JP4059653B2

JP4059653B2 - Shading correction method and image forming apparatus

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Publication number: JP4059653B2
Application number: JP2001313212A
Authority: JP
Inventors: 金寿水野
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP2003118155A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、サーマルヘッドを用いた画像形成装置におけるシェーディング補正方法および画像形成装置に関し、より詳細には、サーマルヘッドを用いた画像形成装置において、各発熱素子に所定時間の間、一定の印加エネルギーを印加した場合の各発熱素子の電圧値を用いてシェーディング補正するシェーディング補正方法および画像形成装置に関する。
【０００２】
また、本発明を適用した画像形成装置としては、昇華型プリンタ、感熱プリンタまたは感熱紙ファクシミリ等が挙げられる。
【０００３】
【従来の技術】
従来から、多数の発熱素子を配列したサーマルヘッドを有する画像形成装置があった。この画像形成装置では、サーマルヘッドにおける発熱むらが原因で印字濃度のむらが発生するという不具合があった。サーマルヘッドにおける発熱むらの原因の１つに発熱素子の電気抵抗値のばらつきが挙げられる。従って、この電気抵抗値のばらつきをなくすことにより、サーマルヘッドにおける発熱むらの改善を図ることができる。
【０００４】
しかし、発熱素子の電気抵抗値のばらつきを±１％以下に抑えた場合でも、サーマルヘッドの蓄熱層であるグレーズ基板に不均一があるため、サーマルヘッドの主走査方向に濃度むらが発生する。これを補正するため、特開平１０−２３２５５号公報「感熱記録装置の濃度むら補正方法」または特開平１０−２８６９８６号公報「濃度ムラ補正方法」のようなシェーディング補正方法が開示されている。
【０００５】
これらは、サーマルヘッドを有するプリンタにおいて、べた画像を印画して、印画結果をスキャナまたはマイクロデンシトメータによって読み取り、主走査方向の濃度むらを検出し、検出した濃度むらを基準データとしてシェーディング補正を行い、主走査方向の濃度むらを少なくするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平１０−２３２５５号公報または特開平１０−２８６９８６号公報のように、実際に印画した画像を読み取ってシェーディング補正する画像形成装置は、感熱紙またはインクリボン等のメディアを用いており、これらのメディアが必ずしも均一ではないため、メディアによる濃度むらが発生するという不具合があった。このため、発熱素子以外の濃度むらとなる要素を取り込んだ画像を基にシェーディング補正を行うことによって、逆に濃度むらを発生させる虞があるという問題点があった。
【０００７】
また、実際に印画した画像をスキャナやマイクロデンシトメータを用いて読み取るため、基準データの検出において誤差や位置ずれが発生する。誤差や位置ずれが発生した基準データを基に補正を行うため、逆に濃度むらを発生させる虞があるという問題点があった。
【０００８】
また、スキャナやマイクロデンシトメータを用いて主走査方向の濃度むらを基準データとして検出しなければならないため、作業が煩雑となり、作業効率が悪いという問題点があった。
【０００９】
さらに、基準データは発熱素子毎に異なるため、サーマルヘッド（発熱素子列を配置したグレーズ基板）を交換した場合、再度、基準データを取り直す必要があるという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記に鑑みてなされたものであって、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、より精度の高いシェーディング補正を行うことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るシェーディング補正方法は、グレーズ基板上に多数の発熱素子を配列させた発熱素子列を有する画像形成装置のシェーディング補正を行うシェーディング補正方法において、前記発熱素子列の各発熱素子に所定の時間、一定の印加エネルギーを印加し、印加直後の前記各発熱素子の電圧値である直後電圧値と、前記所定の時間の経過後の前記各発熱素子の電圧値である発熱むらデータとを検出する検出工程と、前記検出工程で検出した前記発熱むらデータと前記直後電圧値とに基づいて補正データを算出し、算出された前記補正データに基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正工程と、を含んだことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、検出工程が、発熱素子列の各発熱素子に所定の時間、一定の印加エネルギーを印加し、印加直後の各発熱素子の電圧値である直後電圧値と、所定の時間の経過後の各発熱素子の電圧値である発熱むらデータとを検出し、シェーディング補正工程が、検出工程で検出した発熱むらデータと直後電圧値とに基づいて補正データを算出し、算出された補正データに基づいてシェーディング補正を行うことにより、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明に係るシェーディング補正方法は、請求項１に記載のシェーディング補正方法において、さらに、前記検出工程は、前記各発熱素子に印加エネルギーを印加する際に、ある発熱素子に印加した場合、次に、隣接する発熱素子以外に印加する印加順序で前記各発熱素子に印加エネルギーを印加することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、さらに、検出工程が、各発熱素子に印加エネルギーを印加する際に、ある発熱素子に印加した場合、次に、隣接する発熱素子以外に印加する印加順序で各発熱素子に印加エネルギーを印加することにより、隣接画素による発熱の影響を抑止でき、より精度の高い発熱むらデータを検出することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明に係るシェーディング補正方法は、請求項１または２に記載のシェーディング補正方法において、さらに、検出工程は、画像形成装置の電源投入時に実行されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、さらに、検出工程が、画像形成装置の電源投入時に実行されることにより、サーマルヘッドが交換された場合でも、再度、基準データを取り直す必要がない。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明に係るシェーディング補正方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のシェーディング補正方法において、さらに、一定の印加エネルギーとは、画像形成装置の画像における光学濃度が０．６程度となる印加エネルギーであることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、さらに、一定の印加エネルギーが、画像形成装置の画像における光学濃度が０．