JP4156185B2 - 感熱記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルヘッドを用いる感熱記録の技術分野に属し、特に、記録音が静かな感熱記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種のプリンタ、プロッタ、ファックス、レコーダ等における記録手段として、感熱記録が利用されている。
また、感熱記録は、湿式の現像処理が不要であり、取り扱いが簡単である等の利点を有することから、近年では、ＣＴ診断、ＭＲＩ診断、Ｘ線診断等の大型かつ高画質な画像が要求される用途において、医療診断のための画像記録への利用も検討されている。
【０００３】
周知のように、感熱記録は、発熱素子が一方向（主走査方向）に配列されたサーマルヘッドを用い、サーマルヘッドを感熱記録材料に若干押圧した状態で、両者を前記主走査方向と直交する副走査方向に相対的に搬送しつつ、記録画像に応じて、各画素の発熱素子にエネルギーを印加して発熱させることにより、感熱記録材料の感熱記録層を加熱して画像記録を行う。
また、発熱素子（発熱抵抗体）は、通常、グレーズと呼ばれる、主走査方向に延在する微小な凸部に配列される。
【０００４】
サーマルヘッドを用いた感熱記録では、一般的に、プラテンローラと呼ばれる搬送ローラを用い、感熱記録材料を介してサーマルヘッド（グレーズ）とプラテンローラとを所定圧で押圧して、プラテンローラを回転することにより、感熱記録材料を所定の記録位置に保持しつつサーマルヘッドを押圧し、かつ、前記副走査方向への相対的な搬送を行って、感熱記録を行う。
【０００５】
このような感熱記録では、感熱記録材料の表面は、加熱される事によって溶融し、冷却されるとサーマルヘッドに貼着したような状態になる。
前述のように、感熱記録の際には、サーマルヘッドと感熱記録媒体とは押圧された状態で、副走査方向に相対的に搬送されている。そのため、感熱記録は、サーマルヘッドと感熱記録媒体との貼着／剥離を繰り返すような状態で行われており、その結果、この貼着／剥離に対応して記録音が発生する。
【０００６】
プリンタにおいては、このような記録音は、小さい方が好ましいのは、当然である。特に、前述のような、医療用の感熱記録装置は、病院内で使用されることも多く、記録音の発生は、患者や医者のストレスの増加、治療の妨げ等の原因となるため、記録音は小さい方が好ましい。
ここで、医療用の用途では、Ｘ線フィルムと同等の高画質かつ高品位なハードコピーの出力が要求される。医療用の感熱記録装置は、これに対応するために、、厚手のフィルム状の感熱材料を用い、サーマルヘッドも高圧で押圧して、感熱記録を行うので、感熱材料の搬送トルクを高くする必要がある。その結果、医療用の感熱記録装置は、より高い静粛性を要求されるにもかかわらず、逆に、記録音が、より一層大きくなってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、サーマルヘッドを用いた感熱記録、特に、医療用途のように、記録時に高トルクで感熱材料を搬送する感熱記録であっても、記録音が小さく、静粛な感熱記録を行うことができる感熱記録装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、一方向に発熱素子が配列されたサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドを感熱記録材料に押圧しつつ、両者を前記発熱素子の配列方向と直交する方向に相対的に搬送する搬送手段と、１画素の画像データを所定数に分散して、分散した画像データに応じて、前記サーマルヘッドの発熱素子を駆動して感熱記録を行う駆動手段とを有し、前記駆動手段による感熱記録は、前記１画素に対する記録周期をＴ、前記１画素の画像データの分散数をｎとした際に、「Ｔ／ｎ≦５０μｓｅｃ」を満たし、さらに、１階調当たりの発熱時間を、全ての前記発熱素子分のデータ転送時間よりも大きく、かつ、Ｔ／ｎを前記分散したデータの階調数で割った値よりも小さくすることを特徴とする感熱記録装置を提供する。
【０００９】
