JPH08207341A - 記録ヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、印写速度を低下させること
なく主走査方向の濃度ムラを補正し、良好な記録画像を
得る駆動方法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、記録素子あるいは駆動用集積
回路個々の補正用データを記憶する記憶素子と、乱数を
発生する乱数発生部と、前記記憶素子に記憶された各記
録素子あるいは駆動用集積回路固有の補正用データと前
記乱数発生部の乱数とを演算する演算部と、を備え、前
記演算部から得られる演算結果を、前記各記録素子ある
いは駆動用集積回路の最終の補正用データとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、ファクシミリ、プリン
タ等の記録装置に用いられる複数の記録ヘッドの駆動方
法に関するものであり、特に、中間調記録が可能な高品
質な画像記録が可能な昇華型熱転写プリンタのサーマル
ヘッドの駆動方法に好適に利用される。

【０００２】

【従来の技術】記録素子を複数個有する記録ヘッドを用
いて記録を行う方式には、昇華型熱転写記録や溶融型熱
転写記録、電子写真方式でのＬＥＤプリンタ等がある。
熱転写記録では記録ヘッドにサーマルヘッド、ＬＥＤプ
リンタではＬＥＤヘッドが使われる。

【０００３】これらの記録ヘッドは、記録素子個々の特
性のばらつきや複数の記録素子を駆動するドライバＩＣ
個々の特性のばらつき等により、濃度ムラが生じやす
い。

【０００４】例えば、現状のサーマルヘッドの発熱抵抗
体の抵抗値には±１５％程のばらつきを有している場合
もあり、各発熱抵抗体の消費電力にばらつきが生じ、記
録画像にも濃度ムラが生じる。

【０００５】このような欠点を克服する先行技術とし
て、特公平３−３７５１２号公報は、各発熱抵抗体の抵
抗値を記憶し、この抵抗値に応じて発熱抵抗体の駆動電
流のレベル、あるいは、駆動時間を制御する方法を提案
している。

【０００６】この先行技術によれば、記録ヘッドの各発
熱抵抗体の抵抗値を記憶し、各発熱抵抗体で消費するエ
ネルギーを、該当する抵抗値に応じて制御することによ
り、記録画像の主走査方向（発熱抵抗体が並ぶ方向）の
濃度ムラを削減することが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、昇華型熱転写記録に代表される印加エネルギーに応
じて記録画素の濃度を制御可能な記録方式の場合、抵抗
値のばらつきによって生じるエネルギーのばらつきが記
録画像の濃度ムラに与える影響が高い。

【０００８】従って、このような階調を有する記録画素
を記録する記録装置において、前述したような抵抗値に
応じて各記録素子の消費エネルギーを制御し、主走査方
向の濃度ムラを無くすには、非常にきめ細かい制御が必
要となり、制御回路が複雑化したり、印写速度が遅くな
ったりする問題が生じる。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明は前記課題を解
決するために、請求項１に係る発明では、複数の記録素
子を有する記録ヘッドを用いた記録装置における記録ヘ
ッドの駆動方法であって、前記記録素子個々の補正用デ
ータを記憶する記憶素子と、乱数を発生する乱数発生部
と、前記記憶素子に記憶された各記録素子固有の補正用
データと前記乱数発生部の乱数とを演算する演算部と、
を備え、前記演算部から得られる演算結果を、前記各記
録素子の最終の補正用データとすること、を特徴とし、
また、請求項２に係る発明では、複数の記録素子を有
し、記録素子を駆動するための駆動用集積回路を複数個
搭載した記録ヘッドの駆動方法であって、前記駆動用集
積回路個々の補正用データを記憶する記憶素子と、乱数
を発生する乱数発生部と、前記記憶素子に記憶された各
駆動用集積回路固有の補正用データと前記乱数発生部の
乱数とを演算する演算部と、を備え、前記演算部から得
られる演算結果を、前記駆動用集積回路の最終の補正用
データとすることを特徴とする。

【００１０】

【実施の形態】最初に、請求項１に係る発明を、昇華型
熱転写記録に用いた実施例について図面を参照しつつ記
述する。

【００１１】まず、抵抗値のばらつきが及ぼす記録濃度
のムラについて説明する。

【００１２】図１（ａ）はサーマルヘッドの各記録素子
を形成する発熱抵抗体の抵抗値の主走査方向の分布状態
を示しており、各記録素子は白丸で表されている。この
ような抵抗値のばらつきを有するサーマルヘッドにおい
て、このヘッドの全ての発熱抵抗体に対して一定電圧の
ヘッド電圧Ｖｈ［Ｖ］を時間ｔ［ｓ］だけ与えた場合、
各発熱抵抗体Ｒｎ（ｎ＝１，２，３，．．．）でのエネ
ルギーは（Ｖｈ²／Ｒｎ）×ｔ［Ｊ］となり、図１
（ｂ）に示すようなエネルギーのばらつきが生じる。

