JPH0243062A - 熱形プリンタにおけるヘッド全域非一様性を補正するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は熱形（サーマル）印刷の分野に、更に詳しく
は熱形印刷ヘッドによる印刷の一様性を改善するための
方法に関係している。

（従来の技術） 連続色調画像を印刷する一方法は熱形印刷ヘッド、熱感
知性媒体、及びこの媒体を熱形ヘッドに対して移動させ
るための装置を利用している。大抵の熱形印刷ヘッドは
セラミック基板上に取り付けられた（しばしば一体的駆
動器配列及びシフトレジスタを備えた）−次元配列の加
熱素子である。

セラミック基板は次に金属であるような熱シンクに取り
付けられている。この形式の熱形印刷へ・ラドを利用し
たシステムにおいては、印刷濃度がページ全域で−様で
はな（、それどころか線、しま及び帯がページ移動に平
行な方向に見えることがしばしば観察される。この非一
様性は熱形ヘットゝへの入力が一定の（色調が−様な）
領域を表している場合でさえも発生する。更に、濃度非
一様性の範囲は加熱の量で変化する。

観察される線及び帯は、加熱器（ヒータ）素子の抵抗値
における変化、熱形ヘッドと媒体との間の熱的又は機械
的接触における変化、及び熱形組立体のセラミック基部
と熱シンクとの間の熱的接触における変化を含む幾つか
の原因から生じることのあることがわかっている。

この技術における教示のために特に関心のある特許は、
ティー・カワカミ（Ｔ　、　Ｋａｗａｋａｍｉ　）外に
よる「熱形印刷ヘッド駆動システム（Ｔ　ｈ　ｅ　ｒｍ
ａ　１Ｐｒｉｎｔ　Ｈｅａｄ　Ｄｒｉｖｉｎｇ　Ｓｙｓ
ｔｅｍ）Ｊという名称の米国特許第４６８８０５１号で
ある。この特許のシステムは一線に配列された複数の熱
発生素子のそれぞれに所定数の駆動・ξルスを加えてい
る。駆動パルスのパルス幅は熱発生素子における又はこ
れの近傍における温度に従って制御される。この制御は
同じ色調の濃度レベルをほぼ一定の値に維持する。又、
この特許発明の一態様においては駆動パルスの数は所望
の色調レベルに対応して、先行の記録線の少な（とも一
つから集められたデータを考慮して変更され、る。

関心のある別の特許は、マモル・イトウ（Ｍａｍｏｒｕ
Ｉｔｏｕ）による「熱形ヘッド駆動器」という名称の日
本国特許５９−１９４８７４号である。この特許の駆動
器は、加熱抵抗器に加えられる定・ξルス幅電流信号間
の間隔を制御して、パルス間の間隔を熱形ヘット９の一
部分を形成する基板の温度に従って変えることによって
−様な印刷濃度を得ようとしている。この方法では熱形
印刷ヘッドの温度が増大すると、加熱素子を記録温度に
持って来るのにより少ないエネルギーで済むという事実
のために連続したパルス間の間隔も又増大される。同様
に、ヘッドの温度が減小すると、加熱素子により多（の
加熱エネルギーを供給するためにパルス間の間隔が減小
させられる。

関心のある別の特許はカズシ・ナガ）　（Ｋａｚｕｓｈ
ｉＮａｇａｔｏ）による「熱形記録装置（ＴＭ　ｒｍａ
　ＩＲｅｕｒｄｅｒ）Ｊ　という名称の日本国特許６０
−７２７５７号である。この特許の記録装置は印刷の開
始点からの線（ライン）の数を計数してこの線計数値に
従って駆動ノ々ルス幅を制御することによって熱形印刷
のスクリーンにおける画像密度を統一しようとしている
。この技法は、画像の最初の線が記録されているときに
はヘットゝが冷たいのに対し、画像データの多（の線を
記録した後プリンタがページの終わりに近づ（とヘッド
が極度に温かく又は熱くなるという効果を打ち消す。