また、前記分散した画像データに応じた感熱記録が、パルス幅変調による多階調の感熱記録であるのが好ましく、また、前記１画素の画像データの分散は、各分散毎に略均等に画像データを割り振るのが好ましく、また、前記１画素の分散記録の間に、発熱素子が駆動しない時間を有するのが好ましく、さらに、前記１画素の分散記録において、前記分散した画像データによる感熱記録を一定の間隔で開始するのが好ましい。
さらにまた、１の前記分散された画像データを、サーマルヘッドに供給する発熱データに展開し、前記展開された発熱データを、前記サーマルヘッドに供給する順番の前から順に発熱する旨のデータを入れるように、前記サーマルヘッドに供給することが好ましく、また、前記分散された画像データは、２５６に分散された８階調のデータであることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の感熱記録装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１１】
図１に、本発明の感熱記録装置の一例の断面を概念図を示す。
感熱記録装置１０は、例えば、半切サイズ等の所定のサイズの感熱記録フィルムＦ（以下、フイルムＦという）等の感熱記録材料に、感熱（画像）記録を行うもので、装填部１２と、供給搬送部１６と、サーマルヘッド１８によってフィルムＦに感熱記録を行う記録部２０と、排出トレイ２２とを有して構成される。この感熱記録装置１０は、１画素の画像データを複数に分散する分散記録を行うと共に、１画素（副走査方向の１ライン）に対する記録周期をＴ、１画素の分散数をｎとした際に、「Ｔ／ｎ≦５０μｓｅｃ」を満たすように感熱記録を行う以外は、基本的に、サーマルヘッドを用いる公知の感熱記録装置である。
【００１２】
フィルムＦは、透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを支持体として、その一面に感熱記録層が形成されているものであって、例えば１００枚程度の所定単位の積層体とされて、専用のマガジン２４に収容される。
このマガジン２４は、蓋体２６を有するものであり、感熱記録装置１０に形成される挿入口２８から装置内部に挿入され、ガイドやストッパ等を用いる公知の手段によって、装填部１２の所定位置に装填される。
【００１３】
供給搬送部１６は、装填部１２に装填されたマガジン２４からフィルムＦを取り出して、記録部２０へ搬送するものであって、吸引によってフィルムＦを吸着する吸盤３０を用いる枚葉機構、搬送ローラ対３２、搬送ガイド３４、クリーニングローラ対３６、および図示しない蓋体２６の開閉機構等を有する。
【００１４】
感熱記録装置１０において、記録開始の指示が出されると、開閉機構がマガジン２４の蓋体２６を開放して、フィルムＦが１枚、吸盤３０によってマガジン２４から取り出され、搬送ローラ対３２に供給される。
搬送ローラ対３２に供給されたフィルムＦは、搬送ガイド３４に案内されつつクリーニングローラ対３６に搬送され、図中上方のクリーニングローラによって記録面に付着した塵や埃等を除去されつつ、記録部２０に搬送される。なお、記録に供されるフィルムＦがマガジン２４から完全に排出された時点で、前記開閉手段によって蓋体２６が閉塞される。
【００１５】
記録部２０は、サーマルヘッド１８、プラテンローラ３８、搬送ガイド４０および４２、排出ローラ対４４、プラテンローラ３８の駆動手段４６、サーマルヘッド１８の冷却ファン（図示省略）等を有して構成される。
【００１６】
サーマルヘッド１８は、約３００ｄｐｉの記録（画素）密度で感熱記録を行うもので、発熱素子が一方向（主走査方向 図１紙面と垂直方向）に配列されたグレーズが形成されたサーマルヘッド本体と、このサーマルヘッド本体に固定されたヒートシンクとを有する。
プラテンローラ３８は、フィルムＦを介してサーマルヘッド１８（そのグレーズ）と押圧して、回転することにより、フィルムＦを所定の記録位置に保持すると共にサーマルヘッドを所定圧で押圧し、かつ、主走査方向と直交する副走査方向（矢印ｂ方向）にフィルムＦを挟持搬送する。
【００１７】
