JPH04173155A - サーマルヘッド駆動方法 - 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、インクドナーフィルム、感熱記録紙等にサー
マルヘッドにより選択的に熱を加えることにより記録紙
上に画像を記録する感熱記録装置に関し、特に、この感
熱記録装置において使用されるサーマルヘッド駆動方法
に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、インクドナーフィルムを使用した感熱記録装
置においては、プラテンドラムとサーマルヘッドとの間
にインクドナーフィルムと記録紙を挟持した状態で搬送
しながらサーマルヘッドを画像信号に応じて駆動し、サ
ーマルヘッドの発熱素子を選択的に発熱させることによ
り、サーマルヘッドの発熱部に接触したインクドナーフ
ィルムの色材を記録紙に転写して画像を記録している。

サーマルヘッドを駆動するための駆動回路には外部から
画像信号が供給され、この画像信号に基づいてサーマル
ヘッドの各発熱素子へのエネルギ量が独立に制御される
。このエネルギ量は、印加電圧を一定とした場合、発熱
素子の抵抗値に反比例する。

一つのサーマルヘッドに対して１０００〜２０００個程
度の発熱素子が設けられているが、全ての発熱素子の抵
抗値を完全に同一にすることは困難であり発熱素子毎の
抵抗値のばらつきは避けられない。

また、各サーマルヘッド間でも抵抗値のばらつきが存在
する。発熱素子の抵抗値がばらつくと、同一電圧を同一
時間印加した場合でも、各発熱素子での発熱量が異なっ
てくる。このため、同一レベルの画像データに対して異
なる濃度の画像が記録されてしまい、記録紙の搬送方向
に目障りな縞が生じるこきになる。

そこで、第４図に示すような従来の感熱記録装置におい
ては、予め各発熱素子の抵抗値を測定し、これらの値を
抵抗値ばらつきデータメモリ１３に格納している。画像
記録の際には、画像データがラインバッファとして機能
する画像データメモリ１２に１ライン分格納される。サ
ーマルへラド１１の各発熱素子の位置の応じて変化する
アドレスデータにより、画像データメモリ１２及び抵抗
値ばらつきデータメモリ１３の内容が同期して読み出さ
れ、補正テーブル１４にアドレスデータとして供給され
る。

補正テーブル１４には、第５図に示すサーマルへラド１
１の各発熱素子１１ａ、　ｌｌａ、　　・・での発熱量
のばらつきを補正するための、画像データの値及び各発
熱素子の抵抗値に応じた補正データが格納されている。

この補正テーブル１４から補正された画像データが呼び
出され、直並列変換／時間軸変換回路１５で２値の直列
データパルスに変換されてサーマルヘッド１１に供給さ
れる。なお、第４図の例にふいては、サーマルヘッド１
１の複数の発熱素子は、四つのブロックに分割されてお
り、直並列変換／時間軸変換回路１５においては、各ブ
ロック毎に補正テーブル１４からの発熱素子数分の多値
の画像データを画像データの値に応じたパルス幅に変換
して各発熱素子に供給する。たとえば、多値の画像デー
タを、直列接続された四つのリングメモリに一旦転送し
たのち、発熱素子の各ブロックに対応する各リングメモ
リ毎に多値の画像データを、階調数だけ、たとえば、２
５６回回転させ、１回転ごとに画像データをパルス幅テ
ーブルに供給する。

このパルス幅テーブルは、００．０１〜ＰＦの画像デー
タ（但し１６進表示）を００００・・００．１０００・
・００〜１１１１・・１１の２５６桁のバイナリデータ
に変換するものである。但し、このバイナリデータは並
列的に読み出されるのでなく、リングメモリの１回転毎
に読み出しの桁が順次変更されて「１」または「０」の
データが読み出される。パルス幅テーブルの出力は第５
図（１ブロック分を示す）に示すシフトレジスタ１１（
］、　　ｌｉｄ、　　・・に供給される。したがって、
シフトレジスタｌｉｄ、　ｌｉｄ、　　・・には、シフ
トパルスに同期してリングメモリの１回転毎に、１階調
分のデータが書き込まれる。その後、ラッチパルスが各
ラッチｌｌｃ、　ＩＩＣ，・・に供給され、１階調分の
データが保持される。

