JP2991561B2 - 階調データ補正装置及びそれを具備した熱転写記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録すべき濃度を示す
階調データに補正を加えて適正な多階調の濃度の記録画
像を得るための階調データ補正装置及びそれを具備した
熱転写記録装置に関するものである。

【０００２】さらに詳しくは、熱転写記録装置におい
て、複数の発熱素子をライン状に配列することにより構
成した感熱ヘッドを感熱記録媒体（以下、記録媒体とい
う）に接触させ、記録すべき濃度を示す階調データに応
じて、各発熱素子に対する通電時間または印加電圧を個
々に制御して、各発熱素子を発熱させることにより、一
画素を多階調で記録媒体に記録する際、感熱ヘッドにそ
れまでの動作により蓄熱がなされていたりすると、所望
の濃度よりも濃く記録されるなどして記録画像の質が低
下するので、これを防止するために、予め記録すべき濃
度を示す階調データに補正を加える熱転写記録装置の階
調データ補正装置に、本発明は関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来より、複数の発熱素子をライン状に
配列することにより構成された感熱ヘッドを記録媒体に
接触させ、各発熱素子に対する通電時間あるいは印加電
圧をそれぞれ制御して、各発熱素子を発熱させることに
より、一画素を多階調で記録媒体に記録する熱転写記録
装置が知られている。

【０００４】この様な熱転写記録装置においては、感熱
ヘッドのそれまでの発熱による蓄熱のために、画質の劣
化が起こることが知られている。すなわち、同一発熱素
子に連続して通電し続けると発熱素子が徐々に熱くな
り、一方、通電を停止すると、発熱素子が徐々に冷える
という特性があるために、記録すべき濃度を示す階調デ
ータが同じであっても、記録濃度が均一化されない場合
がある。従って、予め、熱履歴による影響を考慮して記
録を行わなければならない。

【０００５】そこで、記録すべき１ライン分のデータと
前ラインの履歴データを用いて熱履歴の影響を演算し、
新たな履歴データを求め、該履歴データを用いて記録す
べきデータの補正を行う階調データ補正装置が考えられ
ていた。

【０００６】以下、熱転写記録装置の階調データ補正装
置の従来例を説明するが、その前に、熱転写記録装置の
構成概念を説明して、その中における階調データ補正装
置の役割を明確にしておく。

【０００７】図２は従来の熱転写記録装置の構成を示す
ブロック図である。同図において、１０１は階調データ
補正装置、２０１は映像信号の入力端子、２０２はＲＧ
Ｂデコーダ、２０３はセレクタ、２０４はＡ／Ｄコンバ
ータ、２０５はＲＧＢのデータを補色に変換する補色変
換器、２０６はラインメモリ、２０７は階調データ補正
装置１０１からの補正後のデータを各ドット毎の通電時
間に変換して感熱ヘッドを駆動する中間調制御回路、２
０８は感熱ヘッド、２０９はシステムコントローラであ
る。

【０００８】図３は従来の熱転写記録装置の機構部の構
成を示す斜視図である。同図において、２１０は記録媒
体としての記録紙、２１１はイエロー，マゼンタ，シア
ンのインクを順次塗布されたインクフィルム、２１２は
プラテンドラムである。

【０００９】さて、図２に戻り、まず、ＮＴＳＣ方式な
どによるカラー映像信号が入力端子２０１から入力され
ると、該入力信号はＲＧＢデコーダ２０２によってブル
ー，グリーン，レッドの輝度信号に分離される。

【００１０】実際にカラーの熱転写記録を行う場合に
は、図３に示すようにイエロー，マゼンタ，シアンの３
色を面順次で転写するので、セレクタ２０３で前記の輝
度信号を順次選択する。

【００１１】選択された信号は、Ａ／Ｄコンバータ２０
４でデジタル値に変換される。該デジタル信号は補色変
換器２０５で補色の信号に変換される。例えば、デジタ
ル化された信号の各ビットを反転することによって実現
され、ブルーの輝度信号はイエローの濃度信号に変換さ
れる。同様にして、グリーンの信号はマゼンタに、レッ
ドの信号はシアンに変換される。

【００１２】補色に変換された信号は、階調データ補正
装置１０１で熱履歴の影響を補正されて、ラインメモリ
２０６に１ライン転写分のみ格納される。ラインメモリ
２０６からの１ライン分の階調データは、中間調制御回
路２０７に入力される。中間調制御回路２０７は、入力
された１ライン分の階調データを駆動パルスの持続時間
長に変換して、感熱ヘッド２０８を駆動し、所用の階調
濃度の熱転写記録が行われる。

【００１３】以上で、階調データ補正装置の熱転写記録
装置における位置づけが理解されたと思われるので、以
下、図４を参照して階調データ補正装置の従来例を説明
する。図４は従来の階調データ補正装置の構成を示すブ
ロック図である。同図において、１０１は階調データ補
正装置、１０２は記録すべき元データを１ライン分ずつ
入力する入力端子、１０３は補正された階調データを１
ライン分ずつ出力する端子である。

【００１４】１０４は補正データを算出する第１の演算
手段、１０５は記録すべき元データを第１の演算手段１
０４に入力する入力端子、１０７は第１の演算手段１０
４の演算結果として補正データを出力する出力端子、１
１２は第１の演算手段１０４で算出された補正データを
１ライン分記憶する記憶手段、１０６は記憶手段１１２
から読み出された補正データを入力する入力端子であ
る。