搬送ガイド４０によって案内されつつ、クリーニングローラ対３６から搬送されたフィルムＦは、前述のように、プラテンローラ３８とサーマルヘッド１８とに挟持され、搬送される。
この搬送と平行して、サーマルヘッド１８は、各発熱素子を画像データ（記録画像）に応じたパルス幅変調で駆動することにより発熱抵抗体を加熱し、フィルムＦが、それに応じて加熱され発色して、画像が記録される。
【００１８】
画像を記録されたフィルムＦは、搬送ガイド４２に案内されつつ排出ローラ対４４に搬送され、画像が形成されたハードコピーとして排出トレイ２２に排出される。
【００１９】
このようなサーマルヘッド１８による感熱記録は、一例として、図２に示されるような、画像処理部５０と、記録制御部５２とを有する記録制御系によって制御される。
【００２０】
ＣＴやＭＲＩ等の画像データ供給源から供給された、例えば、１０ビット（０〜１０２３）の画像データは、まず、画像処理部５０において、黒比率補正、シェーディング補正、鮮鋭度補正、階調補正、温度補正、および抵抗補正等の各種の画像処理を施され、記録制御部５２に送られる。なお、これらの画像処理は、公知の方法で行えばよい。
【００２１】
記録制御部５２は、供給された画像データを展開して、分散された所定数の画像データ（以下、分散データとする）とし、各分散データを、さらに、０（発熱しない）および１（発熱する）の２値のデータに展開して、サーマルヘッド１８に供給する。例えば、供給された１０ビットの画像データを後述するように展開して、２５６個の８階調の分散データとし、この分散データを、さらに８つの２値のデータに展開し、これをサーマルヘッド１８に供給する。すなわち、この２値のデータは、分散データ（画像データ）の１階調に相当する。
サーマルヘッド１８のドライブＩＣは、この２値のデータ（以下、発熱データとする）に応じて各発熱素子を駆動することにより、パルス幅変調で感熱記録を行う。
【００２２】
ここで、本発明にかかる感熱記録装置１０においては、１画素の記録に対応する時間（記録周期）すなわちライン周期をＴ［ｓｅｃ］、１画素の分散数をｎとした際に、「Ｔ／ｎ≦５０μｓｅｃ」を満たすように分散記録を行う。
【００２３】
前述のように、通常の感熱記録においては、サーマルヘッドとフィルムＦ（感熱材料）とを副走査方向に相対的に移動しつつ、画像データに応じてサーマルヘッドの各発熱素子を駆動（発熱）することにより、フィルムＦを発色させて画像を記録する。
各画像データすなわち１画素における副走査方向の記録開始位置は、記録のライン周期に応じて決まっており、全ての発熱素子が、同時に発熱を開始し、それぞれの画像データに応じて発熱を停止する。その結果、１ラインで見ると、上流側が高濃度、下流側が低濃度になってしまい、主走査方向に延在する低濃度の濃度ムラが視認されてしまう。
【００２４】
これを防止する方法として、分散記録による感熱記録が知られている。分散記録とは、１つの画像データを所定数に分けて、副走査方向に分散して記録する方法である。例えば、１０ビットの画像データを展開して８つの８ビットの分散データとし、１画素中で８ビットの感熱記録を８回行うことにより、１０ビットの画像（階調）を表現する。
これにより、１画素中の発色領域を全域に分散して、前記濃度ムラのない、高画質な感熱記録画像を得ることができる。
【００２５】
ここで、前述のように、感熱記録は、サーマルヘッド１８とフィルムＦ（感熱材料）との貼着／剥離を繰り返すような状態で行われているため、記録音が発生する。特に、医療用の感熱記録装置では、フィルムＦの搬送トルクを高くしているため、記録音が大きくなってしまう。
これを解決するために、本発明の感熱記録装置においては、前記分散記録を利用すると共に、ライン周期Ｔ／分散数ｎ≦５０μｓｅｃ、すなわち１つの分散データによる記録時間（以下、分散周期とする）を５０μｓｅｃ以下（周波数で２０ｋＨｚ以上）とする。これにより、前述のサーマルヘッド１８とフィルムＦの貼着／剥離の周期、すなわち、記録音の発生周期を通常の人間の可聴域外として、フィルムＦの搬送トルクが高い場合であっても、静粛な感熱記録を実現することができる。以下に、その一例を示す。
【００２６】
図３に、サーマルヘッド１８の発熱素子のドライブＩＣの一例を示す。