６程度となる印加エネルギーであることにより、効果的に発熱むらデータを検出できる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明に係るシェーディング補正方法は、請求項１〜４のいずれか一つに記載のシェーディング補正方法において、さらに、検出工程は、前記所定の時間経過後の前記各発熱素子の電圧値の検出を複数回行い、検出した複数回の電圧値の平均値を発熱むらデータとすることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、さらに、検出工程は、所定の時間経過後の各発熱素子の電圧値の検出を複数回行い、検出した複数回の電圧値の平均値を発熱むらデータとすることにより、ノイズの影響を抑止した精度の高い発熱むらデータを検出することができる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明に係る画像形成装置は、グレーズ基板上に多数の発熱素子を配列させた発熱素子列を有する画像形成装置において、一定の電流を供給する定電流供給手段と、前記定電流供給手段から供給される前記一定の電流を用いて、所定の時間だけ前記発熱素子を駆動する発熱素子駆動手段と、前記一定の電流を供給した直後の前記各発熱素子の電圧値である直後電圧値と、前記所定の時間経過後の前記各発熱素子の電圧値である発熱むらデータとを検出する検出手段と、前記検出手段で検出した前記発熱むらデータと前記直後電圧値とに基づいて補正データを算出し、算出された前記補正データに基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、検出手段が、一定の電流を供給した直後の各発熱素子の電圧値である直後電圧値と、所定の時間経過後の各発熱素子の電圧値である発熱むらデータとを検出し、シェーディング補正手段が、検出手段で検出した発熱むらデータと直後電圧値とに基づいて補正データを算出し、算出された補正データに基づいてシェーディング補正を行うことにより、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項６に記載の画像形成装置において、さらに、発熱素子駆動手段は、各発熱素子に対して一定の電流を印加する際に、ある発熱素子に印加した場合、次に、隣接する発熱素子以外に印加する印加順序で一定の電流を印加することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、さらに、発熱素子駆動手段が、各発熱素子に対して一定の電流を印加する際に、ある発熱素子に印加した場合、次に、隣接する発熱素子以外に印加する印加順序で一定の電流を印加することにより、隣接画素による発熱の影響を抑止した、より精度の高い発熱むらデータを検出することができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項６または７に記載の画像形成装置において、さらに、前記定電流供給手段と通常の印字に使用する通常電源とを切り換える電源切換手段を備え、前記電源切換手段は、電源投入時に、前記定電流供給手段へ切り換え、前記発熱むらデータの検出が終了すると、前記通常電源に切り換えることとし、前記検出手段は、前記定電流供給手段から一定の電流が供給されると、前記直後電圧値と前記発熱むらデータとを検出することを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、電源切換手段が、電源投入時に、定電流供給手段へ切り換え、発熱むらデータの検出が終了すると、通常電源に切り換えることとし、検出手段が、定電流供給手段から一定の電流が供給されると、直後電圧値と発熱むらデータとを検出することにより、サーマルヘッドが交換された場合でも、再度、基準データを取り直す必要がない。
【００２７】
また、請求項９に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項６〜８のいずれか一つに記載の画像形成装置において、さらに、一定の電流とは、画像形成装置の画像における光学濃度が０．６程度となる電流であることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、さらに、一定の電流が、画像形成装置の画像における光学濃度が０．６程度となる電流であることにより、効果的に発熱むらデータを検出できる。
【００２９】
また、請求項１０に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項６〜９のいずれか一つに記載の画像形成装置において、さらに、前記検出手段は、前記所定の時間経過後の前記各発熱素子の電圧値の検出を複数回行い、検出した複数回の電圧値の平均値を前記発熱むらデータとすることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、さらに、検出手段が、所定の時間経過後の各発熱素子の電圧値の検出を複数回行い、検出した複数回の電圧値の平均値を発熱むらデータとすることにより、ノイズの影響を抑止した精度の高い発熱むらデータを得ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、画像形成装置の概略構成図である。図１の画像形成装置は、外部から画像データを入力するインタフェース（Ｉ／Ｆ）１と、印字を行うサーマルヘッド２と、サーマルヘッド２を駆動するヘッド駆動回路３と、サーマルヘッド２へ一定の電流を供給する定電流源４と、通常の印字に使用する印画電源５と、サーマルヘッド２へ供給する電源を定電流源４または印画電源５へ切り換える切換スイッチ６と、電圧値の波形を後述するＡ／Ｄ変換器８の入力レベルへスケール変換するレベルシフト回路７と、電圧値のアナログ信号をディジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換器８と、電圧値のディジタル信号を記憶するＲＡＭ９と、装置全体を制御するプログラムが格納されたＲＯＭ１０と、ＲＯＭ１０に格納されたプログラムに従って装置全体を制御するＣＰＵ１１と、から構成される。
【００３３】
ここで、定電流源４は、本発明の定電流供給手段に相当し、ヘッド駆動回路３は、本発明の発熱素子駆動手段に相当し、レベルシフト回路７およびＡ／Ｄ変換器８は、本発明の発熱むらデータ検出手段に相当し、ＣＰＵ１１およびＲＡＭ９は、本発明のシェーディング補正手段に相当する。また、切換スイッチ６は、本発明の電源切換手段に相当する。
【００３４】
図２は、実施の形態１における画像形成装置の概略動作を表したフローチャートである。
【００３５】
以上の構成において、その動作を説明する。画像形成装置の電源を投入したとき、画像形成装置は、初期化作業として、印字濃度むらを補正するシェーディング補正データを作成する。まず、ＣＰＵ１１は、電源投入時または初期化処理であるかを検知し（ステップＳ２１）、ＹＥＳの場合、切換スイッチ６を制御して、電源を▲２▼側へ切り換え、定電流源４をサーマルヘッド２へ供給する（ステップＳ２２）。ＮＯの場合、後述するシェーディング補正を行う（ステップＳ２５）。
【００３６】
ヘッド駆動回路３は、サーマルヘッド２を駆動し、実際に印字することなく、後述する発熱素子Ｒ１〜１２８０を一つずつ駆動させていき、その際の発熱素子Ｒ１〜１２８０における電圧値を検出する（ステップＳ２３）。具体的には、レベルシフト回路７を介して定電流源４の電圧値を入力し、Ａ／Ｄ変換器８へ出力する。Ａ／Ｄ変換器８では、電圧値のアナログ信号をディジタル信号へ変換して、その結果を発熱むらデータとしてＲＡＭ９へ記憶する。
【００３７】
発熱むらデータ検出後は、ＣＰＵ１１が、切換スイッチ６を制御して、電源を▲１▼側へ切り換え、印画電源５をサーマルヘッド２へ供給し（ステップＳ２４）、後述するシェーディング補正を行う（ステップＳ２５）。
【００３８】
図３は、サーマルヘッド２の内部構造図である。サーマルヘッド２は、２０個のサーマルヘッドドライバー２００と、発熱素子Ｒ１〜１２８０と、から構成され、サーマルヘッドドライバー２００は、６４ビットの階調データ（ビット信号）を時系列に入力して一括出力する６４ｂｉｔシフトレジスタ２０１と、ＬＡＴＣＨ信号が入力されると６４ｂｉｔシフトレジスタ２０１から信号を入力し、出力する６４ｂｉｔラッチ２０２と、ＡＮＤ演算を行うＡＮＤ１〜１２８０と、ＡＮＤ１〜１２８０の出力に基づきスイッチの役割を果たすトランジスタＴＲ１〜ＴＲ１２８０と、から構成される。
【００３９】
以上の構成において、その動作を説明する。実施の形態１における画像形成装置は、主走査方向に１２８０画素あり、これを１ラインとする。１ラインの印字は、２５６階調の階調データを１階調毎に２５６回の印加に分けて行われる。１階調の印加は、１２８０画素を６４画素ずつ２０ブロックに分割され、並列に駆動されて行われる。２０ブロックに分割されるのは、時系列に入力される各画素の階調データを６４ビットずつに分割して、２０ブロックを並列に駆動することにより、高速化するためである。