【００１３】このような状態で印字を行うと、エネルギ
ー分布と相関が高い濃度分布を示し、主走査方向の濃度
ムラを生じる。但し、主走査方向の濃度ムラの要因はヘ
ッドの抵抗値のばらつきだけではなく、ヘッド基板の平
坦性やプラテンローラの円筒度等が寄与する圧接力のば
らつき等の影響もあるが、本実施例では省いている。

【００１４】前述したエネルギーのばらつきによる濃度
ムラを補正するには、図１（ｃ）に矢印で示すようにす
べての発熱抵抗体でのエネルギーが均一になるように、
各発熱抵抗体の通電時間を制御する必要がある。図１
（ｃ）では左端の最大エネルギーを発生する発熱抵抗体
（Ｒ1）を基準にし、他の発熱抵抗体でのエネルギーを
等しくする制御を示している。

【００１５】ここで、問題となるのが補正を行うエネル
ギーの最小単位であり、これを非常に細かくしていけ
ば、理論的に各発熱抵抗体でのエネルギーを完全に等し
くすることが可能であるが、実際には数段階〜数十段階
の幅でエネルギー制御を行うことになる。

【００１６】このような補正を行った場合のエネルギー
ばらつき低減の効果を図２に示す。図２においては図１
のグラフの縦軸を拡大してある。同図より、補正後は補
正前に比べて、エネルギーの幅が狭くなり均一な濃度の
記録が可能となることが解る。

【００１７】しかしながら、補正後のエネルギー曲線に
おいて矢印で示した部分のように、なだらかに補正され
た箇所から急にエネルギーが変化するドットが生じる。
このエネルギー変化量は補正を行わなかった場合のエネ
ルギー幅に比べると小さいものではあるが、人間の視覚
特性により均一化された濃度域に突然濃度が異なる箇所
が存在すると目立ちやすい傾向がある。すなわち、この
ようなエネルギー分布にて副走査方向の印字を続けるこ
とにより、このエネルギーの差が、記録画像ではスジ状
となって現れ好ましくない画像となる。

【００１８】従って、このエネルギー分布の形状が副走
査方向において不連続となるように、補正用データを加
工することにより、前述のようなムラが目立たなくな
る。

【００１９】具体的には図２で示した補正用データＲＤ
が、 補正データＲＤ＝｛０、１、２、３、４、５、５、６、
７、７、８、８、...｝ （但し、順序は同図の主走査方向の左端から）で、あっ
たとする。

【００２０】次に、乱数Ｘ（０≦Ｘ≦３）をドット毎に
発生させる。まず、１ライン目の乱数Ｘ1が Ｘ１＝｛０、１、１、０、１、０、３、０、２、２、
１、３、...｝ とすると、最終的な１ライン目の補正用データＲＤ１
は、上記抵抗値のばらつきを補正するための補正データ
ＲＤと乱数Ｘ１を加算したものとなり、 ＲＤ１＝｛０、２、３、３、５、５、８、６、９、９、
９、１１、...｝ となる。

【００２１】次に、２ライン目の乱数Ｘ２が Ｘ２＝｛１、３、０、２、３、３、３、３、１、２、
２、２、...｝ で、あったとすると、最終的な２ライン目の補正用デー
タＲＤ２は、補正データＲＤと乱数Ｘ２を加算したもの
となり、 ＲＤ２＝｛１、４、２、５、７、８、８、９、８、９、
１０、１０、...｝ となる。

【００２２】３ライン目も同様に乱数Ｘ３が Ｘ３＝｛２、１、２、２、１、１、３、０、３、３、
０、２、...｝ で、あったとすると、３ライン目の補正用データＲＤ３
は、 ＲＤ３＝｛２、２、４、５、５、６、８、６、１０、１
０、８、１０、...｝ となる。

