JP2898169B2

JP2898169B2 - サーマル階調記録装置

Info

Publication number: JP2898169B2
Application number: JP11548493A
Authority: JP
Inventors: 泰樹松本; 秀志石原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-05-18
Filing date: 1993-05-18
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH06328759A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータグラフィ
ック分野、ビデオシステム分野およびファクシミリなど
の通信分野におけるハードコピー装置として応用できる
多階調プリンタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】感熱記録紙や熱転写フィルムを用いて熱
的に記録を行うサーマル記録方式は、インクジェット方
式や電子写真方式と比べて、カラー化が容易で、装置が
小型に構成でき、さらに画質、コスト、メンテナンスな
どの点からも有利であるため、ピクトリアルな画像を記
録するハードコピー装置として広く利用されている。

【０００３】熱転写方式によるカラープリンタは、横１
列に発熱体を配列したサーマルヘッドとイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色に塗り分
けたインクシートを用いて、３色面順次方式にて１色毎
に受像紙を巻き戻しながら記録するのが一般的であり、
滑らかな階調記録を行うことができる熱昇華転写方式と
集中加熱転写方式が優れている。

【０００４】しかし、これらの両方式のように、通電パ
ルス幅などにより印加エネルギを変調しアナログ的に濃
度階調記録を行う方式は、記録濃度が環境温度に依存し
サーマルヘッドでの蓄熱による影響を受けやすく、常に
安定した濃度再現が難しい。この温度依存性がこれらの
プリンタを開発する上で、高画質化を制限する要素にな
っている。

【０００５】これらの問題に対して、環境の温度および
ヘッド基台の蓄熱と発熱体基板の蓄熱による記録濃度の
影響を補正するような通電パルス幅の補正係数をライン
毎に決定し、この補正係数を用いて次のラインの通電パ
ルス幅を補正する階調プリンタ（特開平２−９８４５６
号公報）が提案されている。

【０００６】図３は、従来例の階調プリンタの構成図で
ある。図３において、３０１は発熱体基板の上にライン
状に多数の発熱体を設けたサーマルヘッド、３０２は濃
度データを対応する印加パルス幅に変換するγ補正手
段、３０３は印加パルス幅に補正係数を作用させるパル
ス幅補正手段、３０４はサーマルヘッド３０１を多段階
のパルス幅で駆動するヘッド駆動手段、３０５は１ライ
ン分のパルス幅を積算するパルス幅積算手段、３０６は
サーマルヘッド３０１の発熱体基板の蓄熱量を予測する
蓄熱量予測手段、３０７はサーマルヘッド３０１のヘッ
ド基台の温度を検出する温度検出手段、３０８は温度検
出手段３０７が検出したヘッド基台温度と蓄熱量予測手
段３０６が予測した発熱体基板の蓄熱量とから温度補償
係数を算出する係数決定手段である。

【０００７】熱転写記録や感熱記録において、印加エネ
ルギと記録濃度との間にはγ特性と呼ぶ非線型な関係が
あり、γ補正手段３０２は入力されたデータに対応する
濃度を記録するために必要な通電パルス幅データを出力
する。パルス幅補正手段３０３は、γ補正手段３０２が
出力する通電パルス幅データに係数決定手段３０８が与
える補正係数を乗じることにより補正された通電パルス
幅データを出力するよう構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、階調記録にお
ける温度補正は、濃度の補正精度を階調ステップに相当
するレベルまで上げ、如何なる環境温度で記録しても、
各階調ステップの濃度が正確に再現できることが要求さ
れる。一般に、フルカラー画像の記録が可能な階調プリ
ンタ装置では、最低でも６４階調（６ビット）が必要と
され、現状では２５６階調（８ビット）が大多数であ
る。これは入力ディジタルＲＧＢデータは８ビットが主
流であることが大きな要因となっており、人間にとって
各色２５６階調あればフルカラーとして認識できるとい
う背景がある。

