JPH0243061A - サーマルプリントする紙面全域の非一様性を補正する方法 - 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） 本発明は、サーマルプリントの分野に、さらに詳しくは
サーマルプリントヘッドによる印刷の一様性を改善する
方法に関する。

（従来技術および発明が解決しようとする課題）サーマ
ルプリントヘッド、熱感知性媒体およびこの媒体をサー
マルプリントヘッドに供給する装置を利用して連続色調
画像を印刷する方法がある。

そのサーマルプリントヘッドの多くは、加熱素子をセラ
ミック基板上に直線状に配列したものである。そして、
加熱素子は一体的駆動器配列およびシフトレジスタを備
えていることが多い。加熱素子を備えたセラミック基板
は金属等の熱シンクに取り付けられている。このような
種類のサーマルプリントヘッドを使用したシステムによ
ってプリントを行った場合は、入力が一定であっても時
間の経過とともにプリントが濃くなり、頁全体の転写濃
度が一様でなくなることが多い。これは、熱素子のライ
ンの周囲に存在する物体が熱を蓄積するために生ずるも
のである。このような物体の温度の上昇については、カ
ースロウ（（ａｒｓｌｓｖ）およびジャーガ−（ハｅ（
ｅｒ）の「コンダクションオプヒート　インソリッド」
　（第２版）第３３９頁に記載されている。この本の分
析するところによれば、単位あたりの熱量がＱで半径が
ａの熱源（時間１＝０で熱供与を始める）から距離ｒだ
け離れた地点の温度は、十分な時間が経過したとき下記
の式（１）で表される。

Ｔ”Ｔ（０）＋（Ｑａ／２Ｋ）Ｉｎ　（４ｋＴ／Ｃｒ２
）＋（高次項）　　　　　　　（１） 上式において、Ｔは温度、Ｋは熱伝導率、ｋは温度拡散
率、Ｃは定数である。

本願に関連する特許として、カワカミ （Ｔ、Ｋａｖｉｋｓｍｉ）らの米国特許第４，６８８，
０５１号「サーマルプリント　ヘッド　ドライビングシ
ステム」がある。この特許の系では、直線状に並べられ
た複数の熱発生素子の各々に所定の駆動パルスを供給し
ている。この駆動パルスのパルス幅は、熱発生素子の温
度またはその周囲の温度を基にして制御し、類似する色
調を実質的に一定の濃度で転写させている。、また、こ
の特許の一態様によれば、すでに記録した１以上のライ
ンの情報を集め、これを基にして、所望の色調レベルに
対応する駆動パルス数を調節している。

本願に関連する特許として、伊藤守らの特願昭５９−１
９４８７４号「サーマルヘッド駆動装置」もある。この
特許には、発熱抵抗体に加える定パルス幅の電流信号の
間隔を、サーマルヘッドの基板の温度に従って制御する
ことによってプリント濃度を−様にする駆動装置が開示
されている。この特許の方法では、サーマルプリントヘ
ッドの温度が上昇したときは、加熱素子を記録温度にす
るのに必要なエネルギーが少なくてすむためパルス間隔
を大きくしている。逆に、ヘッドの温度が低下したとき
はパルス間隔を小さくして、加熱素子により多くのエネ
ルギーを供給している。

本願に関連する別の特許として、永戸−志らの特願昭６
０−７２７５７号「サーマル記録装置」がある。この特
許の記録装置は、プリント開始点以降のライン数を数え
、これを基にして駆動パルス輻を制御することによって
、スクリーンにサーマルプリントする画像密度を−様に
している。この方法は、ヘッドの温度が第１ラインを記
録したときは低いにもかかわらず、頁の終わり近くにな
ると高くなるという事態に対処するものである。

本願に関連する別の特許として、青水仲秋らの特願昭６
０−９０７８０号「サーマルプリンタＪがある。この特
許では、印刷パルスをプリントしたデータ数とプリント
時間の関数として制御している。そして、データをより
詳細に計数し、タイマーによって最初の書類のプリント
終了から次ぎの書類のプリント開始までの時間を計るこ
とによって、プリント中に印刷パルスを制御している。

そして、サーマルプリントヘッドの冷却は、プリント終
了から次ぎのプリント開始までの時間と、前にプリント
した頁のドツト数を考慮して行われる。

かかる冷却がほどよく行われなければ、続けてプリント
を行ってもプリント濃度が−様にならないことは言うま
でもない。

かかる先行技術から、頁全体にわたって−様な濃度でサ
ーマルプリントがなされるように制御する方法は多種多
様であることが伺える。本発明は、かかる先行技術と共
通の課題を解決することを目的としている。