リングメモリの内容は２５６　回連続して読み出され、
その度ごとに、シフトレジスタｌｉｄ、　１１［］、　
　・・への転送及びラッチｌｌｃ、　Ｉｌｃ、　　・・
への書込みが行われ、この期間中はストローブパルスが
各ＡＮＤ回路１１ｂ、　ｌｌｂ、　　・・に供給される
ので、一つの発熱素子に対応するシフトレジスタの出力
に着目すると、画像データが００であれば「１」のデー
タは１回も読み出されず、ＦＰであれば２５５回連続し
て読み出されることになる。すなわち、画像データの値
に応じた幅を有する駆動パルスが生成され、サーマルへ
ラド１１の各発熱素子１１ａ、　ｌｌａ、　　・・に画
像データの値に応じた時間だけ電流が流れることになる
。

これにより、基本的には、サーマルヘッド１１の各発熱
素子１１ａ、　ｌｌａ、　　・・の抵抗値のばらつきの
影響を受けることなく多階調で画像の記録が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の感熱記録装置においては、画像データの転送回数
により階調を表現しているので、階調補正は、１階調単
位でしか行うことができない。たとえば、８ビット表現
の場合、２５６階調の補正しか行うことができない。画
像自体は、一般に画素が比較的ランダムに存在している
ので２５６階調程度あれば人間の目には十分自然に見え
る。しかし、−様な濃度の画像を記録するような場合に
サーマルヘッドの発熱素子のばらつきにより発生する規
則的な筋に関しては、僅かな濃度の差も人間の目に検知
されやすい。このため、発熱素子の発熱特性ばらつきに
起因する濃度の補正のためには、１金側単位の補正では
十分ではなく、更に細かな階調で制御を行う必要がある
。

この微調整のためには、画像データのビット数を増やす
ことが考えられるが、たとえば、８ビツトから１０ビツ
トに増やすと、最大濃度の画像を形成するためには、サ
ーマルへラド１１に対する画像データの転送回数を２５
５　回から１０２３回に増やさなければならない。この
ため、画像記録に要する時間が長くなってしまうという
不都合が生じる。時間を短縮するために、画像データの
転送を行うためのシフトパルスの周波数を高めることも
考えられるが、シフトパルスの周波数は、処理速度を速
めるため使用するシフトレジスタ等の回路素子の動作速
度の上限の周波数近傍に選定されているので、これ以上
画像データの転送速度を速くすることは困難である。

一方、画像データ自体を変換して補正を行うことも考え
られるが、この場合、補正によって出力画像の階調性が
損なわれてしまうという問題がある。すなわち、サーマ
ルヘッドの発熱素子の抵抗値のばらつきを見越して、ば
らつきの最大値に対応できるようにパルス幅の変化を制
御すると標準の抵抗値に対する制御の分解能が低下して
しまう。