関心のある別の特許は、ノブアキ・アオキ（Ｎｏｂｕａ
ｋｉ　Ａｏｋｉ）　Ｋよる［熱形プリンタ（Ｔｌｌｅｒ
ｍａｌ　Ｐｒ１ｎｔｅｒ）Ｊという名称の日本国特許６
ｏ−９０７８０号である。この特許においては印刷パル
スが印刷されたデータの個数及び印刷に対応する時間の
関数として制御される、この特許のシステムは１個のデ
ータの印刷中印刷パルスを制御するためにビットデータ
を一層明確に計数し、そしてタイマが最初の書類の印刷
の終了と次の書類のための印刷の開始との間に経過した
時間を計数する。印刷間の時間の長さは熱形印刷ヘッド
において発生するような冷却効果に関係づけられている
。この冷却効果はもちろん、補償されないままであれば
、順序において次の画像の印刷の開始時に印刷度におけ
る変化乞生じさせる。

（発明が解決しようとする課題） 前体の事柄かられかることであるが、熱形プリンタの濃
度の制御は、データの印刷ページの全域にわたって−様
な濃度を得ようとして多くの方法で取り組まれてきた問
題である。

（課題を解決するための手段） この発明の方法及び装置は、印刷ヘッドが透明な受容体
を横切って移動されるときに熱形プリント（印刷物）を
形成する加熱素子のそれぞれへの等しい一定の入力を用
いて熱形印刷ヘッドにより透明受容体上に色調の−様な
地を最初に印刷することによって熱形印刷ヘッドにおげ
ろヘッド全域−様性を補正する。例えば微小濃度計を用
いて、透明受容体の長さを横切って加熱素子のそれぞれ
と関連した区域における透明受容体の透過率値を測定す
る。測定された透過率値から得られたディジタル値は、
熱形印刷ヘッドの印刷範囲の全域にわたって加熱素子の
それぞれからの−様な出力濃度を維持するように加熱素
子のそれぞれに多（の加熱）ξルスを加算又は減算する
ために通常の使用法において加熱素子のそれぞれに加え
られる加熱パルスの数を調整するのに使用するために記
憶される。この発明の一態様に従って、加熱素子のそれ
ぞれに加えられる熱・ξルスの数に対する濃度依存性補
正は次式、すなわち から計算され、そして各素子ｉに与えられる熱パルスの
数は Ｎｉ＝Ｎｉ　−Ｃｉ に従って調整される。

ここで、 Ｄｉは加熱器ｉに対する測定濃度であり、Ｄａｉｍは目
標濃度であり、 Ｎｉは加熱器ｊへの熱・ぐルスの補正されていない数で
あり、 Ｎｉは加熱器ｉへの熱パルスの補正された数であり、 Ｎｍは原始濃度が測定されたパルスの数であり、又ηは
調整可能な・ξラメータである。

前述の事柄かられかることであるが、熱形プリンタにお
けるヘッド全域の非一様性を補正することがこの発明の
主要な目的である。

熱形印刷ヘッドに対する補正方法を提供することがこの
発明の更なる目的である。

この発明のこれら及びその他の目的は、次の説明、及び
同じ文字が同じ部分を示゛し且つこの出願の一部分を形
成している図面に関連して考慮されたときに一層明らか
になるであろう。

（実施例） 第１図に言及すると、−次元配列熱形ヘッド１０に使用
される形式の印刷素子の断面が示されており、その一部
分は熱シンク１２からなっていて、これの上にセラミッ
ク層１４が固定され及び／又は付着させられている。セ
ラミック材料ｉ４上には突出部分１５のある抵抗加熱素
子１６が配置されている。抵抗素子上には一対の導体１
８が付着させられていて、これは抵抗素子１６に電流パ
ルスを送って抵抗素子を突出部１５０区域におし・て加
熱する。抵抗器１６及び導体１８を保護する摩損面を与
えるために導体１８及び抵抗素子１６の突出部分１５土
に保護層２０が付着させられている。この−次元配列は
ヘッド構造物上へ多数の加熱素子１０を配置すること蹟
よって形成されている。加熱素子のそれぞれは画像の画
素を印刷するために加熱されるように独立して選択され
ることができる。

今度は第２図に言及すると、これに示された曲線は同じ
入力（色調の−様な地）に対する印部１ｊヘッドの幅を
横切って一つの位置から別の位置への濃度の変化を図示
している。この変化は人力が同じである。すなわち、加
熱素子のすべてが同じ一定入力に応答してオンになって
加熱を行っている場合でさえも発生する。

第６図に言及すると、これに示された図表は一つの熱形
ヘッド内に収容された同様に構成された加熱素子に対す
る濃度の差異を更に例示している。

見られるように、両加熱素子が同じ種類のパルスを同時
に受けた場合加熱素子Ａによって発生される濃度出力と
加熱素子Ｂによって発生される濃度出力との間には変化
があり、この濃度変化は各素子に加えられるパルスの数
が増大するにつれて増大する。