【００２３】このようにして、各ライン毎に各発熱抵抗
体のムラ補正用データを作成していく。

【００２４】前記のムラ補正用データを全画像データが
等しい階調であるときに適用したとすると、１〜３ライ
ン目までのエネルギー分布は図３のようになる。各ライ
ンでのエネルギー分布は図２での補正後のものより凹凸
が激しいものの、このエネルギー分布が副走査方向に連
続しないため、結果的には濃度ムラが目立たない良好な
記録画像を得ることができる。

【００２５】次に、前述の制御を実現する回路ブロック
の例を図４に示す。

【００２６】図４において、１０１はホストコンピュー
タないしは記録装置内の画像データ用フレームメモリか
ら転送される複数ビット幅の画像データの１ライン分を
蓄える画像データ用ラインバッファである。１０２は画
像データの印字を行う発熱抵抗体の位置を現すカウンタ
で、前記ラインバッファ１０１のアドレスデータとして
利用される。

【００２７】１０３は階調数判断部で、画像データの階
調数を判断し、予め定められたビット数で表す階調レベ
ルデータを出力する。この所定のビット数とは入力され
る画像データのビット数より少なく設定し、次段に配置
されるＲＯＭの容量を減らすことを目的としている。こ
れは、ヘッドの発熱抵抗体のばらつきによるエネルギー
の不均一を補正するには、画像データの大きさによって
補正に必要なエネルギーが異なり、画像データのビット
数が大きい場合はそれ相応のＲＯＭ容量が必要となる。
しかし、実際には高い記録濃度部ではラフな補正であっ
ても濃度ムラが目立ちづらいこともあり、補正が必要な
中間濃度域を細かく補正することが好ましい。従って、
この階調数判断部１０３は該ラインバッファ１０１から
転送される画像データが、低階調域及び高階調域では数
階調単位で区切り、中間調域は細かく区切った階調レベ
ルデータを出力する。

【００２８】１０４は各発熱抵抗体の抵抗値のばらつき
を補正するための補正用データを格納する記憶素子とし
ての補正用データＲＯＭで、前記階調判断部１０３とカ
ウンタ１０２の出力値をアドレス入力とし、指定した発
熱抵抗体において指定される階調レベルでの印字の際
に、抵抗値のばらつきを補正するための補正用データを
出力する。ここで、得られる補正用データは、画像デー
タがすべて等しいとすると、毎ラインとも同じ補正値が
出力され、この補正値のみを利用した場合には、図２の
例に示したようなエネルギー分布となり、記録画像にス
ジ状の細かい濃度ムラが生じやすい。

【００２９】１０５は記録装置に装備するＣＰＵとＲＯ
Ｍ内に納めたプログラムにより、ソフト的に発生させた
１つの乱数をラッチするラッチ回路、１０６は該ラッチ
回路１０５に保持されたアドレス値をロードした後、順
次カウントアップしていくカウンタ、１０７は発熱抵抗
体の数に比べ十分に多い乱数列を保存した乱数用ＲＯＭ
で、これらラッチ１０５、カウンタ１０６及び乱数用Ｒ
ＯＭ１０７により乱数発生部が構成されている。

【００３０】このようにラッチ１０５、カウンタ１０６
及び乱数用ＲＯＭ１０７により乱数発生部を構成するの
は、各発熱抵抗体のすべてに対しての乱数を記録装置に
装備するＣＰＵとＲＯＭ内に納めたプログラムにより、
ソフト的に作成するとある程度の実行時間を要するため
である。即ち、本実施例の主走査方向の濃度ムラ補正手
段の場合、各ライン毎に各発熱抵抗体用に乱数を発生さ
せる必要があるため、現実的な印字速度の実時間内に乱
数をソフト的に発生させるのは困難である。

【００３１】従って、本実施例においては、乱数用ＲＯ
Ｍ１０７に発熱抵抗体の数に比べ十分に多い乱数列を保
存したＲＯＭを備え、各ラインの記録毎にソフト的に発
生させる１つの乱数を乱数用ＲＯＭ１０７のアドレスデ
ータとし、該アドレスに保存された乱数から該アドレス
以降発熱抵抗体数分の乱数を該当するラインにおける乱
数列としている。

【００３２】このように構成することにより、１ライン
毎に１回だけソフト的に乱数を発生させ、後はハード的
に高速に乱数を読み出してくることが可能となる。

【００３３】１０８は補正用データＲＯＭ１０４から出
力される補正用データと乱数用ＲＯＭ１０７から出力さ
れる乱数列を加算する演算部としての加算器で、この加
算出力が発熱抵抗体に対する最終的なムラ補正用データ
として出力される。

