JPH02263664A - 中間調記録方式 - 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、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、あるいはファク
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
、サーマルヘッ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へッドノ発熱抵抗体の温度である
ために、サーマルヘッ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
点があった。このために、在来種々の補正方法が提案さ
れている。

ｍ６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Ｉ′ｌ！ｌｌ調記録方式におけ
るサーマルヘッ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、１．はサーマルヘッドに印加する通電パルスのパル
ス幅、す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輸を示している。

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−３１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１．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ｍＢの時定
数で変化するサーマルヘッ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
出を行って通電パルスを補正しても充分な補正が行えな
かった。

特に、−記録画像内に階調レベルの高い画素が多い時に
は、サーマルヘッ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
問題点があった。

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、サーマルヘッ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、所定の
発熱抵抗体に関して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から出力される累積蓄熱
指数に基づき、上記所定の発熱抵抗体夫々に供給する印
加エネルギー量のオフセット値を設定する設定手段と、
この設定手段により設定されたオフセット値に基づき上
記各発熱抵抗体夫々の階調レベル信号に応じた印加エネ
ルギー量を設定し、その設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応じ
た蓄熱指数が、所定の発熱抵抗体に関して累積されるこ
とにより、その所定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、
その累積蓄熱指数に基づいて上記所定の発熱抵抗体の蓄
熱状態の影榔を除去するようにして各発熱抵抗体に供給
する印加エネルギー量のオフセット値が設定され、供給
手段により、この設定されたオフセット値をもとに各発
熱抵抗体の階調レベル信号に応じた印加エネルギー量が
求められるので、蓄熱状態に応じてオフセット値のみを
設定することにより容易に求められた適切な量の印加エ
ネルギーが各発熱抵抗体に供給され、各発熱抵抗体が同
一階調レベルに対して一定の加熱量をもってインクを昇
華して記録濃度が一定になる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
（υ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、１２１はこの入力端子（υからの階調レ
ベル信号Ｓに基づき、サーマルヘッド（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（υ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ッドを構成
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
って、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、所定の発熱抵抗体、例えば１ラ
イン分の発熱抵抗体全てに関して記録開始時点から記録
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日とおいては、この蓄熱指数
カウント手段（６）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ット値を設定し、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、サーマルヘッド（３１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ＭＡｔａ）：全ドツトを階調レベル８で記録した場合 曲線（１）：全ドツトを階調レベル１６で記録した場合 曲線（８）：全ドツトを階調レベル３２で記録した場合 曲線（９１：全ドツトを階調レベル６４で記録した場合 この第２図かられかるように、まず、階調レベルが８で
ある場合には、曲線＋６１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、サーマルヘッドを構成する発
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Ｏ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ｐｉ　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ｊｎ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、サーマルヘッドを
構成する発熱抵抗体における蓄熱量が相当に大きくなっ
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
ルヘッ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ッド
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ｎａｖｅ〜数ｍ５ｅｏ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って
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ｎａ６ｅ〜数十μｓｇｏの範囲にある一定のパルス
幅喝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ｔｗの通電パルスを繰り返し周期（Ｐ
で発熱抵抗体に加えたときの１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ｔｐを一定
にしてパルス幅を変えるか、パルス幅ｔｗを一定にして
繰返し周期Ｌｐを変えるかによりｍ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１．と繰返し周期呻を選ぶと
、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完全に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って一次関数的に記録製電とパルス
数の関係を決定することはできない。そこで記録濃度ｃ
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）に対応したパルス数を設定しておき、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図に示したように構成し、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目と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＋４１
１と入力され、こわから、該当する１ドツトを記録する
ときの蓄熱量の稈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（４１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１５４２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＋２１１と出力する。階調レベル信号の入力に
応じてサーマルヘッド（３目ζよる記録が行われるので
、この累積蓄熱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
サーマルヘッド（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ッド（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ｉ２）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
のオフセット値を求める。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、このオフセット値として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ッド（３
１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
ルス数制御を行った場合の通電パルスの波形図であり、
αＧは蓄熱状態を考慮しない場合、αυ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αＯ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（ロ）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。

サーマルヘッド（３１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ット値、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階調目の記録濃度を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、サーマルヘッド＋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、オフセット値として１階
調目のパルス数を相当させたが、このオフセット値を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、サーマルヘッド（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、サーマルヘッド（
３１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
ルヘッド（３１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、サーマルヘッドの各発
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、所定の発熱抵抗体に関して累積し、その累
積蓄熱指数に基づいて上記所定の発熱抵抗体夫々に供給
する印加エネルギー盪のオフセット値を設定し、このオ
フセット値に基づいて各発熱抵抗体への印加エネルギー
量を設定するようにしたので、記録動作中の発熱抵抗体
の蓄熱状態に応じたオフセット値が設定されてその蓄熱
状態の影響を除去するようにして各印加エネルギーが設
定されるため、容易な制御により、各発熱抵抗体の同一
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】図はこの発明の一実施例を示すブロック図、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った場合
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、８ｇ７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１２１はパルス発生手段、１３＋はサーマル
ヘッド、（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. 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、所定の発熱抵抗体に関して累積していく蓄熱
   指数カウント手段、この蓄熱指数カウント手段から出力
   される累積蓄熱指数に基づき、上記所定の発熱抵抗体夫
   々に供給する印加エネルギー量のオフセット値を設定す
   る設定手段、この設定手段により設定されたオフセット
   値に基づき、上記各発熱抵抗体夫々の階調レベル信号に
   応じた印加エネルギー量を設定し、その設定された量の
   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。