【００１５】次に、第１の演算手段１０４の構成を示
す。１０８は入力端子１０５に入力された元データから
入力端子１０６に入力された補正データを減算する減算
器、１０９は第１の係数器、１１１は係数器１０９の出
力データと入力端子１０６からの補正データを加算する
加算器である。

【００１６】１１３は補正された階調データを算出し出
力する第２の演算手段、１１４は第１の演算手段１０４
の出力した補正データを入力する入力端子、１１５は記
録すべき元データを入力する入力端子、１１６は第２の
演算手段１１３で補正された階調データを出力する出力
端子である。

【００１７】次に、第２の演算手段１１３の構成を示
す。１１７は入力端子１１５に入力された元データから
入力端子１１４に入力された補正データを減算する減算
器、１１８は第２の係数器、１１９は入力端子１１５に
入力された元データと係数器１１８の出力データを加算
する加算器である。

【００１８】以下、上記の構成の動作を説明する。入力
端子１０２には、記録すべき１ライン分の元データが入
力される。入力された１ライン分の元データは、第１の
演算手段１０４を介し第２の演算手段１１３に入力され
る。

【００１９】一方、記憶手段１１２は１ライン分の補正
データを記憶する記憶手段で、例えば、ランダムアクセ
スメモリ等が使用されており、プリントの開始時におい
て１ライン分のすべてに対し“０”階調のデータが初期
値として設定されるか、または図示しない入力端子より
入力される。これはプリントの開始時には、熱履歴の影
響を考慮する必要が無いからである。

【００２０】プリント開始後は、入力端子１０２に入力
された元データの１ライン前までのデータを用いて演算
して得られた、出力端子１０７からの１ライン分の補正
データが、記憶手段１１２に記憶される。そして、この
補正データは記憶手段１１２より読み出されて、入力端
子１０６を介し第１の演算手段１０４に入力され、この
中の減算器１０８と加算器１１１に供給される。

【００２１】減算器１０８は、入力端子１０５に入力さ
れた元データから入力端子１０６に入力された補正デー
タを減算して出力する。出力されたデータは第１の係数
器１０９で係数Ｋ２が掛けられた後に、加算器１１１に
供給される。加算器１１１は、係数器１０９の出力デー
タと入力端子１０６からのデータを加算して、出力端子
１０７を介して、第２の演算手段１１３と記憶手段１１
２とに供給する。

【００２２】第２の演算手段１１３では、入力端子１１
５に入力された元データと第１の演算手段１０４の出力
した補正データを減算器１１７に供給する。減算器１１
７は入力端子１１５に入力された元データから入力端子
１１４に入力された補正データを減算して第２の係数器
１１８に供給する。減算されたデータは係数器１１８で
係数Ｋ１が掛けられた後に加算器１１９に供給される。

【００２３】加算器１１９は入力端子１１５に入力され
た元データと係数器１１８の出力データを加算して出力
する。該出力データは１ライン分の補正されたデータと
して出力端子１０３より出力され、補正後の階調データ
として用いられる。

【００２４】図５は図４における各部のデータの変化の
一例を示す説明図であり、データの、記録媒体上の副走
査方向（すなわち、記録媒体の移動する方向）における
階調（つまり濃度）の変化を示している。

【００２５】例えば、感熱ヘッドのある特定の発熱素子
に送られる階調データ（図４の入力端子１０２より入力
される元データ）が、ラインプリントのライン数に従っ
て図５（ａ）の様に変化した場合、実際に記録される濃
度は図５（ｅ）の破線に示す如く変化して記録される。

【００２６】何故かというと、感熱ヘッドは、急にある
大きさの階調データを入力されても、それまで動作して
いなかったとすると、温度が冷えていて、入力された階
調データに対応した濃度では即座には記録できず、それ
より低い濃度でしか記録できない。しかし、時間が経過
して次第に感熱ヘッドの温度が上昇してくると、ようや
く入力された階調データに対応した濃度で記録できるよ
うになるからである。つまり、ある大きさの階調データ
を入力された場合、ある一定の時定数を持って記録濃度
が立ち上がり、最終的にその階調データに対応した濃度
に達して、そこで飽和するわけである。

【００２７】同様に、階調データがある高い値から低い
値に急に変化したとする。このときも、感熱ヘッドはそ
の低い値の階調データには急には追従できず、ある遅れ
を持って、次第にその低い値に対応した濃度に近づいて
ゆくわけである。

【００２８】そこで、これを補正し、図５（ｅ）の実線
で示すような、遅れの無い濃度記録を行うためには、図
５（ｄ）に示すような、濃度の薄くなる部分を前もって
強調した階調データを使って記録しなければならない。

【００２９】次に、５図（ａ）に示すデータが図４の入
力端子１０２に入力された場合に、図５（ｄ）に示すデ
ータが補正後のデータとして出力端子１０３から出力さ
れるまでの動作を説明する。

【００３０】図４において、記憶手段１１２に記憶され
る補正データは、前記したように初期値“０”から始ま
り図５（ｂ）のように時定数を持って変化する。係数器
１０９の係数Ｋ２は、この時定数を決める係数で、
“０”から“１”の範囲を持ち、“０”に近いほど時定
数は大きくなり、“１”に近いほど時定数は小さくな
る。

