JPH085205B2 - 中間調記録方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、感熱記録や熱転写記録のための中間調記
録方式に関するものであり、特に、記録用のサーマルヘ
ッドの記録濃度の制御に関するものである。

〔従来の技術〕

熱転写記録装置や感熱記録装置は、その構成が比較的
簡単であることから、プリンタや複写機、あるいはフア
クシミリ等の記録手段として広く使用されている。

熱転写記録装置の中で、中間調を記録するために、例
えば昇華型インクシートを用いた方法がある。この方法
は、サーマルヘツドを構成する発熱抵抗体の加熱量に応
じて染料インクが昇華させられて、この染料インクが記
録紙に転写され、画像記録がなされるものであり、発熱
抵抗体に印加される通電パルスの個数あるいはパルス幅
により加熱量が制御される。

昇華型インクシートを用いた熱転写記録装置は、上述
したように簡単な制御方法により良好な中間調記録が行
なわれるが、しかしながら各階調レベルの記録濃度を決
定する主要因がサーマルヘツドの発熱抵抗体の温度であ
るために、サーマルヘツドの蓄熱や環境温度の変化等に
起因する温度の変動が記録濃度に大きな影響を与えて、
各階調レベルの記録濃度が忠実に記録されないという問
題点があつた。このために、従来種々の補正方法が提案
されている。

第６図および第７図は、例えば特開昭60−9271号公報
に示された従来の中間調記録方式におけるサーマルヘツ
ドの発熱抵抗体に印加する通電パルスの波形を示す波形
図、および発熱抵抗体の温度と通電パルスのパルス幅の
関係を示す特性図である。第６図において、t_Wはサーマ
ルヘツドに印加する通電パルスのパルス幅、t_Pは通電パ
ルスの繰り返し周期、Ｎはパルス数を示している。ま
た、第７図において、横軸は発熱抵抗体の温度、縦軸は
通電パルスのパルス幅t_Wを示している。

次に、上述した従来例の動作を第６図および第７図を
参照しながら説明する。

まず、各階調レベルの記録濃度に対応して、パルス数
Ｎが予め設定される。例えば第６図に示す通電パルス
は、所定の階調レベルの記録濃度に対応して３個のパル
ス（Ｎ＝３）が設定された場合である。

ところが、同一階調レベルを得るためにパルス数Ｎを
同じにしても、蓄熱等の影響により記録濃度が変動する
ので、同一階調レベルの記録濃度が変動してしまう。

そこで、温度等の変動に対して、サーミスタ等の温度
検出素子を用いて温度を検出し、１ライン毎にその検出
温度を参照して、第７図に示すような特性で、通電パル
スのパルス幅t_Wを制御し、同一のパルス数Ｎで発熱抵抗
体に通電パルスを与え、同一の記録濃度が得られるよう
に補正していた。

［発明が解決しようとする課題〕 上述したような従来の中間調記録方式では、サーミス
タ等の時定数は数秒程度であり、数十μｓ〜数mSの時定
数で変化するサーマルヘツドの発熱温度を正確に制御す
ることは不可能であるため、サーミスタ等により温度検
出を行つて通電パルスを補整しても充分な補整が行えな
かつた。

