(57)【要約】【課題】  印刷装置において、サーマルヘッドや基板やケーブルの持つ配線抵抗や電源回路の出力特性によって発生する濃度むらを改善するための補正方法、および印刷装置を提供すること。【解決手段】  画像データに応じて、印刷装置のサーマルヘッドや基板やケーブルの持つ配線抵抗による電力損失、電源回路の出力特性による発熱抵抗体の配列方向の各位置における発熱抵抗体の熱エネルギーの低下量を求め、低下量を補償するように画像データの階調値に補正量を加えた後、補正により変化した通電パターンによる濃度むらが発生しないよう発熱抵抗体の熱エネルギーを再度求め、補正量にゲインを加える事で濃度むらを補正することを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
2011056745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンによって、
電源とグランドの間に複数個の発熱抵抗体を並列に配列したサーマルヘッドを用いて、
画像データの階調値に応じて発熱抵抗体の通電時間を制御して
多階調の画像を記録材料に形成する印刷装置であって、
前記サーマルヘッドに接続される基板からケーブル間の配線抵抗の抵抗値、および前記サーマルヘッド内の配線パターンのもつ抵抗値と前記発熱抵抗体の抵抗値、電源特性をパラメータとして予め記憶しておく記憶手段と、
前記画像データの階調値と前記記憶手段から読み込んだパラメータより印画に使用する前記発熱抵抗体数を計数して前記サーマルヘッドの負荷の過渡的変動による電源電圧の変動を求める電圧変動計数手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータと前記電源電圧の変動により変動した電圧における前記発熱抵抗体の配列方向の各位置における前記配線パターン内の電流分布を求める電流分布計数手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータと前記配線パターン内の電流分布に応じて前記発熱抵抗体の各位置における前記配線パターンの配線抵抗による電圧低下量を求める電圧低下量計算手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータと前記発熱抵抗体の配列方向の各位置における前記発熱抵抗体への印加電圧より前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーを求める熱エネルギー計数手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータより基準熱エネルギーを求める基準熱エネルギー計数手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータと前記基準熱エネルギーより前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーの低下量を求める熱エネルギー低下量計数手段と
を有する印刷装置であって、
前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーの低下量に基づいて
前記画像データの各位置における階調値を補正する補正量1を求める補正量計数手段1と、
前記画像データと前記補正量1より補正済み画像データ1を求める補正済みデータ生成手段1と、
前記補正済み画像データ1における熱エネルギーの低下量を求める前記熱エネルギー計算手段と、
前記補正済み画像データ1での熱エネルギーの低下量が所定の範囲内か判断し所定の範囲内であれば補正が完了したと判断する補正判断手段と、
前記熱エネルギーの低下量が所定の範囲外であれば
前記画像データの階調値と前記印画に使用する前記発熱抵抗体数の一方、または両方からゲインを求めるゲイン計数手段と、
前記画像データの各位置における階調値を補正する前記補正量1と前記ゲインから補正量2を求める補正量計数手段2と、
前記画像データの階調値と前記補正量2から補正済み画像データ2を求める補正済み画像データ形成手段2とを有することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記ゲインは、前記画像データの階調値により複数の閾値をもつ事を特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記ゲインは，前記画像データの前記印画に使用する前記発熱抵抗体数により複数の閾値をもつ事を特徴とする請求項1または2に記載の印刷装置。
【請求項４】
配線パターンによって、
電源とグランドの間に複数個の発熱抵抗体を並列に配列したサーマルヘッドを用いて、
画像データの階調値に応じて発熱抵抗体の通電時間を制御して、
多階調の画像を記録材料に形成する印刷装置における濃度むら補正の方法であって、
前記サーマルヘッドに接続される基板からケーブル間の配線抵抗の抵抗値、および前記サーマルヘッド内の配線パターンのもつ抵抗値と前記発熱抵抗体の抵抗値、電源特性、発熱抵抗体の通電時間をパラメータとして予め記憶しておく記憶領域と、
前記画像データの階調値と前記記憶領域から読み込んだパラメータより印画に使用する前記発熱抵抗体数を計数して前記サーマルヘッドの負荷の変化による電源電圧の変動を求めるステップと、
前記記憶領域から読み込んだパラメータと前記電源電圧の変動により変動した電圧における前記発熱抵抗体の配列方向の各位置における前記配線パターン内の電流分布を求めるステップと、