【００３１】記憶手段１１２に記憶される補正データ
（図５（ｂ））は、同時に第２の演算手段１１３に入力
され、減算器１１７で元データ（図５（ａ））から減算
される。減算器１１７の出力データは図５（ｃ）に示す
変化をする。つまり、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示し
たデータから、図５（ｂ）に示した記憶手段１１２の補
正データを減算したものである。

【００３２】減算器１１７の出力データ（図５（ｃ））
は係数器１１８で係数Ｋ１を掛けられて、所要の調整を
受けた後、加算器１１９で元データ（図５（ａ））と加
算され、補正された階調データとして出力され、図５
（ｄ）に示す変化をする。係数器１１８の係数Ｋ１は補
正量の大小を決める係数で、値が大きくなるほど補正量
が大きくなり、“０”の時には補正量がゼロになる。こ
のようにして、記録媒体上の副走査方向の補正された階
調データが得られる。

【００３３】このような熱履歴の影響を補正して記録を
行う装置としては、例えば、特開昭６４−４０３５６号
公報等に記載のものが知られている。上記従来技術は、
前ラインのデータを用いて熱履歴の影響を演算し、記録
媒体上の副走査方向に沿った記録濃度の補正のみを行う
ものである。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、熱履歴による
記録媒体上の画質劣化には、他にも感熱ヘッドの１ライ
ンを構成する各発熱素子がお互いに隣接するもの同士で
影響を及ぼし合うことによる、主走査方向（感熱ヘッド
の１ラインを構成する発熱素子の配列方向で、副走査方
向とは直交した方向）の画質劣化があるが、この点に関
しては、従来、考慮されていなかった。

【００３５】そこで、本発明の目的は、熱履歴による影
響を記録媒体上の副走査方向だけでなく、主走査方向，
副走査方向の両方向にわたって２次元的に補正すること
を可能にし、より高精度に補正された階調データを出力
することのできる熱転写記録装置の階調データ補正装置
を提供することにある。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、階調データ補正装置を、補正デー
タを記憶する記憶手段と、１ライン分ずつ入力端子より
入力された階調データと前記記憶手段より読み出された
前記補正データとを減算して出力する第１の減算器と、
該第１の減算器からの出力データに所定の係数を乗算し
て出力する第１の係数器と、該第１の係数器からの出力
データと前記記憶手段より読み出された前記補正データ
とを加算して出力する第１の加算器と、該第１の加算器
からの出力データにフィルタ処理を施して出力するフィ
ルタ処理手段と、から成る第１の演算手段と、前記フィ
ルタ処理手段からの出力データと前記入力端子より入力
された前記階調データとを減算して出力する第２の減算
器と、該第２の減算器からの出力データに所定の係数を
乗算して出力する第２の係数器と、該第２の係数器から
の出力データと前記入力端子より入力された前記階調デ
ータとを加算して出力する第２の加算器と、から成る第
２の演算手段と、で構成し、前記フィルタ処理手段から
の出力データを前記補正データとして前記記憶手段に書
き込むと共に、前記第２の加算器からの出力データを補
正後の階調データとして出力端子より１ライン分ずつ出
力するようにした。

【００３７】

【作用】熱転写記録装置において、複数の発熱素子をラ
イン状に配列することにより構成された感熱ヘッドを、
記録媒体に接触させ、記録すべき濃度を示す階調データ
に応じて、各発熱素子に対する通電時間または印加電圧
を個々に制御して、各発熱素子を発熱させることによ
り、一画素を多階調で前記記録媒体に記録する際、前記
階調データ補正装置を用いて、階調データに補正を加え
ることにより、記録画面の主走査方向及び副走査方向に
おいて、画質劣化のない適正な多階調濃度の記録画面を
実現することができる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の第１の実施例としての階調デ
ータ補正装置の構成を示すブロック図である。本実施例
が、図４に示した従来の階調データ補正装置１０１と相
違する点は、図１において、フィルタ処理手段１１０を
図示の如く設けた点にある。つまり、加算器１１１の出
力データにフィルタ処理手段１１０でフィルタ処理した
後に、第２の演算手段１１３と記憶手段１１２に供給す
る様にした点が、従来の階調データ補正装置１０１と相
違する点である。

【００３９】図６は図１の実施例における階調データ補
正の概要を説明するための説明図である。図６（ａ）は
熱転写記録装置における記録画面の一例を示しており、
従来は，副走査方向（記録媒体の移動する方向）に沿っ
ての画質劣化防止のためのみの階調データ補正であった
が、本実施例では、副走査方向に沿っての画質劣化防止
のためのみならず、主走査方向（ラインＬに沿う方向）
に沿っての画質劣化防止のための階調データ補正をも行
なうものである。

【００４０】主走査方向に沿う１ラインとしてラインＬ
を考えると、この１ラインは、図６（ｂ）に見られるよ
うに、ドットＢ（０），・・・，ドットＢ（ｎ−１），
ドットＢ（ｎ），ドットＢ（ｎ＋１），・・・の如きド
ットの一列状の集合になっている。

【００４１】図７は図１におけるフィルタ処理手段１１
０を構成する３タップのフィルタを示す構成図である。
このフィルタでは、３タップの係数がＫ３０，Ｋ３１，
Ｋ３２で与えられている。