【０００９】したがって、階調プリンタ内での通電パル
ス幅データも８ビット以上の多段階処理を行う必要があ
る。従来例の階調プリンタでは温度補正を行うために、
係数決定手段３０８が基準基台温度でかつ発熱体基板の
基準蓄熱量のときに１の値を取り、パルス幅補正手段３
０３は基台温度と蓄熱量のどちらに対しても単調減少に
なるような補正係数を、γ補正手段３０２が出力する通
電パルス幅データに乗じることにより補正された通電パ
ルス幅データを得ている。

【００１０】ここで、このような補正処理を行わない場
合を考えると、最終２５６階調を確保するためには８ビ
ットの通電パルス幅データによりサーマルヘッド３０１
を駆動する必要がある。そこで、入力通電パルス幅デー
タおよび補正係数を８ビット、補正された通電パルス幅
データは入力通電パルス幅データおよび補正係数をそれ
ぞれ乗算した結果の上位８ビットとすると、補正係数の
最小１ビットの変化量が補正された通電パルス幅データ
の差では最大２５６階調の内２階調分となる。

【００１１】次に、熱転写記録や感熱記録において、前
述したように、通電パルス幅データと記録濃度との間に
は図２に示すようなγ特性と呼ぶ非線形な関係がある。
したがって、最大記録濃度Ｄ＝２．４の場合、図２に示
すγ特性の通電パルス幅データと記録濃度の非線形な関
係を考慮し、前述の補正係数の最小１ビットの変化量
を、もっとも大きな濃度変化量に換算すると、Ｄ＝０．
０２以上となる。この濃度変化は人間とって十分識別で
きる範囲であり、一様な濃度を記録する場合に温度補正
による通電パルス幅データの補正による変動分が濃度の
切り替わりとして識別され、画質を劣化させる要因とな
る。

【００１２】これは、補正精度に起因しており、補正さ
れた通電パルス幅データおよび補正係数のビット数を増
加することにより、補正精度を向上することが可能であ
るが、補正係数のビット数の増加にともない乗算器の大
型化や高価格化という課題を生じる。さらに、補正され
た通電パルス幅データのビット数を増加すると、同一時
間内に、より細かい通電パルス幅データを出力する必要
があるため、ヘッド駆動手段３０４へのデータ転送に１
ビット増加する毎に、ほぼ倍の処理速度が要求され、こ
の高速化にともなう大幅な回路規模の増大化などの課題
を招くこととなる。

【００１３】本発明は、この点に鑑みて、温度補正など
の通電パルス幅データに対する補正処理の精度を簡単な
構成により、向上できるサーマル階調記録装置を提供す
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のサーマル階調記録装置は、抵抗体からなる
発熱体をライン状に配列したサーマルヘッドと、入力通
電パルス幅データ（ｋビット、ｋは正の整数）に対する
ｎビット（ｎは正の整数）の補正係数の下位ｍビット
（ｍは正の整数）と所定値とを比較する比較手段と、前
記所定値を２^m 通りの違った値に２^m ライン毎に繰り返
し設定する所定値設定手段と、前記比較手段の出力を前
記補正係数の上位（ｎ−ｍ）ビットに加算する加算手段
と、この加算手段の出力と前記入力通電パルス幅データ
とを乗算する乗算手段と、この乗算手段の出力に応じて
前記発熱体に通電する時間を１ライン毎に多段階に駆動
するヘッド駆動手段とを備えたものである。

【００１５】

【作用】上記構成により、入力通電パルス幅データに対
するｎビットの補正係数を上位（ｎ−ｍ）ビットと下位
ｍビットに分割し、下位ｍビットと所定値設定手段出力
の所定値とを比較手段で比較し、この比較手段の出力を
加算手段で前記補正係数の上位（ｎ−ｍ）ビットに加算
し、比較手段出力が加算された上位（ｎ−ｍ）ビットと
入力通電パルス幅データ（ｋビット）とを乗算手段で乗
算し、新たな通電パルス幅データを作成するよう作用す
る。

