時間によって変化しない場合、印加エネルギーは、サーマルヘッド１１に印加する電圧のパルス幅に応じて変化し、パルス幅とは、サーマルヘッド１１に電圧を印加する時間を示す。
【００５７】
なお、濃度選択部３２０から出力される信号によって示される濃度が紙面濃度である場合、印加エネルギー変換部３３０は発色しない範囲の印加エネルギーに変換する。この場合、ヘッド駆動部３４０は、発色しない範囲で、サーマルヘッド１１を予熱する。サーマルヘッド１１がラインヘッドである場合、このようにサーマルヘッド１１を予熱することによって、画素毎の熱の差を抑えることができる。
【００５８】
ヘッド駆動部３４０は、印加エネルギー変換部３３０によって変換された印加エネルギーに基づいて、サーマルヘッド１１を駆動する。それにより、サーマルヘッド１１は、画素を形成することができる。
【００５９】
このように、階調制御部１２０は、濃度信号によって示される濃度が、所定の第１の濃度以下であるか否かに基づいて、画像を紙面に形成するモードを変更する。
【００６０】
図２Ａは、実施の形態１の階調制御装置１００によって駆動されたサーマルヘッド１１が紙面に形成した画素およびその画素の濃度を示す模式図である。図２Ａに示される画素１〜６のそれぞれの濃度を、濃度１〜６とする。ここでは、第１の濃度は、濃度２と濃度３との間の大きさである。
【００６１】
実施の形態１では、図２に示されるように、第１の濃度以下の濃度１および濃度２を形成する場合、濃度１および濃度２を、面積階調モードにより形成する。実施の形態１による面積階調モードは、第１の濃度および紙面濃度のいずれかの画素を形成する。
【００６２】
上述したように、第１の濃度および紙面濃度のいずれかで画素を形成するかは、濃度信号の濃度が閾値濃度以下であるか否かに基づく。ここで、変動している閾値濃度が濃度１と濃度２との間にある場合、画素１は紙面濃度で形成され、画素２は第１の濃度で形成される。
【００６３】
このように、サーマルヘッド１１は画素毎に第１の濃度以上の濃度か紙面濃度で形成することにより、安定した階調の画像を形成することができる。
【００６４】
また、上述の説明では、画素毎の濃度信号の濃度を第１の濃度および閾値濃度と比較したが、実施の形態１はこれに限定されない。実施の形態１は、例えば、複数の画素の濃度の平均値を濃度信号変換部２１０によって検出して濃度信号として使用するようにしてもよい。
【００６５】
図２Ｂは、実施の形態１の階調制御装置１００によって駆動されたサーマルヘッド１１が紙面に形成した画像と、その濃度とを示す模式図である。図２Ｂでは、画像１〜６は９つの画素から構成されている。図２Ｂに示される画像１〜６の９つの画素の平均の濃度を、それぞれ、濃度１〜６とする。濃度１〜６は、順に濃度が高くなるように設定されている。ここでも、第１の濃度は、濃度２と濃度３との間の大きさである。
【００６６】
図２Ｂでは、９つの画素全体で濃度信号の濃度を形成するように、第１の濃度と紙面濃度とを適切な割合で組み合わせ、第１の濃度で形成される画素と紙面濃度で形成される画素とを適切に分散させている。濃度２は、濃度１よりも第１の濃度の割合が高く、紙面濃度の割合が低い。
【００６７】
このように、第１の濃度と紙面濃度とを適切な割合で組み合わせて、適切に分散させて形成した画像１および画像２は、図１９で示した濃度階調モードによる濃度１および濃度２で形成した画像と同じようにみえる。
【００６８】
第１の濃度より高い濃度３〜６を出力する場合、濃度階調モードによって異なる濃度３〜６をそれぞれ複数の画素全体に形成する。
【００６９】
なお、面積階調モードによって画像を紙面に形成する場合、特に解像度が小さいと、形成した画像がざらついてみえることがあるが、実施の形態１では、低濃度の範囲を面積階調モードによって形成しているため、形成した画像がざらついてみえることはない。
【００７０】
また、図２Ｂでは、画像を９つの画素から構成されているとしたが、構成される画素の数は９に限定されず、任意の複数の数でもよい。
【００７１】
このように、実施の形態１では、第１の濃度以下の濃度を形成する場合、面積階調モードによって画像を紙面に形成し、第１の濃度より大きい濃度を形成する場合、濃度階調モードによって画像を紙面に形成する。この面積階調モードでは、複数の画素のうちの幾つかの画素を第１の濃度で形成し、残りの画素を紙面濃度で形成し、第１の濃度によって形成される画素と、紙面濃度によって形成される画素とは、適切な割合で、適切に分散されるように配置させてもよい。
【００７２】
したがって、実施の形態１によれば、濃度階調モードによる低濃度の形成の不安定性を取り除くことができ、その結果、形成すべき画像を安定して適切な階調で形成することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
上述した実施の形態１では、面積階調モードによって画像を紙面に形成する場合、濃度信号によって示される濃度がディザ法等で決定された閾値濃度以下であるか否かに基づいて濃度信号によって示される濃度を第１の濃度および紙面濃度のいずれかに二値化し、二値化した第１の濃度および紙面濃度のいずれかを紙面に形成する形態を説明した。
【００７４】
しかしながら、濃度信号によって示される濃度をディザ法等で決定された閾値濃度を基準にして二値化する場合、濃度信号によって示される濃度と、二値化された濃度との誤差が大きくなることがある。例えば、濃度信号によって示される濃度が閾値濃度よりわずかに大きい場合、その濃度を第１の濃度で形成すると、誤差が大きい。同様に、濃度信号によって示される濃度が閾値濃度よりわずかに小さい場合、その濃度を紙面濃度で形成すると、誤差が大きい。
【００７５】
しかしながら、このように濃度を二値化して面積階調モードを行なう場合でも、誤差拡散法を使用すると、複数の画素の平均濃度を等しくなるように補正して、二値化する前の濃度と二値化した後の濃度との誤差を抑制することができる。
【００７６】
実施の形態２では、対象の画素となる対象画素の近傍にある画素において濃度信号によって示される濃度を二値化した際に生じる誤差に基づいて対象画素の濃度を補正する、誤差拡散法を用いる。
【００７７】
図３は、本発明の実施の形態２による階調制御装置１００Ａの概略構成を示すブロック図である。
【００７８】
階調制御装置１００Ａは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ａの一部として機能する。
【００７９】
画像形成装置５０Ａは、画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御装置１００Ａとを含む。
【００８０】
階調制御装置１００Ａは、濃度信号生成部１１０Ａが補正部２１１を含み、階調制御部１２０Ａが誤差信号生成部３７０を含む点を除いて、階調制御装置１００と実質的に同様である。図３における階調制御装置１００Ａの構成要素のうち、図１で示した階調制御装置１００の構成要素と同じものは、同じ参照符号で示し、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８１】
階調制御装置１００Ａは、画像を表す画像信号に基づいて濃度信号を生成する濃度信号生成部１１０Ａと、濃度信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御部１２０Ａとを備える。
【００８２】
濃度信号生成部１１０Ａは、画像を表す画像信号を受け取り、受け取った画像信号を濃度信号に変換する濃度信号変換部２１０と、対象画素の誤差濃度に基づいて、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度を補正する補正部２１１とを備える。
【００８３】
補正部２１１は、後述するように、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度に、誤差バッファ３７２から出力される誤差信号によって示される誤差濃度を加算する加算器である。
【００８４】
対象画素の誤差濃度は、誤差バッファ３７２に記憶されている。対象画素の誤差濃度とは、対象画素の近傍にある画素のうち濃度を既に二値化した画素が濃度を二値化するときに発生した誤差濃度を対象画素に拡散させたものである。対象画素の近傍にある画素のうち、対象画素に誤差を拡散させる画素は、１つであってもよく、複数であってもよい。なお、対象画素の近傍にある画素のうち、対象画素に誤差を拡散させる画素は、必ずしも、すでに画像が形成されているわけではなく、濃度が二値化されたのみで、実際に画像がその画素に形成されていないことも含む。
【００８５】
階調制御部１２０Ａは、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって画像を紙面に形成するかを決定する階調決定部３１０と、形成すべき各画素の濃度を選択する濃度選択部３２０と、濃度選択部３２０によって選択された濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部３３０と、印加エネルギー変換部３３０によって変換された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０とを備える。
【００８６】
階調制御部１２０Ａは、また、濃度信号によって示される濃度を二値化する二値化値決定部３５０と、二値化値決定部３５０によって二値化された一方の値を出力する二値化部３６０とを含む。
【００８７】
階調制御部１２０Ａは、また、誤差信号を生成する誤差信号生成部３７０を含む。
【００８８】
誤差信号生成部３７０は、対象画素Ｌに対して濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度から、対象画素Ｌに対して濃度選択部３２０から出力される信号によって示される濃度を減算する減算器３７１と、減算器３７１によって求められた誤差濃度を記憶する誤差バッファ３７２とを含む。誤差バッファ３７２では、減算器３７１によって求められた誤差濃度に基づいて、対象画素Ｌの近傍の画素のうち、まだ二値化されていない画素に誤差濃度が拡散され、対象画素Ｌの近傍の画素における誤差濃度が決定される。
【００８９】
誤差バッファ３７２は、濃度を二値化することによって発生した誤差濃度を対象画素Ｌの近傍の画素に拡散し、その近傍の画素と拡散された誤差濃度とを記憶する。このように、誤差バッファ３７２は、各画素に対応する誤差濃度を記憶している。
【００９０】
次いで、新たな対象画素について濃度を決定する場合、補正部２１１は、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号と、誤差バッファ２１１から誤差濃度を示す誤差信号とを受け取る。
【００９１】
補正部２１１は、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号によって示される濃度と、誤差バッファ３７２に記憶されている誤差濃度とを加算することによって、濃度信号を補正する。
【００９２】
このように、濃度信号生成部１１０Ａは、誤差バッファ３７２に記憶されている誤差濃度を利用した誤差拡散法によって、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度を補正する。
【００９３】
図４Ａは、誤差拡散法を説明するための模式図である。
【００９４】
図４Ａ（ａ）は、複数の画素がマトリクス状に配置されていることを示す平面図である。
【００９５】
