JP2581509B2 - 感熱プリンタシステムおよびこれに使用する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広く感熱プリンタ(the
rmal printer) に関し、特に、マルチ加熱エレメントの
感熱プリントヘッドに印加されるパワーの変動を補償す
る感熱プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の技術のように、感熱プリントヘッ
ドは、選択的に付勢されてハードコピー形式にデータを
記録するための、感熱プリントエレメントとして知られ
ている近接離隔して配置された抵抗性発熱エレメント
（resistive heat generating elements) の列を用いて
いる。データは、原稿、バーコードあるいはグラフィッ
クイメージに関連する蓄積されたディジタル情報を含ん
でいる。動作において、感熱プリントエレメントは、そ
の蓄積されたディジタル情報に応答する駆動回路を経て
パワー供給源からエネルギーを受け取る。付勢された各
エレメントからの熱は、感熱材料に直接的に印加される
か、または、染料被覆ウェブ(dye-coated web)に印加さ
れて、紙あるいは他の印刷材料(receiver material) に
染料を拡散転写(diffusion transfer)させることとな
る。Kodak XL7700ディジタル式連続階調プリンタは、そ
のような感熱プリントエレメントを有しており、そし
て、そのように動作する。

【０００３】ウェブから印刷材料上の絵のエレメント、
いわゆる画素、への染料の転写は、関連する抵抗性発熱
エレメントにおいて消散されるパワーの関数となる。感
熱プリントエレメントにおいて消散されるパワーは、エ
レメントの抵抗により割り算される感熱プリントエレメ
ントの両端電圧の二乗に等しい。図１は、典型的な単一
濃度(single density)のイメージプリンタを機能的に示
している。プリントモードにおいては、パワー供給源か
らの電圧Ｖs が感熱プリントエレメントＲe1−Ｒenの両
端に印加される。一定の時間間隔で一つあるいは二つ以
上のエレメントに電流を流させる電気回路がプリンタ内
にあり、かつ、プリント作用を実行するために必要であ
る。ここでの説明のために、その回路は、シフトレジス
タＳＲ1 −ＳＲn 、作動信号Ｅ1 、論理ゲートＡＮＤ1
−ＡＮＤnおよびトランジスタスイッチＴ1 −Ｔn に単
純化されている。この電気回路の複雑さはプリンタが異
なれば変わるが、各プリンタとも抵抗性エレメントによ
る加熱という同一の機能を有している。

【０００４】プリントモードにおいて、シフトレジスタ
ＳＲ1 −ＳＲn は、或る光学濃度を形成する、すなわ
ち、染料材料を転写する要求がある画素に対応する各位
置において、論理「１」をロードされる。シフトレジス
タＳＲ1 −ＳＲn の出力は、論理ゲートＡＮＤ1 −ＡＮ
Ｄn において、作動パルスＥ1 と論理積をとられる。作
動パルスＥ1 は、電流が感熱プリントエレメントＲe1−
Ｒenを流れることを要求される期間を表すように形成さ
れている。論理ゲートＡＮＤ1 −ＡＮＤn の出力はトラ
ンジスタスイッチＴ1 −Ｔn をバイアスして、対応する
感熱プリントエレメントＲe1−Ｒenを通って電流を接地
に流させる。或る光学濃度を形成するために媒体に転写
されるエネルギーは、典型的には、感熱プリントエレメ
ントの両端の電圧と、感熱プリントエレメントを通って
流された一定の電流あるいはパルス数のいずれかの印加
期間との関数になる。換言すれば、或る感熱プリントエ
レメントにより発生される熱は、その感熱プリントエレ
メントへの電流のパルス幅を制御することにより、ある
いは、その感熱プリントエレメントへのパルス数を制御
することによって、調整されることとなる。パルス幅の
調整はパルス数の変化よりも高い解像度を与えるが、パ
ルス幅の調整はパルス数の調整よりもより複雑なアルゴ
リズムを必要とする。

【０００５】一つの画素において形成される光学濃度と
関連する感熱プリントエレメントにおいて消散されるエ
ネルギーとの関係が測定され、かつ、測定と測定との間
の時間間隔の間は一定に維持されると推定される。しか
しながら、感熱プリントエレメントに印加される電圧
は、プリンタ回路に引き出される全電流とともに変化す
る。感熱プリンタエレメントに印加される電圧が、例え
ば、パワー供給源、スイッチあるいは分配システムの不
都合により、または、プリンタ回路における抵抗を計算
することが困難であることによって、変動すると、一つ
の画素において形成される光学濃度と関連する感熱プリ
ントエレメントにおいて消散されるエネルギーとの関係
もまた修正される。これらの回路の不都合は変動する寄
生抵抗(parasitic resistance)を生じ、それは、印刷ラ
インのために作動される複数のプリントエレメントに関
係づけられた寄生電圧降下(parasitic voltage drop)を
生成し、それによって、プリントエレメントに供給され
るパワーに不測の変動を与える。このパワー変動は、画
素に形成される光学濃度に不測の、あるいは、不所望の
変化を生じる。この変化は、画素の光学濃度における増
大あるいは減少のいずれかとして現れることとなる。