（課題を解決するだめの手段） 本発明の方法では、まずプリントするラインの総数と補
正係数を決定する。これらの数値は記憶させておいても
よい。また、補正係数は特定の画像をプリントするとき
にヘッドに供給する熱パルス数の平均から計算してもよ
い。次ぎにプリントするラインの数を決定し、そのライ
ンにプリントする像の濃度に対応するパルス数を決定す
る。こうして得られた数値は未補正値である。補正成分
は、プリントするラインの総数を次ぎにプリントするラ
インの数で割った値の対数に上記の未補正値を乗じるこ
とによって決定する。補正成分を未補正値とともに処理
して、補正した一連のパルス数を出す。この補正パルス
数からサーマルプリントヘッドの対応するヒーターに適
用するパルス数を得て、これによって紙面全体にわたる
非一様性を補正するものである。

以上の記載から、本発明はサーマルプリントした紙面全
体にわたるプリント濃度のばらつきを補正する方法を提
供することを目的としていることが明らかである。

本発明は、サーマルプリントヘッドの補正法を提供する
ことをも目的としている。

本発明のこれらを始めとする目的は、以下の説明および
図面を併せればより明確になるであろう。

なお、図面中に用いられている文字は各々これに対応す
る同一部分を示している。また、かかる図面も本出願の
一部分である。

（実施例） 第１図は、１次元配列サーマルヘッド１０に使用される
タイプのプリント素子の断面を示したものである。熱シ
ンク１２の上には、セラミック層１４が固定および／ま
たは付着しており、その上には突出部分１５のある抵抗
加熱素子１６が配置されている。さらに、抵抗素子１６
上には一対の導体１８が取り付けられており、ここから
抵抗素子１６上に電流パルスを送って突出部１５を加熱
する。導体１８および抵抗器１６の突出部１５の上には
保護層２０が取り付けられており、これらを保護してい
る。１次元配列はヘッド構造物上に多数の加熱素子１０
を配置して形成する。画像の画素をプリントするために
、各々の加熱素子は独立に選択して加熱してもよい。

プリントヘッドは頁の上方から下方に向かって移動しな
がらプリントする。第２図は、プリントされた各々のラ
インの濃度変化を示した曲線である。かかる濃度変化は
各々の加熱素子への入力を一定にしたとしても起こるも
のである。その原因は、加熱素子のラインの周囲に存在
している物体に熱が蓄積されることにある。プリント紙
面全体の濃度非一様性を、プリント開始点から紙面の下
方に向かうライン数または距離の対数によって表すこと
ができることを示す根拠として、式：％式％ （上式において、Ｋは熱伝導率、ｋは物体の温度拡散率
、Ｃは定数）が用いられる。

第３図は、種々の入力レベルにおけるプリント濃度と距
離またはライン数の対数の関係を示したものである。濃
度変化は、式： ％式％（３） （式中、Ｎｐはプリントする紙面の全ラインに対する絵
画素あたりの平均熱パルス数であり、Ｌはライン数であ
る）で表される。

第４図は、特定のライン数におけるプリント濃度が適用
する加熱パルス数Ｎ、とともに変化する様子を示したも
のである。Ｎｐが変化したときの濃度変化は、式： ％式％（４） で表される。式（３）および（４）より、ライン数を変
えたときの濃度変化の補正は、紙面の下方にヘッドが移
動するにつれて熱パルス数を変化させることによって行
う。

６Ｎ、Ｃ０ＩＲ（Ｌ）　− ［Ｓ　（Ｎ　Ｐ）／γ（ＮＰ）］　ｌｏｇ　［Ｌ、、、
、ｌ／Ｌ］ＡＮｐ””　（Ｌ）＝Ａ（ＮＰ）＋ｏｇ　［
Ｌ、、、、ｌ／Ｌｌ（式中、ＡＮ　Ｐ”ｌＲ（Ｌ　）　
ハ加エル熱ハルス数、Ｌはプリントされたデータの最初
のラインからのライン数、Ｌ　Ｌ　Ｉ　ｌ　ｍ　ｌはプ
リントするライン数、５（ＮＰ）は濃度対ｌｏｇＬの曲
線の傾き、γ（Ｎ、）は濃度対Ｎｐの曲線の傾きである
。上記２つの傾きはＮ、の値によって変化する）Ｓ１γ
およびＬ　！ｓｅａ＋が特定の値を取っているときのＡ
Ｎ　Ｐ””　（Ｌ　）対しのグラフを第５図に示した。