第４図にはこの発明を実施するための装置が、計算機６
０、ヘッド、更動回路部４０及び熱形ヘッド・媒体６０
からなる構成図形式で示されている。

第５図には第４図の装置を表すブロックを組み入れたこ
の発明の方法の諸段階についての詳細な混成構成図が図
示されている。

この方法の第１段階は透明な受容体（媒体）６４上にき
れし・な「色調の−様なｊ地を作ることである。これは
熱形ヘット″′６２における加熱素子Ｈｉのそれぞれに
ヘッド駆動器回路４０から一定の群のパルスを供給する
ことによって行われる。

透明媒体６４は次に点線で示されたように微小濃度計８
８によって処理される。採択実施例においては、走査開
口の寸法は５０μＸ　４００μ（短い方の寸法がヘッド
の長さ方向にある）でステップ寸法が２５μであり、デ
ータの線（ライン）の数が変えられた。微小濃度計８８
からの出力は複数の透過率測定値Ｔｎである。測定され
た透過率データから、画素ピッチで隔置され且つ加熱器
中心線に中心を配置された、可変の幅及び長さの合成開
口による透過率値Ｔｉの集合が形成された。この集合の
透過率（又は濃度、この場合濃度　Ｄ！−１ｏ、、ｇＴ
ｉ）値はそれぞれ個個の加熱器に対応している。この透
過率（濃度）値から、−補性を改善するために各加熱器
に加えられるべきパルスの数に対して補正が行われた。

透過及び反射の両川カブリントについて、Ｘ（ヘッド長
に沿っての）及びＹ開口寸法及び重ね合せに対する感度
を予備実験により検査した。使用された熱形ヘッドは１
２５μの画素ピッチに対応して８加熱器／　ｍ　ｍであ
った。ビューボックスにおげる透過プリントについて、
５０μ、１００μ　及び２００μのＸ開口は許容可能な
結果を与えたが、４００μ及び１０００μは原始書類に
おける微細線非一様性を適当に補正するためには大きす
ぎた。

反射プリントについては、４００μまでのＸ開口は許容
可能であったが、１０００μは大きすぎた。

データの三つの線のうちの一つがそのとき目に見える悪
いデータ点を持っていたことを除いては、４００μから
１２００μまでＸ開口を増大させる効果はなかった。５
０μの重ね合せにおける移動は透過プリントにおいては
目立つ効果を生じたが、反射プリントにおいては目に見
える効果を生じなかった。

試みられた第１類の補正は一定のオフセットＣｉ　＝Ｎ
ｉ−Ｎｉであった。すなわち、各加熱器Ｉに対して、人
力レベルＮｉに関係なく一定数のパルスが加算又は減算
された。すなわち、Ｃｉ　＝　（Ｄｉ　−Ｄａｉｍ）／
、□γ　　　　（１）γを変えてわかったことであるが
、測定濃度におけるマクロＤ対Ｎ曲線の傾斜の近（の値
が最良の結果を与えた。反射プリントにおける色調の−
様な地は補正されたときには一般に測定濃度において目
に見える線又は帯がなかった。測定濃度の近（の透過プ
リントはオーバヘット９プロジエクタで観察されたとき
帯の形成がなかった。しかしながら、ビューボックス上
で補正透過プリントを観察したときには幾らかの残存し
ている線及び帯を検出することが可能であった。

一定オフセットの補正が原始書類において測定された濃
度よりもはるかに高い濃度で試みられたときには、しか
し、出カブリントが補正不足であったこと並びに線及び
帯がな２残ったことが判明した。これは第２の、改善さ
れた種類の補正、「濃度依存性」オフセットに導いた。

この方法では〕ξルス補正Ｃｉの大きさはパルスの人力
数Ｎｉと共に線形に変えられた（そして測定濃度におい
てそれの一定のオフセット値に等しく保たれた）。

すなわち、 Ｃｉ　＝　［（Ｄｉ−Ｄａｉｍ）　／γ〕×［：（Ｎｉ
−Ｎｏ）／（Ｎｎ−Ｎｏ）］　　　（２）ここで、Ｎｍ
は原始書類における濃度が測定された・ξルスの数であ
り、そして切片Ｎｏが変えられた。最良の結果を与える
ことがわかったＮｏの値は零であった。この場合には測
定濃度の近（の反射プリントにおける帯形成は見られず
、又他の濃度における帯形成は、完全には除去されなか
ったけれども、相当に改善された。一般に、広い濃度範
囲にわたっての帯形成における減少はビューボックス上
で透過プリントについてよりも反射プリントについて可
視的により満足なものであった。