【０００６】感熱プリントエレメント間の常時変動する
抵抗の変動と、感熱ヘッド内のパワー分配用バスにおけ
る寄生抵抗による電圧降下とを補正するために、多くの
試みがなされている。殆どの感熱プリンタは、駆動回路
およびプリント動作を制御するためのその他の回路を組
み込んでいるので、個々のプリントヘッドの抵抗加熱エ
レメントにアクセスすることは困難である。反面、プリ
ントヘッドのコネクタの端子における電圧を決定するこ
とは、比較的容易である。しかしながら、上述のよう
に、プリントヘッドの両端の電圧は、パワー供給ライ
ン、相互接続ラインおよびプリントヘッドへの内部接続
ラインにわたって寄生する電圧降下を含んでいる。更
に、述べるように、これらの寄生電圧降下は、或る印刷
ラインに対して作動的に結合される感熱プリントエレメ
ントの数に関係している。結果として、寄生電圧降下
は、選択される加熱エレメントの数が変化するにつれ
て、大きく変動する。感熱プリントエレメントの電圧が
変化すると、印刷された絵素の濃度に顕著な変化が生じ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本出願人に譲渡され、
かつ、この引用によってここに全体として組み入れられ
るStephensonの米国特許第５０５３７９０号は、これら
の問題と関連する技術について述べており、そして、選
択された抵抗加熱エレメントの数とは無関係に、いかな
る与えられた印刷ラインにおいても、その選択された抵
抗加熱エレメントの両端の電圧を実質的に一定に維持す
ることを含む解決方法を提案している。他にいくつかの
技術が、これらの変動と最終的に得られるプリントの濃
度における結果としての変化を防止するために、提案さ
れている。これらの技術は、感熱プリントヘッドを形成
する加熱エレメントの個々に対して分離されたパワー供
給源を用いること、ヘッド内の加熱エレメントの個々に
対して個別のバランス用抵抗を設けること、および、不
満足なプリントを生成することとなる抵抗エレメントの
個々に印加される電気的パワーを調整すること、を含ん
でいる。Kariyaの米国特許第４５４０９９１号は、要す
れば、これらの関連する技術のアプローチと同じであ
り、抵抗エレメントの個々に選択的に結合される抵抗値
変動の検出器を用いて、それらのエレメントにおける抵
抗変動に起因する補償データを引き出すという更なる提
案を開示している。実際の抵抗値が、プリントヘッドの
各抵抗エレメントに対応するアドレスにより、メモリ中
に保持されており、各値は、プリントデータが感熱プリ
ントヘッドのシフトレジスタ段に印加される前に、補償
信号を乗算されて、各エレメントに対するプリントデー
タを補償する。同様な技術がPekruhn の米国特許第４８
８７０９２号およびMcSparran の米国特許第４９９６４
８７号にも開示されており、そこでは、抵抗チェック値
(resistance check values) が診断のために用いられる
か、あるいは、各印刷ライン間における抵抗エレメント
の温度を示すために用いられている。

【０００８】更に、Hauschild の米国特許第４７８６９
１７号には、強調された連続階調の染料濃度を持つ画像
(enhanced continuous tone dye density image)を提供
する感熱プリンタ用の簡単ではあるが効果的な信号処理
の改善が教示されている。しかしながら、上述した特許
はいずれも、寄生電圧降下によって引き起こされるパワ
ー供給負荷に対する補正の問題について述べていない。
これらの電圧降下は、一つの印刷ラインに対して駆動さ
れるプリントエレメントの数に関係している。この寄生
電圧降下は、各プリントエレメントに供給されるパワー
を変化させ、それによって、印刷された絵素すなわち画
素の濃度に顕著な変動をもたらす。二以上の加熱エレメ
ントが付勢されると、電気回路の負荷が付勢されたエレ
メントの数に応じて変動する。この負荷変動は、個々の
加熱エレメントが受け入れるパワーを変動させ、それが
印刷される画素の濃度を目的とする値(desired value)
から変動させることとなる。この負荷変動は多くの異な
った要因から生じるので、二以上の加熱エレメントが付
勢される間に生じる変動を正確に計算することは困難で
ある。例えば、或る加熱エレメントの抵抗が他の加熱エ
レメントのものから僅かに変化することがある。また、
抵抗は温度とともに変化するので、全加熱エレメント間
の多重結合がパワー供給電圧を変動させる更なる特別の
抵抗を加えることとなる。前述したように、感熱プリン
トエレメントに印加される電圧が、これらの抵抗を計算
することの困難性のような或る原因によって、変化すれ
ば、画素に形成される光学濃度と関連する感熱プリント
エレメントにおいて消費されるパワーとの間の関係も修
正される。このような変動の結果、画素に形成される光
学濃度が目的とする光学濃度にならなくなる。この変動
は、画素の光学濃度における増大あるいは減少のいずれ
かとして明瞭に現れることとなる。

【０００９】加えて、Sasakiの米国特許第５１０９２３
５号は、複数の加熱抵抗を持つ感熱ヘッドによる多階調
の記録動作を実現するためのレコーダにおける記録密度
補正装置を教示している。Sasakiは、最初に各加熱エレ
メントに達するパルスの数を決定し、それによって、ヒ
ストグラムを構築して、そのヒストグラムにより示され
た電圧に従って、供給されるパルスの数を調整してい
る。しかしながら、Sasakiは、一度に全ての加熱エレメ
ントを調整しているが、それらの一部のみに対する調整
の問題については述べていない。