特に、一記録画像内に階調レベルの高い画素が多い時
には、サーマルヘツドを構成する発熱抵抗体の蓄熱現象
の影響は大きく、記録開始時と記録終了時では、同一階
調レベルに対する記録濃度が数十階調レベル分も変化
し、各階調レベル毎の記録濃度を忠実に再現できないと
いう問題点があつた。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされ
たもので、サーマルヘツドの蓄熱現象に起因する同一階
調レベルの記録濃度の変動の発生を防止し、均一な記録
濃度を得ることができる中間調記録方式を得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る中間調記録方式は、複数の発熱抵抗体
からなるサーマルヘッドと、上記各発熱抵抗体に対応し
て入力される階調レベル信号に基づく蓄熱指数を、一括
駆動する所定数の発熱抵抗体に関して最初の記録開始か
ら次の記録直前まで累積していく蓄熱指数カウント手段
と、この蓄熱指数カウント手段により記録直前に出力さ
れる累積蓄熱指数に基づき、上記所定数の発熱抵抗体夫
々に供給する印加エネルギー量の基準となるオフセット
値を設定する設定手段と、上記階調レベル信号が１階調
目の場合は、上記設定手段により設定されたオフセット
値に基づいて印加エネルギー量を決定し、上記階調レベ
ル信号が２階調目以上の場合は、各階調レベル信号毎に
予め決められた所定の印加エネルギー量と上記１階調目
の印加エネルギー量とに基づいて印加エネルギー量を決
定し、この決定された量の印加エネルギーを各発熱抵抗
体に供給する供給手段とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、蓄熱指数カウント手段により、
各発熱抵抗体に対応して入力される階調レベル信号に基
づく蓄熱指数が、一括駆動する所定数の発熱抵抗体に関
して最初の記録開始から次の記録直前まで累積されるこ
とにより、上記所定数の発熱抵抗体における各時点の蓄
熱状態を示す累積蓄熱指数が求められ、設定手段によ
り、上記蓄熱指数カウント手段が記録直前に出力する累
積蓄熱指数に基づいて、上記所定数の発熱抵抗体夫々に
供給する印加エネルギー量の基準となるオフセット値に
制定され、供給手段により、上記階調レベル信号が１階
調目の場合は、上記設定手段により設定されたオフセッ
ト値に基づいて印加エネルギー量が決定され、上記階調
レベル信号が２階調目以上の場合は、各階調レベル信号
毎に予め決められた所定の印加エネルギー量と上記１階
調目の印加エネルギー量とに基づいて印加エネルギー量
が決定され、この決定された量の印加エネルギーが各発
熱抵抗体に供給されるので、一括駆動する発熱抵抗体の
同一階調レベルに対する加熱量が一定になる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク図であ
り、（１）は例えば６ビツト構成の階調レベル信号Ｓが
入力される入力端子、（２）は入力端子（１）からの階
調レベル信号Ｓに基づき、サーマルヘツド（３）を構成
する各発熱抵抗体へ供給する印加エネルギーの量、例え
ば通電パルスのパルス数を求め、その結果に基づく印加
エネルギーを各発熱抵抗体へ供給する供給手段としての
パルス発生手段、（４）は上記入力端子（１）からの階
調レベル信号Ｓを判定し、これに対応した蓄熱指数を出
力する階調レベル信号判定手段である。ここに、蓄熱指
数とは、ある１ドツトを記録したときにサーマルヘツド
を構成する発熱抵抗体に残留する不要な熱量を指示する
値であつて、この値は、適当な熱計算または記録動作の
実験に基づいて求められるものである。（５）は上記階
調レベル判定手段（４）からの各ドツトに対応した蓄熱
指数を、一括駆動する所定数の発熱抵抗体、例えば１ラ
イン分の発熱抵抗体全てに関して最初の記録開始時点か
ら最後の記録終了時点まで累積していき、その途中、例
えば各ラインの記録動作の直前となる毎にその累積結果
を例えば４ビツト構成の累積蓄熱指数信号として上記パ
ルス発生手段（２）に逐次出力する蓄熱指数カウント手
段である。そして、パルス発生手段（２）においては、
この蓄熱指数カウント手段（５）から逐次出力される累
積蓄熱指数信号に基づき、各発熱抵抗体に供給する印加
エネルギー量を求める基準となるオフセツト値を設定
し、その設定値に基づいて次に記録を行うラインの各ド
ツトの階調レベル信号に応じた印加エネルギー量、例え
ば通電パルスのパルス数を求め、サーマルヘツド（３）
の各発熱抵抗体に供給する。

ここで、第２図は階調レベルが64段階あるときに、何
ら補正を行わない場合の、連続記録ライン数に対する記
録濃度の変化を示す特性図であり、各曲線（６）〜
（９）は以下の場合を示す。