【００４２】図８は図１における各部のデータの変化の
一例を示す説明図である。以下、図１及び図８を参照し
て本実施例の動作を説明する。例えば、図８（ａ）に示
すような１ライン分の元データを記録し続ける場合、実
際に記録されるライン（を構成する各ドット）の濃度
は、隣接する発熱素子同士でお互いの影響を受けるた
め、図８（ｅ）の波線に示すような特性になる。先に述
べた図５（ｅ）のそれとは異なり、左右に丸みを帯びる
特性になっていることが認められる。そこで、これを補
正し図８（ｅ）の実線に示すような濃度特性の記録を行
うためには、図８（ｄ）に示すように補正されたデータ
によって記録しなければならない。

【００４３】次に、階調データ補正動作を説明する。説
明を簡易にするため、図１における係数器１０９の係数
Ｋ２を“１”と仮定し、副走査方向の補正は行わないこ
ととする。さらに、図８（ａ）に示した１ライン分の元
データが連続して入力される場合について述べる。

【００４４】最初の１ライン目を記録する場合、まず、
減算器１０８で元データから記憶手段１１２の出力する
補正データが減算される。なお、この時点では、記憶手
段１１２の内容は数値“０”で初期化されているため、
減算器の１０８の出力データは元データと同一になる。
さらに、係数器１０９を経て加算器１１１で加算された
結果も、また元データと同一になる。加算器１１１の出
力データはフィルタ処理手段１１２でフィルタ処理され
出力される。

【００４５】フィルタ処理手段１１０は、入力された１
ライン分のデータに図７の３タップの係数Ｋ３０，Ｋ３
１，Ｋ３２を掛ける。つまり、入力されたラインデータ
を構成する各ドットのデータＢ（ｎ）に対して新しいデ
ータを Ｂ’（ｎ）＝Ｋ３０×Ｂ（ｎ−１）＋ Ｋ３１×Ｂ（ｎ）＋ Ｋ３２×Ｂ（ｎ＋１） と置き換えることによって実現される。タップの係数Ｋ
３０，Ｋ３１，Ｋ３２は隣接する発熱素子の影響を決定
する係数である。すなわち、係数Ｋ３１に対して係数Ｋ
３０，Ｋ３２が大きくなるほど、隣接する発熱素子から
の影響が大きくなる。

【００４６】なお、フィルタ処理手段１１０に一様なデ
ータが入力した場合にはそのまま一様なデータが出力さ
れる必要あるので（すなわち、Ｂ（ｎ−１）＝Ｂ（ｎ）
＝Ｂ（ｎ＋１）＝Ｂ’（ｎ）であるので）、各係数の値
は少なくとも Ｋ３０＋Ｋ３１＋Ｋ３２＝１ を満足するような値となっている。

【００４７】フィルタ処理手段１１０で処理されたデー
タは、図８（ｂ）に示すように入力されたデータを滑ら
かに変化させたような特性となる。フィルタ処理手段１
１０は、前記の如く処理したデータを、新たな補正デー
タとして記憶手段１１２と第２の演算手段１１３に出力
する。

【００４８】第２の演算手段１１３内では、減算器１１
７で元データから補正データが減算され、図８（ｃ）に
示すようなデータが出力される。減算器１１７の出力デ
ータは係数器１１８で係数Ｋ１を掛けられて、加算器１
１９で元データと加算され、図８（ｄ）に示すような補
正された階調データとして出力される。以上の動作を２
ライン目以降も同様に繰り返すことによって、主走査方
向の補正された階調データが得られる。

【００４９】以上の説明では、説明を簡易にするため、
図１における係数器１０９の係数Ｋ２は“１”と仮定
し、副走査方向の補正は行わないこととしたが、実際に
は、係数器１０９の係数Ｋ２を“１”以外のある値に設
定することにより、既に図４を参照して述べた通りの方
法で、副走査方向の補正も併せて行われ、主走査方向と
副走査方向の２次元的な熱履歴の補正が行われる。

【００５０】また、本実施例では、フィルタ処理手段１
１０のフィルタのタップ数は３として説明したが、タッ
プ数及びタップの係数を変更することによって、適用す
る熱転写記録装置に合わせた補正が可能であることは言
うまでもない。

【００５１】なお、プリントの開始時においては熱履歴
の影響を考慮する必要が無いため、記憶手段１１２は１
ライン分すべてに対して“０”階調のデータで初期化さ
れるとしたが、カラープリントで複数の色を順次プリン
ト（記録）する場合、あるいは連続して数画面のプリン
トを行う場合などのように、一画面を記録しさらに次の
画面を記録するまでの時間が短い場合には、記憶手段１
１２を初期化することなく、記憶したデータをそのまま
用いることも可能である。

【００５２】また、第１の演算手段１０４で求めた補正
データを帰還して次のラインの計算に用いるため、桁落
ちなどで発生した誤差が累積し易い。そこで、階調デー
タ補正装置１０１内での演算及び補正データの記憶手段
１１２への記憶を、元データのビット数以上で行うこと
によって、誤差のない補正が可能である。また、階調デ
ータ補正装置１０１によって補正出力されたデータが、
中間調制御回路２０７で制御可能な階調以外の場合、例
えば、負の階調値または最高階調を越える場合には、中
間調制御回路２０７で制御可能な階調に丸めるようなリ
ミッタ手段を設ければ良い。

【００５３】図９に、図１で示した実施例の具体的な構
成を示す。図中、３０１，３１３，３１９はデータを一
時記憶するラッチ回路、３０５はデータのタイミングを
合わせるための遅延回路、３０２，３１５は減算器、３
０３，３０８，３０９，３１０，３１６は係数器、３０
４，３１１，３１２，３１７は加算器、３０６，３０７
はラッチ等で構成した主走査方向のデータ遅延手段、３
１４はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等で構成する
読み書き可能なメモリ、３１８は補正演算結果が必要な
数値範囲に収まるように制限するリミッタである。