前記記憶領域から読み込んだパラメータと前記配線パターン内の電流分布に応じて前記発熱抵抗体の配列方向の各位置における前記発熱抵抗体への印加電圧を求めるステップと、
前記記憶領域から読み込んだパラメータと前記配線パターン内の電流分布に応じて前記発熱抵抗体の配列方向の各位置における前記配線パターンの配線抵抗による電圧低下量を求めるステップと、
前記記憶領域から読み込んだパラメータと前記発熱抵抗体の配列方向の各位置における前記発熱抵抗体への印加電圧より前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーを求めるステップと、
前記記憶領域から読み込んだパラメータより基準熱エネルギーを求めるステップと、
前記記憶領域から読み込んだパラメータと基準熱エネルギーより前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーの低下量を求めるステップと、
を有する熱エネルギーの低下量を求める処理を具えた濃度むら補正処理方法であって、
前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーの低下量に基づいて
前記画像データの各位置における階調値を補正する補正量1を求めるステップと、
前記画像データと前記補正量1より補正済み画像データ1を求めるステップと、
前記補正済み画像データ1における熱エネルギーを求めるステップと、
前記補正済み画像データ1での熱エネルギーの低下量が所定の範囲内か判断し所定の範囲内であれば補正が完了したと判断するステップと、
前記熱エネルギーの低下量が所定の範囲外であれば
前記画像データの階調値と前記印画に使用する前記発熱抵抗体数の一方、または両方からゲインを求めるステップと、
前記画像データの各位置における階調値を補正する前記補正量1と前記ゲインから補正量2を求めるステップと、
前記画像データの階調値と前記補正量2から補正済み画像データ2を求めるステップとを有することを特徴とする濃度むら補正方法。
【請求項５】
前記ゲインは、前記画像データの階調値により複数の閾値をもつ事を特徴とする請求項4に記載の濃度むら補正方法。
【請求項６】
前記ゲインは，前記画像データの前記印画に使用する前記発熱抵抗体数により複数の閾値をもつ事を特徴とする請求項4または5に記載の濃度むら補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッドを用いる印刷装置に関し、特に供給されるエネルギーが画像に応じて変動、低下する事で発熱抵抗体の配列方向に発生する濃度むらの補正方法、および印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、入力側としてのデジタルカメラやデジタルビデオカメラ、またはスキャナなどの画像を扱う入力機器の進歩に伴い、プリント手段としてサーマルヘッドを用いる印刷装置、いわゆるサーマルプリンタ装置が注目されている。
【０００３】
サーマルプリンタ装置には、サーマルヘッドで感熱記録紙を加熱して直接発色させる感熱記録方式と、記録紙に重ねたインクリボンをサーマルヘッドにより加熱して、インクを記録紙に転写して記録を行う熱転写記録方式とがある。
【０００４】
また、熱転写記録方式としては、ヘッドの熱でインクを溶かして転写させる熱溶融転写方式と、インクを気化させて転写させる昇華型転写方式とに大別される。
【０００５】
サーマルヘッドは、セラミック製の基板上に多数の発熱素子（抵抗体）がライン上に形成されており、これら素子に通電する電力により発熱量を制御することが可能である。
【０００６】
昇華型転写方式は、発熱量を制御してインクに加える熱量を調節することで、転写するインクの量を調整することが可能であり、階調表現の点で優れている。
【０００７】
昇華型熱転写方式のカラープリントでは、例えばCyan、Magenta、Yellowのインクを1色ずつ転写し、計3回転写する事で、加色混合により多階調の画像を表現する。
【０００８】
昨今、サーマルヘッドの性能や用紙材料の性能も向上したために、仕上がり品位に優れる画像プリントを得る事が可能になっており、近年のデジタルカメラの進歩に歩調を合わせるように特に自然画像用のプリンタとして注目されている。
【０００９】
サーマルヘッドは、サーマルプリンタ内の基板からケーブルを介して電気的に接続され、基板上の電源回路から、基板上の配線パターンとケーブルを介して電力が供給されている。
【００１０】
ところで、サーマルプリンタでは、サーマルヘッドで記録を行うときに、例えば電源からサーマルヘッドまでの電源ケーブル等の配線抵抗、さらには、上記サーマルヘッド内の配線が持つ配線抵抗によって、サーマルヘッドに流れる電流量に応じて電圧低下が発生する。例えば、本来発熱抵抗体の配列方向に濃度が同じであるべき画像において、配線長の違いによって発熱抵抗体の配列方向の濃度が異なることが知られている。
【００１１】
また、サーマルヘッド内の発熱抵抗体の通電数が変動すると、サーマルヘッドの負荷の状態が変わり、電源回路の出力電圧が過渡的に変動する。
【００１２】
電源回路の出力電圧の過渡的な変動の変動振幅と変動時間は、発熱抵抗体の通電数によって変化する。
【００１３】
例えば、画像が白から黒へ急激に変化する個所において、通電する発熱抵抗体が急激に変動するため、電源回路の出力電圧の変動によって濃度が低下してしまう事が知られている。
【００１４】
上記配線抵抗による電力損失による発熱抵抗体に加わる電力の低下と、電源回路の出力電圧の変動により、発熱抵抗体に加わる熱エネルギーが低下してしまい、所望の温度にならず、インクの転写量が変化し、濃度の変化が表れる。