【００１６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例のサーマル階調記録装置
の構成を示す図である。本実施例では特に、階調記録が
可能な昇華型熱転写プリンタとし、入力通電パルス幅デ
ータａ１および補正係数ｂ、所定値ｃのビット数はそれ
ぞれ８ビット（ｋ＝８）、１０ビット（ｎ＝１０）、２
ビット（ｍ＝２）の場合について説明する。

【００１７】図１において、１０１は抵抗体からなる発
熱体をライン状に配列したサーマルヘッド、１０２は所
定値を２^m 通りの違った値に２^m ライン毎に繰り返し設
定する所定値設定手段、１０３は補正係数ｂの下位２ビ
ットのデータｂ２と所定値ｃとを比較する比較手段、１
０４は補正係数ｂの上位８ビットのデータｂ１と比較手
段１０２の出力と加算して新たな補正係数ｄを設定する
加算手段、１０５は入力通電パルス幅データａ１と新た
な補正係数ｄとを乗算する乗算手段、１０６は乗算手段
１０５の出力である温度補正された通電パルス幅データ
ａ２に応じて、サーマルヘッド１０１を駆動するヘッド
駆動手段である。

【００１８】次に図１を用いて本実施例を具体的に説明
する。まず、あらかじめ設定した補正係数ｂ（１０ビッ
ト）を上位８ビットと下位２ビットに分割し、上位８ビ
ットのデータｂ１は加算手段１０４に入力され、下位２
ビットのデータｂ２は比較手段１０３に入力される。ま
た、表１は所定値設定手段１０２の出力である所定値ｃ
を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】所定値ｃは記録ライン数に対して表１に示
すように０，２，１，３の４種の値を４ライン周期に繰
り返し比較手段１０３に入力される。比較手段１０３で
は入力されるデータｂ２と所定値ｃを比較し、データｂ
２が所定値ｃよりも大きければ１、データｂ２が所定値
ｃ以下であれば０を出力する。加算手段１０４は比較手
段１０３の出力と補正係数ｂの上位８ビットのデータｂ
１を入力し、各々のデータの加算を行い、乗算手段１０
５に出力する。乗算手段１０５は入力された画信号から
発熱体を通電駆動するデータに変換した通電パルス幅デ
ータａ１（８ビット）と、加算手段１０４の出力ｄとを
入力し、それぞれのデータを乗算し、乗算結果の上位８
ビットの補正された通電パルス幅データａ２をヘッド駆
動手段１０６に出力する。さらにサーマルヘッド１０１
内の各発熱体はヘッド駆動手段１０６により、乗算手段
１０５出力の補正された通電パルス幅データａ２に応じ
た通電時間で駆動される。したがって、サーマルヘッド
１０１内の各発熱体は通電される時間が可変され、各発
熱体毎に発熱エネルギが多段階となり、昇華性染料を用
いると各画素毎に多階調記録が可能である。

【００２１】上述した動作にて１ラインの記録を終了
し、次ラインの入力通電パルス幅データａ１および補正
係数ｂが再度入力され、所定値設定手段１０２は表１に
示すように記録ラインに対応した所定値ｃが再度、比較
手段１０３に入力される。

【００２２】ここで、本発明の効果について具体例を基
に説明する。まず、入力通電パルス幅データａ１が８０
Ｈ（８ビット）（添え字Ｈは１６進数を表す）、補正係
数ｂが２０２Ｈ（１０ビット）とする。補正係数ｂは
（１）式に示すように上位１ビットが整数部で下位の９
ビットは小数点以下の値をあらわすように設定されてお
り、２０２Ｈは１＋（１／２５６）となる。

【００２３】２０２Ｈ＝１．０００００００１０（２進数表示）＝１＋（１／２５６） …（１）上述の具体例を１０進数により演算すると、入力通電パ
ルス幅データａ１は１２８で、補正係数ｂは（１）式に
示すように１＋（１／２５６）となり、乗算した結果は
（２）式に示すように１２８．５となる。