【００５４】プリントを開始する前に、メモリ３１４は
感熱ヘッドの蓄熱状態に応じて初期化される。プリント
開始前は感熱ヘッドには蓄熱がされていないので、通常
は“０”に初期化する。なお、初期化手段は図示してい
ない。

【００５５】入力端子１０２から主走査方向のｎ＋１個
目の元データが入力されると、ラッチ回路３０１で一時
的に保持される。メモリ３１４は、入力されたデータの
感熱ヘッド上の位置と同じ位置の補正データを出力す
る。減算器３０２では、入力されたデータとメモリ３１
４から読み出されたデータを引き算し、その差を出力す
る。

【００５６】係数器３０３では、減算器３０２の出力デ
ータに予め定められた係数Ｋ２を掛け、得られた値を出
力する。係数器３０４は、公知の乗算器を用いたり、あ
るいは予め計算した値をＲＯＭ（リードオンリメモリ；
読み出し専用メモリ）等に記憶したテーブル手段を用い
たりして構成する。次段の加算器３０４では、係数器３
０３の出力データとメモリ３１４の出力データを加算し
出力する。係数器３０８では、加算器３０４の出力デー
タを係数倍した値を出力する。

【００５７】遅延手段３０６では、１つのデータが処理
される時間だけデータを遅延させる。そのため、遅延手
段３０６の出力にはｎ個目のデータが出力されている。
ｎ個目のデータも上記で説明したｎ−１個目のデータと
同様に、感熱ヘッド上で対応する位置にある補正データ
との演算が行われたものである。係数器３０９では、遅
延手段３０６の出力データを係数倍する。また、遅延手
段３０７の出力にはさらに１つ前のデータであるｎ−１
個目のデータが出力されている。係数器３１０では、遅
延手段３０７の出力データを係数倍する。

【００５８】こうして、係数器３０８，３０９，３１０
の出力には、それぞれｎ＋１、ｎ，ｎ−１個目のデータ
の演算結果が得られる。これら３つのデータは、感熱ヘ
ッド上でｎ個目を中心に隣接する位置関係にあるデータ
である。

【００５９】次に、加算器３１１，３１２を用いてこれ
ら３つのデータの和を求め、ラッチ回路３１３に出力す
る。メモリ３１４から感熱ヘッド上で同じ位置となるデ
ータを読み出し演算することにより、副走査方向の熱予
想を行い、遅延手段３０６，３０７の入出力として得ら
れた３つのデータを用い、中心のデータ（上記ではｎ個
目のデータ）を補正することで、主走査方向の熱予想を
行う。

【００６０】ラッチ回路３１３にラッチされたデータ
は、ｎ個目のデータがプリントされる際に実際に受ける
と予想される、過去及び隣接する発熱素子からの熱的影
響を予想したデータとなっている。この予想したデータ
と遅延手段３０５で遅延したｎ個目の元データの差を減
算器３１５で求める。減算器３１５の出力データは、ｎ
個目の元データと補正データの差であり、熱的影響が大
きいほどこの差も大きくなる。減算器３１５の出力デー
タを係数器３１６でＫ１倍し、加算器３１７でｎ個目の
データに加えることにより、ｎ個目のデータの補正が行
える。

【００６１】また、ラッチ回路３１３の出力データは、
次の１ライン分の補正のために、メモリ３１４のｎ個目
の補正データが記憶される位置に記憶される。したがっ
て、メモリ３１４は、感熱ヘッドの発熱素子の数と同等
もしくはそれより大きな数の補正データを記憶するだけ
の容量が必要である。

【００６２】リミッタ３１８では、加算器３１７の出力
データがデータとして許された値の範囲を越えないよう
に、出力値を制限する。例えば、データの値がとること
がシステム的に許される範囲が０から２５５の場合で
も、加算器３１７の出力データとしては、負の値や２５
５を越えた値をとることが考えられる。そのような場合
でもシステムがオーバーフローしないように、例えば、
負の値はすべて“０”に置き換えてしまうような回路で
ある。ところで、上記した各係数器の係数を、１／２、
１／４、１／８のようなビットシフトで実現できるよう
な設定にすれば、より簡単な構成で実現可能である。

【００６３】次に、図１０を用いて本発明の第２の実施
例を説明する。図１０は本発明の第２の実施例としての
階調データ補正装置の構成を示すブロック図である。同
図において、図１と同一の動作をするものには同一の符
号が付してあり、５０１，５０４，５０７は係数器、５
０２，５０５，５０８はフィルタ処理手段、５０３，５
０６，５０９は記憶手段、５１０は第２の演算手段、５
１１，５１２，５１３，５１４は入力端子、５１５は出
力端子、５１６，５１７，５１８は減算器、５１９，５
２０，５２１は係数器、５２２は加算器である。

【００６４】図１１は本実施例で用いられる感熱ヘッド
の断面と、その感熱ヘッドの各部の温度変化を示す説明
図である。図１１（ａ）は感熱ヘッドの断面を示してお
り、感熱ヘッドは、通常、同図に示すようにグレーズ
層，アルミナ層、そしてアルミ層から成っている。発熱
素子はグレーズ層の表面にライン上に配置されている。