【００４０】
通常の印字動作の場合、ヘッド駆動回路３が、１ライン分の画像データを６４画素ずつ２０ブロックに分割し、ＨＤＡＴＡ１〜２０として、６４画素分の階調データを時系列にサーマルヘッド２へ出力していく。サーマルヘッド２内部では、６４ｂｉｔシフトレジスタ２０１が、同期信号であるＨＣＬＫ信号を基にそれぞれＨＤＡＴＡ１〜２０を入力し、一時的に保持する。
【００４１】
次いで、６４ｂｉｔラッチ２０２は、階調データの印字開始の同期信号であるＬＡＴＣＨ信号が入力されると、６４ｂｉｔシフトレジスタ２０１から６４画素分の階調データ（ビット信号）を一括入力し、一括出力する。ＡＮＤ１〜１２８０は、１２８０画素分の階調データをそれぞれ入力して、ヘッド駆動回路３から入力されたＳＴＢ信号と１２８０画素分の階調データとをＡＮＤ演算して出力する。
【００４２】
ＡＮＤ１〜１２８０からの出力値がそれぞれトランジスタＴＲ１〜１２８０において、スイッチの役割を果たし、それぞれ発熱素子Ｒ１〜１２８０が駆動される。これを２５６回繰り返すことによって１ラインを印字する。以上が通常の印字動作である。
【００４３】
実施の形態１では、印字濃度むらを補正する補正データを取得するため、１画素ずつ階調データをＯＮ状態にして、印字し、電圧値を検出していく。具体的には、印字濃度むらが最も目立つ印字濃度（ＯＤ＝０．６程度）を印字する場合の印加エネルギーとなる電流Ｉを定電流として、電圧Ｖのもとで定電流源４から供給し、ＨＤＡＴＡ１〜２０のブロック順に１画素ずつ印字していく。
【００４４】
即ち、発熱素子Ｒ１をＯＮ状態にして印字し、発熱素子Ｒ６５、Ｒ１２９といった順に２０ブロックを順次印字していくことを１サイクルとし、このサイクルを繰り返して発熱素子Ｒ２、Ｒ６６、Ｒ１３０の順に１２８０画素を印字していく。２０ブロックを順に１画素ずつ印字していくのは、隣接する発熱素子の影響を抑止するためである。
【００４５】
図４は、定電流源４における電圧の変化を示した図である。定電流源４には、予め電圧Ｖがかけられており、ヘッド駆動回路３から出力されるＳＴＢ信号によってｔ秒間、発熱素子Ｒ１を駆動制御した場合、その前後において定電流源４の電圧がＶ１からＶ２へ変化している。つまり、発熱素子Ｒ１にかかる電圧が増加したことを示し、発熱素子Ｒ１が駆動して温度が上昇したと考えられる。
【００４６】
これは、定電流源４が一定の電流を供給しているため、発熱素子Ｒ１にかかる電圧と発熱素子Ｒ１の電気抵抗とは比例し、電気抵抗は、発熱素子Ｒ１の温度と比例するからである。このため、発熱素子列における発熱むらは、各発熱素子におけるｔ秒間駆動した前後の電圧を比較することによって検出することができる。
【００４７】
上記の内容は、式を用いて以下に表される。発熱素子Ｒ１とＲ２について、定電流をＩ、初期の電圧をＶ、発熱素子Ｒ１およびＲ２の駆動直後の電圧をＶ１、ｔ秒間駆動したときの電圧をそれぞれＶ２_R1、Ｖ２_R2、発熱素子Ｒ１およびＲ２のｔ秒間駆動したときの電気抵抗をそれぞれＲ_R1、Ｒ_R2とおくと、
Ｖ−Ｖ２_R1＝Ｒ_R1・Ｉ …（式１）
Ｖ−Ｖ２_R2＝Ｒ_R2・Ｉ …（式２）
と表される。
【００４８】
ここで、導体の電気抵抗は、温度に比例するから、発熱素子Ｒ１およびＲ２のｔ秒間駆動したときの温度をそれぞれＫ_R1、Ｋ_R2、関数Ｆを発熱素子Ｒ１およびＲ２の温度に比例して電気抵抗を表す関数とおくと、
Ｒ_R1＝Ｆ（Ｋ_R1） …（式３）
Ｒ_R2＝Ｆ（Ｋ_R2） …（式４）
と表される。
【００４９】
（式３）、（式４）を（式１）、（式２）へそれぞれ代入して、
Ｆ（Ｋ_R1）＝（Ｖ−Ｖ２_R1）／Ｉ
Ｆ（Ｋ_R2）＝（Ｖ−Ｖ２_R2）／Ｉ
となる。
【００５０】
関数Ｆの逆関数をＦ^-1とおくと、
Ｋ_R1＝Ｆ^-1（（Ｖ−Ｖ２_R1）／Ｉ）
Ｋ_R2＝Ｆ^-1（（Ｖ−Ｖ２_R2）／Ｉ）
となる。
【００５１】
ここで、Ｉ、Ｖは定数であるから、発熱素子Ｒ１およびＲ２のｔ秒間駆動したときの温度Ｋ_R1、Ｋ_R2は、それぞれｔ秒間駆動したときに検出した定電流源４の電圧Ｖ２_R1、Ｖ２_R2に反比例するということができる。換言すれば、各発熱素子をｔ秒間駆動したときの温度は、各発熱素子にかかる電圧に比例するということができる。
【００５２】
図５は、発熱素子Ｒ１〜１２８０をｔ秒間駆動して検出した電圧のグラフを表した図である。Ｖ２の電圧値が低い発熱素子は、電気抵抗が高くなっており、発熱温度が高いと言うことができる。実施の形態１では、ＣＰＵ１１が、発熱むらデータとしてＲＡＭ９に記憶された各発熱素子Ｒ１〜１２８０においてｔ秒間駆動したときに検出した電圧値であるＶ２_R1〜Ｖ２_R1280を入力し、その平均値を基準値Ｖ２_Sとして算出する。
【００５３】
各発熱素子Ｒ１〜１２８０における駆動直後の電圧Ｖ１については、ほぼ同じ値（電気抵抗の誤差±１％以下）と見て良いため、シェーディング補正における補正データは、（Ｖ１−Ｖ２_S）／（Ｖ１−Ｖ２_x）（ｘは、Ｒ１〜Ｒ１２８０）で表される。
【００５４】
例えば、発熱素子Ｒ１、Ｒ１００の画素における補正データがそれぞれ１．１、０．９であった場合のシェーディング補正は以下のようになる。２５６階調の画像形成装置において、６０階調を印字するとき、ＣＰＵ１１は、補正データと６０階調との積を取って、シェーディング補正した画素の階調をそれぞれ６６、５４階調とする。
【００５５】
ここでは、各発熱素子の平均値を発熱温度の基準値として、補正データを（Ｖ１−Ｖ２_S）／（Ｖ１−Ｖ２_x）と表したが、例えば、設計上の理論値等を基準値として、その他の方法によってシェーディング補正しても良い。
【００５６】
初期化作業が終了すると、ＣＰＵ１１は、切換スイッチ６を▲１▼側へ切り換え、印画電源５を用いた通常の印字を開始する。また、このとき、初期化作業で検出した発熱素子Ｒ１〜１２８０の電圧値が基準値Ｖ２_Sと比較して、異常である場合、発熱素子の損傷として検知し、通知する。
【００５７】
前述したように、実施の形態１における画像形成装置は、Ａ／Ｄ変換器８が、発熱素子列の各発熱素子Ｒ１〜１２８０にｔ秒間、電流Ｉとなる印加エネルギーを印加した場合の各発熱素子の電圧値Ｖ２_R1〜Ｖ２_R1280を発熱むらデータとして検出し、ＣＰＵ１１が、Ｖ２_R1〜Ｖ２_R1280を用いてシェーディング補正を行うため、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００５８】
また、ヘッド駆動回路３が、各発熱素子Ｒ１〜１２８０に印加エネルギーを印加する際に、ある発熱素子に印加した場合、次に、隣接する発熱素子以外に印加する印加順序で各発熱素子に印加エネルギーを印加するため、隣接画素による発熱の影響を抑止し、より精度の高い発熱むらデータを検出することができる。
【００５９】
また、画像形成装置の電源投入時、切換スイッチ６が、定電流源４へ切り換えて、発熱むらデータ（基準データ）を毎回検出するため、サーマルヘッド２が交換された場合でも、ユーザが、基準データを取り直す必要がない。さらに、発熱むらデータが異常な値であった場合、発熱素子Ｒ１〜１２８０の損傷として検知することができる。
【００６０】
また、電流Ｉとなる印加エネルギーが、画像形成装置の印字濃度むらが最も目立つ印字濃度となる印加エネルギーであるため、効果的に発熱むらデータを検出できる。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態２における画像形成装置は、実施の形態１における画像形成装置において、さらに、電圧値の検出を複数回行い、検出した複数回の電圧値の平均値を発熱むらデータとすることを特徴とする。
【００６２】
構成および動作については、実施の形態１で示した画像形成装置とほぼ同様であるので、ここでは、異なる部分のみを説明する。
【００６３】
実施の形態１では、ヘッド駆動回路３が、サーマルヘッド２を駆動し、実際に印字することなく、発熱素子Ｒ１〜１２８０を１つずつ駆動させていき、その際の発熱素子Ｒ１〜１２８０における電圧値を検出した。さらに、レベルシフト回路７を介して定電流源４の電圧値を入力し、Ａ／Ｄ変換器８へ出力し、Ａ／Ｄ変換器８が電圧のアナログ信号をディジタル信号へ変換して、その結果をＶ２_R1〜Ｖ２_R1280としてＲＡＭ９へ記憶した。