曲線（６）：前ドツトを階調レベル８で記録した場合 曲線（７）：前ドツトを階調レベル16で記録した場合 曲線（８）：前ドツトを階調レベル32で記録した場合 曲線（９）：前ドツトを階調レベル64で記録した場合 この第２図からわかるように、まず、階調レベルが８
である場合には、曲線（６）で示されるように、連続記
録ライン数を増加しても記録濃度には変化が生じない。
ここで示されていることは、サーマルヘツドを構成する
発熱抵抗体が低い階調レベルであるために低い発熱量で
発熱されており、その蓄熱量が殆ど０に等しいので階調
レベルどおりの記録濃度となるということである。

次に、階調レベルが16である場合には、曲線（７）で
示されるように、連続記録ライン数の増加に応じて記録
濃度に多少の変化が生じる。

また、階調レベルが32である場合には、曲線（８）で
示されるように、連続記録ライン数の増加に応じて記録
濃度に相当の変化が生じる。これは、サーマルヘツドを
構成する発熱抵抗体における蓄熱量が相当に大きくなつ
ているためである。

更に、階調レベルが64である場合には、曲線（９）で
示されるように、印字ライン数の増加に応じて、サーマ
ルヘツドを構成する発熱抵抗体における蓄熱量増大の程
度が著しくなり、その結果として同一階調レベルに対す
る記録濃度が更に大幅に上昇する。

上記のように記録ライン数が増加するとサーマルヘツ
ドの蓄熱量が増加するので、この蓄熱量に応じて各発熱
抵抗体へ供給する印加エネルギー量を補正するようにし
て求め、その印加エネルギー量で記録を行えば、一定の
記録濃度が得られる。

このような適切な印加エネルギー量を設定する場合の
詳細を以下に説明するが、まず蓄熱量を考慮しない場合
の、階調レベルに対する印加エネルギー量の設定につい
て述べる、通常１ドツトの記録のためには通電パルスの
電圧印加時間の合計にして数百nsec〜数msecの通電が必
要であるが、ここではその電圧印加時間の制御を短時間
の通電パルスのパルス数を制御することによつて行うパ
ルス数制御について説明する。このパルス数制御は数ns
ec〜数十μsecの範囲にある一定のパルス幅t_Wを有する
通電パルスのパルス数を変えて、電圧が印加されている
時間の合計を制御するものである。例えば、パルス幅t_W
の通電パルスを繰り返し周期t_Pで発熱抵抗体に加えたと
きの、発熱抵抗体の温度変化の一例を第３図に示す。こ
の場合、繰返し周期t_Pを一定にしてパルス幅を変える
か、パルス幅t_Wを一定にして繰返し周期t_Pを変えるかに
より温度上昇の特性は異なる。この発熱抵抗体温度に応
じて記録濃度は変化するものであり、パルス数と記録濃
度の関係がほぼ一次関数の関係となるようにパルス幅t_W
と繰返し周期t_Pを選ぶと、階調レベルに対応した記録濃
度を得るためのパルス数を容易えに求めることができ
る。ところが実際には、パルス数と記録濃度の関係を直
線とすることはできず、第４図に示すように記録濃度の
低い部分と高い部分は傾きがゆるやかとなつて一次関数
的に記録濃度とパルス数の関係を決定することはできな
い。そこで記録濃度（階調レベル）を均一に区切り、そ
れぞれ区切られた区間（階調）に対応したレベル数を設
定しておき、各区間に対応して設定されたパルス数を１
階調目から、必要とする階調まで合計することにより求
めるようにする。例えば第４図に示す例においては、１
階調目には20パルス、２階調目には10パルスが設定され
ており、この２階調目の濃度を得るためには１階調目の
20パルスにその10パルスを加えた30パルス、同様に３階
調目の濃度を得るためにはこの30パルスに、３階調目に
設定された８パルスを加えた38パルスというようにして
パルス数が求められる。このようなパルス設定を行うだ
けでは、上記のような発熱抵抗体の蓄熱の影響で記録濃
度がバラついてしまう。そこで上記第１図に示したよう
に横成し、蓄熱により記録濃度が変わらないようにパル
ス数を設定する。

