JP3095246B2 - 感熱印刷用パルスカウント変調 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 産業上の利用分野 連続階調カラー感熱式プリンタに関するものであり、
特に連続階調カラー感熱式プリンタ等のパルスカウント
変調に関するものである。

従来技術 感熱式プリンタのなかには染料転写処理を採用してい
るものがある。この処理方式では、紙等の被印刷体（re
ceiver）と発熱素子（heating element）や画素と呼ば
れ複数の個体熱発熱素子（thermal heat producing ele
ment）等から構成されるプリンタヘッドとの間に染料が
入った担体（carrier）が配置されている。通常、固定
されたプリンタヘッドに対し担体と被印刷体が相対的に
移動する。特定の発熱素子が励起されると、素子は発熱
し、例えば、昇華作用により染料を（担体から被印刷体
上の画素へと）転写する。印刷された染料の濃度や明度
は発熱素子の温度と担体の加熱時間との関数で決まる。
すなわち、発熱素子から担体に供給される熱で染料は被
印刷体の画素へと転写される。染料の量は担体に伝わる
熱量に直接関与している。

感熱染料転写プリンタには本当の「連続階調」染料濃
度転写を実現できるという利点がある。各発熱素子から
担体へと供給される熱を変化させて、染料濃度が変更可
能な画素を被印刷体上に形成する。

カラー画像の印刷に連続階調感熱式プリンタが用いら
れる。まず、シアンの画を印刷され、次にマゼンタ、最
後にイエローの画がシアン画の上に重ね印刷され、本願
明細書第１−４図に示すカラー画ができる。この印刷の
順番は変更可能である。連続階調感熱印刷物を作製する
ためパルスカウント変調を用いる方法がある。すなわ
ち、各発熱素子に送るパルス数を変化させて供給熱を調
整するのである。第４図に示すように、このようなシス
テムでは、固定幅ではパルスの電流値は一定である。第
４図では、説明のため、最大４つのパルスのみを示して
いる。パルスを一つ使用した場合画素の濃度は最高濃度
の25％となる。パルス二つを用いた場合、濃度は50％と
なる。三つのパルスを用いた場合、75％の濃度となり、
四つ全てのパルスを用いると100％の濃度が得られる。
ここで、より具体的な場合を想定する。例えば、最大濃
度を得るには200パルスが必要であるとしてみる。発熱
素子には０から200までのいずれかのパルスが供給され
るので201の離散染色濃度レベル（discrete dye densit
y level）が存在することになる。米国特許No.4,806,94
7 Onuma et al.では、二つの信号を用いて多階調画
像印刷を行うパルスカウント変調構成（pulse count mo
dulation scheme）が開示されている。前記特許におい
て、第一信号はデジタル階調データの最下位ビットに対
応している。第二信号は連続パルスから構成されてお
り、各パルスは第一信号の２倍の持続期間を有してい
る。また、第二信号のパルス数はデジタル階調データを
表しており、最下位ビットは含んでいない。第一信号を
加算すると第二信号のパルスで得られるエネルギーレベ
ル数（濃度レベルに等しい）が効率よく倍加される。

発明の詳細な説明 本発明の目的は、連続階調染色濃度画像がすぐれた感
熱式プリンタ用に簡素で効率的なパルスカウント変調を
提供することにある。

このため、本願の連続階調カラー感熱装置は、複数の
画素で構成される線を一度に印字する複数の発熱素子か
らなる印字ヘッドを有し、染料を保持した担体の染料が
転写されて染色画素の線を描くように熱を供給するデジ
タル染色濃度ワード信号にもとづいて選択的に電源が各
発熱素子に供給され、各染色画素は対応デジタル染色濃
度ワード信号値の関数である濃度を有していることを特
徴とする感熱装置において、デジタル染色濃度ワード信
号の有効数字にもとづき第一幅（PCM）の任意の数の定
電流パルスを供給する手段と、前記デジタル染色濃度ワ
ード信号のうち少なくとも二つの最下位桁数字にもとづ
き第二および第三の異なる幅の少なくとも二つの定電流
パルスを選択的に供給する手段とを備えており、前記第
二および第三の幅は第一幅よりも小さいことを特徴とす
る。