図示例のドライブＩＣにおいて、記録制御部５２から供給される発熱データは、前述のように、０および１の２値データであり、分散データの１階調に相当する。発熱データは、データクロックに応じて、順次、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）で送られていく。シフトレジスタに送られた発熱データは、ラッチクロックに応じてラッチに保持される。この際において、ラッチに１のデータが保持され、かつ、ＡＮＤ回路に入力されるストローブが立ち上がっていれば、発熱素子がｏｎになって発熱する。
【００２７】
図示例のサーマルヘッド１８のドライブＩＣにおいては、発熱素子６４個分のシフトレジスタがカスケードされている。また、データクロックは、１６ＭＨｚ（６２．５ｎｓｅｃ／clock)である。
従って、発熱素子６４個の発熱データを転送するのに要する時間は、６２．５ｎｓｅｃ×６４で、４μｓｅｃとなり、すなわち、分散記録の１階調（発熱データ１つ）当たり、４μｓｅｃの転送時間が必要である。
【００２８】
一方、サーマルヘッド１８は、約３００ｄｐｉの記録密度で半切サイズ（１４ｉｎ）を記録できるもので、４０９６個の発熱素子を有する。
前述のように、サーマルヘッド１８のドライバＩＣは、発熱素子６４個分のシフトレジスタがカスケードされているので、サーマルヘッド１８には、合計で６４個（４０９６／６４）のドライバＩＣが搭載され、従って、画像データは６４系統で入力される。
【００２９】
さらに、感熱記録装置１０においては、ライン周期Ｔは、１２．８ｍｓｅｃである。
従って、分散記録において、「Ｔ／ｎ≦５０μｓｅｃ」すなわち分散周期を５０μｓｅｃ以下とするためには、分散数ｎを２５６以上とすればよい。ここで、好ましくは、分散データでパルス幅変調による多階調の感熱記録を行えるように、分散数ｎを設定するのが好ましい。
例えば、記録制御部５２に供給される画像データが１０ビットの画像データであれば、図４に示されるように、この画像データを１〜８の８階調（０を含めると９階調）の、２５６個の分散データに展開すればよい（分散周期は５０μｓｅｃ）。すなわち、８階調の分散データによる感熱記録（分散記録）を２５６回行うことで、１０ビットの１画素を表現する。
【００３０】
ここで、「Ｔ／ｎ≦５０μｓｅｃ」を実現しても、分散記録が連続して行われると、低周波数成分が生成して、記録音が生じる可能性がある。そのため、図４に示されるように、各分散記録の間には、記録を行わない（発熱素子が駆動しない）、記録ｏｆｆの時間を有するのが好ましい。
また、低周波成分の生成を防止するために、図４に示されるように、各分散記録における発熱の開始タイミングも、一定の周期（図示例では、５０μｓｅｃ周期）とするのが好ましい。
【００３１】
このような感熱記録において、データの転送を間に合わせ、かつ各分散記録の間に記録ｏｆｆの時間を設定するためには、１階調当たり（１つの発熱データによる）の発熱時間を、発熱素子６４個分のデータ転送時間よりも大きく、かつ、分散周期を分散データの階調数で割った値よりも小さくすればよい。
すなわち、上記例においては、
４μｓｅｃ＜１階調当たりの発熱時間＜６．２５μｓｅｃ
とすればよい。
【００３２】
図５に、上記条件の下、１階調当たりの発熱時間を５μｓｅｃとした際のパルスシーケンスの一例を示す。なお、図５において、＃２−１とは、１つ目の分散データの２つ目の発熱データを示し、＃２−２とは、２つ目の分散データの２つ目の発熱データを示す。
前述のように、本例においては、データクロックは、１６ＭＨｚで、１階調当たり、４μｓｅｃの転送時間が必要である。また、１階調当たりの発熱時間は５μｓｅｃであるので、ラッチに発熱データを保持させるラッチクロックは５μｓｅｃに１回立ち上がる。さらに、分散記録は８階調で、分散周期は５０μｓｅｃであるので、ストローブは、５μｓｅｃ×８階調で４０μｓｅｃ間立ち上がり、１０μｓｅｃ間オフ（ｏｆｆ）になる周期を繰り返す。すなわち、各分散記録の間には、記録ｏｆｆの時間が１０μｓｅｃ設定される。
【００３３】
なお、この例においては、最大の発熱デューティーは８０％（４０μｓｅｃ／５０μｓｅｃ）となるので、８０％デューティーで必要な最大濃度が出せるように、サーマルヘッドの駆動電圧を設定しておく。