【００６４】
これに対して、実施の形態２では、上記の各発熱素子Ｒ１〜１２８０における電圧値を複数回検出し、それぞれの平均値を算出し、これらの平均値を発熱むらデータとして使用する。例えば、発熱素子Ｒ１について、電圧値を２回検出した場合、１、２回目に検出した電圧値をそれぞれＶ２_R1（１）、Ｖ２_R1（２）とおくと、発熱素子Ｒ１における発熱むらデータは、（Ｖ２_R1（１）＋Ｖ２_R1（２））／２と表される。その後の動作については、実施の形態１と同様である。
【００６５】
前述したように、実施の形態２における画像形成装置は、さらに、Ａ／Ｄ変換器８が、電圧値の検出を複数回行い、検出した複数回の電圧値の平均値を発熱むらデータとするため、ノイズの影響を抑え、精度の高い発熱むらデータを検出することができ、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００６６】
また、電圧値の検出を複数回行い、複数回の電圧値の平均値を発熱むらデータとするため、ノイズの影響を抑止した精度の高い発熱むらデータを検出することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、検出工程が、発熱素子列の各発熱素子に所定の時間、一定の印加エネルギーを印加し、印加直後の各発熱素子の電圧値である直後電圧値と、所定の時間の経過後の各発熱素子の電圧値である発熱むらデータとを検出し、シェーディング補正工程が、検出工程で検出した発熱むらデータと直後電圧値とに基づいて補正データを算出し、算出された補正データに基づいてシェーディング補正を行うため、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００６８】
また、請求項２に記載の発明によれば、さらに、検出工程が、各発熱素子に印加エネルギーを印加する際に、ある発熱素子に印加した場合、次に、隣接する発熱素子以外に印加する印加順序で各発熱素子に印加エネルギーを印加するため、隣接画素による発熱の影響を抑止し、より精度の高い発熱むらデータを検出することができ、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、請求項１に記載の発明よりも、さらに、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００６９】
また、請求項３に記載の発明によれば、さらに、検出工程が、画像形成装置の電源投入時に実行されるため、サーマルヘッドが交換された場合でも、ユーザが、基準データを取り直す必要がない。また、発熱むらデータが異常な値であった場合、発熱素子の損傷として検知することができる。
【００７０】
また、請求項４に記載の発明によれば、さらに、一定の印加エネルギーが、画像形成装置の画像における光学濃度が０．６程度となる印加エネルギーであるため、効果的に発熱むらデータを検出でき、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、請求項１〜３に記載の発明よりも、さらに、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００７１】
また、請求項５に記載の発明によれば、さらに、検出工程は、所定の時間経過後の各発熱素子の電圧値の検出を複数回行い、検出した複数回の電圧値の平均値を発熱むらデータとするため、ノイズの影響を抑止した精度の高い発熱むらデータを検出することができ、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、請求項１〜４に記載の発明よりも、さらに、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００７２】
また、請求項６に記載の発明によれば、検出手段が、一定の電流を供給した直後の各発熱素子の電圧値である直後電圧値と、所定の時間経過後の各発熱素子の電圧値である発熱むらデータとを検出し、シェーディング補正手段が、検出手段で検出した発熱むらデータと直後電圧値とに基づいて補正データを算出し、算出された補正データに基づいてシェーディング補正を行うため、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００７３】
また、請求項７に記載の発明によれば、さらに、発熱素子駆動手段が、各発熱素子に対して一定の電流を印加する際に、ある発熱素子に印加した場合、次に、隣接する発熱素子以外に印加する印加順序で一定の電流を印加するため、隣接画素による発熱の影響を抑止し、より精度の高い発熱むらデータを検出することができ、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、請求項６に記載の発明よりも、さらに、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００７４】
また、請求項８に記載の発明によれば、電源切換手段が、電源投入時に、定電流供給手段へ切り換え、発熱むらデータの検出が終了すると、通常電源に切り換えることとし、検出手段が、定電流供給手段から一定の電流が供給されると、直後電圧値と発熱むらデータとを検出するため、サーマルヘッドが交換された場合でも、ユーザが、基準データを取り直す必要がない。また、発熱むらデータが異常な値であった場合、発熱素子の損傷として検知することができる。
【００７５】
また、請求項９に記載の発明によれば、さらに、一定の電流が、画像形成装置の画像における光学濃度が０．６程度となる電流であるため、効果的に発熱むらデータを検出でき、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、請求項６〜８に記載の発明よりも、さらに、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【００７６】
また、請求項１０に記載の発明によれば、さらに、検出手段が、所定の時間経過後の各発熱素子の電圧値の検出を複数回行い、検出した複数回の電圧値の平均値を発熱むらデータとするため、ノイズの影響を抑止した精度の高い発熱むらデータを検出することができ、実際の印字におけるメディアの影響や、画像の読み込みにおける誤差または位置ずれの影響を取り込むことなく、請求項６〜９に記載の発明よりも、さらに、より精度の高いシェーディング補正を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態１における画像形成装置の概略動作を表したフローチャートである。
【図３】サーマルヘッドの内部構造図である。
【図４】定電流源における電圧の変化を示した図である。
【図５】発熱素子をｔ秒間駆動して検出した電圧のグラフを表した図である。
【符号の説明】
２サーマルヘッド
３ヘッド駆動回路
４定電流源
５印画電源
６切換スイッチ
７レベルシフト回路
８Ａ／Ｄ変換器
９ＲＡＭ
１１ＣＰＵ
２０１シフトレジスタ
Ｒ１〜１２８０発熱素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shading correction method and an image forming apparatus in an image forming apparatus using a thermal head. More specifically, in the image forming apparatus using a thermal head, a constant applied energy is applied to each heating element for a predetermined time. The present invention relates to a shading correction method and an image forming apparatus in which shading correction is performed using the voltage value of each heat generating element in the case of applying.