たとえば、最大値に２５６階副金側り当てると標準値に
対する階調が２００階副金側となってしまい階調変化の
滑らかさが失われてしまう。

本発明は、前記問題点を解決するために案出されたもの
であって、画像データの転送速度を速くする必要なしに
、画像記録における１階調より細かい階調で濃度補正を
行うことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するため、所定の周波数のカ
ウンタパルスにより駆動されるカウンタの値とサーマル
ヘッドの発熱素子に対する画像データの値とを比較して
画像データの値に応じた幅を有する駆動パルスを得、該
駆動パルスを前記サーマルヘッドの発熱素子に供給する
サーマルヘッド駆動方法において、画像データに基づい
た画像の記録を行うのに先立って、前記所定の周波数よ
りも高い周波数のカウンタパルスにより前記カウンタを
駆動するとともに、該カウンタの値と前記サーマルヘッ
ドの各発熱素子の発熱特性のばらつき状態を示すデータ
とを比較しこの比較により得られた駆動パルスを前記サ
ーマルヘッドの発熱素子に供給して該発熱素子をその発
熱特性に応じて予熱することを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、実際の画像記録動作に先立ってサー
マルヘッドの発熱素子が予熱される。この予熱量は、サ
ーマルヘッドの各発熱素子の発熱特性のばらつきに応じ
て制御される。予熱の際には、通常の周波数よりも高い
周波数のカウンタパルスによりカウンタが駆動され、こ
のカウンタの値がサーマルヘッドの各発熱素子の発熱特
性のばらつき状態を示すデータと比較され、各発熱素子
の発熱特性に応じた駆動パルスが生成される。すなわち
、発熱効率が低い発熱素子に対しては幅広の駆動パルス
が生成されて多く予熱され、発熱効率が高い発熱素子に
対しては幅狭の駆動パルスが生成されて少なく予熱され
る。この予熱の際の駆動パルスの変化単位幅は、カウン
タパルスの周波数が高いため、通常の画像記録時の駆動
パルスの変化単位幅よりも小さくなる。すなわち、高い
精度で温度制御が行われる。予熱動作の後には、出力す
べき画像に対応した画像データがサーマルヘッドに供給
され、各発熱素子は濃度に応じた幅の駆動パルスで駆動
される。したがって、各発熱素子の発熱量は、出力すべ
き画像の濃度に対応したものとなる。このとき、サーマ
ルヘッドの各発熱素子は、予め各発熱素子の特性のばら
つきに応じて精密に予熱されているので、出力画像の濃
度は、１階調よりも細かい階調で補正され、安定した濃
度の出力画像が得られる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の特
徴を具体的に説明する。

第１図は本発明のサーマルヘッド駆動方法が適用される
感熱記録装置の実施例を示すブロック図である。本実施
例の感熱記録装置は、複数の発熱素子及びこれらを駆動
するために種々の回路を備えたサーマルヘッド１と、１
ライン分の画像データが格納される画像データメモリ２
と、サーマルヘッド１０発熱素子の発熱特性のばらつき
データ、すなわち、抵抗値ばらつきデータが格納された
抵抗値ばらつきデータメモリ３と、この抵抗値ばらつき
データメモリ３からのデータに応じて画像データを補正
する補正テーブル４と、画像データメモリ２からの出力
又は補正テーブル４からの出力をサーマルヘッド１に選
択的に供給する切換回路５と、前記画像データメモリ２
及び抵抗値ばらつきデータメモリ３用のアドレスデータ
を生成するアドレスカウンタ６を備えている。更に、サ
ーマルヘッド１に対して周波数の異なる、すなわち画像
記録の際に使用される通常の周波数のカウンタパルスと
、この通常カウンタパルスに対して４〜１６倍の周波数
を有する高速カウンタパルスの二種類のカウンタパルス
を選択的に供給する可変周波数カウンタパルス発生装置
７が設けられている。

この可変周波数のカウンタパルスは、たとえば、固定周
期のクロックパルスを可変分周回路で分周し、外部から
分周比を変えることにより得ることができる。また、固
定周期のクロックパルスを複数の分周回路で順次分周し
、異なる分周回路の出力を選択することにより得ること
もできる。

第２図はサーマルヘッド１の詳細を示すブロック図であ
る。サーマルヘッドｌは直線状に配列された複数の発熱
素子１ａ、　ｌａ、　　・・を有し、各発熱素子１ａ＋
　１ａ＋　　・・に対応して、反転バッファアンプ１ｂ
、　　１ｂ、　　・・、比較器１ｃ、　　ｌｃ、　　・
・、ラッチｌｄ。