誤差拡散法では、マトリクス状に配置された複数の画素に対して、対象画素Ｌを行または列に沿って順番に移動させる。
【００９６】
図４Ａ（ａ）では、対象画素Ｌを行方向に沿って移動させて、形成される濃度を順番に決定していき、その行における画素の濃度の決定が完了すると、対象画素Ｌを隣接する列に移動させ、次いで、対象画素Ｌを行方向に沿って移動させることで、その行における画素の濃度を決定していく。
【００９７】
本明細書において、マトリクス状に配置された複数の画素に対して、対象画素Ｌを連続して移動させていく方向を主走査方向とよび、主走査方向に垂直な方向を副走査方向とよぶ。
【００９８】
図４Ａ（ａ）では、行方向が主走査方向であり、列方向が副走査方向である。しかしながら、実施の形態２はこれに限定されるものではなく、列方向が主走査方向であり、行方向が副走査方向であってもよい。
【００９９】
図４Ａ（ｂ）は、対象画素Ｌおよびその近傍の画素を示す平面図である。
【０１００】
上述したように、誤差拡散法では、対象画素Ｌに対して、閾値濃度を基準として濃度信号によって示される濃度を二値化する際に、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度と二値化した濃度との差を誤差濃度とし、対象画素Ｌの近傍にある画素のうち、まだ濃度を二値化していない画素にその誤差濃度を拡散する。
【０１０１】
図４Ａ（ｂ）では、対象画素Ｌの誤差濃度を拡散させる画素は、対象画素Ｌに対して主走査方向に隣接する画素１と、画素１に対してさらに主走査方向に隣接する画素２と、対象画素Ｌに対して副走査方向に隣接する画素４と、副走査方向に隣接する画素４に隣接する２つの画素３、５とである。
【０１０２】
対象画素Ｌの誤差濃度を拡散する割合は、例えば、図４Ａ（ｂ）に示すように、画素１に１／４、画素２に１／８、画素３に１／８、画素４に１／４、画素５に１／４である。
【０１０３】
ただし、対象画素Ｌに対する誤差濃度を拡散させる画素は、画素１〜５に限定されるものではなく、対象画素Ｌの近傍にある画素のうち、まだ濃度が二値化されていない画素であればよい。
【０１０４】
また、対象画素Ｌの誤差を拡散させる割合は、上記割合に限定されない。ただし、対象画素Ｌの近傍にある画素ほど、対象画素Ｌの誤差濃度の影響を受ける傾向があるため、対象画素Ｌのより近傍にある画素に拡散させる割合がより大きいことが好ましい。
【０１０５】
このように、誤差信号生成部３７０は、対象画素Ｌの濃度を二値化した際の誤差濃度を、対象画素Ｌの近傍にある画素のうち、まだ濃度を二値化していない画素に拡散させ、対象画素Ｌの近傍にある画素と、その画素に拡散された誤差濃度とを誤差バッファ３７２に記憶する。
【０１０６】
その後、隣接する別の画素が新たな対象画素になり、補正部２１１は、その対象画素に対して画像信号から変換された濃度信号を、その対象画素に対して誤差バッファ３７２に記憶されている誤差濃度に基づいて、補正する。
【０１０７】
図４Ｂは、実施の形態２の階調制御装置１００Ａによって駆動されたサーマルヘッド１１が紙面に形成した画像と、その濃度とを示す模式図である。図４Ｂに示される画像１〜６のそれぞれの濃度を、濃度１〜６とする。画像１〜６は、９つの画素から構成されており、濃度１〜６は、順に濃度が高くなるように設定されている。ここで、９つの画素に対する濃度信号の濃度は全て等しく、ここでも、第１の濃度は、濃度２と濃度３との間の大きさである。
【０１０８】
実施の形態２では、図４Ｂに示されるように、第１の濃度以下の濃度１および濃度２を形成する場合、濃度１および濃度２を、誤差拡散法を用いた面積階調モードにより形成する。実施の形態２による面積階調モードでも、第１の濃度および紙面濃度のいずれかで画素を形成する。図４Ｂでは、誤差拡散法を用いているため、第１の濃度と紙面濃度とを適切な割合で組み合わせ、第１の濃度で形成される画素と紙面濃度で形成される画素とが適切に分散される。その結果、濃度２は、濃度１よりも第１の濃度の割合が高く、紙面濃度の割合が低くなる。
【０１０９】
このように、第１の濃度と紙面濃度とを適切な割合で組み合わせて、適切に分散させて形成された画像１および画像２は、図１９で示した濃度階調モードによる濃度１および濃度２で形成した画像と同じようにみえる。
【０１１０】
第１の濃度より高い濃度３〜６を形成する場合、濃度階調モードによってそれぞれ異なる濃度３〜６を複数の画素全体に形成する。
【０１１１】
なお、面積階調モードによって画像を紙面に形成する場合、特に解像度が小さいと、形成した画像がざらついてみえることがあるが、実施の形態２では、低濃度の範囲を面積階調モードによって形成しているため、形成した画像がざらついてみえることはない。
【０１１２】
このように、階調制御装置１００Ａは、複数の画素の平均濃度が、濃度信号変換部２１０によって生成された濃度信号の濃度の平均と同じになるように、面積階調モードによって画像を形成することができる。
【０１１３】
（実施の形態３）
実施の形態１および２において上述した階調制御装置１００および１００Ａでは、濃度信号生成部１１０および１１０Ａによって生成される濃度信号によって示される各画素の濃度の階調数が、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現できる各画素の濃度の階調数と同じ場合を想定している。
【０１１４】
しかしながら、濃度信号生成部２１０によって生成された濃度信号の濃度の階調数は、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現できる濃度の階調数と必ず等しいとは限らない。
【０１１５】
例えば、濃度信号生成部１１０Ａによって生成された濃度信号の濃度は４０９６階調（すなわち、１２ビットで示される）であるが、サーマルヘッド１１が形成可能な濃度は２５６階調（すなわち、８ビットで示される）しかないことがある。
【０１１６】
実施の形態３では、このような場合に濃度を調整する形態を説明する。
【０１１７】
図５Ａは、本発明の実施の形態３による階調制御装置１００Ｂの概略構成を示すブロック図である。
【０１１８】
階調制御装置１００Ｂは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ｂの一部として機能する。
【０１１９】
画像形成装置５０Ｂは、画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御装置１００Ｂとを含む。
【０１２０】
階調制御装置１００Ｂは、階調制御部１２０Ｂが量子化部３８０を含み、誤差信号生成部３７０Ａが逆量子化部３７３を含む点を除いて、実施の形態２において説明した階調制御装置１００Ａと実質的に同様である。ただし、後述するように、二値化部３６０から出力される濃度を示すビット数は、量子化部３８０によって量子化された濃度信号によって示される濃度のビット数と同じである。
【０１２１】
実施の形態３による階調制御装置１００Ｂの構成要素のうち、図３で示した階調制御装置１００Ａの構成要素と同じものは、同じ参照符号で示し、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１２２】
階調制御装置１００Ｂは、画像を表す画像信号に基づいて濃度信号を生成する濃度信号生成部１１０Ａと、濃度信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を駆動する階調制御部１２０Ｂとを備える。
【０１２３】
濃度信号生成部１１０Ｂは、画像を表す画像信号を受け取り、受け取った画像信号を濃度信号に変換する濃度信号変換部２１０と、対象画素の誤差濃度に基づいて、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度を補正する補正部２１１とを備える。
【０１２４】
階調制御部１２０Ｂは、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって画像を紙面に形成するかを決定する階調決定部３１０と、形成すべき各画素の濃度を選択する濃度選択部３２０と、濃度選択部３２０によって選択された濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部３３０と、印加エネルギー変換部３３０によって変換された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０とを備える。
【０１２５】
階調制御部１２０Ｂは、また、濃度信号によって示される濃度を二値化する二値化値決定部３５０と、二値化値決定部３５０によって二値化された一方の値を出力する二値化部３６０とを含む。
【０１２６】
階調制御部１２０Ｂは、また、誤差信号を生成する誤差信号生成部３７０Ａを含む。
【０１２７】
ここで、階調制御装置１００Ｂにおいて、濃度信号生成部１１０Ａによって生成された濃度信号の濃度は４０９６階調であり、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現できる濃度は２５６階調であると仮定する。
【０１２８】
濃度信号生成部１１０Ａによって生成された濃度信号は、量子化部３８０に入力される。量子化部３８０は、１２ビットで示される濃度のうち、下位４ビットを切り捨てることによって、８ビットに量子化する。ただし、量子化部３８０による量子化は、ビットの切り捨てに限定されず、量子化部３８０は、任意の方式の量子化によって濃度を量子化してもよい。
【０１２９】
階調制御装置１００Ｂにおいて、第１の濃度および紙面濃度は８ビットで表されている。したがって、二値化部３６０から出力された信号の濃度は８ビットである。
【０１３０】
濃度選択部３２０は、量子化部３８０の出力および二値化部３６０の出力を受け取り、階調決定部３１０の決定に基づいて、量子化部３８０の出力および二値化部３６０の出力のいずれかを印加エネルギー変換部３３０に出力する。量子化部３８０の出力および二値化部３６０の出力はいずれも８ビットの信号であるため、濃度選択部３２０が出力する信号は８ビットである。
【０１３１】
印加エネルギー変換部３３０は、濃度選択部３２０から出力され、８ビットで示される濃度を印加エネルギーに変換する。
【０１３２】
ヘッド駆動部３４０は、実施の形態１および２と同様に、印加エネルギー変換部３３０によって変換された印加エネルギーに基づいて、サーマルヘッド１１を駆動する。
【０１３３】
このように、実施の形態３による階調制御装置１００Ｂにおいて、濃度信号生成部１１０Ａによって生成される濃度信号の濃度の階調数が、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現できる濃度の階調数と異なる場合でも、濃度信号生成部１１０Ａによって生成される濃度信号を量子化部３８０で量子化することによって、サーマルヘッド１１で画像を形成させることができる。
【０１３４】
また、階調制御装置１００Ｂにおいて、誤差信号生成部３７０Ａは、対象画素Ｌに対して濃度選択部３２０によって選択された濃度を逆量子化する逆量子化部３７３と、対象画素Ｌに対して濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度から、逆量子化された信号の濃度を減算する減算器３７１と、減算器３７１によって求められた誤差濃度を記憶する誤差バッファ３７２とを含む。
【０１３５】
逆量子化部３７３によって、濃度選択部３２０によって選択された濃度を逆量子化し、その濃度を減算器３７１に出力することで、実施の形態２と同様に、誤差拡散法を行なうことができる。