【００１０】したがって、感熱プリントヘッドにおいて
付勢される複数の加熱エレメントの一部に発生する予測
できない寄生抵抗に起因する画像濃度の目的とする濃度
からの変化を解消することのできる装置および方法を提
供する必要が生じている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、改善さ
れた感熱プリントヘッド制御装置および方法を提供する
ことである。本発明の特徴とするところは、複数の加熱
エレメントが作動された時に、与えられた画素に目的と
する印刷濃度(desired print density) を実現する改善
された感熱プリントヘッド制御装置および方法を提供す
ることである。この特徴は、各印刷ライン動作において
作動されるプリントエレメントに対して補償を行うよう
に、各加熱エレメントへのディジタル信号を調整するこ
とにより実現される。この調整は、必要とされる補償を
実現する重み関数(weighting function)により、目的と
するディジタル信号を調整することによって達成され
る。

【００１２】複数の加熱エレメントを付勢することによ
って引き起こされるパワー供給負荷効果（power supply
loading effect ）を補償する装置および方法は、ライ
ン印刷動作の間に実時間により実行されるに十分なほど
簡単かつ高速でなければならない。補償のために使用可
能な変数としては、ヘッド電圧、パルス幅および各加熱
エレメントに供給される各信号のディジタルレベルが含
まれる。ヘッド電圧の調整は使用可能ではあるが、相当
なハードウェアコストの増大を伴うこととなる。前述し
たように、感熱プリントエレメントにおいて消費される
パワーは、その感熱プリントエレメントの抵抗によって
割り算されたエレメントの両端の電圧降下の二乗に等し
い。しかしながら、上記したように、プリントヘッドに
複数のプリントエレメントが含まれている場合、そのプ
リントヘッドにかかる電圧は、パワー供給ライン、内部
接続線およびその他のプリントヘッドへの内部配線にわ
たる寄生電圧降下を含んでいる。これらの寄生電圧降下
は、印刷ラインに対して作動されるプリントエレメント
の数に関係している。その結果、寄生電圧降下は、選択
される加熱エレメントの数が変化すれば、顕著に変化す
ることとなる。この変化する加熱エレメントの寄生電圧
は、本発明により、一つの印刷ラインにおける全画素に
わたって分配された全電流パルスの重み付けされた平均
値から計算されるオフセットパワーレベルの値（offset
power level value）を用いて、各個々の加熱エレメン
トに印加されるべきパルスカウントを調整することによ
り、補償される。

【００１３】

【作用】本発明の利点は、パワー供給負荷の補償の結
果、実際の印刷された画素の濃度が目的とする画素濃度
により近づいて実現されることである。したがって、パ
ワー供給負荷から生じる濃度変動は、印刷ライン間で最
小化されることとなる。本発明によれば、プリンタの速
度を顕著に低下させることなく、パワー供給負荷に対す
る補償が実現されることが可能である。そこで、感熱プ
リントエレメントにパワーを供給するための好適な方法
は、所定の時間周期において、各作動される加熱エレメ
ントに供給されるパルスを増加あるいは減少することで
ある。

【００１４】

【実施例】本発明の利点および特徴は、添付された図面
に関連する次のより詳細な説明および特許請求の範囲を
参照することにより、更に理解されるであろう。

【００１５】１．図面による詳細な説明 図２を参照すれば、基準化(calibration) 要素２０２
は、書込信号、クロック信号およびプリンタを制御する
マイクロコンピュータ（図示せず）からデータバス（図
示せず）を経て供給される特定化された(specified) デ
ータ信号を受け入れている。データ信号は、染料濃度の
画素に特定された(pixel-specific)目的とするディジタ
ルレベルをそれぞれ表す８ビットのディジタル信号ある
いはワードである。基準化要素２０２は、画素に特定さ
れた目的とするディジタルレベルをその画素に印加され
るべき対応する画素に特定されたパルスカウントに変換
するために、基準化関数（図４に示されている）をその
目的とするディジタルレベル入力に適用する。図４の基
準化関数を適用するための好適な方法は、ルックアップ
テーブル（ＬＵＴ）を用いることであり、それは、入力
として、画素に特定された目的とするディジタルレベル
を受け入れて、出力として、対応する画素に特定された
パルスカウントを供給する。

【００１６】基準化要素２０２は、画素に特定されたパ
ルスカウント出力を制御要素２０４に供給し、制御要素
２０４は要求されたパルスの数を受け取り、そして、図
３に詳細に示されているように、画素に特定された調整
された基準化パルスカウントを供給する。その調整され
た基準化パルスカウントは、当該技術分野において既知
の態様で機能するプリントヘッド変調器（ＰＨＭ）２０
６に送られる。ＰＨＭ２０６への入力は、或る印刷ライ
ンにおける各画素がパルス数の単位でいかなるパワーを
受け取るかについての重み付け調整を表している。ＰＨ
Ｍ２０６は、当該技術において周知の態様で一連の信号
を発生し、かつ、供給し、そして、入力信号クロックの
タイミング制御の下で、この一連の信号をシフトレジス
タ２０８に順次ロードする。シフトレジスタ２０８によ
り表されているように、一群のシフトレジスタへの直列
変換のために一つのデータラインのみが示されている
が、ＰＨＭ２０６は複数の信号出力２１７を発生し、そ
れらはそれぞれ別の群のシフトレジスタ（図示せず）に
データを転送しており、それによって、典型的には複数
の群の感熱プリントエレメントをそれぞれ持っているプ
リントヘッドに対して効率的な群駆動(group-loading)
を可能とすることが理解されるであろう。