【００１５】
このように、サーマルヘッドに流れる電流量は、画像データ毎に通電する発熱抵抗体数が変化してしまうため、電圧の低下量は記録しようとする画像データに応じて変化し、結果として濃度むらが発生し品位を損ねている。
【００１６】
配線抵抗での電圧低下量に関しては、画像データごとに、印画時のサーマルヘッド内の電流分布から発熱抵抗体の各位置での配線抵抗による電圧降下量を計算により求め、電圧降下量に従って各発熱抵抗体における記録時間を補正する方法が知られている（特許文献１）。
【００１７】
電源電圧の低下に関しては、記録画像ごとに、電源電圧の過渡的に低下する量と雰囲気温度から補正のテーブルを参照して記録時間を補正する方法が知られている（特許文献２）。
【００１８】
しかしながら、特許文献１の濃度むら補正方法では、電源回路の出力電圧の過渡変動を考慮しておらず、電源回路の特性によって濃度むらが十分に補正できない事が挙げられる。
【００１９】
特許文献２の濃度むら補正方法では、配線抵抗による発熱抵抗体の配列方向の濃度むらについて考慮されておらず、発熱抵抗体の配列方向における濃度むらの補正ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特許第０３７６１２８１号明細書
【特許文献２】特公平３-７３４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上述の特許文献に開示された従来技術を利用する事で濃度むらの補正が可能となるが、補正後における発熱抵抗体の通電数の変化による電源電圧の過渡変動の影響が考慮されておらず、所望する通りの補正とならない事があった。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、印刷装置の配線抵抗の影響と電源回路の過渡変動の影響を考慮した濃度むらの補正方法、および印刷装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明は、
配線パターンによって、
電源とグランドの間に複数個の発熱抵抗体を並列に配列したサーマルヘッドを用いて、
画像データの階調値に応じて発熱抵抗体の通電時間を制御して
多階調の画像を記録材料に形成する印刷装置であって、
前記サーマルヘッドに接続される基板からケーブル間の配線抵抗の抵抗値、および前記サーマルヘッド内の配線パターンのもつ抵抗値と前記発熱抵抗体の抵抗値、電源特性をパラメータとして予め記憶しておく記憶手段と、
前記画像データの階調値と前記記憶手段から読み込んだパラメータより印画に使用する前記発熱抵抗体数を計数して前記サーマルヘッドの負荷の過渡的変動による電源電圧の変動を求める電圧変動計数手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータと前記電源電圧の変動により変動した電圧における前記発熱抵抗体の配列方向の各位置における前記配線パターン内の電流分布を求める電流分布計数手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータと前記配線パターン内の電流分布に応じて前記発熱抵抗体の各位置における前記配線パターンの配線抵抗による電圧低下量を求める電圧低下量計算手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータと前記発熱抵抗体の配列方向の各位置における前記発熱抵抗体への印加電圧より前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーを求める熱エネルギー計数手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータより基準熱エネルギーを求める基準熱エネルギー計数手段と、
前記記憶手段から読み込んだパラメータと前記基準熱エネルギーより前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーの低下量を求める熱エネルギー低下量計数手段と
を有する印刷装置であって、
前記発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーの低下量に基づいて
前記画像データの各位置における階調値を補正する補正量1を求める補正量計数手段1と、
前記画像データと前記補正量1より補正済み画像データ1を求める補正済みデータ生成手段1と、
前記補正済み画像データ1における熱エネルギーの低下量を求める前記熱エネルギー計算手段と、
前記補正済み画像データ1での熱エネルギーの低下量が所定の範囲内か判断し所定の範囲内であれば補正が完了したと判断する補正判断手段と、
前記熱エネルギーの低下量が所定の範囲外であれば
前記画像データの階調値と前記印画に使用する前記発熱抵抗体数の一方、または両方からゲインを求めるゲイン計数手段と、
前記画像データの各位置における階調値を補正する前記補正量1と前記ゲインから補正量2を求める補正量計数手段2と、
前記画像データの階調値と前記補正量2から補正済み画像データ2を求める補正済み画像データ生成手段2とを有する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、印刷装置とサーマルヘッドの持つ配線抵抗や電源回路の出力特性によって生じる発熱抵抗体の各位置における熱エネルギーの変動を通電パルス数を増加させる事によって補正する。
【００２５】
補正量によって発熱抵抗体の通電の仕方が変化するため、補正を加えた画像データを用いて熱エネルギーが本来あるべき熱エネルギーと比較して、所望の範囲内となるか確認を行う。