広い濃度範囲にわたって良好な方法を達成するための別
の方法として、更・に別の方法、「二点補正」が試みら
れた。この方法に名いては、低及び高濃度の両方の「色
調の−様な」地に対して二組の微小濃度計測定値が作ら
れた。二つの測定値が与えられると、線形の濃度依存性
補正における二つのパラメータは各加熱器に対して個別
に計算され得るであろう。すなわち、 Ｎｉ−旧Ｎｉ　＋　ｂｉ　　　　　　（３）ここで、 Ｎｉは加熱器ｉへの熱パルスの未補正の数であり、 Ｎｉは加熱器ｉへの熱・ξルスの補正された数である。

そしてパラメータａｉ、’ｂｉは次の式によって測定濃
度から得られる。

ここで、 １ｍ Ｄｈ　　は目標の高濃度であり、 １ｍ Δ１　　は目標の低濃度であり、 Ｄｌｈ　はＮｍＮｈにおける、加熱器ｉに対する測定さ
れた高濃度であり、 Ｄｉｌ　はＮｍＮＩにおける、加熱器ｉに対する測定さ
れた低濃度であり、 Δｒ　ｈ　＝Ｄ　ｒ　ｈ　Ｄ　ｈ １ｍ Δ１ｌ＝Ｄｉｌ−Ｄ　　　　である。

あるいは意外にも、広い濃度範囲にわたっての二点補正
の総合性能は、ただ−組の微小濃度計測定値に基づいて
いる最良の濃度依存性オフセット補正より少しもよくな
いことがわかった。

それゆえ、採択実施例においては・ξルス補正Ｃｉは、
方程式（２）におけるように、オフセットＮｏをＯＪに
等しく設定して、ただ−組の濃度測定値から計算された
。すなわち、 ９０に記憶された値でシステムは入力画像を補正する諸
段階を行う準備ができている。入力画像は濃度ＤｉＪに
対応する画素を持った印刷されるべき画像濃度マ）　Ｉ
Ｊクスを含んだ画像８０として描かれる。これらの画素
は、熱形印刷へ、ピロ２における各加熱素子Ｈｉを駆動
するために使用されるべき・ぐルスの未補正の数である
数Ｎｉ」に濃度を相関させる探索表（ルックア、ブチ−
プル）に向けられる。ブロック８４にはｉが特定の加熱
素子を示し且つＪが印刷されるべき画像の線を示してい
るパルスＮミノの行からなるパルスマトリクスが図示さ
れている。パルスマトリクスからの出力はそれゆえ各画
素において印刷されるべき濃度に対応する一連のパルス
である。これらのパルスはこの一連のパルスのそれぞれ
及びそれらの位置を、記憶装置９０から呼び出された濃
度補正係数に相関させられる。補正されたパルス数は次
にＮｉＪで示される。補正されたパルスは次に熱形ヘッ
ド６２内の熱形加熱素子を補正された数の駆動パルスで
駆動するためにヘッド駆動器４０に向けられる。

今度は第６図に言及すると、この図は各加熱素子に与え
られた未補正のパルス数と補正されたパルス数について
の、媒体の１ページ全域の印刷出力濃度を示している。

補正された値については１０００近くの目標濃度が未補
正のパルス数につ（・てよりもより多（の加熱素子に対
して達成されている。

この発明の好適な実施例であると考えられるものが示さ
れたが、この発明の本質的な精神から外れることなく多
くの変化及び変更が行われ得ろことは明白であろう。従
って、特許請求の範囲の各請求項においてはこの発明の
真の範囲に入るようなすべての変化及び変更を包含する
ものと解釈される。