【０１３６】
誤差バッファ３７２は、実施の形態２において上述したように、減算器３７１によって求められた誤差濃度を、対象画素Ｌの近傍の画素のうちまだ二値化されていない画素に拡散し、対象画素Ｌの近傍の画素に対する誤差濃度を決定し、その近傍の画素と拡散された誤差濃度とを記憶する。
【０１３７】
その後、隣接する別の画素が新たな対象画素になり、補正部２１１は、その対象画素に対して画像信号から変換された濃度信号を、その対象画素に対して誤差バッファ３７２に記憶されている誤差濃度に基づいて、補正する。
【０１３８】
このように、量子化部３８０を設けることによって、濃度信号生成部１１０Ａによって生成される濃度信号の濃度の階調数と、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現できる濃度の階調数とが異なる場合でも、濃度信号生成部１１０Ａによって生成される濃度信号によって示される濃度をサーマルヘッド１１で形成させることができる。
【０１３９】
また、誤差信号生成部３７０Ａが逆量子化部３７３を含むことで、実施の形態２と同様に、複数の画素の平均濃度が、濃度信号生成部１１０Ａによって生成された濃度信号と同じになるように、面積階調モードによって画像を形成することができる。
【０１４０】
なお、図５Ａを参照した上述の説明では、濃度選択部３２０によって選択された信号を逆量子化する形態を説明したが、実施の形態３は、これに限定されない。
【０１４１】
図５Ｂは、本発明の実施の形態３の別の例による階調制御装置１００Ｃの概略構成を示すブロック図である。
【０１４２】
階調制御装置１００Ｃは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ｃの一部として機能する。
【０１４３】
画像形成装置５０Ｃは、画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御装置１００Ｃとを含む。
【０１４４】
階調制御装置１００Ｃは、誤差信号生成部３７０Ａに含まれる逆量子化部３７３が、量子化部３８０と濃度選択部３２０との間に設けられている点を除いて、上述した階調制御装置１００Ｂと実質的に同様である。ただし、二値化部３６０から出力される第１の濃度および紙面濃度を示す信号のそれぞれのビット数は、濃度信号生成部１１０Ａによって生成された濃度信号によって示される濃度のビット数と同じである。
【０１４５】
階調制御装置１００Ｃの構成要素のうち、図５Ａで示した階調制御装置１００Ｂの構成要素と同じものは、同じ参照符号で示し、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１４６】
このように、量子化部３８０と濃度選択部３２０との間に逆量子化部３７３を設けることによっても、濃度信号生成部１１０Ａによって生成される濃度信号の濃度の階調数と、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現できる濃度の階調数とが異なる場合でも、濃度信号生成部１１０Ａによって生成される濃度信号によって示される濃度をサーマルヘッド１１で形成させることができる。
【０１４７】
また、実施の形態３の特有の効果として、第１の濃度以上の濃度階調領域において濃度階調モードで画像を形成する場合でも、量子化により発生した誤差が拡散される。したがって、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現される濃度が２５６階調であっても、実質４０９６階調の濃度を形成することができる。
【０１４８】
なお、上記説明では、濃度信号生成部１１０Ａによって生成される濃度信号の濃度は４０９６階調であり、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現できる濃度が２５６階調である場合を説明したが、実施の形態３はこれに限定されない。実施の形態３は、濃度信号生成部１１０Ａによって生成される濃度信号の濃度の階調数と、サーマルヘッド１１を用いて印加エネルギー変換部３３０とヘッド駆動部３４０が実現できる濃度の階調数とが異なる任意の場合に適用可能である。
【０１４９】
（実施の形態４）
昇華型熱転写方式のラインヘッドであるサーマルヘッド１１を用いて面積階調モードによって画像を形成する場合、対象画素の近傍の画素に出力されたインキが所望の濃度を示さないことがある。昇華型熱転写方式のヘッド部は、インキを加熱して、昇華させることによってインキを紙面に出力するため、対象画素にインキを出力し、対象画素の近傍の画素にインキを出力しない場合、対象画素を形成するようにサーマルヘッド１１に加えられた熱が近傍に拡散してしまい、対象画素の濃度が意図した濃度と異なることがある。
【０１５０】
図６は、サーマルヘッド１１が面積階調モードによって複数の画素に濃度を形成する場合のサーマルヘッド１１の温度分布を示す図である。
【０１５１】
図６（ａ）は、面積階調モードで形成された複数の画素を示す平面図である。図６（ａ）において、第１の濃度で形成される画素の周囲には、紙面濃度で形成される画素が配置されている。図６（ａ）に示されるＸ軸上の複数の画素のうち、第１の濃度で形成される画素は、紙面濃度で形成される画素に挟まれた状態で配置されている。
【０１５２】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＸ軸に沿った複数の画素を形成する際のサーマルヘッド１１の理想的な温度分布を示す曲線６１０と、実際の温度分布を示す曲線６２０と、記録開始温度を示す破線６３０とを示すグラフである。
【０１５３】
一般的に、所定の温度を越えないと、画素にインキが出力されない。この所定の温度を記録開始温度とよび、破線６３０として、図６Ａ（ｂ）に示す。
【０１５４】
理想的には、曲線６１０に示されるように、第１の濃度で形成される画素を形成するサーマルヘッド１１の温度は、紙面濃度で形成される画素を形成するサーマルヘッド１１の温度よりも明らかに高く、このとき曲線６１０は矩形状になる。
【０１５５】
しかしながら、実際には、サーマルヘッド１１において、第１の濃度の画素を形成する部分の熱は、紙面濃度の画素を形成する部分に拡散し、その温度は、曲線６２０に示されるように、第１の濃度で形成される画素の中央部分で最大となり、その中央部分から離れるにしたがって減少する曲線となる。これにより、対象画素の濃度が意図した濃度より低くなってしまい、かつ、画素面積も小さくなる。
【０１５６】
実施の形態４は、このような面積階調モードにおける熱拡散による濃度低下を防ぐために、隣接する画素を形成するためにサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに基づいて対象画素の濃度を形成するためにサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーを演算する形態を説明する。
【０１５７】
図７Ａは、本発明の実施の形態４による階調制御装置１００Ｄの概略構成を示すブロック図である。
【０１５８】
階調制御装置１００Ｄは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ｄの一部として機能する。
【０１５９】
画像形成装置５０Ｄは、画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御装置１００Ｄとを含む。
【０１６０】
階調制御装置１００Ｄは、図３を参照して実施の形態２において説明した階調制御装置１００Ａの印加エネルギー変換部３３０が、印加エネルギー変換部３３０Ａである点を除いて、階調制御装置１００Ａと実質的に同様である。階調制御装置１００Ｄの構成要素のうち、図３で示した階調制御装置１００Ａの構成要素と同じものを、同じ参照符号で示し、ここでは、詳細な説明を省略する。
【０１６１】
階調制御装置１００Ｄは、画像信号に基づいて濃度信号を生成する濃度信号生成部１１０Ａと、濃度信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御部１２０Ｄとを備える。
【０１６２】
階調制御部１２０Ｄは、画像を紙面に、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって形成するかを決定する階調決定部３１０と、形成すべき各画素の濃度を選択する濃度選択部３２０と、濃度選択部３２０によって選択された濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部３３０Ａと、印加エネルギー変換部３３０Ａによって変換された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０とを備える。
【０１６３】
階調制御部１２０Ｄは、また、濃度信号によって示される濃度を二値化する二値化値決定部３５０と、二値化値決定部３５０によって二値化された一方の値を出力する二値化部３６０とを含む。
【０１６４】
階調制御部１２０Ｄは、また、誤差信号を生成する誤差信号生成部３７０を含む。
【０１６５】
印加エネルギー変換部３３０Ａは、濃度選択部３２０によって選択された濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する変換部３３１と、画素毎に変換した印加エネルギーを記憶する記憶部３３２と、変換部３３１によって変換された印加エネルギーと記憶部３３２に記憶された印加エネルギーとに基づいて、変換部３３１によって変換された印加エネルギーよりも大きくなるように印加エネルギーを演算する演算部３３３と、二値化値決定部３５０の出力に基づいて、変換部３３１によって変換された印加エネルギーおよび演算部３３３によって演算された印加エネルギーのいずれかを示す信号を出力する出力部３３４とを含む。
【０１６６】
出力部３３４は、変換部３３１によって変換された印加エネルギーまたは演算部３３３によって演算された印加エネルギーのいずれかを示す信号を出力するように切り換え可能なスイッチである。
【０１６７】
二値化部３６０が紙面濃度を示す信号を出力する場合、出力部３３４は、変換部３３１によって変換された印加エネルギーをヘッド駆動部３４０に出力する。
【０１６８】
二値化部３６０が第１の濃度を示す信号を出力する場合、演算部３３３は、変換部３３１によって変換された印加エネルギーと、記憶部３３２によって記憶された印加エネルギーとに基づいて、印加エネルギーを演算する。このとき、出力部３３４は、演算部３３３によって演算された印加エネルギーをヘッド駆動部３４０に出力する。
【０１６９】
印加エネルギー変換部３３０Ａの変換部３３１は、面積階調モードでも濃度階調モードでも同じように濃度を印加エネルギーに変換している。変換部３３１は、濃度階調モードにおいて適した形態で濃度を印加エネルギーに変換しているが、面積階調モードにおいて同じように変換した印加エネルギーを示す信号をそのまま出力すると、上述した熱拡散によって、形成される濃度は意図した濃度より低下してしまう。
【０１７０】
したがって、面積階調モードでは、変換部３３１によって第１の濃度を変換した印加エネルギーよりも大きくなるように演算部３３３によって演算された印加エネルギーを示す信号を出力すると、濃度選択部３２０が選択した第１の濃度より低い濃度が形成されることを抑制することができる。
【０１７１】
また、演算部３３３は、変換部３３１によって変換された印加エネルギーと記憶部３３２に記憶された印加エネルギーとに基づいて演算することによって、対象画素に形成される濃度における熱拡散の影響を考慮することができる。
