JPS62256576A - 感熱記録装置 - 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」 本発明はサーマルヘッド等の記録ヘッドを用いて熱的な
記録を行う感熱記録装置に係わり、詳細には、一度に通
電制御する発熱要素の数の変動による記録濃度のバラツ
キを補正し、良好な中間調記録を実現することのできる
感熱記録装置に関する。

「従来の技術」 感熱記録紙や転写型感熱記録媒体を用いて熱的な記録を
行う記録装置は、ファクシミリやプリンタ等に広く用い
られている。通常このような記録装置では、発熱要素が
一列に配置されたサーマルヘッドを記録ヘッドとして用
いている。サーマルヘッドは記録のために熱エネルギを
発生するので、このエネルギに起因する画質劣化の問題
がある。

画質劣化の主な要因の一つに、いわゆる黒比率による電
圧ドロップが存在する。

この明細書で黒比率とは、一度に通電制御を行う発熱要
素の全数に対する現実に通電を行う発熱要素の数の比を
いう。白黒記録の場合には、黒の印字ドツトの割合がそ
れであり、多色記録あるいはカラー記録の場合には、そ
れぞれの記録色における印字ドツトの割合ということに
なる。

「発明が解決しようとする問題点」 黒比率が変動すれば、電源自体の電圧低下や電源ライン
に流れる電流の増大による電圧低下が発生する。従って
、これに対してなんらの補償も行わないと、黒比率が増
大するほど単位時間当たりの発熱要素の発熱量が低下し
、記録濃度がこれに応じて低下してしまうことになる。

従って所望の階調を忠実に再現させることができなくな
る。特にカラー記録を行う装置では、複数の記録色を用
いて微妙な色合いを出す必要があるので、同一の記録部
位について黒比率が記録色ごとに異なると、これらの部
位における記録色が重ね合わされた後の記録濃度が変動
するばかりでなく、色バランスが崩れ、記録面の品位を
低下させることになってしまう。

そこで本発明の目的は、階調記録を行うことできる感熱
記録装置で、黒比率の変動にも係わらず階調を安定して
表現させることのできる感熱記録装置を提供することに
ある。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、印字ヘッドを構成するそれぞれの発熱要素に
対する通電時間を多段階に設定することによりこれらの
発熱量を制御し、これによってこれらの発熱要素に対応
した画素ごとに多段階の階調表現を可能とした感熱記録
方式に適用されるものであり、■一度に記録動作を行う
ことのできる画素分の画情報を１記録部位の画情報とし
て記憶する画情報記憶手段と、■１記記録部の画情報を
構成する個々の画素分の画情報についてそれらの表わし
ている階調レベルを基準となる基準階調レベルと比較す
る階調レベル比較手段と、■階調レベル比較手段の比較
結果から前記した基準階調レベルを越えるレベルの画素
数を計数する計数手段と、■この計数手段の計数結果に
応じて前記した画情報記憶手段に記憶されている画情報
の表わしている階調レベルの補正を行う階調レベル補正
手段とを感熱記録装置に具備させる。

そして、計数手段の計数結果に応じた階調レベルの補正
を行うことで、電圧低下による階調再現の誤差をなくす
。

ここで階調レベル比較手段は、その基準階調レベルが調
整可能となっていてもよい。また階調レベル補正手段は
計数手段の計数結果と印字ヘッドの基板温度を表わした
温度情報とから階調レベルの補正を行うことで、より正
確な階調補正が可能となる。

階調レベル補正手段は画情報の表わしている階調レベル
を印字側のそれに合わせるような階調変換補正情報を備
えたものであってもよいし、画情報の表わしている階調
を印字側の特性に応じて補正するガンマ補正情報を備え
たのであてもよい。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例における感熱記録装置の要部
を表わしたものである。この感熱記録装置で使用される
サーマルへラド１は、この図には示していないが、１本
の厚膜型の発熱抵抗体を基板上に形成したものである。

この発熱抵抗体に櫛歯状に接続されている多数のリード
電極を適宜選択してパルス状の電圧を印加することによ
り、これらのリード電極によって区分けされた発熱体部
分（発熱要素）が選択的に通電され、発熱制御が行われ
るようになっている。