[0002]
Examples of the image forming apparatus to which the present invention is applied include a sublimation printer, a thermal printer, a thermal paper facsimile, and the like.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, there has been an image forming apparatus having a thermal head in which a large number of heating elements are arranged. In this image forming apparatus, there is a problem that unevenness in print density occurs due to uneven heat generation in the thermal head. One cause of uneven heat generation in the thermal head is variation in electric resistance values of the heat generating elements. Therefore, it is possible to improve unevenness in heat generation in the thermal head by eliminating the variation in the electric resistance value.
[0004]
However, even when the variation in the electric resistance value of the heat generating element is suppressed to ± 1% or less, density unevenness occurs in the main scanning direction of the thermal head because the glaze substrate, which is the thermal storage layer of the thermal head, is non-uniform. In order to correct this, a shading correction method such as “Method of correcting density unevenness of thermal recording apparatus” of Japanese Patent Laid-Open No. 10-23255 or “Method of correcting density unevenness” of Japanese Patent Laid-Open No. 10-286986 is disclosed.
[0005]
These are printers with thermal heads that print solid images, read the print result with a scanner or microdensitometer, detect density unevenness in the main scanning direction, and perform shading correction using the detected density unevenness as reference data. This is to reduce the density unevenness in the main scanning direction.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-23255 or Japanese Patent Laid-Open No. 10-286986, an image forming apparatus that reads an actually printed image and corrects shading uses a medium such as thermal paper or an ink ribbon. In addition, since these media are not necessarily uniform, there is a problem that density unevenness due to the media occurs. For this reason, there is a problem in that density unevenness may occur conversely by performing shading correction based on an image in which elements having density unevenness other than the heat generating elements are captured.
[0007]
Further, since an actually printed image is read using a scanner or a microdensitometer, an error or a positional deviation occurs in the detection of the reference data. Since the correction is performed based on the reference data in which an error or misalignment has occurred, there is a problem that density unevenness may occur.
[0008]
Further, since density unevenness in the main scanning direction must be detected as reference data using a scanner or a microdensitometer, there is a problem that the work becomes complicated and the work efficiency is poor.
[0009]
Furthermore, since the reference data is different for each heating element, there is a problem in that it is necessary to obtain the reference data again when the thermal head (glazed substrate on which the heating element array is arranged) is replaced.
[0010]
The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to perform more accurate shading correction without incorporating the influence of media in actual printing and the influence of errors or misalignments in image reading. To do.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a shading correction method according to claim 1 is a shading correction method for performing shading correction of an image forming apparatus having a heating element array in which a large number of heating elements are arranged on a glaze substrate. ,in front Apply constant energy to each heating element in the heating element array for a predetermined time. Then, the voltage value immediately after the application is the voltage value of each heating element and the heat generation unevenness data that is the voltage value of each heating element after the predetermined time has elapsed. To detect detection Process, and detection Uneven heat data detected in the process And correction data based on the immediately following voltage value, and based on the calculated correction data And a shading correction step for performing shading correction.
[0012]
According to this invention, Detection process However, a constant applied energy is applied to each heating element in the heating element array for a predetermined time. The voltage value immediately after the application is the voltage value of each heating element and the heating unevenness data that is the voltage value of each heating element after a predetermined time has elapsed. Detection and shading correction process, detection Uneven heating data detected in the process And immediately after that, the correction data is calculated based on the voltage value, and based on the calculated correction data. By performing the shading correction, it is possible to perform a more accurate shading correction without taking in the influence of the medium in actual printing or the influence of the error or misregistration in the image reading.
[0013]
A shading correction method according to a second aspect of the present invention is the shading correction method according to the first aspect of the present invention. Detection process When applying applied energy to each of the heating elements, when applied to a certain heating element, the applied energy is then applied to each of the heating elements in the order of application other than the adjacent heating elements. And
[0014]
According to the invention, Detection process However, when applying energy to each heating element, when applied to a certain heating element, the application energy is then applied to each heating element in an application order other than the adjacent heating element, thereby adjacent pixels. Therefore, it is possible to suppress the influence of heat generation due to the above, and to detect heat unevenness data with higher accuracy.
[0015]
The shading correction method according to the invention described in claim 3 is the shading correction method according to claim 1 or 2, Detection process Is executed when the image forming apparatus is powered on.
[0016]
According to the invention, Detection process However, when the image forming apparatus is turned on, even when the thermal head is replaced, there is no need to re-acquire the reference data.
[0017]
A shading correction method according to a fourth aspect of the present invention is the shading correction method according to any one of the first to third aspects, wherein the constant applied energy is a value of the image forming apparatus. Optical density in the image is about 0.6 This is characterized in that the applied energy is as follows.
[0018]
According to the present invention, furthermore, a constant applied energy is applied to the image forming apparatus. Optical density in the image is about 0.6 The applied heat energy can be effectively detected by the applied energy.
[0019]
The shading correction method according to the invention described in claim 5 is the shading correction method according to any one of claims 1 to 4, Detection process Is Voltage value of each heating element after elapse of the predetermined time This detection is performed a plurality of times, and the average value of the detected voltage values is used as unevenness heat generation data.
[0020]
According to the invention, Detection process Is Voltage value of each heating element after elapse of a predetermined time This detection is performed a plurality of times, and the average value of the detected voltage values is used as the heat generation unevenness data, so that it is possible to detect the heat generation unevenness data with high accuracy while suppressing the influence of noise.
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus having a heating element array in which a large number of heating elements are arranged on a glaze substrate, and a constant current supply means for supplying a constant current; Using the constant current supplied from the constant current supply means, only for a predetermined time Heating element driving means for driving the heating element; Immediate voltage value that is the voltage value of each heating element immediately after supplying the constant current and uneven heating data that is the voltage value of each heating element after the predetermined time has elapsed. To detect detection Means and said detection Detected by means Correction data is calculated based on the uneven heat generation data and the immediately following voltage value, and based on the calculated correction data And a shading correction means for performing shading correction.
[0022]
According to this invention, Detection means But, Immediate voltage value that is the voltage value of each heating element immediately after supplying a constant current and uneven heating data that is the voltage value of each heating element after a predetermined time has elapsed. Detecting and shading correction means, detection Detected by means Calculate correction data based on the uneven heat generation data and the voltage value immediately after, and based on the calculated correction data By performing the shading correction, it is possible to perform the shading correction with higher accuracy without taking in the influence of the media in the actual printing, the influence of the error in the image reading or the positional deviation.
[0023]
The image forming apparatus according to claim 7 is the image forming apparatus according to claim 6, wherein the heating element driving means applies a constant current to each heating element. When applied to a certain heat generating element, next, a constant current is applied in an application order other than the adjacent heat generating elements.
[0024]
According to the present invention, in addition, when the heating element driving means applies a constant current to each heating element, when it is applied to a certain heating element, the application sequence is next applied to other heating elements. Thus, by applying a constant current, it is possible to detect heat unevenness data with higher accuracy while suppressing the influence of heat generated by adjacent pixels.
[0025]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to the sixth or seventh aspect, wherein the power supply switching further switches between the constant current supply means and a normal power supply used for normal printing. The power switching means switches to the constant current supply means when the power is turned on, and when the detection of the uneven heat generation data is completed, the power switching means switches to the normal power supply, Detection means When a constant current is supplied from the constant current supply means, Immediately after the voltage value Uneven heat data When Is detected.