【０１７２】
演算部３３３は、例えば、以下に示すような演算を行なう。
【０１７３】
図７Ｂは、実施の形態４による演算の対象となる対象画素および対象画素の近傍の画素と、その印加エネルギーを示す模式図である。
【０１７４】
演算部３３３は、主走査２次微分と副走査１次微分を対象画素に加えるように演算する。具体的には、図７Ｂに示すように、対象画素Ｌに対して副走査方向の反対方向に隣接する画素を画素１とし、対象画素Ｌに対して主走査方向の反対方向に隣接する画素を画素２とし、対象画素Ｌに対して主走査方向に隣接する画素を画素３とすると、演算部３３３において行なう演算は、
Ｐｗ（ｉ、ｊ）’＝Ｐｗ（ｉ、ｊ）＋（ｋ１×（（Ｐｗ（ｉ、ｊ）−Ｐｗ（ｉ−１、ｊ））＋（Ｐｗ（ｉ、ｊ）−Ｐｗ（ｉ＋１、ｊ）））／２＋ｋ２×（Ｐｗ（ｉ、ｊ）−Ｐｗ（ｉ、ｊ−１）））
であり、ここで、Ｐｗ（ｉ、ｊ）’は、対象画素Ｌに対して演算部３３３によって演算した後の印加エネルギーであり、Ｐｗ（ｉ、ｊ）は、変換部３３１によって変換された印加エネルギーであり、Ｐｗ（ｉ、ｊ＋１）は、画素１に画像を形成するための印加エネルギーであり、Ｐｗ（ｉ−１、ｊ）は、画素２に画像を形成するための印加エネルギーであり、Ｐｗ（ｉ＋１、ｊ）は、画素３に画像を形成するための印加エネルギーであり、ｋ１は主走査に関する係数であり、ｋ２は副走査に関する係数である。ｋ１はｋ２より大きい。Ｐｗ（ｉ、ｊ＋１）、Ｐｗ（ｉ−１、ｊ）、Ｐｗ（ｉ＋１、ｊ）は、記憶部３３２に記憶されている印加エネルギーである。
【０１７５】
図１８において示したように、印加エネルギーの増加とともに形成される濃度の値は大きくなる。
【０１７６】
このように、対象画素Ｌの近傍の画素の濃度を形成するためにヘッド部に印加する印加エネルギーに基づいて、周辺画素の印加エネルギーが低いほど対象画素Ｌの印加エネルギーを増加させることで、対象画素Ｌで形成される濃度が、熱拡散によって低下することを抑制することができる。
【０１７７】
なお、上記説明では、ヘッド部が、昇華型熱転写方式のラインヘッドであるサーマルヘッド１１の場合を説明したが、ヘッド部として、レーザプリンタのレーザまたはドット変調可能なインクジェットヘッドを使用することもある。
【０１７８】
図７Ｃは、レーザプリンタのレーザまたはドット変調可能なインクジェットヘッドをヘッド部として使用して、面積階調モードで画像を形成する場合の対象画素Ｌおよびその近傍を示す上面図である。
【０１７９】
図７Ｃに示すように、レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドを使用して対象画素Ｌに画像を形成する場合、対象画素Ｌだけでなく、対象画素Ｌに隣接する画素の一部にも画像が形成される。この場合、面積階調モードで画像を形成すると、昇華型熱転写方式のラインヘッドのサーマルヘッドとは反対に、実際の濃度よりも濃い画像が形成されることになる。
【０１８０】
したがって、ヘッド部としてレーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドを使用する場合、変換部３３１によって第１の濃度を変換した印加エネルギーよりも小さくなるように演算部３３３によって演算し、そのように演算した印加エネルギーを示す信号を出力すると、濃度選択部３２０が選択した第１の濃度より高い濃度が形成されることを抑制することができる。
【０１８１】
このように、面積階調モードにおける印加エネルギーへの変換を、濃度階調モードにおける印加エネルギーへの変換と異なるように行なうことで、対象画素の近傍の画素が紙面濃度で形成される場合に対象画素の濃度に与える影響と、対象画素の近傍の画素が紙面濃度以外の濃度で形成される場合に対象画素の濃度に与える影響との差を補償することができる。
【０１８２】
（実施の形態５）
実施の形態４では、面積階調モードにおける熱拡散による濃度低下を防ぐために、印加エネルギー変換部３３０において対象画素Ｌの印加エネルギーを増加させる態様を説明した。
【０１８３】
実施の形態５では、面積階調モードにおける熱拡散による濃度低下を防ぐために、第１の濃度以上の濃度である第２の濃度と紙面濃度とを使用した面積階調モードによって画像を形成する。ここで、面積階調モードで形成する際に使用する第２の濃度は、第１の濃度以上、好ましくは、第１の濃度より大きく、形成可能な最大濃度以下の濃度である。
【０１８４】
図８は、本発明の実施の形態５による階調制御装置１００Ｅの概略構成を示すブロック図である。
【０１８５】
階調制御装置１００Ｅは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ｅの一部として機能する。
【０１８６】
画像形成装置５０Ｅは、画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御装置１００Ｅとを含む。
【０１８７】
階調制御装置１００Ｅは、図１を参照して実施の形態１において説明した階調制御装置１００の二値化部３６０が、二値化部３６０Ａである点を除いて、階調制御装置１００と実質的に同様である。
【０１８８】
図８における階調制御装置１００Ｅの構成要素のうち、図１で示した階調制御装置１００の構成要素と同じものは、同じ参照符号で示し、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１８９】
階調制御装置１００Ｅは、画像を表す画像信号に基づいて濃度信号を生成する濃度信号生成部１１０と、濃度信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を駆動する階調制御部１２０Ｅとを備える。
【０１９０】
濃度信号生成部１１０の濃度信号変換部２１０は、紙面に形成する画像を表す画像信号を受け取り、その画像信号を濃度信号に変換する。
【０１９１】
階調制御部１２０Ｅは、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって画像を紙面に形成するかを決定する階調決定部３１０と、形成すべき各画素の濃度を選択する濃度選択部３２０と、濃度選択部３２０によって選択された濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部３３０と、印加エネルギー変換部３３０によって変換された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０とを備える。
【０１９２】
階調制御部１２０Ｅは、また、濃度信号によって示される濃度を二値化する二値化値決定部３５０と、二値化値決定部３５０によって二値化された一方の値を出力する二値化部３６０Ａとを含む。面積階調を得るために、閾値濃度はディザ法等によってランダムにあるいは周期的に上下に変動する。
【０１９３】
二値化値決定部３５０は、濃度信号によって示される濃度と閾値濃度とを比較する比較器である。濃度信号によって示される濃度が閾値濃度より高い場合、二値化値決定部３５０は、画像を第２の濃度で形成することを決定する。濃度信号によって示される濃度が閾値濃度以下である場合、二値化値決定部３５０は、画像を紙面濃度で形成することを決定する。
【０１９４】
二値化部３６０Ａは、第２の濃度および紙面濃度のいずれか一方を示す信号を出力するように切り換えるスイッチである。二値化部３６０Ａは、二値化値決定部３５０の決定に応じて、第２の濃度または紙面濃度を示す信号を出力する。二値化値決定部３５０が画像を第２の濃度で形成すると決定する場合、二値化部３６０Ａは第２の濃度を示す信号を出力する。二値化値決定部３５０が画像を紙面濃度で形成すると決定する場合、二値化部３６０Ａは紙面濃度を示す信号を出力する。
【０１９５】
濃度選択部３２０は、濃度信号および二値化部３６０によって出力された信号のいずれか一方を出力するように切り換えるスイッチである。濃度選択部３２０は、階調決定部３１０の決定に応じて、濃度信号および二値化部３６０によって出力された信号のいずれか一方を出力する。階調決定部３１０が画像を濃度階調モードで形成すると決定する場合、濃度選択部３２０は濃度信号を出力する。階調決定部３１０が画像を面積階調モードで形成すると決定する場合、濃度選択部３２０は、紙面濃度または第２の濃度を示す、二値化部３６０Ａによって出力された信号を出力する。
【０１９６】
第２の濃度は、予め決まった濃度であってもよく、他の条件に基づいて決定される濃度であってもよい。
【０１９７】
このように、階調決定部３１０によって階調のモードを決定するのに使用する第１の濃度以上の濃度を有する第２の濃度と、紙面濃度とを用いて面積階調モードを行なうことによって、面積階調モードにおける熱拡散による濃度低下を防ぐことができる。
【０１９８】
また、実施の形態４において図７Ｃを参照して説明したように、レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドをヘッド部として使用して対象画素Ｌに画像を形成する場合にも、実施の形態５を適用することができる。
【０１９９】
レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドをヘッド部として使用する場合、対象画素Ｌだけでなく、対象画素Ｌに隣接する画素の一部にも画像が形成されてしまうため、昇華型熱転写方式のラインヘッドのサーマルヘッド１１を使用する場合とは異なり、第２の濃度は、紙面濃度以上第１の濃度以下、好ましくは、第１の濃度より小さい濃度に設定する。
【０２００】
このように、面積階調モードにおいて使用する濃度を、階調決定において使用する濃度と異なる濃度にすることによって、対象画素の近傍の画素が紙面濃度で形成される場合に対象画素の濃度に与える影響と、対象画素の近傍の画素が紙面濃度以外の濃度で形成される場合に対象画素の濃度に与える影響との差を補償することができる。
【０２０１】
（実施の形態６）
上述した実施の形態２では、誤差拡散法を用いて、平均濃度が同じになるように濃度の二値化を行なう形態を説明している。このような誤差拡散法は、実施の形態５で説明したような、面積階調モードによって第２の濃度を使用する場合にも適用することができる。
【０２０２】
実施の形態６は、誤差拡散法を用いながら、第２の濃度を使用した面積階調モードにより濃度を形成する形態を説明する。
【０２０３】
図９は、本発明の実施の形態６による階調制御装置１００Ｆの概略構成を示すブロック図である。
【０２０４】
階調制御装置１００Ｆは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ｆの一部として機能する。
【０２０５】
画像形成装置５０Ｆは、画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御装置１００Ｆとを含む。
【０２０６】
階調制御装置１００Ｆは、階調制御部１２０Ｆが誤差信号生成部３７０Ｂを含む点を除いて、図８を参照して実施の形態５において説明した階調制御装置１００Ｅと実質的に同様である。
【０２０７】
図９における階調制御装置１００Ｆの構成要素のうち、図８で示した階調制御装置１００Ｅの構成要素と同じものは、同じ参照符号で示し、ここでは詳細な説明を省略する。
【０２０８】
階調制御装置１００Ｆは、画像を表す画像信号に基づいて濃度信号を生成する濃度信号生成部１１０Ａと、濃度信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を駆動する階調制御部１２０Ｆとを備える。