この感熱記録装置では、サーマルヘッド１に熱昇華性の
インクドナーフィルム（熱記録媒体）２を摺接させるよ
うになっており、これに重ね合わされた記録用紙（普通
紙）３に対してインクの転移を行わせ、画情報を形成さ
せる。熱昇華性のインクドナーフィルム２では、発熱要
素に印加されるエネルギに応じてインクの転移量を連続
的に変えることができるので、画素ごとに多段階の階調
表現が可能となる。

本実施例では、それぞれの発熱要素に印加する印加パル
スの時間幅（パルス幅）を変調することにより発熱要素
単位でエネルギの制御を行い階調を表現する。パルス幅
変調回路４はこのための回路である。

パルス幅変調回路４の前段に配置された変換テーブル５
は、この感熱記録装置に供給される画情報についてこれ
らの階調を（ｉ）画素ごとに、また（　ｉｉ　）黒比率
に応じて補正するためのものである。変換テーブル５は
ＲＯＭ　（リード・オンリ・メモリ）によって構成され
ており、上位アドレス情報６と下位アドレス情報７０組
み合わされたアドレス情報によって階調の補正された画
像信号３を出力するようになっている。

ここで、上位アドレス情報６は、制御信号発生回路９の
制御のもとてメモリ１１から読み出される画像信号であ
る。メモリ１１はＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモ
リ）で構成されており、画像信号発生部１２から出力さ
れる画像信号１３を格納し、サーマルヘッド１で同時に
記録の行われる量だけ順次読み出すメモリ素子である。

一方、下位アドレス情報７は複数個の比較器１５−１〜
１５−Ｎの比較出力としてのＮビットのパラレルデータ
で構成されている。これらの比較器１５−１〜１５−Ｎ
には、カウンタ１６の計数した印字ドツト数を表わす黒
比率比較用情報１７が入力される。ここでカウンタ１６
は、比較データレジスタ１８によって設定された比較値
１９をメモリ１１から読み出された画像信号６と比較器
２１で比較し、その比較結果２２について、比較値１９
以上の階調のものを画素ごとに計数したものである。

すなわち、比較器２１はメモリ１１から読み出された１
記録単位の画像信号６についてそれらの階調レベルを比
較値１９で画素ごとに比較する。

そしてこの閾値を越える階調の画素についてＨ（ハイ）
レベルの比較結果２２を出力する。カウンタ１６は比較
器２１から出力される画素ごとの比較結果２２に同期゛
して制御信号発生回路９から供給されるクロック信号２
４によってこれを計数する。従って黒比率比較用情報１
７は、１記録単位の画像信号６における前記した閾値を
越える画素の総数ということになる。

同図での比較器１５−１〜１５−Ｎのうち、第１の比較
器１５−１は、この黒比率比較用情報１７を１記録単位
の全画素の例えば１０％に相当する画素数と比較する。

そしてこの画素数以上であれば、Ｎビットの下位アドレ
ス情報７のＬＳＢを“１″に設定する。これ以外の場合
には、ＬＳＢは“０”に設定される。第２の比較器１５
−２は、黒比率比較用情報１７を１記録単位の全画素の
例えば２５％に相当する画素数と比較する。そしてこの
画素数以上であれば、Ｎビットの下位アドレス情報７の
第２のビットを“１″′に設定する。これ以外の場合に
は、第２のビットは“０”に設定される。以下同様にし
て第Ｎの比較器１５−Ｎまでの比較結果がＮビットの下
位アドレス情報７として出力されることになる。

以上説明した感熱記録装置についてその具体的内容を次
に説明する。

本実施例ではＮが３であり、３個の比較器１５−１〜１
５−３が使用されるものとする。第１の比較器１５−１
が黒比率について２５％以下であるかどうかの比較を行
い、第２の比較器１５−２が２５％よりも大きく５０％
よりも小さいかどうかの比較を行い、第３の比較器１５
−３が５０％以上であるかどうかの比較を行うものとす
る。

第２図はこの場合における変換テーブル５の内容を表わ
したものである。この図で横軸は、画像信号６の入力階
調、例えば２５６段階の階調を表わしている。縦軸は階
調の補正された画像信号８すなわち２５６段階の出力階
調を表わしている。

同図で３つの実線２７〜２９は下位アドレス情報７の内
容を表わしており、このうち実線２７は黒比率が５０％
以上のものを、また実線２８は２５％よりも大きく５０
％よりも小さいものを、更に実線２９は２５％以下のも
のをそれぞれ表わしている。すなわち、本発明では黒比
率が大きいほどこれによる電圧降下を補償するために、
みかけ上の階調を増加させるようになっている。