[0026]
According to the present invention, the power supply switching means switches to the constant current supply means when the power is turned on, and when the detection of the uneven heat generation data is finished, the power supply switching means switches to the normal power supply. Detection means However, when a constant current is supplied from the constant current supply means, Immediately after the voltage value Fever unevenness data When By detecting this, even when the thermal head is replaced, there is no need to obtain the reference data again.
[0027]
An image forming apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the sixth to eighth aspects, wherein the constant current is a value of the image forming apparatus. Optical density in the image is about 0.6 It is the current which becomes.
[0028]
According to the present invention, a constant current is further applied to the image forming apparatus. Optical density in the image is about 0.6 Therefore, the uneven heat generation data can be detected effectively.
[0029]
An image forming apparatus according to the invention described in claim 10 is the image forming apparatus according to any one of claims 6 to 9, further comprising: Detection means Is Voltage value of each heating element after elapse of the predetermined time Is detected a plurality of times, and an average value of the detected voltage values is used as the uneven heat generation data.
[0030]
According to the invention, Detection means But, Voltage value of each heating element after elapse of a predetermined time This detection is performed a plurality of times, and the average value of the detected voltage values is used as the heat generation unevenness data, so that it is possible to obtain highly accurate heat generation unevenness data in which the influence of noise is suppressed.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0032]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus. The image forming apparatus shown in FIG. 1 has an interface (I / F) 1 for inputting image data from the outside, a thermal head 2 that performs printing, a head drive circuit 3 that drives the thermal head 2, and a constant amount to the thermal head 2. A constant current source 4 for supplying current, a printing power supply 5 used for normal printing, a changeover switch 6 for switching the power supply supplied to the thermal head 2 to the constant current source 4 or the printing power supply 5, and the waveform of the voltage value will be described later. A level shift circuit 7 that performs scale conversion to an input level of the A / D converter 8 that performs conversion, an A / D converter 8 that converts an analog signal having a voltage value into a digital signal, and a RAM 9 that stores the digital signal having a voltage value; The ROM 10 stores a program for controlling the entire apparatus, and the CPU 11 controls the entire apparatus according to the program stored in the ROM 10.
[0033]
Here, the constant current source 4 corresponds to the constant current supply means of the present invention, the head drive circuit 3 corresponds to the heating element drive means of the present invention, and the level shift circuit 7 and the A / D converter 8 are The CPU 11 and the RAM 9 correspond to the shading correction unit of the present invention. The changeover switch 6 corresponds to the power supply switching means of the present invention.
[0034]
FIG. 2 is a flowchart showing a schematic operation of the image forming apparatus according to the first embodiment.
[0035]
The operation of the above configuration will be described. When the image forming apparatus is turned on, the image forming apparatus creates shading correction data for correcting print density unevenness as an initialization operation. First, the CPU 11 detects whether the power is turned on or initialization processing (step S21). If YES, the changeover switch 6 is controlled to switch the power source to the (2) side, and the constant current source 4 is changed to the thermal state. Supply to the head 2 (step S22). In the case of NO, shading correction described later is performed (step S25).
[0036]
The head driving circuit 3 drives the thermal head 2 and drives heating elements R1 to 1280 described later one by one without actually printing, and detects a voltage value at the heating elements R1 to 1280 at that time. (Step S23). Specifically, the voltage value of the constant current source 4 is input via the level shift circuit 7 and output to the A / D converter 8. The A / D converter 8 converts an analog signal having a voltage value into a digital signal, and stores the result in the RAM 9 as uneven heating data.
[0037]
After detecting the uneven heat generation data, the CPU 11 controls the changeover switch 6 to switch the power source to the (1) side, supply the printing power source 5 to the thermal head 2 (step S24), and perform shading correction to be described later (step S24). S25).
[0038]
FIG. 3 is an internal structure diagram of the thermal head 2. The thermal head 2 includes 20 thermal head drivers 200 and heating elements R1 to 1280. The thermal head driver 200 inputs 64-bit gradation data (bit signals) in time series and outputs them collectively. The 64-bit shift register 201 that receives the LATCH signal, the 64-bit latch 202 that inputs and outputs the signal when the LATCH signal is input, the AND1 to 1280 that perform AND operation, and the role of the switch based on the outputs of the AND1 to 1280 Transistors TR <b> 1 to TR <b> 1280 fulfilling the above.
[0039]
The operation of the above configuration will be described. The image forming apparatus according to Embodiment 1 has 1280 pixels in the main scanning direction, which is one line. One line printing is performed by dividing 256 gradation data into 256 applications for each gradation. The application of one gradation is performed by dividing 1280 pixels into 64 blocks of 64 pixels and driving them in parallel. The reason why the data is divided into 20 blocks is that the grayscale data of each pixel input in time series is divided into 64 bits and the 20 blocks are driven in parallel to increase the speed.
[0040]
In a normal printing operation, the head drive circuit 3 divides image data for one line into 20 blocks of 64 pixels and outputs gradation data for 64 pixels to the thermal head 2 in time series as HDATA1 to 20. I will do it. Inside the thermal head 2, the 64-bit shift register 201 inputs HDATA 1 to 20 based on the HCLK signal that is a synchronization signal and temporarily holds them.
[0041]
Next, when the LATCH signal, which is a synchronization signal for starting the printing of gradation data, is input to the 64-bit latch 202, the gradation data (bit signal) for 64 pixels is input in a batch from the 64-bit shift register 201 and is output in a batch. . Each of AND1 to 1280 inputs gradation data for 1280 pixels, performs an AND operation on the STB signal input from the head driving circuit 3 and gradation data for 1280 pixels, and outputs the result.
[0042]
Output values from AND1 to 1280 serve as switches in the transistors TR1 to 1280, respectively, and the heating elements R1 to 1280 are driven, respectively. By repeating this 256 times, one line is printed. The above is the normal printing operation.
[0043]
In the first embodiment, in order to obtain correction data for correcting uneven printing density, gradation data is turned on for each pixel, printing is performed, and voltage values are detected. Specifically, the current I which is applied energy when printing the print density (OD = about 0.6) where the print density unevenness is most conspicuous is supplied as a constant current from the constant current source 4 under the voltage V. , One pixel at a time in the order of blocks of HDATA1 to HDATA20.
[0044]
That is, printing is performed with the heating element R1 turned on and 20 blocks are sequentially printed in the order of the heating elements R65 and R129, and this cycle is repeated to obtain 1280 pixels in the order of the heating elements R2, R66, and R130. Is printed. The reason why 20 blocks are printed one pixel at a time is to suppress the influence of adjacent heating elements.
[0045]
FIG. 4 is a diagram showing a change in voltage in the constant current source 4. A voltage V is applied to the constant current source 4 in advance, and when the heating element R1 is driven and controlled for t seconds by the STB signal output from the head driving circuit 3, the voltage of the constant current source 4 is V1 before and after that. Has changed from V2 to V2. In other words, it indicates that the voltage applied to the heating element R1 has increased, and it is considered that the heating element R1 has been driven and the temperature has increased.