【０２０９】
濃度信号生成部１１０Ａは、画像を表す画像信号を受け取り、受け取った画像信号を濃度信号に変換する濃度信号変換部２１０と、対象画素の誤差濃度に基づいて、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度を補正する補正部２１１とを備える。
【０２１０】
階調制御部１２０Ｆは、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって画像を紙面に形成するかを決定する階調決定部３１０と、形成すべき各画素の濃度を選択する濃度選択部３２０と、濃度選択部３２０によって選択された濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部３３０と、印加エネルギー変換部３３０によって変換された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０を備える。
【０２１１】
階調制御部１２０Ｆは、また、濃度信号によって示される濃度を二値化する二値化値決定部３５０と、二値化値決定部３５０によって二値化された一方の値を出力する二値化部３６０Ａとを含む。
【０２１２】
階調制御部１２０Ｆは、また、誤差信号を生成する誤差信号生成部３７０Ｂを含む。
【０２１３】
誤差信号生成部３７０Ｂは、二値化値決定部３５０の決定に基づいて、紙面濃度または第１の濃度のいずれかを示す信号を出力するスイッチ３７５と、階調決定部３１０の決定に基づいて、濃度信号生成部１１０Ａによって生成された濃度信号か、スイッチ３７５から出力される紙面濃度または第１の濃度を示す信号を出力するスイッチ３７４と、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号によって示される濃度から、スイッチ３７４から出力された信号によって示される濃度を減算する減算器３７１と、減算器３７１によって求められた誤差濃度を記憶する誤差バッファ３７２とを含む。
【０２１４】
誤差バッファ３７２は、濃度を二値化することによって発生した誤差濃度を近傍の画素に拡散し、その近傍の画素と拡散された誤差濃度とを記憶する。
【０２１５】
補正部２１１は、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度に、誤差バッファ３７２に記憶されている誤差濃度を加算することによって、濃濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号を補正する。
【０２１６】
実施の形態２において図３を参照して説明した階調制御装置１００Ａにおける誤差信号生成部３７０では、濃度選択部３２０によって選択された濃度から、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度を減算して、誤差濃度を求めているが、実施の形態６による階調制御装置１００Ｆにおける誤差信号生成部３７０Ｂでは、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度からスイッチ３７４から出力された濃度を減算して、誤差濃度を求めている。
【０２１７】
ただし、スイッチ３７４は、階調決定部３１０の決定に基づいて、濃度信号によって示される濃度か、紙面濃度または第１の濃度を示す信号を出力し、スイッチ３７５は、二値化値決定部３５０の決定に基づいて、紙面濃度または第１の濃度のいずれかを示す信号を出力する点で、スイッチ３７４およびスイッチ３７５のそれぞれは、実施の形態２において図３を参照して説明した階調制御装置１００Ａの濃度選択部３２０および二値化部３６０とそれぞれ同じである。
【０２１８】
実施の形態２による階調制御装置１００Ａでは、面積階調モード時に濃度選択部３２０が第１の濃度または紙面濃度を出力するのに対し、実施の形態６における階調制御装置１００Ｆでは、面積階調モード時に濃度選択部３２０が第２の濃度または紙面濃度を出力する点で、階調制御装置１００Ａと階調制御装置１００Ｆとは異なる。
【０２１９】
このように、階調制御装置１００Ｆでは、階調を決定する基準となる第１の濃度以上の濃度の第２の濃度を用いて、面積階調モードで濃度を形成しているため、面積階調モードにおける熱拡散による濃度低下を防ぐことができる。
【０２２０】
また、階調制御装置１００Ｆでは、誤差拡散法を用いて、複数の画素の全体の平均濃度が、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度の平均と同じになるように、面積階調モードで画像を形成することができる。
【０２２１】
なお、第２の濃度は、予め決まった濃度であってもよく、他の条件に基づいて決定される濃度であってもよい。
【０２２２】
また、実施の形態４において図７Ｃを参照して説明したように、レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドをヘッド部として使用して対象画素Ｌに画像を形成する場合にも、実施の形態６を適用することができる。
【０２２３】
レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドをヘッド部として使用する場合、対象画素Ｌだけでなく、対象画素Ｌに隣接する画素の一部にも画像が形成されてしまうため、昇華型熱転写方式のラインヘッドのサーマルヘッド１１を使用する場合とは異なり、第２の濃度は、紙面濃度以上第１の濃度以下、好ましくは、第１の濃度より小さい濃度に設定する。
【０２２４】
このように、面積階調モードにおいて使用する濃度を、階調決定において使用する濃度と異なる濃度にすることによって、対象画素の近傍の画素が紙面濃度で形成される場合に対象画素の濃度に与える影響と、対象画素の近傍の画素が紙面濃度以外の濃度で形成される場合に対象画素の濃度に与える影響との差を補償することができる。
【０２２５】
（実施の形態７）
上述した実施の形態５による階調制御装置１００Ｅでは、第２の濃度を用いた面積階調モードにより、画像を形成する形態を説明した。実施の形態７では、第２の濃度をどのように生成するかを説明する。
【０２２６】
図１０は、本発明の実施の形態７による階調制御装置１００Ｇの概略構成を示すブロック図である。
【０２２７】
階調制御装置１００Ｇは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ｇの一部として機能する。
【０２２８】
画像形成装置５０Ｇは、画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１を制御する階調制御装置１００Ｇとを含む。
【０２２９】
階調制御装置１００Ｇは、階調制御部１２０Ｇが第２の濃度設定部３９０を含む点を除いて、図８を参照して実施の形態５において説明した階調制御装置１００Ｅと実質的に同様である。図１０における階調制御装置１００Ｇの構成要素のうち、図８で示した階調制御装置１００Ｅの構成要素と同じものは、同じ参照符号で示し、ここでは詳細な説明を省略する。
【０２３０】
階調制御装置１００Ｇは、画像を表す画像信号に基づいて濃度信号を生成する濃度信号生成部１１０と、濃度信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を駆動する階調制御部１２０Ｇとを備える。
【０２３１】
濃度信号生成部１１０の濃度信号変換部２１０は、画像を表す画像信号を受け取り、その画像信号を濃度信号に変換する。
【０２３２】
階調制御部１２０は、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって画像を紙面に形成するかを決定する階調決定部３１０と、形成すべき各画素の濃度を選択する濃度選択部３２０と、濃度選択部３２０によって選択された濃度をサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーに変換する印加エネルギー変換部３３０と、印加エネルギー変換部３３０によって変換された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０とを備える。
【０２３３】
階調制御部１２０は、また、濃度信号によって示される濃度を二値化する二値化値決定部３５０と、二値化値決定部３５０によって二値化された一方の値を出力する二値化部３６０Ａとを含む。
【０２３４】
階調制御部１２０は、また、二値化値決定部３５０から出力される信号に基づいて第２の濃度を設定する第２の濃度設定部３９０を含む。
【０２３５】
第２の濃度設定部３９０は、複数の画素の濃度が紙面濃度であるか否かを記憶するラインバッファ３９１と、ラインバッファ３９１の記憶に基づいて、第２の濃度で形成する対象画素Ｌの近傍の画素が紙面濃度であるか否かを認識するパターン認識部３９２と、パターン認識部３９２の認識に基づいて、第２の濃度を決定する第２の濃度決定部３９３とを含む。
【０２３６】
ラインバッファ３９１は、形成する濃度が決定された複数の画素の濃度が紙面濃度であるか否かを記憶する。以下の説明において、ラインバッファ３９１は、少なくとも、対象画素Ｌに対して主走査方向に隣接した複数の画素、および、対象画素Ｌに対して副走査方向の反対方向に隣接した画素、および、副走査方向の反対方向に隣接した画素に対して主走査方向に隣接した複数の画素が紙面濃度であるか否かを記憶する。
【０２３７】
パターン認識部３９２は、対象画素Ｌが第２の濃度で形成される場合、ラインバッファ３９１の記憶を参照して、対象画素Ｌの近傍の画素が紙面濃度であるか否かに基づいて、対象画素Ｌの近傍の画素のパターンを認識する。
【０２３８】
第２の濃度決定部３９３は、パターン認識部３９２によって認識された対象画素Ｌの近傍の画素のパターンに基づいて、第２の濃度の値を決定する。
【０２３９】
第２の濃度決定部３９３によって決定された第２の濃度は、図８を参照して説明した実施の形態５による階調制御装置１００Ｅと同様に、二値化値決定部３５０が第２の濃度で画像を形成することを決定した場合、二値化部３６０Ａから出力される。
【０２４０】
図１１は、パターン認識部３９２によって認識されるパターンの一例を示す模式図である。
【０２４１】
図１１において、６つの画素の下段の中央が対象画素Ｌであり、Ｘ軸は主走査方向、Ｙ軸は副走査方向を表している。すなわち、パターン認識部３９２は、対象画素Ｌに対して主走査方向に隣接する画素５と、対象画素Ｌに対して主走査方向の反対方向に隣接する画素４と、対象画素Ｌに対して副走査方向の反対方向に隣接する画素２と、画素２に対して主走査方向に隣接する画素３と、画素２に対して主走査方向の反対方向に隣接する画素１とが紙面濃度であるか、非紙面濃度であるかを認識する。ここで、非紙面濃度とは、紙面濃度以外の濃度を指し、例えば、第２の濃度または濃度信号によって示される濃度を含む。
【０２４２】
図１１に示されるように、パターン認識部３９２は、対象画素Ｌに隣接する５つの画素が紙面濃度であるか否かを認識し、２５＝３２のパターンに分類する。ここで、対象画素Ｌは、濃度は決定されていないが、第２の濃度で形成されることは決定されている。
【０２４３】
パターン１は、対象画素Ｌのみが第２の濃度であり、対象画素Ｌに隣接する５つの画素が紙面濃度であるパターンを示す。
【０２４４】
パターン２〜６は、対象画素Ｌが第２の濃度であり、対象画素Ｌに隣接する５つの画素のうち、１つの画素が非紙面濃度であり、対象画素Ｌに隣接する他の４つの画素が紙面濃度であるパターンを示す。
【０２４５】