【００６５】図１１（ｂ）から（ｅ）は発熱素子にエネ
ルギーをステップ入力したときの、感熱ヘッド各部の温
度変化を示している。つまり、図１１（ｂ）はグレーズ
層のアルミナ層からの温度差、同図（ｃ）はアルミナ層
のアルミ層からの温度差、同図（ｄ）はアルミ層の環境
温度からの温度差、同図（ｅ）はグレーズ層の環境温度
からの温度差を示している。

【００６６】グレーズ層，アルミナ層，アルミ層の各層
の単体の相対的な温度の上昇は、図１１（ｂ）から
（ｄ）に示すように、ある時定数を持って上昇するが、
グレーズ層の絶対的な温度、すなわち環境温度に対する
温度は、図１１（ｅ）に示すように各層の相対的な温度
の和として示され、各層の時定数が複合された形となっ
て表される。感熱転写されるインクの濃度は発熱素子の
温度、すなわち、グレーズ層の表面の温度に比例するた
め、図１１（ｅ）に示すように初めは薄くて次第に濃く
なるという変化を示す。したがって、この濃度の変化を
補正するためには、感熱ヘッドの各層の時定数をそれぞ
れ補正する必要がある。

【００６７】本実施例は、このような感熱ヘッドの各層
の時定数の補正を実現する階調データ補正装置であり、
感熱ヘッドの構成に応じて補正データを算出する第１の
演算手段と、演算されたデータを１ライン分記憶する記
憶手段とを、複数設けたことを特徴とする。

【００６８】係数器５０１，５０４，５０７の係数、及
びフィルタ処理手段５０２，５０５，５０８のフィルタ
のタップ数と係数は、それぞれ感熱ヘッドのグレーズ
層，アルミナ層，アルミ層の時定数に応じた値とされ
る。

【００６９】階調データ補正装置１０１に入力された元
データは、第１の演算手段１０４ａ，１０４ｂ，１０４
ｃにそれぞれ入力され、第１の演算手段１０４ａ，１０
４ｂ，１０４ｃで、その元データに基づいてグレーズ
層，アルミナ層，アルミ層のそれぞれの層に応じた補正
データが演算され、第２の演算手段５１０に入力され
る。入力されたデータは、それぞれ減算器５１６，５１
７，５１８で元データから減算され、係数器５１９，５
２０，５２１に入力される。該係数器５１９，５２０，
５２１の係数Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３は補正量を決定す
る係数で、各層毎の補正量を決定する。前記係数器５１
９，５２０，５２１からの出力データは加算器５２２で
元データと加算され、補正されたデータとして出力され
る。

【００７０】本実施例では、このようにして、感熱ヘッ
ドの各層毎に補正量を算出するため図１に示した実施例
よりもより高精度に補正を行うことができる。また、図
１０に示した構成では、第１の演算手段１０４ａ，１０
４ｂ，１０４ｃのそれぞれにフィルタ処理手段５０２，
５０５，５０８を設けているが、例えば、グレーズ層な
どのように主走査方向の熱の移動が少ないと思われるも
のについては、第１の演算手段のフィルタ処理手段を省
いても構わない。

【００７１】次に、図１２を用いて本発明の第３の実施
例を説明する。図１２は本発明の第３の実施例としての
熱転写記録装置の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、６０１は感熱ヘッド２０８のアルミ層に取り付
けられたサーミスタや熱電対等から成る温度検出手段、
６０２は感熱ヘッドの各発熱素子に印加電圧を与える電
源、６０３はシステムコントローラ２０９からの信号と
感熱ヘッド２０８からの温度情報により電源６０２の与
える印加電圧を制御する制御信号発生手段である。その
他、図２におけるものと同一の動作をするものには同一
の符号を付してある。なお、階調データ補正装置１０１
は図１に示した実施例と同様に構成されているものとす
る。

【００７２】図１０に示した実施例では、感熱ヘッドの
各層の時定数をそれぞれ補正するため、感熱ヘッドの構
成に応じて、補正データを算出する第１の演算手段と、
演算されたデータを１ライン分記憶する記憶手段とを複
数設けたが、本実施例では、これと同等の効果を異なる
構成で実現するものである。

【００７３】先に述べたように、感熱ヘッド２０８のグ
レーズ層の温度は、図１１（ｅ）に示したようにグレー
ズ層，アルミナ層，アルミ層の各層の温度差の和として
示され、各層の温度上昇が複合された形として表され
る。本実施例では、この温度上昇のうち、アルミ層のよ
うな時定数の大きな温度上昇の影響を、実際に感熱ヘッ
ド２０８の温度を検出して、これを基に感熱ヘッドの各
発熱素子への印加電圧を制御することによって補正する
と共に、時定数の小さな温度上昇の影響は、図１に示し
たような階調データ補正装置１０１により補正するもの
である。

【００７４】次に、図１３を用いて本実施例の動作につ
いて説明する。階調データ補正装置１０１においては、
既に図１に示した実施例について述べたように２次元的
な熱履歴の補正が行われる。それと同時に、温度検出手
段６０１では感熱ヘッド２０８の温度を検出し、制御信
号発生手段６０３では、その検出値に応じて、電源６０
２が感熱ヘッド２０８の各発熱素子に与える電圧を制御
する。

【００７５】図１３は図１２における各部の信号等の波
形を示す波形図である。図１３（ａ）はシステムコント
ローラ２０９からの記録動作期間を示す信号である。ま
た、図１３（ｂ）はある記録動作中の温度検出手段６０
１からの温度検出信号であり、感熱ヘッド２０８の温度
変化を示している。図１３（ｃ）は電源６０２が感熱ヘ
ッド２０８の各発熱素子に与える印加電圧である。