[0046]
This is because, since the constant current source 4 supplies a constant current, the voltage applied to the heating element R1 is proportional to the electrical resistance of the heating element R1, and the electrical resistance is proportional to the temperature of the heating element R1. is there. For this reason, the heat generation unevenness in the heat generating element rows can be detected by comparing the voltages before and after driving for t seconds in each heat generating element.
[0047]
The above contents are expressed below using equations. For the heating elements R1 and R2, the constant current is I, the initial voltage is V, the voltage immediately after driving the heating elements R1 and R2 is V1, and the voltage when driving for t seconds is V2. _R1 , V2 _R2 , The electric resistance when the heating elements R1 and R2 are driven for t seconds is R _R1 , R _R2 After all,
V-V2 _R1 = R _R1 ・ I (Formula 1)
V-V2 _R2 = R _R2 ・ I (Formula 2)
It is expressed.
[0048]
Here, since the electrical resistance of the conductor is proportional to the temperature, the temperature when the heating elements R1 and R2 are driven for t seconds is set to K, respectively. _R1 , K _R2 , If the function F is a function representing the electric resistance in proportion to the temperature of the heating elements R1 and R2,
R _R1 = F (K _R1 ... (Formula 3)
R _R2 = F (K _R2 ... (Formula 4)
It is expressed.
[0049]
Substituting (Equation 3) and (Equation 4) into (Equation 1) and (Equation 2) respectively,
F (K _R1 ) = (V-V2 _R1 ) / I
F (K _R2 ) = (V-V2 _R2 ) / I
It becomes.
[0050]
The inverse function of function F is F ^-1 After all,
K _R1 = F ^-1 ((V-V2 _R1 ) / I)
K _R2 = F ^-1 ((V-V2 _R2 ) / I)
It becomes.
[0051]
Here, since I and V are constants, the temperature K when the heating elements R1 and R2 are driven for t seconds. _R1 , K _R2 Is the voltage V2 of the constant current source 4 detected when driving for t seconds. _R1 , V2 _R2 It can be said that it is inversely proportional to. In other words, the temperature when each heating element is driven for t seconds can be said to be proportional to the voltage applied to each heating element.
[0052]
FIG. 5 is a graph showing a voltage detected by driving the heating elements R1 to 1280 for t seconds. It can be said that the heat generating element having a low voltage value of V2 has a high electric resistance and a high heat generation temperature. In the first embodiment, the CPU 11 detects a voltage value V2 that is detected when the heating elements R1 to 1280 stored in the RAM 9 as heat generation unevenness data are driven for t seconds. _R1 ~ V2 _R1280 Is input, and the average value is the reference value V2. _S Calculate as
[0053]
Since the voltage V1 immediately after driving in each of the heating elements R1 to 1280 may be regarded as almost the same value (electric resistance error ± 1% or less), the correction data in the shading correction is (V1−V2). _S ) / (V1-V2 _x (X is represented by R1 to R1280).
[0054]
For example, when the correction data in the pixels of the heating elements R1 and R100 are 1.1 and 0.9, respectively, the shading correction is as follows. In the image forming apparatus with 256 gradations, when printing 60 gradations, the CPU 11 takes the product of the correction data and the 60 gradations and sets the gradations of the pixels subjected to the shading correction to 66 and 54 gradations, respectively.
[0055]
Here, the correction data is (V1-V2) using the average value of each heating element as the reference value of the heating temperature. _S ) / (V1-V2 _x However, shading correction may be performed by other methods using, for example, a design theoretical value as a reference value.
[0056]
When the initialization operation is completed, the CPU 11 switches the changeover switch 6 to the (1) side and starts normal printing using the printing power supply 5. At this time, the voltage value of the heating elements R1 to 1280 detected in the initialization operation is the reference value V2. _S If it is abnormal compared to, it is detected as a damage to the heating element and notified.
[0057]
As described above, in the image forming apparatus according to the first embodiment, each heat generation when the A / D converter 8 applies the applied energy as the current I for t seconds to each of the heating elements R1 to 1280 of the heating element array. Element voltage value V2 _R1 ~ V2 _R1280 Is detected as uneven heat generation data, and the CPU 11 _R1 ~ V2 _R1280 Therefore, the shading correction can be performed with higher accuracy without taking in the influence of the medium in actual printing, the error in the image reading, or the influence of the positional deviation.
[0058]
In addition, when the head drive circuit 3 applies energy to each of the heat generating elements R1 to 1280, when it is applied to a certain heat generating element, it is then applied to each heat generating element in the application order other than the adjacent heat generating elements. Since energy is applied, it is possible to suppress the influence of heat generation by adjacent pixels and to detect heat unevenness data with higher accuracy.
[0059]
In addition, when the power of the image forming apparatus is turned on, the changeover switch 6 switches to the constant current source 4 to detect the heat generation unevenness data (reference data) every time. There is no need to re-take data. Furthermore, when the uneven heating data is an abnormal value, it can be detected as damage to the heating elements R1 to 1280.
[0060]
Further, since the applied energy that becomes the current I is the applied energy at which the print density unevenness of the image forming apparatus becomes the most noticeable print density, it is possible to effectively detect the uneven heat generation data.
[0061]
(Embodiment 2)
The image forming apparatus according to the second embodiment is further characterized in that, in the image forming apparatus according to the first embodiment, the voltage value is detected a plurality of times, and the average value of the detected voltage values is used as uneven heating data. And
[0062]
Since the configuration and operation are substantially the same as those of the image forming apparatus shown in the first embodiment, only different portions will be described here.
[0063]
In the first embodiment, the head driving circuit 3 drives the thermal head 2 to drive the heating elements R1 to 1280 one by one without actually printing, and the voltage at the heating elements R1 to 1280 at that time A value was detected. Further, the voltage value of the constant current source 4 is input via the level shift circuit 7 and is output to the A / D converter 8. The A / D converter 8 converts the analog signal of the voltage into a digital signal. The result is V2 _R1 ~ V2 _R1280 Stored in the RAM 9.
[0064]
On the other hand, in the second embodiment, the voltage value in each of the heating elements R1 to 1280 is detected a plurality of times, the average value of each is calculated, and the average value is used as the uneven heating data. For example, when the voltage value is detected twice for the heating element R1, the voltage values detected for the first and second times are set to V2 respectively. _R1 (1), V2 _R1 If (2) is set, the heat generation unevenness data in the heat generating element R1 is (V2 _R1 (1) + V2 _R1 (2)) / 2. The subsequent operation is the same as in the first embodiment.
[0065]
As described above, in the image forming apparatus according to the second embodiment, the A / D converter 8 further detects the voltage value a plurality of times, and sets the average value of the detected voltage values a plurality of times as heating unevenness data. Therefore, highly accurate shading can be detected without the influence of noise and accurate detection of uneven heat generation data, and without taking into account the effects of media in actual printing, and errors or misalignments in image reading. Correction can be performed.
[0066]
In addition, since the voltage value is detected a plurality of times and the average value of the plurality of voltage values is used as the uneven heating data, it is possible to detect the uneven heating data with high accuracy while suppressing the influence of noise.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, Detection process However, a constant applied energy is applied to each heating element in the heating element array for a predetermined time. The voltage value immediately after the application is the voltage value of each heating element and the heating unevenness data that is the voltage value of each heating element after a predetermined time has elapsed. Detection and shading correction process, detection Uneven heating data detected in the process And immediately after that, the correction data is calculated based on the voltage value, and based on the calculated correction data. Since the shading correction is performed, it is possible to perform the shading correction with higher accuracy without taking in the influence of the medium in actual printing and the influence of the error or misregistration in reading the image.