本願発明は、所望の染色濃度レベル数を得るために感
熱印字ヘッド発熱素子への電源供給回数の減少を可能と
したことを特徴としている。この結果、カラー画像の印
字回数が大幅に減少する。

図面の簡単な説明 第１図は、連続階調染色画像を生成する本発明の感熱
式プリンタ装置の概略図である。

第２図は、第１図の感熱式プリンタ用担体の上部平面
図である。

第３図は、第１図の感熱式プリンタの印字ヘッドに使
用されている複数の発熱素子の斜視図である。

第４図は、各画素に最大４つのパルスが割り当てられ
た従来のパルスカウント変調構成を示す。

第５図は、本発明の変更パルスカウント変調構成を示
している。

第６図は、本発明のパルスカウント変調を行う第１図
に示されたプリントヘッド制御回路42内の制御回路の詳
細図である。

発明の実施態様 第１図には、担体14から供給される染色カラー画を被
印刷体12上に印刷する感熱式プリンタ装置10が示されて
いる。被印刷体12は紙状のものである。被印刷体は、駆
動機構15に機械的に接続された回転ドラム16の周りに固
定されている。駆動機構15は、ドラム16と静止感熱印字
ヘッド18を通過した被印刷体12とを連続的に送り出す。
印字ヘッド18には第３図により詳細に示されている複数
の発熱素子（抵抗）が設けられている。これら発熱素子
は以下画素と称する場合がある。発熱素子は担体14を印
刷シート13に押圧している。担体14は網状構造をしてお
り、巻き取りローラー22に接続された駆動機構23によっ
て送りローラー20から巻き取りローラー22上へと駆動さ
れる。駆動機構15および23は各々モーターを内蔵してい
る。これらのモーターは、印字ヘッド18とは相対的に担
体と被印刷体の各々の送り出しを連続して行う。印字中
は担体と被印刷体の連続送りに合わせて発熱素子のアド
レス割当および素子への選択的電源の供給が行われる。
このため、染料の転写中に担体と被印刷体が静止してい
る場合に比べ幾分大きめの染色画素が形成される。しか
しながら、プリントヘッド18内の発熱素子への担体のく
っつきを防ぐため担体を動かす必要がある。

第２図では、担体部材14は網状に構成されており、熱
転写可能な染料の連続した区画またはフレームが繰り返
し設けられている。各フレームは順次異なる色の熱転写
染料からなっている。たとえば、各フレーム列や群は、
イエローの熱転写染料フレーム24、マゼンタの熱転写染
料フレーム26、シアンの熱転写染料フレーム28の順に連
続したフレームから構成されている。当然ながら、この
イエロー、マゼンタ、シアンの一連の染料フレームは繰
り返し設けられている。参照マーク29は駆動機構15、23
の動作を従来からの方法で制御するために使用される。

第１図を参照して、本発明の装置動作を説明する。マ
イクロコンピュータ（不図示）から駆動機構へ連続的に
駆動信号を供給し、ドラム16を回転させて印字ヘッド18
と対抗位置にある印字領域へ被印刷体12の紙面を断続的
に送る。担体部材14の染料フレームの一部が印字ヘッド
と被印刷体12との間に位置する。印刷中、被印刷体と担
体部材は両方とも印字ヘッドに対し相対的な移動を行
う。印字ヘッドと制御回路25には、印字ヘッド18の発熱
素子の各々にパルスを供給するパルスカウント変調（PC
M）回路（第６図参照）が設けられている。

第６図の説明を行う前に、まず第５図に着目する。こ
の例では、最大５つのパルスがある。これらのパルスは
15の異なる染色濃度レベルに対応している。また、第一
の幅を持つ定電流（PCM）の三つの標準パルスおよび同
一の定電流レベルを有する二つの変更パルスがある。こ
れら変更パルスの１つは標準パルスの1/2の持続時間を
有し、またもう１つは1/4の持続時間を有する。これら
を変更パルスカウント変調（MPCM）と称する。図に示さ
れているように、二個の標準パルス、1/2および1/4持続
期間変更パルスが生成された場合は、これらのパルスは
第11番目の染色濃度に該当する。同様に、二個の標準パ
ルスと1/2持続期間変更パルスを生成した場合、これら
のパルスは第10番目の染色濃度レベルとなる。