【００２６】
補正が不十分あれば、発熱抵抗体の各位置における補正量に階調値に応じたゲインを乗ずる事で、補正量の調整を行う。
【００２７】
本発明の濃度むら補正により、配線抵抗の影響や電源回路の出力特性によって生じる過渡変動の影響を考慮した補正が可能となり、濃度むらを低減する印刷装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の処理の流れを示したブロック図の一例である。
【図２】実施形態における搬送部と印画部の構成を表す概略図である。
【図３】実施形態における濃度むら補正処理系のブロック図である。
【図４】印刷装置の印画部の実施例における(a)サーマルヘッドの概略図、(b)等価回路である。
【図５】実施例における、(a)主走査方向の各位置における階調値、(b)電流、(c)電圧低下、(d)熱エネルギー、(e)熱エネルギーの低下量、の例である。
【図６】電源回路の出力電圧の(a)負荷変動時の時間的な変動、(b)通電する発熱抵抗体数との関係を示した図である。
【図７】実施例における補正ゲインの(a)階調値による補正ゲイン、(b)複数の閾値を持つ階調値による補正ゲイン、(c)複数の閾値を持つ、発熱抵抗体の通電数による補正ゲイン、の例である。
【図８】実施例1における印刷装置の濃度むら補正の処理を示すフローチャートである。
【図９】実施例における処理のフローチャートの(a)発生熱エネルギー計算、(b)補正後の熱エネルギー確認である。
【図１０】実施例2における印刷装置の濃度むら補正の処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施例3における印刷装置の濃度むら補正の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
また、サーマルヘッドの発熱抵抗体の配列方向を以下では主走査方向と称する。
【００３１】
サーマルヘッドの発熱抵抗体の配列方向とほぼ直行する記録用紙の搬送方向(副走査方向)において、印刷する画像データの1画素に相当する情報を以下では1ラインと称し、副走査方向の1画素の記録時間を1ライン時間のように称する。
【実施例１】
【００３２】
以下、図１〜８を参照して、本発明の第1の実施例による、印刷装置における濃度むら補正方法について説明する。
【００３３】
図１は、本発明の印刷装置における濃度むら補正処理の流れを示す概略図である。
【００３４】
画像データ1より、熱エネルギーの低下量計算部2においてサーマルヘッド7の発熱抵抗体の通電数と印刷装置内の配線の配線抵抗による損失と電源回路の出力電圧の変動から計算し、印画時における熱エネルギーの低下量を補正するための階調補正量を求める。
【００３５】
画像データ1と階調補正量の和を取る事で階調補正済み画像データ3を作成する。
【００３６】
さらに、階調補正済み画像データ3における熱エネルギーの低下量を上記階調補正量を求める計算と同様の方法で算出し、基準の熱エネルギーと比較する事で、補正の過不足を確認する。
【００３７】
例えば、基準の熱エネルギーは、配線抵抗の損失や電源回路の出力電圧の変動がない理想的な状態におけるサーマルヘッド7の発熱抵抗体が発する熱エネルギーを指す。
【００３８】
補正に過不足がある場合には、補正ゲイン計算部4において階調補正量に対して画像データ1の階調値から補正ゲインを計算し、階調補正量に乗じる事でゲイン補正量を求める。
【００３９】
画像データとゲイン補正量の和を取る事でゲイン補正済み画像データ5を作成する。
【００４０】
CMYの3色のインクを1色ずつ印画していくため、1色毎に補正量を上記手順で計算を行い、3回繰り返すことで、CMYの各色の補正となり、1つの画像データに対して補正が完了する。
【００４１】
3色の各色の補正完了後に、ゲイン補正済み画像データ5を記録信号制御部6に送り、ゲイン補正済み画像データ5に従った記録信号をサーマルヘッド7へ送り、発熱抵抗体を通電させて印画を行う事で補正を行った画像の印画を行う。
【００４２】
図２を用いて本発明に関わる印刷装置の印刷動作を説明する。
【００４３】
図２は、本実施形態に関わる印刷装置の印画部に関連する部位の構成を示す概略図である。
【００４４】
図２に示すように、搬送部10と印画部20が設けられている。
【００４５】
搬送部は、グリップローラ101とピンチローラ102が対向するように設けられ、記録用紙205を挟持する。
【００４６】
最初にグリップローラ101を正転させ、記録用紙205の先端の記録開始部を印画部20まで搬送した後グリップローラ101の回転を停止する。
【００４７】
記録用紙205の先端の記録開始部が記録開始位置に搬送されると、記録用紙205とインクリボン203がサーマルヘッド201とプラテンローラ202との間に挟まれ、サーマルヘッド201の表面がインクリボン203と記録用紙205に押圧された状態となる。
【００４８】
記録用紙205とインクリボン203は、プラテンローラ202によって所定位置に保持されつつ、プラテンローラ202、グリップローラ101、ピンチローラ102等によって搬送される。
【００４９】
記録用紙205に印画する際には、グリップローラ101を逆転させて、記録用紙205の記録終了位置まで記録用紙205を搬送させながら1面の印画を1色ずつ行い、グリップローラ101の回転を停止する。
【００５０】
この搬送時に、画像データの階調値に応じてサーマルヘッド201へ電圧を印加して、階調値に対応した記録時間、各発熱抵抗体を加熱することにより、記録用紙205に画像データの階調値に応じた昇華記録が行われる。