第６図は、式（５）に従って補正した場合としていない
場合の濃度変化を、感熱紙および染料転写紙について調
べた結果を示したグラフである。

このグラフから明らかなように、紙面の下方に行くに従
って濃度は増大するが、その変化量は補正することによ
ってかなり小さくなっている。

さらに、補正係数ｐ、　（Ｎ　Ｐ）＝　Ｓ　（Ｎ　ｐ）
／γ（ＮＰ）を変えることによって、かなり様々なレス
ポンスをする熱媒体を使用した場合であっても、紙面の
下方に向かって生じる濃度差を補正することができる。

補正係数Ａ（ＮＰ）は、第７図に示すように絵画素あた
りの熱パルス数Ｎ、の平均の関数となつＩこ　。

特定のプリントを行うに際してＮ、の平均があらかじめ
わかっていれば、Ａの値はグラフから読み取ることがで
きる。また、欠陥が最も顕著なＮｐの領域に対応する特
定のＡ値を用いてもよい。

カンターリ゛ング（ｃｏｎｔｏｕｒｉＢ）またはデジタ
ル化ノイズは、プリント工程および量子化レベル数に依
存する補正アルゴリズムによって生じることが明らかに
なった。２＠レベルでは、あるプリント工程ではカンタ
−リングは低濃度領域でのみ見受けられたが、他のプリ
ント工程では全く見受けられなかった。一般に２５６以
上のレベルを使用すべきである。

第８図は、本発明の方法を実施するのに使用する装置の
構成図である。コンピューター３０には、濃度を熱媒体
上に所望の画像を描かせるのに必要な熱パルス数に転換
する濃度対応表および補正アルゴリズムが備えられてい
る。コンピューターからの出力は、画像配列の各々の素
子に関連するパルス数を表す一連のデータ信号であり、
その信号はヘッド駆動回路４０に送られる。ヘッド駆動
回路で信号がサーマルヘッドと媒体５０に送られ、そこ
でサーマルヘッドの各々の加熱素子を各々のプリントラ
インに適当なパワーパルス数によって加熱し、媒体をプ
リント温度にする。

第９図は、実行ハードウェアーとともに本発明の段階を
より詳細に示した構成図である。プリントする画像は、
行と列に配列した濃度絵画素からなるブロック２０で表
される。各々の濃度素子はコンピューター３０内に内蔵
されてりる対応表３２にかける。対応表を用いてＤで表
される入力濃度値から未補正のパルス数Ｎを得る。得ら
れた未補正のパルス数は、パルス数Ｎ１ＬのＬ　１１１
１１列を与えるためにパルスマトリックス３４中に記録
する（ここで、ｉは特定の加熱素子、Ｌはプリントする
画像のライン数、Ｌ８０．はプリントする総ライン数で
ある）。この数のマトリックスから平均値Ｎを出し、こ
の数を対応表３８に入力する。

補正アルゴリズムは、式（６）に示すＡ１ライン総数Ｌ
１およびライン数りを入力して補正パルス数を計算する
。未補正のパルス数Ｒは、結合ブロック３６において補
正アルゴリズムごとに補正パルスと結合させ補正したパ
ルス数Ｎ、Ｌを与える。これらの補正したパルスは、ヘ
ッド駆動回路部４０を通してさらにＨ１〜Ｈ１で一般に
表されるサーマルヘッドの各素子１０を有するサーマル
プリントヘッド５６に送られる。各々の補正パルス数に
対応する加熱素子が媒体５８上に画像濃度マトリックス
２０から画像濃度を描く。

本発明の詳細な説明するのに特定の態様の装置を用いて
説明してきたが、本発明の精神を逸脱することなく当業
者は様々な変更をすることができることを理解すべきで
ある。