[0068]
Moreover, according to the invention described in claim 2, Detection process However, when applying energy to each heating element, if it is applied to a certain heating element, the applied energy is then applied to each heating element in the application sequence other than the adjacent heating element. 2. The heat generation unevenness data can be detected with higher accuracy while suppressing the influence of heat generation, and the influence of the medium in actual printing, the error in image reading, or the influence of misalignment is not taken in. It is possible to perform shading correction with higher accuracy than in the present invention.
[0069]
Moreover, according to the invention of claim 3, further, Detection process However, since it is executed when the power of the image forming apparatus is turned on, even if the thermal head is replaced, there is no need for the user to re-read the reference data. Further, when the heat generation unevenness data is an abnormal value, it can be detected as damage to the heat generating element.
[0070]
According to the invention of claim 4, the constant applied energy is further applied to the image forming apparatus. Optical density in the image is about 0.6 The non-uniform heat generation data can be detected effectively, and the influence of the medium in actual printing and the influence of error or misregistration in image reading are not taken in. It is possible to perform shading correction with higher accuracy than the invention.
[0071]
According to the invention of claim 5, further, Detection process Is Voltage value of each heating element after elapse of a predetermined time Detection is performed multiple times, and the average value of the detected voltage values is used as uneven heat generation data, so accurate heat unevenness data that suppresses the effects of noise can be detected. It is possible to perform shading correction with higher accuracy than the inventions according to claims 1 to 4 without taking in the influence, the influence of the error in reading the image, or the influence of the positional deviation.
[0072]
According to the invention as set forth in claim 6, Detection means But, Immediate voltage value that is the voltage value of each heating element immediately after supplying a constant current and uneven heating data that is the voltage value of each heating element after a predetermined time has elapsed. Detecting and shading correction means, detection Detected by means Calculate correction data based on the uneven heat generation data and the voltage value immediately after, and based on the calculated correction data Since the shading correction is performed, it is possible to perform the shading correction with higher accuracy without taking in the influence of the medium in the actual printing, the influence of the error or the positional deviation in the reading of the image.
[0073]
According to the seventh aspect of the present invention, when the heat generating element driving means applies a constant current to each heat generating element and applies it to a certain heat generating element, the adjacent heat generation is then performed. Since a constant current is applied in the application order other than the elements, the influence of heat generation by adjacent pixels can be suppressed, and more accurate heat generation unevenness data can be detected. It is possible to perform shading correction with higher accuracy than that of the invention according to claim 6 without taking in the influence of the error or misalignment in reading.
[0074]
According to the eighth aspect of the present invention, the power source switching means switches to the constant current supply means when the power is turned on, and when the detection of the uneven heat generation data is finished, the power source switching means switches to the normal power source. Detection means However, when a constant current is supplied from the constant current supply means, Immediately after the voltage value Fever unevenness data When Therefore, even when the thermal head is replaced, the user does not need to re-read the reference data. Further, when the heat generation unevenness data is an abnormal value, it can be detected as damage to the heat generating element.
[0075]
According to the ninth aspect of the present invention, the constant current is further supplied to the image forming apparatus. Optical density in the image is about 0.6 The invention according to any one of claims 6 to 8, wherein the uneven heat generation data can be detected effectively, and the influence of the medium in actual printing and the influence of error or misregistration in image reading are not taken in. In addition, it is possible to perform shading correction with higher accuracy.
[0076]
Moreover, according to the invention of claim 10, further, Detection means But, Voltage value of each heating element after elapse of a predetermined time Detection is performed multiple times, and the average value of the detected voltage values is used as uneven heat generation data, so accurate heat unevenness data that suppresses the effects of noise can be detected. It is possible to perform shading correction with higher accuracy than the inventions according to claims 6 to 9 without taking in the influence and the influence of the error in the image reading or the positional deviation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a flowchart showing a schematic operation of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is an internal structure diagram of a thermal head.
FIG. 4 is a diagram showing a change in voltage in a constant current source.
FIG. 5 is a graph showing a voltage detected by driving a heating element for t seconds.
[Explanation of symbols]
2 Thermal head
3 Head drive circuit
4 Constant current source
5 Printing power supply
6 selector switch
7 Level shift circuit
8 A / D converter
9 RAM
11 CPU
201 Shift register
R1-1280 Heating element

Claims

In a shading correction method for performing shading correction of an image forming apparatus having a heating element array in which a number of heating elements are arranged on a glaze substrate ,
Predetermined time each heating element before Symbol row of heating elements, applying a constant applied energy, a voltage value immediately after the immediately applied a voltage value of the heating elements, each heating after the lapse of the predetermined time A detection step of detecting heat generation unevenness data which is a voltage value of the element ;
A shading correction step of calculating correction data based on the heating unevenness data detected in the detection step and the immediately following voltage value, and performing shading correction based on the calculated correction data ;
A shading correction method comprising:

Further, in the detection step , when applying energy to each of the heating elements, when applied to a certain heating element, the applied energy is then applied to each of the heating elements in the order of application applied to other than the adjacent heating elements. The shading correction method according to claim 1, wherein the shading correction method is applied.

The shading correction method according to claim 1, wherein the detection step is executed when the image forming apparatus is powered on.

The shading correction according to claim 1, wherein the constant applied energy is applied energy at which an optical density in an image of the image forming apparatus is about 0.6. Method.

Furthermore, the detection step performs detection of the voltage value of each of the heating elements after the predetermined time elapses a plurality of times, and uses an average value of the detected voltage values as uneven heating data. Item 5. A shading correction method according to any one of Items 1 to 4.

In an image forming apparatus having a heating element array in which a large number of heating elements are arranged on a glaze substrate,
Constant current supply means for supplying a constant current;
A heating element driving means for driving the heating element for a predetermined time using the constant current supplied from the constant current supply means ;
Detection means for detecting a voltage value immediately after being the voltage value of each heating element immediately after supplying the constant current and heat generation unevenness data being a voltage value of each heating element after elapse of the predetermined time ;
Shading correction means for calculating correction data based on the heating unevenness data detected by the detection means and the immediately following voltage value, and performing shading correction based on the calculated correction data ;
An image forming apparatus comprising:

Further, when applying a constant current to each of the heating elements, the heating element driving means applies a constant current in the order of application next to other heating elements when applied to a certain heating element. The image forming apparatus according to claim 6, wherein: is applied.

Furthermore, the power supply switching means for switching between the constant current supply means and a normal power supply used for normal printing,
The power supply switching means switches to the constant current supply means when power is turned on, and when the detection of the uneven heat generation data is completed, the power supply switching means switches to the normal power supply,
The image forming apparatus according to claim 6, wherein the detection unit detects the immediately after voltage value and the heat generation unevenness data when a constant current is supplied from the constant current supply unit.

The image forming apparatus according to claim 6, wherein the constant current is a current at which an optical density in an image of the image forming apparatus is about 0.6.

Further, the detection means detects the voltage value of each of the heat generating elements after the predetermined time has passed a plurality of times, and sets the average value of the detected voltage values as the heating unevenness data. The image forming apparatus according to claim 6.