パターン７〜１６は、対象画素Ｌが第２の濃度であり、対象画素Ｌに隣接する５つの画素のうち、２つの画素が非紙面濃度であり、対象画素Ｌに隣接する他の３つの画素が紙面濃度であるパターンを示す。
【０２４６】
パターン１７〜２６は、対象画素Ｌが第２の濃度であり、対象画素Ｌに隣接する５つの画素のうち、３つの画素が非紙面濃度であり、対象画素Ｌに隣接する他の２つの画素が紙面濃度であるパターンを示す。
【０２４７】
パターン２７〜３１は、対象画素Ｌが第２の濃度であり、対象画素Ｌに隣接する５つの画素のうち、４つの画素が非紙面濃度であり、対象画素Ｌに隣接する他の１つの画素が紙面濃度であるパターンを示す。
【０２４８】
パターン３２は、対象画素Ｌが第２の濃度であり、対象画素Ｌに隣接する５つの画素がすべて非紙面濃度であるパターンを示す。
【０２４９】
図１１では、パターン１〜３２をパターンＡ〜Ｄに割り当てている。具体的には、パターン１をパターンＡに割り当て、パターン２〜１６をパターンＢに割り当て、パターン１７〜２５をパターンＣに割り当て、パターン２６〜３２をパターンＤに割り当てている。
【０２５０】
なお、パターン２およびパターン３は、対象画素Ｌに対して左右対称のパターンであるため、パターン認識部３９２は、パターン２およびパターン３を１つのパターンとして認識してもよい。同様に、パターン認識部３９２は、パターン４およびパターン５、パターン８およびパターン９、パターン１０およびパターン１１、パターン１３およびパターン１４、パターン１５およびパターン１６、パターン１７およびパターン１８、パターン１９およびパターン２０、パターン２２およびパターン２３、パターン２４およびパターン２５、パターン２７およびパターン２８、パターン２９およびパターン３０のそれぞれを１つのパターンとして認識してもよい。
【０２５１】
これによって、パターン認識部３９２は、認識するパターンの数を３２から２０に減少させることができる。
【０２５２】
パターン認識部３９２が対象画素Ｌに隣接する画素のパターンをパターンＡと認識すると、第２の濃度決定部３９３は、第２の濃度を濃度Ａと決定する。同様に、パターン認識部３９２が対象画素Ｌに隣接するパターンをパターンＢ、Ｃ、Ｄと認識すると、第２の濃度決定部３９３は、第２の濃度を濃度Ｂ、Ｃ、Ｄと決定する。
【０２５３】
ここで、濃度Ａは濃度Ｂより高く、濃度Ｂは濃度Ｃより高く、濃度Ｃは濃度Ｄより高い。
【０２５４】
このように、第２の濃度設定部３９０が対象画素Ｌに隣接する画素のパターンに基づいて第２の濃度を設定することによって、面積階調モードにおける熱拡散による濃度低下の影響を防ぐことができる。
【０２５５】
なお、認識部３９２は、対象画素Ｌに隣接する５つの画素に基づいてパターンを認識したが、実施の形態７は、対象画素Ｌに隣接する５つの画素に基づいてパターンを認識することに限定されない。実施の形態７は、対象画素Ｌに近傍の複数の画素に基づいてパターンを認識してもよく、例えば、対象画素Ｌの近傍の８つの画素に基づいてパターンを認識してもよい。
【０２５６】
なお、階調制御装置１００Ｆの階調制御部１２０Ｆは、実施の形態６において説明した誤差信号生成部３７０Ｂを含んでもよい。この場合、濃度信号変換部２１０によって変換された濃度信号の濃度は、誤差信号によって示される誤差濃度によって補正される。
【０２５７】
また、実施の形態４において図７Ｃを参照して説明したように、レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドをヘッド部として使用して対象画素Ｌに画像を形成する場合にも、実施の形態７を適用することができる。
【０２５８】
レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドをヘッド部として使用する場合、対象画素Ｌだけでなく、対象画素Ｌに隣接する画素の一部にも画像が形成されてしまうため、昇華型熱転写方式のラインヘッドのサーマルヘッド１１を使用する場合とは異なり、対象画素に隣接する画素が紙面濃度であるか否かのパターンが、図１１のパターンＡ、Ｂ、ＣおよびＤのいずれであるかに応じて、第２の濃度を濃度Ａ、Ｂ、ＣおよびＤに設定し、ここで、パターンＡの濃度ＡはパターンＢの濃度Ｂより低く、濃度ＢはパターンＣの濃度Ｃより低く、濃度ＣはパターンＤの濃度Ｄより低くなるように設定される。
【０２５９】
このように、対象画素の近傍にある画素のいくつが紙面濃度であるかによって、面積階調モードにおいて使用する第２の濃度の値を変更することによって、対象画素の近傍にあり、かつ、紙面濃度で形成される画素が、対象画素の濃度に与える影響を補償することができる。
【０２６０】
（実施の形態８）
上述した実施の形態１〜７では、画像信号に基づいて濃度信号を生成し、濃度信号によって示される濃度を、サーマルヘッド１１が各画素を形成するのに適した濃度に処理する形態を説明してきた。
【０２６１】
しかしながら、本発明において、このような処理は濃度に基づくものに限定されない。
【０２６２】
実施の形態８では、画像信号に基づいてサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーを示す印加エネルギー信号を生成し、印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーを、サーマルヘッド１１に印加するのに適した印加エネルギーに処理する形態を説明する。上述したように、印加エネルギーは、サーマルヘッド１１に印加する電力が時間によって変化しない場合、サーマルヘッド１１に印加する電圧のパルス幅によって表される。
【０２６３】
図１２は、本発明の実施の形態８による階調制御装置１００Ｈの概略構成を示すブロック図である。
【０２６４】
階調制御装置１００Ｈは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ｈの一部として機能する。
【０２６５】
画像形成装置５０Ｈは、所定の印加エネルギーが印加されることによって画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーを制御する階調制御装置１００Ｈとを含む。
【０２６６】
階調制御装置１００Ｈは、画像を表す画像信号に基づいて印加エネルギー信号を生成する印加エネルギー信号生成部１４０と、印加エネルギー信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を駆動する階調制御部１２０Ｈとを備える。
【０２６７】
印加エネルギー信号生成部１４０の印加エネルギー信号変換部２２０は、画像を表す画像信号を受け取り、その画像信号を印加エネルギー信号に変換する。
【０２６８】
階調制御部１２０Ｈは、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって画像を紙面に形成するかを決定する階調決定部３１０Ａと、形成すべき画像の印加エネルギーを選択する印加エネルギー選択部３２０Ａと、印加エネルギー選択部３２０Ａによって選択された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０とを備える。
【０２６９】
階調制御部１２０Ｈは、また、印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーを二値化する二値化値決定部３５０Ａと、二値化値決定部３５０Ａによって二値化された一方の値を出力する二値化部３６０Ｂとを含む。
【０２７０】
階調決定部３１０Ａは、印加エネルギー信号によって示された印加エネルギーと所定の第１の印加エネルギーとを比較する比較器である。印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーが第１の印加エネルギーより大きい場合、階調決定部３１０Ａは、濃度階調モードによって画像を紙面に形成することを決定する。印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーが第１の印加エネルギー以下である場合、階調決定部３１０Ａは、面積階調モードによって画像を紙面に形成することを決定する。
【０２７１】
二値化値決定部３５０Ａは、印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーと閾値印加エネルギーとを比較する比較器である。印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーが閾値印加エネルギーより大きい場合、二値化値決定部３５０Ａは、第１の印加エネルギーを印加することを決定する。印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーが閾値印加エネルギー以下である場合、二値化値決定部３５０Ａは、紙面濃度印加エネルギーを印加することを決定する。紙面濃度印加エネルギーをサーマルヘッド１１に印加するとは、サーマルヘッド１１によって形成される濃度が紙面濃度であるような印加エネルギーを印加することを意味する。
【０２７２】
二値化部３６０Ｂは、第１の印加エネルギーおよび紙面濃度印加エネルギーのいずれか一方を示す信号を出力するように切り換えるスイッチである。二値化部３６０Ｂは、二値化値決定部３５０Ａの決定に応じて、第１の印加エネルギーまたは紙面濃度印加エネルギーを示す信号を印加エネルギー選択部３２０Ａに出力する。二値化値決定部３５０Ａが第１の印加エネルギーを印加すると決定する場合、二値化部３６０Ｂは第１の印加エネルギーを示す信号を出力する。二値化値決定部３５０Ａが紙面濃度印加エネルギーを印加すると決定する場合、二値化部３６０Ｂは紙面濃度印加エネルギーを示す信号を出力する。
【０２７３】
このように、二値化値決定部３５０Ａは、閾値印加エネルギーを基準として、印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーを第１の印加エネルギーおよび紙面濃度印加エネルギーのいずれかに二値化する。
【０２７４】
面積階調を得るために、閾値印加エネルギーはディザ法等によってランダムあるいは周期的に上下に変動する。
【０２７５】
印加エネルギー選択部３２０Ａは、印加エネルギー信号および二値化部３６０によって出力された信号のいずれか一方を出力するように切り換えるスイッチである。印加エネルギー選択部３２０Ａは、階調決定部３１０Ａの決定に応じて、印加エネルギー信号および二値化部３６０Ｂによって出力された信号のいずれか一方を出力する。階調決定部３１０Ａが濃度階調モードで印加エネルギーを印加すると決定する場合、印加エネルギー選択部３２０Ａは印加エネルギー信号を出力する。階調決定部３１０Ａが面積階調モードで印加エネルギーを印加すると決定する場合、印加エネルギー選択部３２０Ａは、紙面濃度印加エネルギーまたは第１の印加エネルギーを示す、二値化部３６０Ｂによって出力された信号を出力する。
【０２７６】
このように、印加エネルギー選択部３２０Ａは、階調決定部３１０Ａの決定に基づいて、印加すべき印加エネルギーを選択する。
【０２７７】
ヘッド駆動部３４０は、印加エネルギー決定部３２０によって選択された印加エネルギーに基づいて、サーマルヘッド１１を駆動する。それにより、サーマルヘッド１１は、画像を形成することができる。
【０２７８】
このように、階調制御部１２０は、印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーが、所定の第１の印加エネルギー以下であるか否かに基づいて、画像を紙面に形成するモードを変更する。
【０２７９】