第６図において、入力デジタル染色濃度ワード信号は
９桁を有する。六つの最上位の数字をパルスカウント変
調回路に供給し、三つの最下位の数字を三つの変更パル
スカウントの生成に用いる。

第６図は、９ビット（512レベル）の連続階調変更パ
ルスカウント変調器の例を示す。パルスカウント変調
は、ゼロから66までの連続番号を付された67変調レベル
で行われる。ラインバッファ53は、印字ヘッドの画素と
同数の９ビットの値を保持する。変調レベルカウンタ54
は、67変調レベルのうちいずれが現在処理中であるかを
判断する。

ゼロから63までのレベルは、ブロック58aで各レベル
の書き込み許可（enable）が行われる標準パルスカウン
ト変調レベルである。ラインバッファ内に記憶されてい
る対応デジタル染色濃度値の最上位６ビットで示されて
いるように印字ヘッドの各画素への電源の供給は何度も
行われる。各パルスの幅は、書き込み許可幅テーブル57
（enadle width table）で決まる一定の値である。この
例では、パルス幅は１の値が与えられる。

64から66までの変調レベルは、それぞれブロック58b,
58c,58dが許可する変更パルスカウント変調レベル（MPC
M）である。この三つのレベルは、デジタル染色濃度値
の最下位３ビットと一対一に対応する。例えば、レベル
64は濃度値のビット２に対応する。ビット２に設定され
た画素はパルスを受信する。このパルスの幅は、許可幅
テーブル57に示されているように前回のレベルのパルス
幅の半分となっている。同様に、変調レベル65と66はビ
ット１と０に対応しており、各々1/4と1/8の幅の書き込
み許可パルス（enable pulse）となっている。変調レベ
ル66以降は、その行は終了し次の行の変調が開始され
る。

一行中に画素が受信する総エネルギーは、全受信パル
ス幅の総計に等しい。ゼロから63までの各レベルが単位
パルスを画素に供給している。レベル64は1/2の単位パ
ルスを、レベル65は1/4の単位パルスを、レベル66は1/8
の単位パルスを供給できるのである。この結果、所望の
デジタル染色濃度の９ビットに相当する512の単位エネ
ルギーが得られる。

部分パルスにエネルギーを与えることには一定の誤差
が伴なう。熱エネルギーは、ドナー材、セラミック基
板、空気等で常時ヒーターから奪われる。エネルギー損
失率はエネルギーレベルに依存し、最終的な染色濃度は
繰り返しドナーが吸収したエネルギー量の総計で変わる
ため、熱損失を原因とするエラーを無視できる程短時間
で部分パルスを発生させなくてはならない。従って、所
望の濃度レベルの次の下位ビットに対応して各パルス幅
が前回のパルス幅の1/2であるようにする直接的な２進
変調を用いても失敗に終わってしまう。２進変調構成で
は従来より多くのビットを使用しているため、最上位パ
ルスと最下位パルスとの時間差が大きすぎ、著しい濃度
誤差が生じてしまう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/23 - 1/31

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の画素で構成される線を一度に印字す
   る複数の発熱素子からなる印字ヘッドを有し、染料を有
   した担体の染料が転写されて染色画素の線を描くよう熱
   を供給するデジタル染色濃度ワード信号にもとづき選択
   的に各発熱素子に電源が供給され、各染色画素は対応デ
   ジタル染色濃度ワード信号値の関数である濃度を有して
   いることを特徴とする連続階調カラー感熱装置におい
   て、 （ａ）デジタル染色濃度ワード信号の有効数字に応じて
   第一幅（PCM）の任意の数の定電流パルスを供給する手
   段と、 （ｂ）前記デジタル染色濃度ワード信号のうち少なくと
   も二つの最小桁数値にもとづき第二および第三の異なる
   幅を有した少なくとも二つの定電流パルスを選択的に供
   給する手段とを備えており、前記第二および第三の幅は
   第一幅よりも小さいことを特徴とする連続階調カラー感
   熱装置。