【００１７】プリントエレメント２１２を持つプリント
ヘッド２１０のために、クロック信号が、シフトレジス
タ２０８中に、そのｎ段の全てがハイ（１）あるいはロ
ー（０）信号レベルのいずれか、すなわち、状態を含む
こととなるまで、ＰＨＭ２０６からの調整された基準化
パルスカウントの転送を生じる。ＰＨＭ２０６により供
給されるラッチ信号は、シフトレジスタ２０８の各段の
データをラッチ２１４の対応する段に入力させるように
する。ＰＨＭ２０６により供給されるハイの作動信号Ｅ
ＮＡＢＬＥは対応するＮＡＮＤ要素２１６に結合されて
いる。群作動信号がハイの時、プリントエレメント２１
２と、対応するラッチのハイの状態にある段を持つ論理
ＮＡＮＤ要素２１６とを通って回路が形成される。言い
換えれば、一つのプリントエレメントが付勢される。パ
ルスの期間すなわちパルス幅は、群作動信号がハイであ
る時間により制御される。論理ＮＡＮＤ要素２１６もま
た複数の群に構成されており、各群はＰＨＭ２０６から
の別の作動入力２１８を受け取ることが理解されるであ
ろう。順次に作動信号を駆動することにより、パワー供
給源の電流ドリフトを減少させることができる。

【００１８】上述した動作の結果、ｎ個のプリントエレ
メント２１２の全てが一度にアドレス（作動）されたこ
ととなる。プリントエレメント２１２は、それぞれ、ラ
ッチ２１４の対応する段の状態に依存して、一度に付勢
されたこととなる。ところで、シフトレジスタ２０８
は、ｎ個の異なった時間においてデータをロードされな
ければならない。プリントエレメントの各群は、一つの
印刷ラインに対して、ｎ回アドレスされることとなり、
そして、各プリントエレメント２１２は、各プリントエ
レメント２１２についての目的とする濃度レベルのレベ
ルに対応して、比例した回数で付勢されることとなる。
更に、データがＰＨＭ２０６からシフトレジスタ２０８
にロードされる一方、次のラインに対する画像データが
同時に制御要素２０４から受け入れられる。そこで、Ｐ
ＨＭ２０６は、前のデータが送出されるとともに、新し
いデータを受け取り、それによって、ＰＨＭ２０６にお
ける動作の時分割を実現している。

【００１９】図３は、本発明において重要な制御要素２
０４の好適な実施例を示している。画素に特定されたパ
ルスカウント入力は、ｎ個のメモリアドレス３０４を持
つラインバッファに蓄えられ、各アドレスはプリントヘ
ッド２１０からプリントエレメント２１２の一つに対応
している。画素に特定されたパルスカウント入力は重み
付けユニット３０６にも供給され、それは図５に示され
ている重み付け関数に従う画素に特定された重み付けパ
ルスカウントを出力する。重み付けユニット３０６の好
適な実施例はＬＵＴである。画素に特定された重み付け
されたパルスカウントは平均化ユニット３０８に蓄えら
れ、それは一つの印刷ラインに対する重み付けされた平
均パルスカウントを基準化するために、その印刷ライン
からの画素に特定された重み付けされたパルスカウント
の全てを加算する。重み付けされた平均パルスカウント
は、オフセットパワーレベル決定ユニット３１０に供給
され、それは図６に示されている調整関数６０２に従う
印刷ラインに特定されたオフセットパワーレベル出力
（パルスカウント補正値）を供給する。オフセットパワ
ーレベル決定ユニット３１０の好適な実施例はＬＵＴで
ある。印刷ラインに特定されたオフセットパワーレベル
は画素調整ユニット(pixel adjustment unit)３１２に
受け入れられ、それは、画素に特定された調整された基
準化パルスカウントを出力するために、各メモリアドレ
ス３０４をアクセスし、その印刷ラインオフセットパワ
ーレベルに基づいて蓄積されてた画素に特定されたパル
スカウントを調整する。各蓄積されてた画素に特定され
たパルスカウントを印刷ラインオフセットパワーレベル
に基づいて調整する好適な方法はＬＵＴを用いるもので
あり、それはそのＬＵＴに供給されるオフセットパワー
レベルに従ってＬＵＴへのスタートアドレスを調整す
る。そのＬＵＴの出力は、ラインバッファ３０２の特定
化されたメモリアドレス３０４をアクセスするためのテ
ーブルインデックスに用いられる。