【図面の簡単な説明】

第１図は一次元熱形ヘッド配列からの印刷素子の切開断
面図である。 第２図は印刷のページ全域にわたる印刷濃度の変化を例
示した図表である。 第３図は同じ熱形印刷ヘッドの二つの異なった加熱素子
によって発生された濃度を加熱素子のそれぞれに加えら
れた熱パルスの数の関数として図示した図表である。 第４図はこの発明の方法を実施するために使用された装
置の構成図である。 第５図はこの発明の方法の諸段階を図解した詳細な構成
図である。 第６図はページ全域にわたる未補正熱印刷物及びページ
全域にわたる補正熱印刷物の印刷濃度を図示した図表で
ある。 Ｆ／６１ ０　　１０　２０　３０　４０　５ｏ６０７ｏ　　ω　
％ｍ Ｆ／６２ Ｎｐ Ｆ／６３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）等しい入力で駆動された加熱素子熱形印刷ヘッ
   ドのそれぞれで印刷を行う段階、 ｂ）各加熱素子によって行われた印刷の所望濃度からの
   濃度における差を決定する段階、及びｃ）決定された差
   を持った各加熱素子への入力をそれの関連の差係数だけ
   調整して加熱素子のすべてに同じ入力信号の受領時に同
   じ濃度の印刷を行わせるようにする段階、 を含んでいる多加熱素子熱形印刷ヘッドの印刷の際のヘ
   ッド全域非一様性を補正するための方法。 ２、ａ）前記差係数の各々をアドレス可能に記憶する段
   階、及び ｂ）関連する記憶された差係数を各加熱素子毎に入力信
   号に結合させる段階 を含んでいる、請求項１に記載の方法。 ３、前記の入力及び前記の差係数が対応するパルス信号
   に関係させられている、請求項１に記載の方法。 ４、ａ）熱形印刷ヘッドを形成する各加熱素子への一定
   の等しい入力を用いて透明受容体上に熱形印刷ヘッドで
   地を印刷する段階、 ｂ）透明受容体上の各加熱素子に対応する区域において
   印刷の透過率値を測定する段階、及び、ｃ）各加熱素子
   に加えられる加熱パルスの数を段階ｂ）において測定さ
   れた透過率の対数の関数として調整して、熱形印刷ヘッ
   ドの印刷濃度を等しい入力に対してほぼ一定に維持する
   ようにする段階、 を含んでいる熱形印刷ヘッドにおけるヘッド全域非一様
   性を補正するための方法。 ５、ａ）熱形印刷ヘッドへの等しい入力を利用して透明
   受容体上に熱形印刷ヘッドで入力地を印刷する段階、 ｂ）透明受容体上に印刷された地のヘッド長方向を横切
   って透過率対位置を測定する段階、ｃ）画素ピッチで隔
   置され且つ加熱器中心線に中心を配置された可変の幅及
   び長さの合成開口により一組の透過率値を形成する段階
   、及びｄ）熱形加熱器の各加熱器に加えられるパルスの
   数の印加をその一組の透過率値の関数として調整する段
   階、 を含んでいる熱形プリンタにおけるヘッド全域非一様性
   を補正するための方法。 ６、ａ）熱形ヘッドの各加熱素子への等しい入力を用い
   て熱形印刷ヘッドで透明媒体上に印刷を行う段階、 ｂ）各加熱素子の印刷について印刷の濃度を測定する段
   階、 ｃ）各加熱素子について所望の濃度からの測定濃度の偏
   差量を決定する段階、 ｄ）各加熱素子について決定偏差量から偏差係数を計算
   する段階、 ｅ）各加熱素子についての偏差係数を記憶する段階、及
   び ｆ）加熱素子と関連した記憶偏差係数をこの加熱素子へ
   の入力に組み合わせて補正された熱形印刷を与えるよう
   にする段階、 を含んでいる熱形印刷ヘッドの印刷の際のヘッド全域非
   一様性を補正するための方法。 ７、ａ）熱形印刷ヘッドの各加熱素子への等しい数のパ
   ルス入力を用いて熱形印刷ヘッドで媒体上に印刷を行う
   段階、 ｂ）各加熱素子の印刷について印刷の濃度を測定する段
   階、 ｃ）Ｄｉが加熱器ｉについての測定濃度であり、 Ｄａｉｍが目標濃度であり、 Ｎｉが加熱器ｉへの未補正の熱パルス数であり、Ｎｍが
   原始濃度が測定されたパルスの数であり、γが調整可能
   なパラメータである場合、 Ｃｉ＝｛（Ｄｉ−Ｄａｉｍ）／γ｝（Ｎｉ／Ｎｍ）の式
   が従って各加熱素子についてのパルス補正数を計算する
   段階、及び ｄ）■＝Ｎｉ−Ｃｉ としたとき数■で印刷を行うことによって各加熱素子の
   後続のすべての印刷を補正する段階、を含んでいる熱形
   印刷ヘッドの印刷の際のヘッド全域非一様性を補正する
   ための方法。