【００５１】
階調値に対応した記録時間、通電を行う方法としてパルス幅変調やパルス数変調等が挙げられる。
【００５２】
印画後、再びグリップローラ101を正転させ、記録用紙205の記録開始部を印画部20まで搬送する。
【００５３】
インクリボン203の全ての色、例えばCMYのインクであれば、3色の記録が完了するまで、上記の搬送、印画を繰り返す。
【００５４】
全ての色の印画が完了後、グリップローラ101を逆転させ続け、記録用紙205を排出し、排出完了後にグリップローラ101を停止する。
【００５５】
以下に、本発明の印刷装置における濃度むら補正の処理系について説明する。
【００５６】
図３は、画像データの処理系30と記録部60の関係を示すブロック図の例である。
【００５７】
図３の画像データの処理系30は、画像データ300への補正データ等各種を保持するFROM304と、画像データ300への補正処理を含む各種の画像処理を行うCPU302と、補正及び画像処理時の画像データを保持するRAM301とを有する。
【００５８】
RAM301上に保持された補正済み画像データに基づいて記録部60のサーマルヘッド605の発熱抵抗体を通電させる記録信号を作成する記録信号制御部303とを有する。
【００５９】
記録信号制御部303から送られる記録信号に従い、記録部60におけるサーマルヘッド605の発熱抵抗体を通電し、サーマルヘッド605とプラテンローラ607に挟持された記録用紙606に印画を行う。
【００６０】
画像データの処理系30において、FROM304には、濃度むら補正のための補正データ300の他、例えば、γ補正などの各種補正データが保持されている。
【００６１】
続いて、サーマルヘッドの電気的接続の一例を、概略図4(a)に示す。
【００６２】
図4(a)では、例えば基板50上の電源回路501から基板の配線パターン502とコネクタ503を介し、フラットケーブル403の一端に接続される。
【００６３】
フラットケーブル403のもう一端がサーマルヘッド40の配線パターン402に接続される事により、電源回路からサーマルヘッド40の発熱抵抗体の配列401へ電力が供給される。
【００６４】
図4(b)では、サーマルヘッドの記録部の等価回路を示す。
【００６５】
同図において、電源回路からサーマルヘッドまでの基板パターン、フラットケーブル等の主走査方向の位置に依存しない配線抵抗と、サーマルヘッド内の配線パターンが持つ配線抵抗、発熱抵抗体を抵抗成分として図示している。
【００６６】
同図においては、例えば基板上の配線パターン、フラットケーブルの配線抵抗等のように、主走査方向の位置に依存しない抵抗をr1、サーマルヘッド内の主走査方向の各位置における配線パターンの持つ配線抵抗をr(1)，r(2)，…，r(N-2)，r(N-1)としている。
【００６７】
また、サーマルヘッド内の主走査方向の各位置における発熱抵抗体の抵抗値をR(1)，R(2)，…，R(N-1)，R(N)とし、Nは発熱抵抗体の総数である。
【００６８】
上述の配線抵抗の抵抗値と発熱抵抗体の抵抗値等は予め、印刷装置の持つFROM等の記憶領域にパラメータとして記憶しておき、以下の補正処理の計算時に適宜使用する。
【００６９】
サーマルヘッド内では、配線パターンによって、各発熱抵抗体が、電源回路からサーマルヘッドに供給される電源とグランド間に並列に接続されている。
【００７０】
ここで、印画物の濃度に関わる主走査方向の各位置における発熱抵抗体の熱エネルギーを求める方法を説明する。
【００７１】
サーマルヘッドの各発熱抵抗体に電流がすべて片側、図4(b)においては左側から供給されるとする。
【００７２】
このとき、例えば、図5(a)においては、主走査方向の位置xの発熱抵抗体R(x)に流れる電流をIR(x)とすると、図5(b)に示される主走査方向の各位置xで配線パターンに流れる電流Ia(x)は、次の式1より求める。
【００７３】
【数１】
2011056745.tif 000003
【００７４】
また、図5(c)に示されるように、主走査方向の位置xにおける配線パターンの持つ配線抵抗r(x)による電圧低下Vd(x)は次の式2より求める。
【００７５】
【数２】
2011056745.tif 000004
【００７６】
電源ケーブルの持つ電配線抵抗のような、主走査方向の位置xに依存しない抵抗r1による電圧の低下V1は、全発熱抵抗体数をNとして次の式3より求める。
【００７７】
【数３】
2011056745.tif 000005
【００７８】
主走査方向の位置xに依存しない抵抗r1は、図4(a)の例では、電源回路からサーマルヘッドまでの基板の配線パターン、コネクタ、フラットケーブルが持つ配線抵抗値の合計の事である。
【００７９】
また、画像に応じて通電する発熱抵抗体の数が変動した際の負荷の変動による電源回路の出力電圧の変動を示した一例が図6(a)である。
【００８０】
電源回路は、出力電流が急激に変動した際に、一例として図6(a)に示すように、一時的に電圧が大きく低下してしまう事がある。
【００８１】
サーマルヘッドの発熱抵抗体の通電数が零から急激に変動した場合における、1ライン時間あたりの電圧の低下量の一例を図6(b)に示す。
【００８２】
図6(b)の例では、電源回路の出力電圧が指数関数的に低下している。
【００８３】
例として、次の式4に示すよう、電源回路の出力電圧Voutの変動を、無負荷時電圧Vとサーマルヘッドの同時に通電する発熱抵抗体の数nを用いて数式化し、係数α、β、γをそれぞれ、FROM等の記憶領域に保持し、計算時に使用する。
【００８４】