【００２０】図４は、基準化要素２０２の好適な実施例
において用いられるＬＵＴの動作を例示する特性図であ
る。図４のグラフのＸ軸は基準化要素２０２のＬＵＴの
入力に印加される目的とするディジタルレベル入力信号
を表しており、同グラフのＹ軸は同じＬＵＴからの出力
を表している。最大濃度Ｄ_max は最大の目的とするディ
ジタルレベルを示しており、それは、印刷材料(receive
r material) が紙の場合で、典型的には２．３である。
最小濃度Ｄ_min は最小の目的とするディジタルレベルに
より表され、それは典型的には０である。曲線４０２に
より示されている基準化関数は、入力される目的とする
ディジタルレベル値を目的とする濃度を実現するために
必要とされる画素に特定されたパルスカウントに効果的
に変換するように、経験的に決定されることとなる。曲
線４０２は、Ｄ_min に近い目的とするディジタルレベル
が低いパルスカウントに変換され、かつ、Ｄ_max に等し
い目的とするディジタルレベルは最大のパルス数に変換
され、それは、ｍがプリンタシステムにおけるカラーデ
ータのビット数を表すとして、２^m −１となる。

【００２１】図５は、重み付けユニット３０６の好適な
実施例に用いられるＬＵＴの動作を例示する特性図であ
る。図５のＸ軸は、基準化要素２０２から供給され、か
つ、重み付けユニット３０６のＬＵＴの入力に供給され
るパルスカウント出力を表しており、その数値は、ｍが
プリンタシステムにおけるカラーデータのビット数を表
すとして、０から２^m −１の範囲である。Ｙ軸は、重み
付けユニット３０６のＬＵＴから供給される重み付けさ
れたパルスカウントを表しており、Ｙ軸の数値範囲は、
パルスカウントとＬＵＴによって発生される重み付けさ
れたパルスカウントとの所望の関係により決定される任
意の範囲である。

【００２２】図６は、画素調整ユニット３１２の好適な
実施例に用いられるＬＵＴの動作を例示する特性図であ
る。図６のグラフのＸ軸は、ｎ個のプリントエレメント
の全てに対する重み付けされたパルスカウントの平均値
を表しており、その軸の数値範囲は、図５のグラフのＹ
軸に対して選択された任意の範囲により構成される。図
６のグラフのＹ軸は印刷ラインのオフセットパワーレベ
ル、すなわち、パルスカウント補正値を表しており、そ
れは、画素に特定された調整された基準化パルスカウン
トを決定するために、ラインバッファ３０２の各メモリ
アドレスに加えられることとなる。図６のＹ軸は−１６
から＋１６の範囲を示しているが、この範囲は、本発明
の実行を阻害することなく、増加あるいは減少されるこ
とが可能であることは明らかである。好適な実施例にお
いては、図６のＸ軸はＬＵＴアドレスを示し、同グラフ
のＹ軸はパルスカウント補正値を表している。

【００２３】上述したように、本発明は、プリントヘッ
ドにおける複数の加熱エレメントを付勢することによっ
て引き起こされるパワー供給源の負荷効果を補償するた
めのパルスカウント調整について述べている。このよう
に、加熱エレメントすなわち画素の実際の印刷濃度は、
式３に示されているように、図３および図６に記載され
ている目的とする画素濃度と印刷ラインのオフセットパ
ワーレベルとの和に関係している。すなわち、

【００２４】 Ｄ_Desired ＝ｆ（ＰＣ） （式１） Ｄ_Actual ＝ｆ’（ＰＣ） （式２） Ｄ_Desired ＝目的とする印刷濃度 Ｄ_Actual ＝実際の印刷濃度 ＰＣ＝補正前のパルスカウント ｆ（ｘ）＝パルスカウントと目的とする画素濃度との関
数関係 ｆ’（ｘ）＝パルスカウントと実際の画素濃度との関数
関係 それ故、補正後には、 Ｄ_Actual ＝ｆ’（ＰＣ＋Δ）≒Ｄ_Desired （式３）

【００２５】ここで、Δ＝要求される印刷ラインのオフ
セットパワーレベルを発生するために必要とされるパル
スカウント補正値 Δは、1)作動される加熱エレメントの数、2)パワー供給
特性、3)パワー分配システムの構成に関係している。

【００２６】ここで、次の式４に示されているように、
パルスカウント補正が或る印刷ラインに対する目的とす
る画素濃度の平均の関数として表現されると仮定する。 Δ＝ｆ₂ （Ｄ_Average ） （式４） ここで、Ｄ_Average ＝印刷ラインの平均濃度

【００２７】印刷ラインの平均濃度は式５により示され
る。すなわち、 Ｄ_Average ＝（ΣＤ_p ）／ｎ （式５） ここで、Ｄ_p ＝印刷ラインの各画素の濃度 ｎ＝印刷ラインの画素の数