本発明の好適な実施例と考えられるものを示したが、本
発明の本質的な精神を外れることなく様々な変更や変化
を行うことができると思われる。

従って、特許請求の範囲の各請求項は、本発明の真の範
囲に入るすべての変化や変更を含むものと解釈される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、１次元サーマルヘッド配列からのプリント素
子の切開断面図である。 第２図は、一定の入力でプリントしたときの紙面全域に
わたる非一様性を示したものである。 第３図は、プリント濃度の増加を入力熱パルス数と紙面
下方への距離の関数として図示したものである。 第４図は、プリント濃度の増加を熱パルス数の関数とし
て図示したものである。 第５図は、補正パルス数とある典型的な加熱数値とプリ
ント長におけるライン数との関係を示したものである。 第６図は、未補正のサーマルプリントと補正したサーマ
ルプリントの濃度変化を示したものである。 第７図は、補正係数Ａの値を絵画素あたりの平均熱パル
ス数の関数として図示したものである。 第８図は、本発明の方法を実施するのに使用する装置の
構成図である。 第９図は、本発明の方法の段階を詳細に示した構成図で
ある。 Ｆ／６２ １蔑 （及歎） ｄ（ｃｍ） ＩＧ　６ Ｆ／６４ ｈσ５ フィンＮ。 々≧ミ偽偽（場鴫腎ｈ〜＼　８ ＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）プリントするラインの総数を決定し、ｂ）画像
   をプリントするためのサーマルプリントヘッドに適用す
   る熱パルス数の平均から、熱パルス数の補正係数を決定
   し、 ｃ）次ぎにプリントするラインを決定し、 ｄ）そのラインにプリントする画像の濃度に対応するパ
   ルス数を決定し、 ｅ）プリントするラインの総数を次ぎにプリントするラ
   インの数で割った値の対数と補正係数との積から補正成
   分を計算し、 ｆ）計算した補正成分と段階ｄ）で決定したパルス数と
   を結合して、結合したパルス数を熱プリントヘッドに適
   用し、そして、 ｇ）段階ｃ）〜ｆ）をプリントするすべてのラインにつ
   いて繰り返す、 各段階からなる多熱素子サーマルプリントヘッドのプリ
   ントに伴う非一様性を補正する方法。 ２、段階ｂ）で決定した補正係数がＳ（Ｎ＿Ｐ）／γ（
   Ｎ＿Ｐ）に等しい値Ａ（Ｎ＿Ｐ）によって決定される（
   ここにおいて、Ｎ＿Ｐは絵画素あたりの平均熱パルス数
   、γはプリント媒体のコントラストレスポンスの関数、
   Ｓ（Ｎ＿Ｐ）は濃度対ｌｏｇＬの曲線の傾き、Ｌはライ
   ン数を表す）請求項１の方法。 ３、ａ）プリントするラインの総数Ｌ＿ｔ＿ｏ＿ｔ＿ａ
   ＿ｌを決定し、 ｂ）式： ΔＮ＿Ｐ＾Ｃ＾Ｏ＾Ｒ＾Ｒ（Ｌ）＝［Ｓ（Ｎ＿Ｐ）／γ
   （Ｎ＿Ｐ）］ｌｏｇ［Ｌｔｏｔａｌ／Ｌ］（式中、Ｓ（
   Ｎ＿Ｐ）はプリント濃度対ｌｏｇＬの傾き、Ｌは一つの
   特定のプリントライン、γ（Ｎ＿Ｐ）はプリント濃度対
   Ｎ＿Ｐの傾き、Ｎ＿Ｐは絵画素あたりの平均熱パルス数
   を表す）によってサーマルプリントヘッド駆動パルスに
   与える熱パルスの補正値ΔＮ＿Ｐ＾Ｃ＾Ｏ＾Ｒ＾Ｒ（Ｌ
   ）を計算し、ｃ）熱パルスの補正値をサーマルプリント
   ヘッド駆動パルスと結合して、プリントの非一様性を補
   正する、 各段階からなるパルス駆動サーマルプリントヘッドのプ
   リント密度が紙面下方に向けて非一様になるのを補正す
   る方法。 ４、ａ）プリントするラインの総数を決定し、ｂ）ライ
   ン総数をプリントするのに用いる平均パルス数を決定し
   、 ｃ）段階ｂ）で決定した平均パルス数の関数として補正
   値をつくり、 ｄ）プリントする紙面のラインの総数をプリントする特
   定のライン数で割つた値の対数に段階ｃ）でつくった補
   正値を掛けて補正パルス数を決定し、ｅ）段階ｄ）で決
   定した補正パルス数をプリントする画像を描くパルス数
   に加え、 ｆ）各々のプリントラインについて段階ｄ）およびｅ）
   を繰り返す、 各段階からなるパルス駆動サーマルプリントヘッドのプ
   リントに伴う非均一性を補正する方法。 ５、段階ｃ）でつくる補正値を経験的に得る請求項４の
   方法。 ６、プリントするライン数およびそのラインをプリント
   するのに使用するパルス数を決定し、サーマルプリント
   ヘッドに適用するパルス数をそれまでにプリントしたラ
   イン数の関数として調節することによって、サーマルプ
   リントヘッドのプリントに伴う非一様性を補正する方法
   。 ７、サーマルプリントヘッドに適用するパルス数を調整
   するのに使用する補正係数を引き出すために、全ライン
   のプリントポジション数にわたつて、ラインをプリント
   するのに用いるパルス数が平均化されている請求項６の
   方法。 ８、サーマルプリントに適用するパルス数が、プリント
   するラインの総数をプリントするライン数で割った値の
   対数と補正係数との積から得た成分を含む請求項７の方
   法。