第３図は、変換テーブルの構成を表わしたものである。

変換テーブル５は、上位アドレス情報６と３段階の下位
アドレス情報７によって補正された階調の画像信号を検
索するようになっている。

変換テーブル５から出力された画像信号８はパルス幅変
調回路４に入力され、階調に応じたパルス幅に変換され
る。具体的には、１ラスタ分の印加パルスを複数の単位
パルスで構成し、発熱要素ごとにこの単位パルスの個数
を調整することでそれぞれの階調を表現することになる
。なお、平均的な黒比率に対するそれぞれの階調の設定
は、サーマルヘッド１に印加する印加パルスの電圧を調
整することによって行うことができる。

第４図は、このような制御を行うサーマルヘッドの構成
の一例を表わしたものであり、第５図はこのサーマルヘ
ッドの動作を説明するためのものである。第４図に示す
ように、サーマルヘッド１には系統別に用意されたｎ個
のシフトレジスタ３１−１〜３１−ｎが配置されており
、第１図に示した制御信号発生部１８から選択データ３
２が系統別に供給されるようになっている。シフトレジ
スタ３１−１〜３ｌ−ｎ−＼は同じく制御信号発生回路
９からクロック信号３３Ａ（第５図ｂ）が供給されるよ
うになっており、これに同期して１ビツトずつ２値画像
信号２１（第５図ａ）が入力される。このようにしてサ
ーマルヘッド１の発熱要素３５の総数ｍｘｎを系統の数
ｎで割った数だけの２値画像信号２１がそれぞれのシフ
トレジスタ３１−１〜３１−ｎにセットされると、これ
らがシリアル−パラレル変換され、ラッチ・ドライバ３
６に供給される。

ラッチ・ドライバ３６は制御信号発生回路９から供給さ
れるラッチ信号３３Ｂ（第５図Ｃ）によってこれらのデ
ータをラッチし、印字パルス信号２２（同図ｄ）によっ
て定められた時間幅でそれぞれの発熱要素３５の通電制
御を行う。すなわち、画像信号２１が信号“１”となっ
ている部分については発熱要素３５が所定の時間幅だけ
通電され、電気エネルギが熱エネルギに変換される。

このようにして１単位の熱エネルギ制御が行われ、ラッ
チ・ドライバ３６ヘデータが最大２５６回入れ換えられ
て同様の動作が繰り返されることによって１ラスタ分の
記録動作が行われることになる。

サーマルヘッド１では、このようにして階調に応じたパ
ルス幅でそれぞれの発熱要素３５が通電される。発熱要
素が熱昇華性のインクをその表面に塗布したインクドナ
ーフィルム（熱記録媒体）２のベース層側に摺接するも
のであるとし、多数のパルスの合成された合成パルスの
時間幅が例えば３ｍＳとか５ｍ３と発熱素子に応じて変
動するものとすれば、熱エネルギの量に応じたインクが
インクドナーフィルムに重ね合わされた記録用紙３に転
移される。これにより、ドツト単位で階調表現が可能と
なる。

ところで、熱記録媒体の種類が異なったり、記録の方式
が異なると、サーマルヘッドｌが同じように駆動されて
も記録面の出来上がりが微妙に異なってくる。そこで感
熱記録装置側では、階調を表わした画像信号１３をこの
装置に入力する前の装置で予め補正させておいたり、変
換テーブル５で独自の補正を行う。変換テーブル５は、
また入力された階調の数と出力される階調の数が異なる
とき、これらを調整するためにも用いられる。

第６図は、入力された階調データが８ビツトでフルに表
わされた２５６階調であり、出力が６４階調である場合
の階調変換を、入出力がリニアな関係となるものについ
て示したものである。この場合には、入力端で４階調変
化するごとに出力側が１階調変化する。なおこの第６図
では、第２図に示した実線２７．２９を参考的に示して
いる。

次の第７図および第８図も同様である。

第７図は、ガンマ補正を行う例を表わしたものである。

この例では、熱記録媒体の特性を補償するために階調を
非線型に補正している。実線２７等で表わされた補正曲
線は、熱記録媒体の特性に応じて決定されることになる
。

一方、第８図は変換テーブル５で階調変換を行うと同時
にガンマ補正も行う例を表わしたものである。この例で
は、階調を２５６段階から６４段階に変換する過程で第
７図に示したようなガンマ補正を行っている。