【００７６】記録が進行するに従い、感熱ヘッド２０８
の温度が上昇する。これによって記録濃度が上昇するの
を防止するため、図１３（ｃ）に示すように記録動作中
は感熱ヘッド２０８の温度の上昇に従い、印加電圧を下
げていく。以上説明したように、感熱ヘッド２０８の温
度変化をフィードバックすることにより、精密な補正を
することができる。

【００７７】更に、図１に示した実施例では、記憶手段
１１２は“０”階調のデータで初期化されるとしたが、
連続して記録を行うような場合、以前の記録による温度
の上昇を考慮するのが望ましい。そこで、図１２に示し
た実施例においては、記録開始時に感熱ヘッド２０８の
温度を温度検出手段６０１で検出し、その検出値に応じ
た値で記憶手段１１２を初期化する。例えば、検出温度
が記録開始時に既にある基準の温度よりも高いときに
は、初期化する値を“０”以上の温度に応じたある値に
設定することによって、補正の効果を少なくするよう調
整することができる。

【００７８】また、記憶手段１１２の初期値だけでな
く、第１の演算手段１０４の係数器１０９，フィルタ処
理手段１１０，第２の演算手段１１３の係数器１１８の
各係数を、検出温度の値によって変化させることによっ
ても、より高精度の補正を行うことが可能である。

【００７９】なお、上記した記憶手段１１２の初期化や
係数値の設定は、一画像の記録開始時であっても、カラ
ープリントの場合には各色ごとの記録開始時であっても
かまわない。

【００８０】次に、図１４を用いて本発明の第４の実施
例を説明する。図１４は本発明の第４の実施例としての
熱転写記録装置の構成を示すブロック図である。同図に
おいて、７０１，７０２は入力された階調を他の階調に
変換する階調変換手段で、ＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）等で構成される。その他、図２におけるものと同一
の動作をするものには同一の符号付してある。なお、階
調データ補正装置１０１は図１に示した実施例と同様に
構成されているものとする。

【００８１】また、図１５は図１４における中間調制御
回路２０７の階調・通電時間特性及び階調変換手段７０
１，７０２の変換特性を示す特性図である。先に述べた
ように、中間調制御回路２０７は補正後の階調データを
各ドット毎の通電時間に変換し、感熱ヘッド２０８を駆
動することによって所要の記録濃度を実現している。し
かし、中間調制御回路２０７の階調・通電時間特性が、
図１５（ａ）に示すように、入力階調に対して通電時間
がリニアでないような特性である場合、階調データ補正
装置１０１の補正効果は補正する階調データの値（階
調）によって異なってしまう。

【００８２】すなわち、具体的に説明すると、ある階調
ｍ，ｎの階調データが階調データ補正装置１０１によっ
て補正を加えられ、新たに階調ｍ’，ｎ’の階調データ
として出力されたとする。この場合、補正量（ｍ’−
ｍ），（ｎ’−ｎ）が同じであっても、中間調制御回路
２０７の階調・通電時間特性が図１５（ａ）に示す如く
であると、感熱ヘッド２０８の通電時間（すなわち、入
力エネルギー）は、図１５（ａ）のΔｔｍ，Δｔｎで示
されるように大きく異なる。したがって、補正する階調
データの値（階調）によって、補正の効果が異なり、一
様な補正ができないという問題が生ずる。

【００８３】そこで、本実施例では、この問題を解決す
るために、階調変換手段７０１，７０２を設けるように
した。以下、本実施例の動作を図１５を用いて説明す
る。図１５（ａ）は前述したように中間調制御回路２０
７の階調・通電時間特性を示す。図１５（ｂ）は階調変
換手段７０１の変換特性を示し、中間調制御回路２０７
の階調・通電時間特性を、階調から階調への変換に置き
換えたものである。図１５（ｃ）は階調変換手段７０２
の変換特性を示し、階調変換手段７０１の逆変換であ
る。

【００８４】階調変換手段７０１で変換された階調デー
タは、階調データ補正装置１０１で補正処理される。階
調変換手段７０１で変換された階調データは、中間調制
御回路２０７で変換された通電時間とリニアな関係にあ
るため、階調データ補正装置１０１によって補正を加え
ても、補正効果が階調によって異なることはない。

【００８５】階調データ補正装置１０１の出力データ
は、階調変換手段７０２で再び変換される。階調変換手
段７０２の変換特性は階調変換手段７０１の逆特性であ
るので、階調変換手段７０２で変換された階調データ
は、もし補正されていなければ元のデータと同一の階調
値を持つ。変換され出力された階調データは、中間調制
御回路２０７で通電時間に変換され、感熱ヘッド２０８
を駆動する。

【００８６】本実施例では、このようにして、階調デー
タ補正装置１０１の前後に階調変換手段７０１，７０２
を設けることによって、階調の値によらず均一な補正効
果を得ることができる。なお、中間調制御手段２０７の
階調・通電時間特性が複数あり、これを切り替えること
が可能な熱転写記録装置の場合には、階調・通電時間特
性の切り替えに連動して、階調変換手段７０１，７０２
の変換特性を切り替えれば良い。あるいは、階調変換手
段７０１，７０２をＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
などで構成し、変換特性をその都度設定しても良い。