ｌｄ、　　・・、多値シフトレジスタｌｅ、　ｌｅ、　
　・・が設けられている。また、各比較器１ｃ、　ｌｃ
、　　・・に対して共通にカウンタ１ｆが設けられてい
る。

多値シフトレジスタｌｅ、　ｌｅ、　　・・には、多値
の画像データがシフトパルスに同期して１ライン分顆次
格納される。各多値シフトレジスタＩｅ、　ｌｅ。

・・の各出力は各ラッチｌｄ、　ｌｄ、　　・・のデー
タ端子に供給され、各ラッチｌｄ、　ｌｄ、　　・・の
ラッチ端子には共通にラッチパルスが供給される。各ラ
ッチｌｄ、　ｌｄ、　　・・の出力は、比較器ｌｃ、　
ｌｃ、　　・・の一方の入力端に供給され、他方の入力
端には、カウンタパルスで駆動されるカウンタ１ｆの出
力が共通に供給される。そして、各比較器１ｃ、　ｌｃ
、　　・・の各出力は、各反転バッファアンプｌｂ、　
ｌｂ、　　・・を介して各発熱素子ｌａ、　ｌａ、　　
・・に供給される。

なお、ＶＨはサーマルヘッド用の電源電圧である。

次に、上述の感熱記録装置の動作について説明する。本
実施例の感熱記録装置においては、階調データに基づい
てサーマルヘッド１の各発熱素子１ａ＋　１ａ＋　　・
・を発熱させるのに先立って、各発熱素子１ａ、　ｌａ
、　　・・の抵抗値のばらつきに応じて各発熱素子を短
時間だけ発熱させて予熱し、抵抗値のばらつきによる濃
度差を防止する。

先ず、記録紙上への画像記録に先立ち、出力すべき多値
の画像データが、第１図に示す１ラインバツフアとして
機能する画像データメモリ２に１ライン分転送されて格
納される。これと同時に画像データが補正テーブル４に
も供給されるとともに、抵抗値ばらつきデータメモリ３
に格納されている抵抗値ばらつきデータがシフトパルス
に同期して読み出されて補正テーブル４に供給される。

補正テーブル４に画像データと抵抗値ばらつきデータが
入力されると、サーマルヘッド１の各発熱素子１ａ、　
ｌａ、　　・・のばらつきを補正するための補正データ
が出力される。なおここでは、この補正データは、各発
熱素子１ａ、　ｌａ、　　・・の抵抗値のばらつきだけ
ではなく、画像データの値によっても変化させているが
、抵抗値ばらつきデータだけで補正のための予熱を行う
ことも可能である。また、補正データを、何ラインか前
の画像データとの比較により変化させて履歴制御を行う
ようにしてもよい。このとき、切換回路５は補正テーブ
ル４側に切り換えられており、補正テーブル４からの補
正データ（第３図（ａ）参照）が、シフトパルス（同図
ら）参照）に同期して第２図に示す各多値シフトレジス
タｌｅ、　ｌｅ、　　・・に順次書き込まれる。次に、
ラッチパルス（第３図（Ｃ）参照）が各ラッチｌｄ、　
ｌ［］。

・・に供給され、各多値シフトレジスタｌｅ、　ｌｅ。

・・のデータが各ラッチ１ｄ、　ｌｄ、　　・・にラッ
チされる。

サーマルヘッド１の予熱時には、第１図に示す可変周波
数カウンタパルス発生装置７からカウンタ１ｆに対して
高速のカウンタパルスが供給され、第３図（ｅ）に模式
的に示すようにカウンタ１ｆの値が急速に増加する。カ
ウンタ１ｆは、１ライン毎にリセットパルスによりリセ
ットされるので、たとえば、カウンタ１ｆが８ビツトの
バイナリカウンタである場合、カウンタ１ｆの値は「０
」からｒ２５５　Ｊに向かって増加する。このカウンタ
１ｆの出力は、各比較器ＩＣ＋　ＩＣ＋　　・・の他方
の入力端に共通に供給される。また、各比較器ｌｃ、　
ｌｃ、　　・・の一方の入力端子には、各ラッチｌｄ、
　ｌｄ、　　・・からの補正データが供給されており、
カウンタ１ｆの値が補正データの値よりも小さいときに
各比較器１ｃ、　ｌｃ。