【００２８】しかしながら、重み付けファクタ無しで、
式５に示されている印刷ラインの平均濃度を用いると、
図７のライン７０２とライン７０４との間の比較に示さ
れているように、目的とする濃度と実際の濃度との間の
不整合がときどき生じる。この図は、パルスカウントの
基準として印刷ラインの平均濃度を用いると、異なる目
的とする濃度を持つ印刷ラインがいかに印刷されるかを
比較して示している。ライン７０２は一様なグレイの濃
度の画素からなり、他方、ライン７０４は半分が黒の画
素で、半分が白の画素からなる。更に、ライン７０２お
よび７０４は、それぞれ、対応する同様な各種濃度の参
照画素を含んでいる。参照画素７０６および７０８は同
様な低い濃度であり、参照画素７１０および７１２は同
様な高い濃度（黒色として示されている）であり、そし
て、参照画素７１４および７１６は同様な濃度（グレイ
として示されている）である。グレイと白との間の寄生
効果によるプリントヘッド電圧の変化が、グレイから黒
への変化によって、正確に補償されなければ、参照画素
の実際の濃度はその二つのケースにおいて異なることと
なる。この相違が、図７における実際の濃度のプロット
において、示されている。両方のラインは同じ平均濃度
を持っているので、この平均に基づくいかなる補償によ
ってもこの効果を補正することはできない。

【００２９】この初期的な濃度補償作用は、パワー変動
が濃度に対してリニアではないので、部分的にのみ有効
である。例えば、グレイのライン（ライン７０２）は、
半分が白かつ半分が黒の目的とする印刷ライン（ライン
７０４）とは、両方のラインは同じ平均濃度を持ってい
るけれども、異なったパワー供給負荷を持つこととな
る。両ラインは同じ平均濃度を持っているので、式５は
両ラインに対して同じパワーレベルを与える。しかしな
がら、各ラインに対するパワー供給負荷は異なってお
り、そして、それぞれ異なったオフセットパワーレベル
値を要求する。

【００３０】したがって、図６のパルスカウント補正関
数は、各ラインに対するパワー供給負荷が異なってお
り、そして、異なったオフセットパワーレベル値を要求
するということを補償するものでなければならないこと
となる。このように、本発明によれば、図６のパルスカ
ウント補正関数を用いることによって生じる印刷におけ
る調整は、図６のパルスカウント補正関数を適用する前
に目的とするパルスカウントを重み付けすることによっ
て、より良く補償されることとなる。こうして、異なっ
たオフセットパワーレベル値を要求する異なったパワー
供給負荷に対して処置がなされることとなる。この目的
とする画素レベルの重み付けは、式５を次に示す式６に
置き換えることによって、実現される。すなわち、 Ｄ_WA＝（Σｆ₃ （Ｄ_p ））／ｎ （式６） ここで、ｆ₃ （Ｄ_p ）＝各画素に対するパルスカウント
の重み付け関数

【００３１】式５において行われているような印刷ライ
ンの平均濃度を用いる代わりに、式６は基準として重み
付け濃度法を用いている。ここでは、各画素の目的とす
るパルスカウントは、図５の重み付け関数５０２に従う
重み付けを適用することによって、修正される。この重
み付け関数５０２は、パワー供給源およびパワー分配シ
ステムの特定の製造者のブランドに応じた値によって、
補償し、かつ、決定される値を持っている。そして、重
み付けされたパルスカウントは、或る印刷ラインの重み
付けされた平均のパルスカウントを生じるために、式６
の適用によって平均化され、次いで、その重み付けされ
た平均のパルスカウントは式４に用いられて、各印刷ラ
インに対するパワー供給負荷が異なるということに有効
に対応しうるオフセットパワーレベルを計算することと
なる。

【００３２】例示のために、図７の同一の目的とする印
刷ライン１および２を用いれば、基準として目的とする
パルスカウントを用い、かつ、重み付け関数５０２によ
り適当に重み付けすることによって、パワー変動が計算
において補償され、それによって、図７に示されている
対応する実際の濃度のプロットにおいて現れる実際の濃
度の相違を解消することができる。例えば、低濃度の画
素（参照画素７０６および７０８）は高濃度の画素（参
照画素７１０および７１２）とは異なって重み付けされ
て、ライン７０２および７０４におけるものとは異なっ
た重み付けされた平均値を生じ、そこで、異なったパル
スカウント補正が実現されることとなる。こうして、パ
ワー供給負荷が変化しても、オフセットパワーレベルが
異なっており、改善されたディジタルレベル補償が実現
されることとなる。

【００３３】２．実施例の動作 画素に特定された目的とするディジタルレベル(pixel-s
pecific desired digital level)は、その画素におい
て、媒体に転写されることを意図された染料の量を定め
ており、それ故、目的とするディジタルレベルは、各画
素について意図された既知の印刷強度(intensity of pr
inting) を表している。この画素に特定された目的とす
るディジタルレベルは、本発明による利用のために、そ
の特定された画素に適用されるべき対応するパルスの数
を決定することによって、基準化される(calibrate) 。
本発明の好適な実施例においては、ＷＲＩＴＥ信号を受
け取ると、画素に特定された目的とするディジタルレベ
ルが基準化ルックアップテーブル（ＬＵＴ）に印加され
て、その画素に対するパルス数を決定する。画素に特定
されたパルス数は、一つの印刷ライン中におけるｎ個の
画素の各々について一つのアドレスを有するラインバッ
ファ中の画素に特定されたメモリアドレスに蓄積され
る。パルス数が蓄積されると、ＷＲＩＴＥ動作が実行さ
れることを指示するためのＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥ出力
信号が供給される。最初の印刷ラインについて、この一
連の動作がｎ回繰り返されて、ラインバッファの各メモ
リアドレスがそのラインの各画素に対するパルス数によ
って満たされる。