【００２４】１２８×｛１＋（１／２５６）｝＝１２８．５…（２）ここで、従来例においては、補正精度を上げるために補
正係数のビット数を増加させても、補正された通電パル
ス幅データａ２は８ビットであるので、１２８．５とい
う値をとることは不可能である。したがって、小数点以
下を切り上げるか、切り下げるかして１２８．５に近い
値で記録することになり、このような補正の精度が低下
することになる。

【００２５】しかし、本実施例では、比較手段１０３に
おいては補正係数ｂの下位２ビットの２Ｈは表１に示す
所定値と比較され、比較手段１０３の出力は１ライン目
と３ライン目が１となり、２，４ライン目は０となる。
したがって、１から４ライン目の乗算手段１０５の出力
は、８０Ｈ、８１Ｈ、８０Ｈ、８１Ｈとなり、４ライン
で見ると疑似的に８０Ｈと８１Ｈの中間の値、すなわ
ち、（２）式に示した１２８．５を記録することと等価
になる。このように、補正された通電パルス幅データａ
２のビット数を増加する必要がないため、ヘッド駆動手
段１０６ヘのデータ転送の高速化にともなう大幅な回路
規模の増大化、および乗算手段１０５の構成の増大化を
行うこと無く、補正精度を向上することができる。

【００２６】以上、説明したように、本実施例は、乗算
手段１０５に比べ構成が簡単な比較手段１０３および加
算手段１０４を用いることにより、従来例に示した８ビ
ット×８ビットにて補正された通電パルス幅データを算
出する補正処理よりも補正精度を向上することができ
る。

【００２７】ここで、本実施例では、比較手段１０３お
よび加算手段１０４はハード構成として具現化している
が、マイコンなどを使用する場合、これら処理を容易に
ソフトウェアとして具現化できることはいうまでもな
い。

【００２８】また、本実施例では、所定値ｃを２ビット
の４通りとしているが、１ビット、３ビット以上として
も良い。さらに、所定値ｃの値はたとえば、１ライン目
から順に、３，１，２，０や２，０，１，３のように設
定しても良く、本実施例に限定されない。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明のサーマル階調記
録装置は、階調レベルの濃度を正確に再現するための温
度補正などのように、補正係数を入力通電パルス幅デー
タに対して乗算し補正処理を行う際に、補正された通電
パルス幅データａ２のビット数を増加する必要がないた
め、ヘッド駆動手段へのデータ転送の高速化にともなう
大幅な回路規模の増大化および、乗算手段の構成の増大
化を行うこと無く、補正精度を向上することができると
いう大きな効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるサーマル階調記録装
置の構成を示す図

【図２】通電パルス幅データと記録濃度との間のγ特性
と呼ぶ非線形な関係を示す図

【図３】従来例の階調プリンタの構成を示す図

【符号の説明】

１０１サーマルヘッド１０２所定値設定手段１０３比較手段１０４加算手段１０５乗算手段１０６ヘッド駆動手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗体からなる発熱体をライン状に配列
したサーマルヘッドと、入力通電パルス幅データ（ｋビ
ット、ｋは正の整数）に対するｎビット（ｎは正の整
数）の補正係数の下位ｍビット（ｍは正の整数）と所定
値とを比較する比較手段と、前記所定値を２^m 通りの違
った値に２^m ライン毎に繰り返し設定する所定値設定手
段と、前記比較手段の出力を前記補正係数の上位（ｎ−
ｍ）ビットに加算する加算手段と、この加算手段の出力
と前記入力通電パルス幅データとを乗算する乗算手段
と、この乗算手段の出力に応じて前記発熱体に通電する
時間を１ライン毎に多段階に駆動するヘッド駆動手段と
を備えたことを特徴とするサーマル階調記録装置。