・・の出力はハイレベルになるものとする。したがって
、各比較器ｌｃ、　ｌｃ、　　・・の出力は、第３図（
ｆ）に示すように、カウンタ１ｆの計数開始直後はハイ
レベルとなっており、カウンタ１ｆの値が補正データの
値ｄを越したときにローレベルとなり、成る幅ｔ１　を
有する駆動パルスすなわち補正パルスが得られる。この
補正パルスは、各反転バッファアンプｌｂ、　ｌｂ、　
　・・を介して各発熱素子ｌａ、　ｌａ。

・・に供給され、各発熱素子１ａ＋　１ａ＋　　・・を
発熱させる。

上述のサーマルヘッド１の各発熱素子１ａ、　ｌａ。

・・の発熱の際には、各発熱素子における発熱量は各発
熱素子の抵抗値に反比例し、補正パルスの幅ｔ、すなわ
ち通電時間に比例する。ラッチｌｄ。

１ｄ、・・からの補正データの値ｄは、サーマルヘッド
１の各発熱素子毎に異なっており、高い抵抗値を有する
発熱素子に対しては大きな値が割り当てられている。し
たがって、補正データの値ｄが大きい場合には、補正パ
ルスの幅ｔ１　　は広くなり、発熱素子における発熱量
が大となる。すなわち、抵抗値が高い発熱素子に対して
は予熱量が大となり、抵抗値が低い発熱素子に対しては
予熱量が小となる。但し、このときの各発熱素子１ａ、
　ｌａ、　　・・の温度が、記録可能温度以上にならな
いような値に発熱量、すなわち、補正データの値を設定
する。

このサーマルヘッド１の予熱の際には、パルス幅ｔ１　
の制御は、カウンタ１ｆが８ビツトであるので期間ｔｏ
　　（第３図（ｄ）参照）を１００　％として補正デー
タの値ｄに応じて２５６段階で行われるが、先に述べた
ように、補正時のカウンタパルスの周波数は、後述する
画像記録時のカウンタパルスの周波数の４〜１６倍に選
定されているので、パルス幅ｔ、の単位変化幅（ｔｏ　
／２５６）は画像記録時の１／４〜１／１６となる。

次に、画像記録時の動作について説明する。

予熱動作が終了すると、切換回路５が画像データメモリ
２側に切り換えられ、画像データメモリ２のアドレスが
アドレスカウンタ６からの出力により順次指定され、画
像データメモリ２内の多階關の画像データが、切換回路
５を介してサーマルヘッド１の多値シフトレジスタｌｅ
、　ｌｅ、　　・・に供給され、画像データの値に応じ
た幅を有する駆動パルスにより各発熱素子１ａ、　１ａ
＋　　・・が駆動される。但し、この階調画像記録の際
には、カウンタパルスの周波数が補正のための予熱の場
合の１／４〜１／１６とされ、通常の速度（第３図（ｄ
）参照）となるので、駆動パルスの幅ＴＩ　　は広くな
り、インクドナーフィルムの色材を記録紙に転写するの
に必要な十分な発熱量が得られる。また、この発熱量は
、期間Ｔ。　（第３図（ｄ）参照）を１００　％として
２５６段階に制御されＴ。／２５６を単位変化幅として
中間調の再現が可能となる。第３図に示す例の場合、成
る発熱素子に対する画像データの値が　　　　。