このように、サーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーをベースにし、サーマルヘッド１１に適切な印加エネルギーを印加するように印加エネルギーを処理することによって、実施の形態１と同様に、濃度階調モードによる低濃度の形成の不安定性を取り除くことができ、その結果、形成すべき画像を安定して適切な階調で形成することができる。
【０２８０】
なお、実施の形態８による階調制御装置１００Ｈの印加エネルギー信号生成部１４０は、実施の形態１による階調制御装置１００の画像信号生成部１１０と、印加エネルギー変換部３３０とを組み合わせたものに相当する。
【０２８１】
（実施の形態９）
実施の形態９では、サーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーをベースにして、面積階調モードによって画像を形成する場合に、誤差拡散を行なう前の印加エネルギーに基づいて、第２の印加エネルギーを設定する形態を説明する。
【０２８２】
図１３は、本発明の実施の形態９による階調制御装置１００Ｉの概略構成を示すブロック図である。
【０２８３】
階調制御装置１００Ｉは、画像を表す画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置５０Ｉの一部として機能する。
【０２８４】
画像形成装置５０Ｉは、所定の印加エネルギーに応じて画素を所定の濃度に形成するサーマルヘッド１１と、画像信号に基づいて、画素が所定の濃度となるようにサーマルヘッド１１に印加する印加エネルギーを制御する階調制御装置１００Ｉとを含む。
【０２８５】
階調制御装置１００Ｉは、印加エネルギー信号生成部１４０Ａが補正部２１１Ａを有し、階調制御部１２０Ｉが誤差信号生成部３７０Ｃおよび第２の印加エネルギー設定部３８０Ａを含む点を除いて、図１２を参照して実施の形態８において説明した階調制御装置１００Ｈと実質的に同様である。図１３における階調制御装置１００Ｉの構成要素のうち、図１２で示した階調制御装置１００Ｈの構成要素と同じものは、同じ参照符号で示し、ここでは詳細な説明を省略する。
【０２８６】
階調制御装置１００Ｉは、画像を表す画像信号に基づいてサーマルヘッド１１に印加するための印加エネルギー信号を生成する印加エネルギー信号生成部１４０Ａと、印加エネルギー信号に基づいてサーマルヘッド１１が画像を紙面に形成するようにサーマルヘッド１１を駆動する階調制御部１２０Ｉとを備える。
【０２８７】
パルス信号生成部１４０Ａは、画像を表す画像信号を受け取り、受け取った画像信号を印加エネルギー信号に変換する印加エネルギー信号変換部２２０と、対象画素の印加エネルギーの誤差に基づいて、印加エネルギー信号変換部２２０によって変換された印加エネルギーを補正する補正部２１１Ａとを備える。
【０２８８】
補正部２１１Ａは、後述するように、印加エネルギー信号変換部２２０によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーに、誤差バッファ３７２Ａから出力される誤差信号によって示される印加エネルギーを加算する加算器である。
【０２８９】
対象画素に対する誤差印加エネルギーは、誤差バッファ３７２Ａに記憶されている。対象画素の誤差印加エネルギーとは、対象画素の近傍にある画素のうち印加エネルギーを既に二値化した画素が、印加エネルギーを二値化するときに生じた誤差印加エネルギーを対象画素に拡散させたものである。対象画素の近傍にある画素のうち、対象画素に誤差印加エネルギーを拡散させる画素は、１つであってもよく、複数であってもよい。なお、対象画素の近傍にある画素のうち、対象画素に誤差印加エネルギーを拡散させる画素は、必ずしも、すでに画像が形成されているわけではなく、印加エネルギーが二値化されたのみで、実際に画像がその画素に形成されていないことも含む。
【０２９０】
階調制御部１２０Ｉは、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれによって画像を紙面に形成するかを決定する階調決定部３１０Ａと、印加する印加エネルギーを選択する印加エネルギー選択部３２０Ａと、印加エネルギー選択部３２０Ａによって選択された印加エネルギーに基づいてサーマルヘッド１１を駆動するヘッド駆動部３４０とを備える。
【０２９１】
階調制御部１２０Ｉは、また、印加エネルギー信号によって示される印加エネルギーを二値化する二値化値決定部３５０Ａと、二値化値決定部３５０によって二値化された一方の値を出力する二値化部３６０Ｂとを含む。
【０２９２】
階調制御部１２０Ｉは、また、誤差信号を生成する誤差信号生成部３７０Ｃを含む。
【０２９３】
誤差信号生成部３７０Ｃは、二値化値決定部３５０Ａの決定に基づいて、紙面濃度印加エネルギーまたは第１の印加エネルギーのいずれかを示す信号を出力するスイッチ３７５Ａと、階調決定部３１０Ａの決定に基づいて、印加エネルギー信号生成部１４０Ａによって生成された印加エネルギー信号か、スイッチ３７５Ａから出力される紙面濃度印加エネルギーまたは第１の印加エネルギーを示す信号を出力するスイッチ３７４Ａと、印加エネルギー信号変換部２２０によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーから、スイッチ３７４Ａから出力された信号によって示される印加エネルギーを減算する減算器３７１Ａと、減算器３７１Ａによって求められた誤差印加エネルギーを記憶する誤差バッファ３７２Ａとを含む。
【０２９４】
誤差バッファ３７２Ａは、印加エネルギーを二値化することによって発生した誤差印加エネルギーを対象画素Ｌの近傍の画素のうちまだ二値化されていない画素に拡散し、その近傍の画素と拡散された誤差印加エネルギーとを記憶する。このように、誤差バッファ３７２Ａは、各画素に対応する誤差印加エネルギーを記憶している。
【０２９５】
次いで、新たな対象画素について印加エネルギーを決定する場合、補正部２１１Ａは、印加エネルギー信号変換部２２０によって変換された印加エネルギー信号と、誤差バッファ２１１から誤差印加エネルギーを示す誤差信号とを受け取る。
【０２９６】
補正部２１１Ａは、印加エネルギー信号変換部２２０によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーに、誤差バッファ３７２Ａに記憶されている誤差印加エネルギーを加算することによって、印加エネルギー信号を補正する。
【０２９７】
このように、印加エネルギー信号生成部１４０Ａは、誤差バッファ３７２Ａに記憶されている誤差印加エネルギーを利用した誤差拡散法によって、印加エネルギー信号変換部２２０によって変換された印加エネルギー信号の印加エネルギーを補正する。
【０２９８】
階調制御部１２０Ｉは、また、印加エネルギー変換部２２０によって変換され、補正部２１１Ａで補正される前の印加エネルギー信号であり、複数の画素に対する平均値を示す印加エネルギー信号に基づいて、第２の印加エネルギーを設定する第２の印加エネルギー設定部３８０Ａを含む。
【０２９９】
第２の印加エネルギー設定部３８０Ａは、印加エネルギー変換部２２０によって変換され、補正部２１１Ａで補正される前の印加エネルギー信号を、第２の印加エネルギーに変換する第２の印加エネルギー変換部３８３Ａを含む。
【０３００】
第２の印加エネルギー変換部３８３Ａは、印加エネルギー変換部２２０によって変換され、補正部２１１Ａで補正される前の印加エネルギー信号であり、複数の画素に対する平均値を示す印加エネルギー信号を受け取る。第２の印加エネルギー変換部３８３Ａは、受け取った印加エネルギー信号によって示される入力印加エネルギーを、出力印加エネルギーに変換し、第２の印加エネルギーとして出力する。
【０３０１】
第２の印加エネルギー変換部３８３Ａは、入力印加エネルギーを出力印加エネルギーに変換するために、補正テーブルを使用する。
【０３０２】
図１４Ａは、面積階調モードで画像を形成する場合に、第２の印加エネルギー変換部３８３Ａが使用する補正テーブルの一例を示すグラフである。図１４Ａでは、横軸が入力印加エネルギーを示し、縦軸が出力印加エネルギーを示す。図１４Ａにおいて、点Ｘは、出力印加エネルギーおよび入力印加エネルギーがともに第１の印加エネルギーである点を示す。
【０３０３】
この補正テーブルでは、入力印加エネルギーが減少するほど、出力印加エネルギーが大きくなるように設定されている。ここで、入力印加エネルギーは複数の画素に対する印加エネルギーの平均値を意味しているため、入力印加エネルギーの減少は、第２の濃度で形成される画素の密度の減少を意味する。
【０３０４】
また、この補正テーブルでは、入力印加エネルギーが大きくなると、出力印加エネルギーは第１の印加エネルギーに近づき、入力印加エネルギーが小さくなると、出力印加エネルギーは第１の印加エネルギーより大きくなる。入力印加エネルギーが減少するほど、出力印加エネルギーを大きくすることによって、面積階調モードにおける熱拡散による濃度低下を抑制することができる。
【０３０５】
このように、第２の印加エネルギー変換部３８３Ａは、補正部２１１によって補正される前の印加エネルギー信号によって示される入力印加エネルギーを、出力印加エネルギーに変換して、第２の印加エネルギーとして出力する。
【０３０６】
また、第２の印加エネルギー設定部３８０Ａが、上述した補正テーブルを使用して第２の印加エネルギーを設定しているため、第２の印加エネルギーを設定するために格納される情報の量を抑えることができる。
【０３０７】
以下において、このような補正テーブルを予めどのように作成しておくかを説明する。
【０３０８】
図１５は、出力印加エネルギーと画素密度とに応じて濃度がどのように変化するかを示すグラフである。図１５のグラフでは、横軸は、面積階調モードにおいて複数の画素の面積に対して印加エネルギーを印加する画素の面積の割合を示す画素密度を示し、縦軸は出力した出力印加エネルギーを示す。
【０３０９】
図１５のグラフから、出力印加エネルギーが大きくなるにつれて、また、画素密度が大きくなるにつれて、濃度が大きくなることがわかる。
【０３１０】
図１６は、図１５のグラフを出力印加エネルギーと濃度との関係に変換したグラフである。図１６のグラフでは、横軸は出力印加エネルギーを示し、縦軸は濃度を示す。図１６では、画素密度毎に出力印加エネルギーと濃度との関係をプロットしている。
【０３１１】
図１６のグラフから、ある画素密度においてある濃度を出力するためには、出力印加エネルギーの値をどのように設定すべきかがわかる。
【０３１２】
面積階調モードによって画像を形成する場合、入力印加エネルギーと、画素密度とは相関関係にある。具体的には、入力印加エネルギーが大きい、すなわち、濃度が大きいと、画素密度は大きくなり、入力印加エネルギーが小さい、すなわち、濃度が小さいと、画素密度が小さくなる。
【０３１３】
図１６に示すグラフにおいて、所定の濃度を形成するためには、画素密度に応じて異なる出力印加エネルギーを印加することが必要であり、この画素密度と入力印加エネルギーとが相関関係を有していることから、図１５および図１６に示すようなグラフを求めておくことで、図１４Ａに示したようなグラフを作成することができる。
【０３１４】
実施の形態９によれば、面積階調モードにおいて適切な濃度を形成するための入力印加エネルギーと出力印加エネルギーとの関係を示した補正テーブルを用いて第２の濃度を設定することで、面積階調モードにおける熱拡散による濃度低下を抑制することができる。
【０３１５】