【００３４】
本発明において、画像データの展開方法には、特に限定はない。しかしながら、分散に偏りがあると、不要な低周波数成分が生成され、可聴域の記録音が発生してしまう可能性がある。そのため、好ましくは、各分散データに略均一に割り振るように、画像データを展開するのが好ましい。
下記表１に、１０ビットの画像データを、２５６個の８階調（１〜８（０も含めると９階調））の分散データに展開した一例を示す。
【表１】

【００３５】
また、分散データを発熱データに展開する方法にも、特に限定はない。しかしながら、各分散記録において、発熱の開始タイミングを揃え、かつ、１つの分散記録内における発熱を連続にするために、サーマルヘッド１８に供給する順番の前から順に、１（発熱する）のデータを入れるのが好ましい。
下記表２に、８階調の分散データを、８つの０および１の２値の発熱データに展開した一例を示す。
【表２】

【００３６】
以上、本発明の感熱記録装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した様に、本発明の感熱記録装置によれば、医療用の感熱記録装置のように、感熱記録材料の搬送トルクが高い場合であっても、記録音を可聴域外にすることができ、従って、静粛な感熱記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の感熱記録装置の一例の概念図である。
【図２】 図１に示される感熱記録装置における記録制御系の一例の概略ブロック図である。
【図３】 サーマルヘッドのドライブＩＣの一例を示す概念図である。
【図４】 本発明の感熱記録装置における分散記録の一例を説明するための図である。
【図５】 本発明の感熱記録装置における分散記録のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 感熱記録装置
１２ 装填部
１６ 供給搬送部
１８ サーマルヘッド
２０ 記録部
２２ 排出トレイ
２４ マガジン
２６ 蓋体
２８ 挿入口
３０ 吸盤
３２ 搬送ローラ対
３４，４０，４２ 搬送ガイド
３６ クリーニングローラ対
３８ プラテンローラ
４４ 排出ローラ対
５０ 画像処理部
５２ 記録制御部

Claims (7)

1. 一方向に発熱素子が配列されたサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドを感熱記録材料に押圧しつつ、両者を前記発熱素子の配列方向と直交する方向に相対的に搬送する搬送手段と、１画素の画像データを所定数に分散して、分散した画像データに応じて、前記サーマルヘッドの発熱素子を駆動して感熱記録を行う駆動手段とを有し、
   前記駆動手段による感熱記録は、前記１画素に対する記録周期をＴ、前記１画素の画像データの分散数をｎとした際に、「Ｔ／ｎ≦５０μｓｅｃ」を満たし、さらに、１階調当たりの発熱時間を、全ての前記発熱素子分のデータ転送時間よりも大きく、かつ、Ｔ／ｎを前記分散したデータの階調数で割った値よりも小さくすることを特徴とする感熱記録装置。
2. 前記分散した画像データに応じた感熱記録が、パルス幅変調による多階調の感熱記録である請求項１に記載の感熱記録装置。
3. 前記１画素の画像データの分散は、各分散毎に略均等に画像データを割り振る請求項１または２に記載の感熱記録装置。
4. 前記１画素の分散記録の間に、発熱素子が駆動しない時間を有する請求項１〜３のいずれかに記載の感熱記録装置。
5. 前記１画素の分散記録において、前記分散した画像データによる感熱記録を一定の間隔で開始する請求項１〜４のいずれかに記載の感熱記録装置。
6. １の前記分散された画像データを、サーマルヘッドに供給する発熱データに展開し、前記展開された発熱データを、前記サーマルヘッドに供給する順番の前から順に発熱する旨のデータを入れるように、前記サーマルヘッドに供給する請求項１〜５のいずれかに記載の感熱記録装置。
7. 前記分散された画像データは、２５６に分散された８階調のデータである請求項１〜６のいずれかに記載の感熱記録装置。

Images