【００３４】最初の印刷ラインに対するラインバッファ
が満たされると、パルスカウントは重み付けされ、そし
て、最終的にオフセットパワーレベルを決定するために
加算される。そのオフセットパワーレベルは、各画素に
特定されたパルス数に加えられるか、あるいは、それか
ら差し引かれて、印刷過程においてそのラインにおける
全ての画素が駆動される時に、印刷回路に生じることと
なる固有の寄生抵抗を補償する。このオフセットレベル
を決定するために、最初の画素に特定されたパルス数が
重み付けされ、そして、その合計に加えられる。好適な
実施例においては、この重み付けは、その画素について
の対応する重み付けされたパルスカウントを与える重み
付けＬＵＴに、その画素に特定されたパルス数を適用す
ることによって、実現される。重み付けＬＵＴはライン
バッファにおける全ての値に対処することができ、この
重み付け動作に必要な時間を最小化する。最初の画素に
対する重み付けされたパルスカウントは、その印刷ライ
ンの残りの画素の重み付けされたパルスカウントの各々
に加算されるように、蓄積される。この一連の動作は、
画素に特定されたパルス数の全てが、重み付けされ、か
つ、続いて、その印刷ラインにおけるｎ個の画素の全て
によって用いられることとなる重み付けされたパルスカ
ウントの合計を計算するために加算されるまで、繰り返
される。その後、合計の重み付けされたパルスカウント
値は、各画素に対する重み付けされた平均値を決定する
ために、ｎ（画素の数）によって割り算される。この重
み付けされた平均値は、各画素に特定されたパルス数に
加算されるか、あるいは、それから減算されるパルスカ
ウント補正値（オフセットパワーレベル）を決定するた
めに用いられる。ラインバッファ中に蓄えられた各画素
に特定されたパルス数に対してそのオフセットパワーレ
ベルを適用することが、各画素の調整された基準化パル
スカウントを決定することとなる。その調整された基準
化パルスカウントは、その印刷ライン上において同時に
駆動される複数の画素に生じる寄生抵抗に対する画素に
特定されたパルス数となる。

【００３５】オフセットパワーレベルは、或る画素に対
する最小パルス数（典型的には０）より小さいか、ある
いは、或る画素に対する最大パルス数（典型的には、ｍ
をプリンタ装置における色の選択を特定化するビット数
として、２^m −１）より大きい調整された基準化パルス
カウントを生成するものであってはならない。それ故、
調整された基準化パルスカウントが０より小さいか、あ
るいは、２^m −１より大きい場合は、それぞれ、０ある
いは２^m −１に制限されるべきである。好適な実施例に
おいては、寄生抵抗ＬＵＴが、調整された基準化パルス
カウントがいかなる要求された制限の下においても計算
されるスピードを最大とするために、用いられる。そこ
で、この画素に特定された調整された基準化パルスカウ
ントは、プリントヘッド変調器（ＰＨＭ）のラインバッ
ファの対応するメモリアドレスへ伝送される。ＰＨＭが
二つのラインバッファを持って動作することはこの技術
分野において周知であり、そこでは、一方のバッファが
印刷するとともに、他方のバッファが満たされ、そし
て、これらの作用が満たされたバッファ間で交番するこ
ととなる。

【００３６】オフセットパワーレベルが決定されると、
プリンタ装置の制御コンピュータへのタイミング要求を
最少化する時分割動作が作動される。この時分割動作
は、a)最終的に調整された基準化パルスカウントを計算
するために、寄生抵抗補償用ＬＵＴ（Parasitic Resist
ance Compensation LUT)に適用されるべきラインバッフ
ァのメモリアドレスをアクセスすること、および、b)そ
のラインバッファの当面のメモリアドレスにおける現在
値を最終的に置き換えるために、基準化ＬＵＴ(calibra
tion LUT) に適用されるべき対応する新しい目的とする
ディジタルレベルを受け入れることの間を交番する。こ
のようにして、各メモリアドレスが、寄生抵抗補償用Ｌ
ＵＴにおいてオフセットパワーレベルにより補償される
べき現在蓄積されている画素に特定されたパルス数を供
給する。補償された後、得られた調整された基準化パル
スカウントが蓄積のためにＰＨＭに伝送される。基準化
ＬＵＴは、同時に、新しいラインの画素に特定されたパ
ルス数に変換されるべき新しい目的とするディジタルレ
ベルを受け取り、直前にアクセスされたラインバッファ
のメモリアドレスにおける当面のラインの値を置き換え
る。ラインバッファが新しい印刷ラインからの値により
満たされる毎に、或る印刷されたラインに対する重み付
けされた平均値を計算するために用いられた合計値は、
その新しいラインに対する重み付けされた平均値および
オフセットパワーレベルを計算するプロセスが実行され
るように、０にセットされる。この時分割動作は、効率
的に、複数の動作を同時に実行させ、かつ、長い周期に
わたる新しい目的とするディジタルレベルに対する要求
を分散させ、それによって、目的とするディジタルレベ
ル入力を供給するプリンタ装置への要求を軽減する。