階調制御装置１００Ｉでは、印加エネルギー信号変換部２２０は面積階調モードでも濃度階調モードでも同じように画像信号を印加エネルギー信号に変換している。印加エネルギー信号変換部２２０は、濃度階調モードにおいて適した形態で画像信号を印加エネルギー信号に変換しているが、面積階調モードにおいて同じように変換した印加エネルギー信号をそのまま出力すると、上述した熱拡散によって、形成される濃度は意図した濃度より低下してしまう。
【０３１６】
したがって、面積階調モードでは、第２の印加エネルギー設定部３８０Ａによって、入力印加エネルギーよりも大きい出力印加エネルギーを第２の印加エネルギーとし、第２の印加エネルギーを示す信号を出力することで、印加エネルギー信号変換部２２０が変換した印加エネルギーに対応する濃度が、その濃度より低い濃度で形成されることを抑制することができる。
【０３１７】
なお、上記説明では、ヘッド部が、昇華型熱転写方式のラインヘッドである場合を説明したが、ヘッド部として、レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドを使用することもある。
【０３１８】
図１４Ｂは、ヘッド部として、レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドを使用する場合、第２の印加エネルギー変換部３８３Ａが使用する補正テーブルの一例を示すグラフである。。図１４Ｂにおいても、点Ｘは、出力印加エネルギーおよび入力印加エネルギーがともに第１の印加エネルギーである点を示す。
【０３１９】
この場合、対象画素Ｌだけでなく、対象画素Ｌに隣接する画素の一部にも画像が形成されるため、面積階調モードで画像を形成すると、昇華型熱転写方式のラインヘッドのサーマルヘッドとは反対に、実際の濃度よりも濃い画像が形成されることになる。
【０３２０】
したがって、この場合の補正テーブルでは、入力印加エネルギーが大きくなると、出力印加エネルギーは第１の印加エネルギーに近づき、入力印加エネルギーが小さくなると、出力印加エネルギーは第１の印加エネルギーより小さくなる。入力印加エネルギーが減少するほど、出力印加エネルギーを小さくすることによって、面積階調モードにおける濃度増加を抑制することができる。
【０３２１】
このように、実施の形態９によれば、面積階調モードにおいて使用する第２の印加エネルギーを、階調決定において使用する印加エネルギーと異なる印加エネルギーにし、さらに、複数の画素に対する印加エネルギーの平均値に基づいて、第２の印加エネルギーを設定することによって、複数の画素の全体に対する印加エネルギーの程度に応じて、適切な第２の濃度を設定することができる。
【０３２２】
【発明の効果】
本発明によれば、濃度信号に基づいて濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれかによって画像を紙面に形成することによって、濃度階調モードにおいて階調の形成が不安定となるハイライト領域でも、不安定になりがちなハイライト領域の濃度階調を使わないことにより、安定した階調で画像を形成することができる。
【０３２３】
また、本発明によれば、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれで画像を形成するかを決定する基準となる第１の濃度が、紙面濃度と０．３との和を示す濃度以下であることから、面積階調モードによるざらつきが視認されにくい。
【０３２４】
また、本発明によれば、誤差拡散を行なうことで、複数の画素の全体の平均濃度がずれることなく、画像を形成することができる。
【０３２５】
また、本発明によれば、濃度信号を量子化する量子化部が設けられることにより、濃度信号によって示される階調数が、ヘッド部が形成可能な階調数と異なる場合でも、濃度信号によって示される階調数が濃度信号によって示される階調数と同じ場合と同様に、画像を形成することができる。
【０３２６】
また、本発明によれば、面積階調モードにおける印加エネルギーへの変換を、濃度階調モードにおける印加エネルギーへの変換と異なるように行なうことによって、濃度階調モードにおいて形成される画像と面積階調モードにおいて形成される画像との違いを補償することができる。
【０３２７】
また、本発明によれば、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれで画像を形成するかを決定する基準となる第１の濃度とは異なる第２の濃度を面積階調モードで使用することによって、濃度階調モードにおいて形成される画像と面積階調モードにおいて形成される画像との違いを補償することができる。
【０３２８】
また、本発明によれば、対象画素の近傍の画素のうち、紙面濃度である画素のパターンに基づいて第２の濃度を設定することによって、濃度階調モードにおいて形成される画像と面積階調モードにおいて形成される画像との違いを適切に補償することができる。
【０３２９】
また、本発明によれば、印加エネルギー信号の印加エネルギーに基づいて濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれかによって画像を紙面に形成することによって、濃度階調モードにおいて階調の形成が不安定となるハイライト領域でも、安定した階調で画像を形成することができる。
【０３３０】
また、本発明によれば、濃度階調モードおよび面積階調モードのいずれで画像を形成するかを決定する基準となる第１の印加エネルギーを、濃度階調モードでヘッド部に印加した場合に形成される濃度を、面積階調モードで形成するように第２の印加エネルギーを設定することによって、面積階調モード時においても、意図した濃度で画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態１の階調制御装置によって駆動されたサーマルヘッドが紙面に形成した画素およびその画素の濃度を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施の形態１の階調制御装置によって駆動されたサーマルヘッドが紙面に形成した画像と、その濃度とを示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、誤差拡散法を説明するための模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態２の階調制御装置によって駆動されたサーマルヘッドが紙面に形成した画像と、その濃度とを示す模式図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施の形態３による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施の形態３の別の例による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、サーマルヘッドが面積階調モードによって複数の画素に濃度を形成する場合のサーマルヘッドの温度分布を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施の形態４による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態４による演算の対象となる対象画素および対象画素の近傍の画素と、その印加エネルギーを示す模式図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、レーザプリンタのレーザまたはドット変調可能なインクジェットヘッドをヘッド部として使用して、面積階調モードで画像を形成する場合の対象画素Ｌおよびその近傍を示す上面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態５による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態６による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態７による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、パターン認識部によって認識されるパターンの一例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態８による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態９による階調制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、第２の印加エネルギー変換部が使用する補正テーブルの一例を示すグラフである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ヘッド部として、レーザプリンタのレーザまたはインクジェットヘッドを使用する場合、第２の印加エネルギー変換部が使用する補正テーブルの一例を示すグラフである。
【図１５】図１５は、出力印加エネルギーと画素密度とに応じて濃度がどのように変化するかを示すグラフである。
【図１６】図１６は、図１５のグラフを出力印加エネルギーと濃度との関係に変換したグラフである。
【図１７】図１７は、従来の昇華型熱転写方式を説明するための断面図である。
【図１８】図１８は、サーマルヘッドに印加される電圧のパルス幅と、そのパルス幅の電圧が印加されることによって受像紙に転写されるインキの濃度との関係を示すグラフである。
【図１９】図１９は、昇華型熱転写方式において、サーマルヘッドに印加される電圧のパルス幅を変化させることによって、画素の濃度が変化することを示す模式図である。
【符号の説明】
１１　　サーマルヘッド
５０　　画像形成装置
１００　階調制御装置
１１０　濃度信号生成部
１２０　階調制御部
２１０　濃度信号変換部
３１０　階調決定部
３２０　濃度選択部
３３０　印加エネルギー変換部
３４０　ヘッド駆動部
３５０　二値化値決定部
３６０　二値化部
【図１】
2004098627.tif 000003
【図２Ａ】
2004098627.tif 000004
【図２Ｂ】
2004098627.tif 000005
【図３】
2004098627.tif 000006
【図４Ａ】
2004098627.tif 000007
【図４Ｂ】
2004098627.tif 000008
【図５Ａ】
2004098627.tif 000009
【図５Ｂ】
2004098627.tif 000010
【図６】
2004098627.tif 000011
【図７Ａ】
2004098627.tif 000012
【図７Ｂ】
2004098627.tif 000013
【図７Ｃ】
2004098627.tif 000014
【図８】
2004098627.tif 000015
【図９】
2004098627.tif 000016
【図１０】
2004098627.tif 000017
【図１１】
2004098627.tif 000018
【図１２】
2004098627.tif 000019
【図１３】
2004098627.tif 000020
【図１４Ａ】
2004098627.tif 000021
【図１４Ｂ】
2004098627.tif 000022
【図１５】
2004098627.tif 000023
【図１６】
2004098627.tif 000024
【図１７】
2004098627.tif 000025
【図１８】
2004098627.tif 000026
【図１９】
2004098627.tif 000027