【００３４】而して、このように作成されたムラ補正用
データと該ラインバッファ１０１から得られる画像デー
タをもとにして、サーマルヘッドを駆動した際の駆動波
形を図５に示す。一つの画素を記録する時の通電は、ム
ラ補正用データに応じて通電する期間と、画像データに
応じて通電する期間から構成されている。同図におい
て、ムラ補正用データは”５”の時を示している。

【００３５】以上の実施例は多階調記録を実現する昇華
型熱転写記録について詳述したが、記録方式はこれに限
るものでない。また、溶融型熱転写記録やＬＥＤプリン
タのような２値記録においても前述した実施例を若干変
更すれば適用可能である。すなわち、２値記録の場合は
画像データのビット深さは１ビットであるため、図４に
示したブロック図における階調判断部１０３が不要とな
る。

【００３６】次に、請求項２に係る発明をＬＥＤプリン
タに適用した実施例について図面を参照しつつ記述す
る。この実施例では記録素子個々の濃度むらを補正する
ものでなく、１駆動用集積回路に接続された複数の記録
素子毎に補正を行い、駆動用集積回路毎の濃度むらを補
正することを目的としている。図６に本発明のヘッド駆
動部のブロック図、図７にタイミングチャートを示す。

【００３７】本実施例は解像度３００dpiでＡ４幅のＬ
ＥＤヘッド２００を用いており、前記ＬＥＤヘッド２０
０には６４ビットの駆動用集積回路ＤＩＣ１〜ＤＩＣ４
０が４０個搭載され、計２５６０個のＬＥＤチップを備
える。ＬＥＤヘッド２００への信号は、シリアル入力さ
れる印字用データ（ＨＤＡＴＡ）、データの転送時の同
期用ヘッドクロック（ＨＣＬＫ）、転送したデータをヘ
ッド内部のラッチ回路に保持させるラッチ信号（＿ＬＡ
ＴＣＨ）と、駆動用集積回路ＤＩＣ１〜ＤＩＣ４０個々
の出力イネーブル信号に相当するストローブ信号（＿Ｓ
ＴＲ１〜＿ＳＴＲ４０）がある。また、むら補正部２０
１の入力・出力信号は、ＬＥＤヘッド２００に搭載され
る駆動用集積回路ＤＩＣ１〜ＤＩＣ４０個々の特性を補
正するための補正データ（複数ビット）、補正データの
転送に先立ち補正部へ与えるリセット信号（＿Ｒ）、補
正データの転送をフリップフロップＦＦ１ａ〜ＦＦ４０
ａに保持させるために印字用データと同期して与えるク
ロック信号（ＲＣＬＫ）、システムクロック（ＣＬＫ）
と印字の指示を与えるストローブ信号（＿ＳＴＲ）があ
る。

【００３８】このヘッド駆動部の動作を図６及び図７を
参照して説明する。

【００３９】ＬＥＤヘッド２００への印字用データ（Ｈ
ＤＡＴＡ）転送に先立ち、むら補正部２０１へ補正用デ
ータ（ＲＤ１〜ＲＤ４０）を転送する。まず、リセット
信号（＿Ｒ）をアクティブにすることによって、フリッ
プフロップＦＦ０ｂの出力端子＿ＱがＨとなり、その
後、補正データ（ＲＤ１〜ＲＤ４０）に同期して与えら
れるクロック信号（ＲＣＬＫ）により、順次フリップフ
ロップＦＦ１ｂのＱ端子がＨ、ＦＦ２ｂのＱ端子がＨ、
・・・・となり、これらの信号はフリップフロップＦＦ
１ａ〜ＦＦ４０ａのクロック端子（ＣＫ）に接続されて
いるため、最初に転送した補正データＲＤ１はフリップ
フロップＦＦ１ａに保持され、同様に、ＲＤ２はＦＦ２
ａに、・・・、ＲＤ４０はＦＦ４０ａに各々保持され
る。 前記補正データ（ＲＤ１〜ＲＤ４０）は記録装置
の記憶素子（例えば，ＲＯＭ）内に予め記憶されている
駆動用集積回路ＤＩＣ１〜ＤＩＣ４０の特性を補正する
ための基本補正データ（ＲＩＣ１〜ＲＩＣ４０）と乱数
発生部から発生させた４０個の乱数（ＲＮＤ１〜ＲＮＤ
４０）を加えたものである。例えば、駆動用集積回路１
ＤＩＣ１の最終的な補正データＲＤ１は、次式により求
める。