【数４】
2011056745.tif 000006
【００８５】
電源回路の出力電圧の変動は、発熱抵抗体の通電数と対応させたテーブルの形で記憶領域に保持して、参照しても良い。
【００８６】
また、無負荷時の電源回路の出力電圧と負荷変動による電源回路の出力電圧の差をVLとする。
【００８７】
以上の事から、主走査方向の位置xにおける発熱抵抗体に印加される1階調あたりのエネルギーEq(x)は、電源回路の出力電圧Voutと1階調あたりの発熱抵抗体の通電時間をtdelを用いて、次の式5より求められる。
【００８８】
【数５】
2011056745.tif 000007
【００８９】
また、主走査方向の位置xにおける発熱抵抗体に印加されるエネルギーの低下量Ed(x)は次の式6より求める。
【００９０】
【数６】
2011056745.tif 000008
【００９１】
本発明では、ここまでで求めた熱エネルギーの低下量に従って、画像データを補正する階調補正量を求める。
【００９２】
主走査方向の位置xにおける発熱抵抗体の熱エネルギーの低下量Ed(x)と、基準となる1階調あたりの熱エネルギーをEstdとすると、主走査方向の位置xにおける階調値による補正量F(x)は次の式7より求める。
【００９３】
【数７】
2011056745.tif 000009
【００９４】
基準となる1階調あたりの熱エネルギーEstdは、一例として、無負荷時の電源電圧Vnと主走査方向の各位置における発熱抵抗体の最小値Rminを使用すると、次の式8より求める。
【００９５】
【数８】
2011056745.tif 000010
【００９６】
なお、基準となる1階調あたりの熱エネルギーEstdは、設定した電源回路の出力電圧、高負荷時の電源回路の出力電圧等と、サーマルヘッドの発熱抵抗体の抵抗値の平均値や、主走査方向の各位置における抵抗値等から選択して求めても良い。
【００９７】
基準となる1階調あたりの熱エネルギーEstdは、予め求めておき、FROMなどの記憶領域にパラメータとして保持しても良い。
【００９８】
主走査方向の位置xにおける画像データの1ライン階調値K(x)と階調値による補正量F(x)より、補正済みの階調値H(x)は次の式9より求める。
【００９９】
【数９】
2011056745.tif 000011
【０１００】
以上の事で、電源ケーブルの配線抵抗やサーマルヘッドの配線パターンの配線抵抗による電圧低下、電源回路の出力の変動により、発熱抵抗体の熱エネルギーの低下を補償する補正済み階調値を求められる。
【０１０１】
画像データの階調値を補正する事で、同時に通電する発熱抵抗体の数や位置が変わり、主走査方向の位置xにおける発熱抵抗体の通電の回数、主走査方向の各位置における発熱抵抗体の通電数が変化する。
【０１０２】
この事で、補正による濃度むら発生し、補正が不足、あるいは過剰になる場合がある。
【０１０３】
例えば、電源回路の出力電圧の過渡変動の影響が大きい場合には、補正による発熱抵抗体の通電数の変化により電源変動の振幅、変動時間方が変化し、補正が不足、あるいは過剰になる場合がある。
【０１０４】
本発明の印刷装置では、補正済みの階調値に対して、上述した式1から式6までの計算で主走査方向の各位置における熱エネルギーを再度求め、補正済みの階調値における、熱エネルギーが所望の範囲となるか確認を行う。
【０１０５】
補正済み階調値における、熱エネルギーが、所望の範囲内に収まる場合、主走査方向の位置xにおける補正済みの階調値H(x)により補正が完了とする。
【０１０６】
補正済み階調値における、熱エネルギーが、所望の範囲内に収まらない場合、主走査方向の位置xにおける階調値による補正量F(x)に対して、主走査方向の位置毎に補正ゲインを掛ける事で、所望の範囲内に収まるように調整を行う。
【０１０７】
上記補正の過不足を防止するため、主走査方向の位置xにおける階調値による補正量F(x)に、補正ゲインG(x)を掛けて、画像データの1ライン階調値K(x)と組み合わせる事で1ラインのゲイン補正済み階調値J(x)を次の式10により求める。
【０１０８】
【数１０】
2011056745.tif 000012
【０１０９】
主走査方向の位置xにおけるゲインG(x)は、画像データの階調値等によって決定される。
【０１１０】
一例として、図7(a)のように、主走査方向の位置xにおける画像データの階調値からゲインG(x)を決定する事ができる。
【０１１１】
このとき、ゲインG(x)は階調値に対応するテーブルとして記憶領域に保持する他、数式として係数を記憶領域に保持しても良い。
【０１１２】
また、図7(b)のように、主走査方向の位置xにおける画像データの階調値に複数の閾値を持たせ、ゲインG(x)を決定する事ができる。
【０１１３】
複数の閾値を持たせる事で、閾値により係数を選択することで、ゲインG(x)の数式を簡単化して使用する事が可能である。
【０１１４】
以上の事で、本発明の印刷装置において、電源ケーブルの配線抵抗やサーマルヘッドの配線パターンの配線抵抗、電源回路の出力の変動により、発熱抵抗体の熱エネルギーの低下を補償する1ラインのゲイン補正済み階調値を求め、濃度むら補正を行う。
【０１１５】
以下に、本発明の印刷装置における補正処理の一例を、図8および図9(a)、図9(b)のフローチャートを追って説明する。
【０１１６】
主走査方向の各位置xにおける補正前の画像データをD(x)、補正後の画像データをDf(x)、各発熱抵抗体の抵抗値をR(x)、主走査方向の位置xにおける配線パターンの持つ配線抵抗の抵抗値をr(x)、電源ケーブル等の配線抵抗の抵抗値をr1とする。
【０１１７】