【００８７】次に、図１６を用いて本発明の第５の実施
例を説明する。図１６は本発明の第５の実施例を示すブ
ロック図である。同図において、８０１はセレクタ、８
０２は少なくとも一画面分のデータを記憶する画像メモ
リ、８０３はデジタルデータを入力する入力端子、８０
４はデジタルデータを入力するデジタルインターフェイ
スであり、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等で構成され
る。その他、図２におけるものと同一の動作をするもの
には同一の符号を付してある。

【００８８】本実施例は、画像メモリ８０２を備え、該
画像メモリ８０２への書き込み時に階調データ補正装置
１０１により熱履歴の補正を行うものである。入力端子
２０１から入力される映像信号、あるいは入力端子８０
３から入力されるデジタルデータとしての画像信号をセ
レクタ８０１で選択し、選択された信号を階調データ補
正装置１０１で補正した後に、画像メモリ８０２に書き
込む。以後は、図２における説明と同様にして熱転写記
録が行われる。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば、過去の熱履歴の影響を
表すデータを１ライン分のみ保持すればよく、簡易な構
成で主走査方向及び副走査方向の補正を行うことができ
る。また、第１の演算手段を複数備えた場合には、感熱
ヘッドの構成に合わせて補正係数を決定できるため、よ
り高精度の補正ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての階調データ補正
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】従来の熱転写記録装置の構成を示すブロック図
である。

【図３】従来の熱転写記録装置の機構部の構成を示す斜
視図である。

【図４】従来の階調データ補正装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】図４における各部のデータの変化の一例を示す
説明図である。

【図６】図１の実施例における階調データ補正の概要を
説明するための説明図である。

【図７】図１におけるフィルタ処理手段を構成する３タ
ップのフィルタを示す構成図である。

【図８】図１における各部のデータの変化の一例を示す
説明図である。

【図９】図１の実施例の具体的な構成を示すブロック図
である。

【図１０】本発明の第２の実施例としての階調データ補
正装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１０の実施例で用いられる感熱ヘッドの断
面と、その感熱ヘッドの各部の温度変化を示す説明図で
ある。

【図１２】本発明の第３の実施例としての熱転写記録装
置の構成を示すブロック図である。

【図１３】図１２における各部の信号等の波形を示す波
形図である。

【図１４】本発明の第４の実施例としての熱転写記録装
置の構成を示すブロック図である。

【図１５】図１４における中間調制御回路の階調・通電
時間特性及び階調変換手段の変換特性を示す特性図であ
る。

【図１６】本発明の第５の実施例としての熱転写記録装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１…階調データ補正手段、１０４…第１の演算手
段、１１０…フィルタ処理手段、１１２…記憶手段、１
１３…第２の演算手段、２０８…感熱ヘッド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 裕一 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社日立製作所東海工場内 (72)発明者 小堀 康功 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所映像メディア研究所 内 (56)参考文献 特開 昭64−40356（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/36 B41J 2/52 G06F 3/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発熱素子をライン状に配列するこ
   とにより構成された感熱ヘッドを、感熱記録媒体に接触
   させ、記録すべき濃度を示す階調データに応じて、各発
   熱素子に対する通電時間または印加電圧を個々に制御し
   て、各発熱素子を発熱させることにより、一画素を多階
   調で前記感熱記録媒体に記録すると共に、その際、前記
   階調データに補正を加えることにより適正な多階調濃度
   の記録画像を得るようにした熱転写記録装置において、 補正データを記憶する記憶手段と、 １ライン分ずつ入力端子より入力された前記階調データ
   と前記記憶手段より読み出された前記補正データとを減
   算して出力する第１の減算器と、該第１の減算器からの
   出力データに所定の係数を乗算して出力する第１の係数
   器と、該第１の係数器からの出力データと前記記憶手段
   より読み出された前記補正データとを加算して出力する
   第１の加算器と、該第１の加算器からの出力データにフ
   ィルタ処理を施して出力するフィルタ処理手段と、から
   成る第１の演算手段と、 前記フィルタ処理手段からの出力データと前記入力端子
   より入力された前記階調データとを減算して出力する第
   ２の減算器と、該第２の減算器からの出力データに所定
   の係数を乗算して出力する第２の係数器と、該第２の係
   数器からの出力データと前記入力端子より入力された前
   記階調データとを加算して出力する第２の加算器と、か
   ら成る第２の演算手段と、 で構成され、前記フィルタ処理手段からの出力データを
   前記補正データとして前記記憶手段に書き込むと共に、
   前記第２の加算器からの出力データを補正後の階調デー
   タとして出力端子より１ライン分ずつ出力するようにし
   たことを特徴とする階調データ補正装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の階調データ補正装置
   と、該階調データ補正装置の前段に配される第１の階調
   変換手段と、前記階調データ補正装置の後段に配される
   第２の階調変換手段と、を具備し、前記第１の階調変換
   手段は、前記階調データに応じて前記通電時間または印
   加電圧を制御する際の階調・通電時間特性または階調・
   印加電圧特性と、ほぼ等しい変換特性を持ち、前記階調
   データを該変換特性に応じて変換して前記階調データ補
   正装置の入力端子に出力し、前記第２の階調変換手段
   は、前記変換特性とは逆の変換特性（以下、逆変換特性
   という）を持ち、前記階調データ補正装置の出力端子か
   らの補正後の階調データを前記逆変換特性に応じて変換
   して出力することを特徴とする熱転写記録装置。