【００３７】当業者であれば、好適な実施例において計
算のために要求されるスピードを実現するためにルック
アップテーブル（ＬＵＴ's）が記述されているが、本発
明はＬＵＴ'sの利用に限定されるものではなく、アドレ
ス可能なメモリあるいは同様な装置により実現されるこ
とが可能であるということを認識しうるであろう。上述
した説明は、好適な実施例の動作を例示するために含ま
れているものであり、本発明の権利範囲を限定すること
を意味するものではない。本発明の権利範囲は特許請求
の範囲によってのみ限定されるべきものである。本発明
の好適な実施例は感熱プリントエレメントの駆動に関連
して説明されているが、本発明の原理は他のプリントエ
レメント、例えば他の抵抗負荷型のプリントエレメント
の駆動に拡張しうることは明らかである。前述の記載か
ら、本発明の精神と権利範囲に含まれることとなる多く
の変形が当業者には明らかであろう。

【００３８】

【発明の効果】本発明の利点は、パワー供給負荷の補償
の結果、実際の印刷された画素の濃度が所望の画素濃度
により近づいて実現されることである。したがって、パ
ワー供給負荷から生じる濃度変動は、印刷ライン間で最
小化されることとなる。本発明によれば、プリンタの速
度を顕著に低下させることなく、パワー供給負荷に対す
る補償が実現されることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】典型的な感熱プリントヘッドの機能的な概念構
成図である。

【図２】本発明に従って所望のディジタルレベルの入力
信号を補償するように動作する制御回路の構成要素とと
もに示されている典型的な感熱プリントヘッドの機能的
な概念構成図である。

【図３】図２の制御要素の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】所望のディジタルレベルの入力を画素に特定さ
れたパルス数に変換するために、図２の標準化要素に用
いられている関数を示す特性図である。

【図５】本発明に従って画素に特定されたパルス数の入
力を重み付けされたパルスカウントに変換するために、
重み付け要素に用いられている関数を示す特性図であ
る。

【図６】本発明に従って特定の印刷ラインの重み付けさ
れた平均値に対する印刷ラインのオフセットパワーレベ
ルを決定するために、図３のオフセットパワーレベルの
決定ユニットに用いられている関数を示す特性図であ
る。

【図７】基準として平均ディジタルレベルを用いて寄生
電圧降下を補償した後の所望の濃度と実際に実現された
濃度との間の差を示す説明図である。

【符号の説明】

２０２…基準化要素 ２０４…制御要素 ２０６…プリントヘッド変調器（ＰＨＭ） ２０８…シフトレジスタ ２１０…プリントヘッド ２１２…プリントエレメント ２１４…ラッチ ３０２…ラインバッファ ３０４…メモリアドレス ３０６…重み付けユニット ３０８…平均化ユニット ３１０…オフセットパワーレベル決定ユニット ３１２…画素調整ユニット

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ信号により表される画像を印刷す
   るように配列された複数の感熱プリントエレメントと、前記感熱プリントエレメントに対して電流を供給するパ
   ワー供給源と 、前記感熱プリントエレメントの各々に対して、各画素に
   特定されたパルスカウントを印加するための制御手段と
   からなる感熱プリンタシステムであって 、ここに前記制御手段は、各印刷周期毎に、前記感熱プリ
   ントエレメントの各々に供給される全パルスカウントに
   基づいて決定されるような修正を、前記の各画素に特定
   されたパルスカウントに対して加える修正手段を含み 、さらに該修正手段は 、前記の各画素に特定されたパルスカウントを蓄積するメ
   モリ手段と 、前記の各画素に特定されたパルスカウントを入力とし
   て、該各画素に特定された重み付けをし各前記感熱プリ
   ントエレメントに印加すべきエネルギーを表すパルスカ
   ウントを生成する重み付け手段と 、該重み付け手段に結合されると共に、各画素に特定され
   て重み付けされた前記のパルスカウントの平均値を決定
   する平均化手段とからなり、該平均値より得られるオフ
   セットパワーレベルによって前記メモリ手段に蓄積され
   たパルスカウントに前記の修正を加える、 感熱プリンタ
   システム。
2. 【請求項２】 画像を印刷するように配列された感熱プ
   リントエレメントにエネルギーを供給することにより、
   印刷媒体上に画像を印刷する感熱プリンタシステムに使
   用する方法であり、かつ、 該感熱プリントエレメントの各々に供給されるエネルギ
   ーを寄生電圧降下に応じて補償し、該寄生電圧降下は、
   駆動される前記感熱プリントエレメントの数に関係し、
   その駆動される前記感熱プリントエレメントの数が変化
   すると該寄生電圧降下が変化するようになっている方法
   であって、予め定めた重み付け関数に従って、電流パルスの重み付
   けされた平均値を決定するステップと、 １つの印刷ラインにおける前記感熱プリントエレメント
   の各々に分配される各前記電流パルスの重み付けされた
   平均値から、オフセットパワーレベル値を計算 するステ
   ップと、 前記 感熱プリントエレメントの各々に印加されるパルス
   カウントを、前記の計算されたオフセットパワーレベル
   値を用いて修正するステップとを含む方法。