次にこの第１図の実施例の動作について説明する。い
ま各ドツトの階調レベル１〜64のいずれかに対応する階
調レベル信号が、入力端子（１）に順次入力されている
ものとする。この信号は階調レベル信号判定手段（４）
に入力され、これから、該当する１ドツトを記録すると
きの蓄熱量の程度を示す蓄熱指数が求められる。

蓄熱指数カウント手段（５）においては、前段の階調
レベル信号判定手段（４）から出力された蓄熱指数を、
記録開始時点から全ての発熱抵抗体について順次累積し
ていくとともに、各１ライン分の蓄熱指数の累積が終了
する毎に、その時点までの累積蓄熱指数を逐次パルス発
生手段（２）に出力する。階調レベル信号の入力に応じ
てサーマルヘツド（３）による記録が行われるので、こ
の累積蓄積指数は各ラインの記録開始の直前に逐次出力
されるものであり、その値はそれまでの記録によるサー
マルヘツド（３）の蓄熱状態、即ちそれぞれ各ラインの
記録を実行する時点のサーマルヘツド（３）の全体的な
蓄熱状態を示す指標となるものである。

そして、パルス発生手段（２）は次に記録する１ライ
ンに関し、この累積蓄熱指数に基づいて各発熱抵抗体へ
供給する印加エネルギー量、例えば通電パルスのパルス
数のオフセツト値を求める。例えば第４図に示した上述
のような、階調レベルに対するパルス数の設定のしかた
においては、このオフセツト値として１階調目の区間に
対応して設定されたパルス数が相当し、この１階調目の
パルス数を上記累積蓄熱指数に応じて設定する。そし
て、この１階調目のパルス数を用いながら、入力された
階調レベル信号に応じたパルス数を求め、そのパルス数
の通電パルスを各発熱抵抗体に供給して記録を行う。上
述のように１階調目の区間についてはサーマルヘツド
（３）の蓄熱状態に応じて適切なパルス数が与えられて
おり、また、それ以上の階調レベルについてはこの１階
調目のパルス数に所定のパルス数を加えて求めるので、
その場合も蓄熱状態に応じたパルス数となり、いずれに
おいても記録濃度の変動を抑えることができる。第５図
はパルス数制御を行つた場合の通電パルスの波形図であ
り、（10）は蓄熱状態を考慮しない場合、（11）はこの
実施例により１階調目のパルス数を最適化した場合を示
すものである。波形（10）の場合には蓄熱量が多いため
要求する階調レベルの記録濃度よりも高い濃度で記録さ
れてしまうのに対し、波形（11）のように余分な蓄熱量
の分だけパルス数を減らすようにして最適化することに
より要求する記録濃度が一定に得られる。

サーマルヘツド（３）の蓄熱量に対応して変更する対
象を印加エネルギーのオフセツト値、即ち１階調目のパ
ルス数のみとしているが、第５図に示したように、記録
濃度の低い部分特に１階調目では傾きがゆるやかであ
り、この１階調目の記録濃度が得るために必要なパルス
数が比較的多いため、変化できる範囲が広く、その範囲
の広さが全ての階調レベルに対する記録濃度の補正に十
分有効であることから、蓄熱状態に応じて１階調目のパ
ルス数のみ変更すれば十分であり、サーマルヘツド
（３）の蓄熱量に応じて各階調毎のパルス数を変更する
ような場合に比べ容易に適切な印加エネルギーの設定が
行える。

なお、上記実施例においては、オフセツト値として１
階調目のパルス数を相当させたが、このオフセツト値を
０階調目のパルス数として相当させ、これに基づき、１
階調目を含む他の階調のパルス数を求めるようにしても
同様の効果がある。