発熱抵抗体の総数をX、主走査方向の各位置におけるゲインをG(x)、熱エネルギーの低下量をQd(x)、発熱抵抗体に加えられる熱エネルギーをQ(x)、基準となる熱エネルギーをQrefとする。
【０１１８】
なお、印刷装置によって、各発熱抵抗体の抵抗値R(x)のばらつきや配線パターンの配線抵抗の抵抗値r(x)のばらつきが十分小さい場合、抵抗値R、rと一定の値として補正を行うようにしてもよい。
【０１１９】
図8のステップS101において、印刷する画像を選択する。
【０１２０】
印刷に使用する画像データは、各種変換、各種画像処理などを施され、RAM上に保持される。
【０１２１】
ステップS102において、印刷装置のFROMなどの記憶領域に予め記憶してある、配線抵抗の抵抗値と、発熱抵抗体の抵抗値と、電源回路の出力特性と、発熱抵抗体の通電時間、補正に使用するゲインのパラメータなどを読み込む処理を行う。
【０１２２】
ステップS102で読み出した無負荷時の電源電圧、発熱抵抗体の抵抗値からステップS103で、基準となる発熱抵抗体で発生する熱エネルギーQrefを計算により決定する。
【０１２３】
ステップS104では、補正量を求めるために、図9(a)に示す処理にてサーマルヘッド内の各位置における発熱抵抗体の熱エネルギーと熱エネルギーの低下量を求める。
【０１２４】
図9(a)に示すステップS1041において、熱エネルギーを求める画像データの1ラインの階調値を読み込む。
【０１２５】
画像データの階調値から、主走査方向の位置xにおける位置xから位置Xまでの間の発熱抵抗体の電源側の節点とGND間の合成抵抗値Rc(x)をステップS1042で求める。
【０１２６】
例えば、図11に示すサーマルヘッド内の等価回路において、ステップS1042における主走査方向の位置xにおける位置xから位置Xまでの間の発熱抵抗体の電源側の節点とGND間の合成抵抗値Rc(x)は次の式11のように求める。
【０１２７】
【数１１】
2011056745.tif 000013
【０１２８】
ステップS1043では、前の1ラインの階調値とサーマルヘッド全体の入力端から見た合成抵抗値から、電源回路の出力電圧の変動値を求める。
【０１２９】
例として、最初の1ライン目におけるサーマルヘッド全体の合成抵抗値と電圧変動の関係を示した図6(b)より、電源回路の出力電圧Voutの値を決定する。
【０１３０】
電源回路の出力電圧Voutの値は式4のようにFROM等の記憶領域上に数式の係数をパラメータとして保持して数式より求める他、サーマルヘッドの発熱抵抗体の通電数に対応するテーブルとしてFROM等の記憶領域に保持しても良い。
【０１３１】
この場合、前の1ラインは印画していないため、サーマルヘッドの合成抵抗値は絶縁状態の値である。
【０１３２】
次のステップS1044では、図4(b)のサーマルヘッド内の等価回路において、電源回路の出力電圧と主走査方向の位置xにおける合成抵抗値Rc(x)と配線パターンを流れる電流i(x-1)より、発熱抵抗体に印加される電圧V(x)= Rc(x)・i(x-1)を求める。
ステップS1045において、主走査方向の位置xにおける1階調分の熱エネルギーΔQ(x)は、発熱抵抗体印加電圧V(x)と発熱抵抗体の抵抗値R(x)と1階調あたりの通電時間tdelを用いて、次の式12より求める。
【０１３３】
【数１２】
2011056745.tif 000014
【０１３４】
ここで、例えば、画像データが10階調であれば、10階調分の主走査方向の位置xにおける熱エネルギーを求める事で、1ライン通電時に発生する熱エネルギーが求める。
【０１３５】
一例として、主走査方向の位置xにおけるy階調分の熱エネルギーQy(x)は、k階調目の1階調分の熱エネルギーΔQk(x)を用いて、次の式13により求められる。
【０１３６】
【数１３】
2011056745.tif 000015
【０１３７】
この主走査方向の位置xにおける1ラインを印画する時間の間に発生する熱エネルギーを主走査方向の位置xにおける熱エネルギーQ(x)とする。
【０１３８】
ステップS103とステップS1045で求めた熱エネルギーより、ステップS1046において主走査方向の位置xにおける熱エネルギーQ(x)と基準となるk階調目の熱エネルギーQref(k)より、下記式により、熱エネルギーの低下量Qd(x)を次の式14より求める。
【０１３９】
【数１４】
2011056745.tif 000016
【０１４０】
ステップS1047においては、主操作方向の各位置における1ラインの熱エネルギーの計算が完了したか判断を行い、肯定であればステップS105へ、否定であればステップS1041の処理を行う。
【０１４１】
ステップS105では、主走査方向の位置xにおける熱エネルギーの低下量Qd(x)に対応する階調数C(x)を基準となる熱エネルギーQrefから次の式15より求める。
【０１４２】
【数１５】
2011056745.tif 000017
【０１４３】
ステップS106において主走査方向の位置xにおける熱エネルギーの低下量に対応する階調数C(x)を補正するため、画像データの階調値D(x)にC(x)を加えることで、第1の補正済み階調データDf(x)を式16より求める。
【０１４４】
【数１６】
2011056745.tif 000018
【０１４５】
ここまでで求めた、主走査方向の位置xにおける第1の補正済み階調データDf(x)を印画に使用すると、発熱抵抗体の通電のさせ方が元の画像データと異なるため、補正によって濃度むらが発生する場合がある。
【０１４６】