【００４０】ＲＤ１＝ＲＩＣ１＋ＲＮＤ１ このようにして、最終補正データＲＤ１〜ＲＤ４０を導
出する。

【００４１】また、４０個の乱数は印字ライン毎に発生
させるため、ライン毎の乱数は同一となることはない。

【００４２】この実施例では乱数の発生及び前記最終補
正データ（ＲＤ１〜ＲＤ４０）の演算は記録装置のＣＰ
Ｕにてソフト的に行っている。

【００４３】この最終補正データ（ＲＤ１〜ＲＤ４０）
の転送が終了した後は、通常のＬＥＤヘッド２００の駆
動の通り、ヘッドクロック（ＨＣＬＫ）に同期させ印字
用データ（ＨＤＡＴＡ）を転送し、２５６０個分のデー
タ転送が終了した時点で、ラッチ信号（＿ＬＡＴＣＨ）
によりＬＥＤヘッド２００内のラッチ回路に印字用デー
タを保持させる。続いて、ＬＥＤの点灯許可であるスト
ローブ信号（＿ＳＴＲ）をむら補正部２０１に与える。
むら補正部２０１においては前記ストローブ信号（＿Ｓ
ＴＲ）の立ち上がりエッジにて、既に転送済みの補正デ
ータ（ＲＤ１〜ＲＤ４０）をカウンタＣＵＮＴ１〜ＣＵ
ＮＴ４０にて各々デクリメントしていき、データの補正
に相応する時間だけ”Ｌ”を出力する（＿ＳＴＲ１ａ〜
＿ＳＴＢ４０ａ）。むら補正部２０１から出力されるス
トローブ信号（＿ＳＴＢ１〜＿ＳＴＢ４０）は前記スト
ローブ信号（＿ＳＴＢ）と＿ＳＴＢ１ａ〜＿ＳＴＢ４０
ａがＡＮＤされ、ＬＥＤヘッド２００に与える。

【００４４】このような構成とすることにより、駆動用
集積回路ＤＩＣ１〜ＤＩＣ４０毎の特性を補正するため
の補正データは印字ライン毎に同一とならず、補正デー
タ（ＲＤ１〜ＲＤ４０）をきめ細かく設定しなくとも最
終的に出力される印写物は視覚的にむらが目立ちづらい
ものが得られる。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
同一の記録素子、あるいは、同一の駆動用集積回路であ
っても最終的な補正データは記録動作毎で同一とならな
いので、きめ細かなエネルギー制御をしなくとも、主走
査方向の濃度ムラを目立たなくすることが可能となり、
印写速度を低下させることなく良好な記録画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発熱抵抗体の抵抗値のばらつきが及ぼす影響を
説明するための説明図である。

【図２】従来の補正方法を説明する説明図である。

【図３】本発明の第１の駆動方法による補正後の状態を
説明する説明図である。

【図４】本発明の第１の駆動方法を実現するブロック図
である。

【図５】本発明の第１の駆動方法によるヘッド駆動波形
を説明する波形図である。

【図６】本発明の第２の駆動方法を実現するブロック図
である。

【図７】本発明の第２の駆動方法のタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１０１：ラインバッファ １０４：補正用データＲＯＭ １０７：乱数用ＲＡＭ １０８：加算器 ２００：ＬＥＤヘッド ２０１：むら補正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/455

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の記録素子を有する記録ヘッドを用
   いた記録装置における記録ヘッドの駆動方法であって、 前記記録素子個々の補正用データを記憶する記憶素子
   と、 乱数を発生する乱数発生部と、 前記記憶素子に記憶された各記録素子固有の補正用デー
   タと前記乱数発生部の乱数とを演算する演算部と、を備
   え、 前記演算部から得られる演算結果を、前記各記録素子の
   最終の補正用データとすることを特徴とする記録ヘッド
   の駆動方法。
2. 【請求項２】 複数の記録素子を有し、記録素子を駆動
   するための駆動用集積回路を複数個搭載した記録ヘッド
   の駆動方法であって、 前記駆動用集積回路個々の補正用データを記憶する記憶
   素子と、乱数を発生する乱数発生部と、 前記記憶素子に記憶された各駆動用集積回路固有の補正
   用データと前記乱数発生部の乱数とを演算する演算部
   と、を備え、 前記演算部から得られる演算結果を、前記駆動用集積回
   路の最終の補正用データとすることを特徴とする記録ヘ
   ッドの駆動方法。