また、上記実施例においては、通電用パルスの個数を
補正することにより、サーマルヘツド（３）の蓄熱量の
変化に対する補正を行う場合について説明したけれど
も、これに限らず、例えば、通電用パルスのパルス幅を
補正することによる対応でも、同様な効果を奏すること
ができる。更に、上記実施例においては、サーマルヘツ
ド（３）の蓄熱に対する補正がなされるものとして説明
したけれども、これ以外に、例えば、より広い環境温度
に関する補正機能を付加することで、その精度を向上さ
せることができる。

また、上記実施例においては、蓄熱指数の累積はサー
マルヘツド（３）の発熱抵抗体全てをひとまとめして行
い、各ライン毎に累積蓄熱指数を出力するものについて
説明したけれども、これに限らず、例えば複数ラインの
累積を行う毎に累積蓄熱指数を出力するようにしたり、
あるいは１本のラインを複数の所定の区分に分割し、各
区分毎に蓄熱指数の累積を行い、その結果に基づいて各
区分毎の蓄熱状態に応じた印加エネルギー量を求めるよ
うにしてもよく、この後者の場合、よりきめ細かい記録
濃度の制御が行える。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、一括駆動する所定数
の発熱抵抗体に関して最初の記録開始から次の記録直前
まで累積した累積蓄熱指数に基づいて、上記所定数の発
熱抵抗体夫々に供給する印加エネルギー量の基準となる
オフセット値を設定し、階調レベル信号が１階調目の場
合は、上記設定したオフセット値に基づいて印加エネル
ギー量を決定し、階調レベル信号が２階調目以上の場合
は、各階調レベル信号毎に予め決められた所定の印加エ
ネルギー量と上記１階調目の印加エネルギー量とに基づ
いて印加エネルギー量を決定し、この決定された量の印
加エネルギーを各発熱抵抗体に供給するので、発熱抵抗
体の蓄熱状態の影響を除去するようにして各階調レベル
毎に同一量の印加エネルギーが決定されるため、少ない
演算量により、一括駆動する発熱抵抗体の同一階調レベ
ルに対する加熱量を一定とすることができ、常に安定し
た記録濃度で記録を行うことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、第２図
は補正を行わない場合の連続記録ライン数に対する記録
濃度の特性図、第３図は通電パルス数に対する発熱抵抗
体の温度を示す特性図、第４図は通電パルス数に対する
記録濃度の特性図、第５図はパルス数制御を行つた場合
の通電パルスの波形図、第６図は中間調記録方式の動作
を説明するための通電パルスの波形図、第７図は従来の
中間調記録方式における発熱抵抗体の温度に対して制御
される通電パルスのパルス幅を示す特性図である。 図において（２）はパルス発生手段、（３）はサーマル
ヘツド、（４）は階調レベル信号判定手段、（５）は蓄
熱指数カウント手段である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の発熱抵抗体からなるサーマルヘッ
   ド、上記各発熱抵抗体に対応して入力される階調レベル
   信号に基づく蓄熱指数を、一括駆動する所定数の発熱抵
   抗体に関して最初の記録開始から次の記録直前まで累積
   していく蓄熱指数カウント手段、この蓄熱指数カウント
   手段により記録直前に出力される累積蓄熱指数に基づ
   き、上記所定数の発熱抵抗体夫々に供給する印加エネル
   ギー量の基準となるオフセット値を設定する設定手段、
   上記階調レベル信号が１階調目の場合は、上記設定手段
   により設定されたオフセット値に基づいて印加エネルギ
   ー量を決定し、上記階調レベル信号が２階調目以上の場
   合は、各階調レベル信号毎に予め決められた所定の印加
   エネルギー量と上記１階調目の印加エネルギー量とに基
   づいて印加エネルギー量を決定し、この決定された量の
   印加エネルギーを各発熱抵抗体に供給する供給手段を備
   えたことを特徴とする中間調記録方式。