このように変換テーブル５は単に発熱要素のバラツキを
補正するのに使用するばかりでなく、階調数を調整した
り、階調表現を所望のものに調整するための使用が可能
である。変換テーブル５はＲＯＭ　（リード・オンリ・
メモリ）によって構成してもよいし、ＲＡＭによって構
成し、その内容を使用者側で変更できるようにすること
もできる。

もちろん、変換テーブル５を複数用意しておき、使用者
の好みや画情報の性格に応じてこれらを適宜選択するよ
うにしてもよい。

以上、熱昇華性のインクドナーフィルムを用いた感熱記
録装置について説明したが、本発明は感熱発色式の記録
用紙を使用した感熱記録装置やその他、熱エネルギの制
御によって中間調を再現することできるすべての感熱記
録装置に適用あるものであることは当然である。また実
施例では黒比率の変動に対する階調の補正について説明
したが、サーマルヘッド１にその基板の温度を検出する
検出手段を設けたり、画像信号を論理演算して基板温度
を演算する手段を設ければ、基板の温度に応じて階調の
補正を行うことができ、更に正確に階調表現を行うこと
が可能となる。

「発明の効果」 このように本発明によれば、変換テーブル等の階調レベ
ル補正手段を用意し、黒比率の変動による階調の補正を
行うこととしたので、この階調レベル補正手段の内容を
変更することにより階調表現を自在に変化させることが
できる。またこのような変更をＲＯＭの交換やスイッチ
の切り換えによって簡単に行いうるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の詳細な説明するためのもので、このうち
第１図は感熱記録装置の要部を示すブロック図、第２図
は変換テーブルの内容を表わした説明図、第３図はこの
変換テーブルの構成図、第４図はサーマルへラドの具体
的な構成を示す回路図、第５図はサーマルヘッドの動作
を説明するためのタイミング図、第６図は階調変換を行
う変換テーブルの説明図、第７図はガンマ補正を行う変
換テーブルの説明図、第８図はガンマ補正と階調変換の
双方を行う変換テーブルの説明図である。 １・・・・・・サーマルヘッド、 ４・・・・・・パルス幅変調回路、 ５・・・・・・変換テーブル（階調レベル補正手段）、
６．１３・・・・・・画像信号、 ９・・・・・・制御信号発生回路、 １１・・・・・・メモリ（画情報記憶手段）、１２・・
・・・・画像信号発生部、 １５・・・・・・比較器、 ２１・・・・・・比較器（階調レベル比較手段）、３５
・・・・・・発熱要素。 出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、印字ヘッドを構成するそれぞれの発熱要素に対する
   通電時間を多段階に設定することによりこれらの発熱量
   を制御し、これによってこれらの発熱要素に対応した画
   素ごとに多段階の階調表現を可能とした感熱記録方式に
   おいて、一度に記録動作を行うことのできる画素分の画
   情報を１記録単位の画情報として記憶する画情報記憶手
   段と、前記１記録単位の画情報を構成する個々の画素分
   の画情報についてそれらの表わしている階調レベルを基
   準となる基準階調レベルと比較する階調レベル比較手段
   と、この階調レベル比較手段の比較結果から前記した基
   準階調レベルを越えるレベルの画素数を計数する計数手
   段と、この計数手段の計数結果に応じて前記画情報記憶
   手段に記憶されている画情報の表わしている階調レベル
   の補正を行う階調レベル補正手段とを具備することを特
   徴とする感熱記録装置。 ２、階調レベル比較手段における基準階調レベルが調整
   可能となっており、階調レベル補正手段が計数手段の計
   数結果と印字ヘッドの基板温度を表わした温度情報とか
   ら階調レベルの補正を行うことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の感熱記録装置。 ３、画情報の表わしている階調の数が各画素の表現する
   ことのできる階調の数と相違しているとき、画情報の表
   わしている階調レベルを印字側のレベルに補正する階調
   変換補正情報を階調レベル補正手段が有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の感熱記録装置。 ４、画情報の表わしている階調を印字側の特性に応じて
   補正するガンマ補正情報を階調レベル補正手段が有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の感熱
   記録装置。