Ｄであるとき、この値り以下の区間に相当する幅Ｔ、の
駆動パルスが生成される。

この階調を有する画像データに基づいて記録を行う際に
は、先に説明した予熱の影響を受け、予熱量が大きい程
、発熱素子の最高到達温度が高くなり再現画像の濃度が
濃くなる。予熱量の制御は、階調データに基づく画像記
録時の制御と同様に２５６段階で行われるが、発熱素子
を駆動するパルスの単位制御幅は、画像記録時のの１／
４〜１／１６となるので、階調データの最小濃度階調単
位で濃度制御を行う場合に比較して４倍〜１６倍の精度
で濃度制御を行うことができる。すなわち、８ビツトの
階調データを使用して、１０〜１２ビツト相当の階調で
濃度制御を行うことができ、きめの細かい補正が可能と
なる。

また、サーマルヘッド１の多値シフトレジスフｌｅ、　
ｌｅ、　　・・に画像データを転送する速度自体は高く
する必要はないので、回路動作上の問題は生じない。

なお、第３図は、一つの発熱素子における駆動動作を示
すものであって、各発熱素子ごとの同様な駆動動作が独
立して行われる。

また、上述の実施例においては、す〜マルヘッドの各発
熱素子の抵抗値に起因する発熱特性のばらつきを補正す
る場合について説明したが、これ以外の原因により各発
熱素子の発熱特性がばらつく場合にも本発明を適用する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、サーマルヘッド
の各発熱素子の特性のばらつきを補正して階調を有する
画像を形成するに際し、画像を記録するのに先立ち、高
速のカウンタパルスで駆動されるカウンタを使用して補
正パルスを生成し、この補正パルスをサーマルヘッドに
供給するようにしている。これにより、階調データの１
階調よりも細かな階調で各発熱素子の特性のばらつきを
補正することが可能となり、濃度制御の精度を高めるこ
とができる。したがって、サーマルヘッドの各発熱素子
にばらつきがあったような場合でも、画像に濃度のムラ
が生じることがなく、質の高い画像を再現するこが可能
となる。また、サーマルヘッドへのデータ転送速度自体
は速める必要はないので回路の動作速度の問題は生じな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーマルヘッド駆動方法が適用される
感熱記録装置の実施例を示すブロック図、第２図は第１
図の感熱記録装置のサーマルヘッド部分を示すブロック
図、第３図はサーマルヘッドの発熱素子を駆動するパル
スの生成動作を説明するための波形図、第４図は従来の
感熱記録装置の回路構成を示すブロック図、第５図は第
４図の感熱記録装置のサーマルヘッド部分を示すブロッ
ク図である。 １：サーマルヘッド　　１ａ：発熱素子１ｂ二反転バッ
ファアンプ ＩＣ：比較器　　　　　　１ｄ：ラッチ１ｅ：多値シフ
トレジスフ １ｆ：カウンタ　　　　　２：画像データメモリ３：抵
抗値ばらつきデータメモリ ４：補正テーブル　　　５：切換回路 ６：アドレスカウンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、所定の周波数のカウンタパルスにより駆動されるカ
   ウンタの値とサーマルヘッドの発熱素子に対する画像デ
   ータの値とを比較して画像データの値に応じた幅を有す
   る駆動パルスを得、該駆動パルスを前記サーマルヘッド
   の発熱素子に供給するサーマルヘッド駆動方法において
   、画像データに基づいた画像の記録を行うのに先立って
   、前記所定の周波数よりも高い周波数のカウンタパルス
   により前記カウンタを駆動するとともに、該カウンタの
   値と前記サーマルヘッドの各発熱素子の発熱特性のばら
   つき状態を示すデータとを比較しこの比較により得られ
   た駆動パルスを前記サーマルヘッドの発熱素子に供給し
   て該発熱素子をその発熱特性に応じて予熱することを特
   徴とするサーマルヘッド駆動方法。