主走査方向の位置xにおける第1の補正済み階調データDf(x)についても、図9(b)に示すステップS104と同等のステップS107の処理を行い、基準の熱エネルギーに対する第1の補正済み熱エネルギーの低下量に対応する階調数Cf(x)を求める。
【０１４７】
ステップS107において求めた、主走査方向の各位置における補正後の熱エネルギーと基準エネルギーをステップS108にて比較を行う。
【０１４８】
比較結果が所定の範囲内(例えば、1階調未満)であればステップS112の処理を、所定の範囲外であればステップS109の処理を行う。
【０１４９】
ステップS109においては、主走査方向の位置xにおける第1の補正済み熱エネルギーの低下量に対応する階調数Cf(x)が所定値以上であった場合、画像データD(x)に従って補正ゲインを決定し、熱エネルギーの低下量に対応する階調数C(x)を補正する。
【０１５０】
一例として、図7(a)のように、画像データの階調値から、主走査方向の位置xにおける補正量に対しての階調ゲインGf1(x)を決定する。
【０１５１】
階調ゲインGf1(x)は、例えば、高階調の画像データにおいては、補正を加えても濃度上昇が見込めない場合や、中間階調においては、補正量が十分に必要な場合などに、階調値に応じた補正量の調整を可能とする効果がある。
【０１５２】
さらに、主走査方向の位置xにおける熱エネルギー低下量に対応する階調値C(x)を補正するため、熱エネルギー低下量に対応する階調値C(x)と階調ゲインGf1(x)の積から、第2の補正量Cf2(x)=C(x)・Gf1(x)をステップS110で求める。
【０１５３】
ステップS111において次の式17により、主走査方向の位置xにおける階調値の補正を行う。
【０１５４】
【数１７】
2011056745.tif 000019
【０１５５】
また、ステップS108において、主走査方向の位置xにおける第1の補正済み熱エネルギーの低下量に対応する階調数Cf(x)が所定の範囲内(例えば、1階調未満)であった場合、第1の補正済み階調データDf(x)を第2の補正済み階調データDg(x)とする。
【０１５６】
この場合、主走査方向の位置xにおける階調ゲインGf1(x)の値を1として、式17により第2の補正済み階調データDg(x)を求める事も等価である。
【０１５７】
ステップS112では、RAM上に保持されている、元の画像データの補正に使用した1ライン分の階調データと、補正済みの画像データを置換する。
【０１５８】
ステップS113においては、補正処理が画像データの最終の1ラインまで行われたか判断を行い、最終の1ラインでなければ、ステップS104からステップS112を繰り返し、最終の1ラインとなれば、処理を終了する。
【０１５９】
以上の処理を、画像データの1ライン毎に実施する事で、画像データ全体において濃度むらを低減する事が可能となると言える。
【０１６０】
全処理が完了した段階で、RAM上に補正済みの画像データが作成、保持され、ステップS114にて記録信号制御部へ1ライン毎に転送し、サーマルヘッドを駆動する事で補正済み画像データの印刷処理を行う事で、印刷装置における濃度むらを低減可能である。
【実施例２】
【０１６１】
図１０は、実施例2において、以下に、本発明の印刷装置における補正処理の一例を、図１０のフローチャートを用いて説明する。この実施例2で説明する図１０の構成は、実施例１で説明した図８とほぼ同じ構成となっている。図１０において、図8と同等の処理は、ステップの符号の下二桁を同一としている。
【０１６２】
ステップS251において、図7(c)のように、通電する発熱抵抗体数から、主走査方向の位置xにおける補正量に対しての通電ゲインGf2(x)を決定する。
【０１６３】
図7(c)に示す通電ゲインは、数式パラメータをFROM等の記憶領域に持たせてステップS251において演算したり、テーブルとして保持して参照したりしても良い。
【０１６４】
さらに、主走査方向の位置xにおける熱エネルギーの低下量に対応する階調数C(x)を補正するため、画像データの階調値D(x)にC(x)と通電ゲインGf2(x)の積を加えることで、第2の補正済み階調データDg(x)をステップS210で求める。
【０１６５】
通電ゲインGf2(x)は、例えば、階調値が同じで、発熱抵抗体の通電数が異なる2つの画像を印画する場合において、通電数が少なければ熱エネルギーの低下が小さいため、通電数に適した補正量に調整し、過補正を防止する効果がある。
【０１６６】
ステップS211において次の式18により、主走査方向の位置xにおける階調値の補正を行う。
【０１６７】
【数１８】
2011056745.tif 000020
【０１６８】
また、ステップS208において、主走査方向の位置xにおける第1の補正済み熱エネルギーの低下量に対応する階調数Cf(x)が所定の範囲内(例えば、1階調未満)であった場合、第1の補正済み階調データDf(x)を第2の補正済み階調データDg(x)とする。
【０１６９】
この場合、主走査方向の位置xにおける通電ゲインGf2(x)の値を1として、式17により第2の補正済み階調データDg(x)を求める事も等価である。
【０１７０】
以上の事で、実施例1と同様にRAM上に補正済みの画像データが作成、保持され、ステップS214にて記録信号制御部へ1ライン毎に転送し、サーマルヘッドの発熱抵抗体を通電する事で補正済み画像データの印刷処理を行う。
【実施例３】
【０１７１】
図１１は、実施例3において、以下に、本発明の印刷装置における補正処理の一例を、図１１のフローチャートを用いて説明する。この実施例3で説明する図１１の構成は、実施例１で説明した図8とほぼ同じ構成となっている。図１１において、図8と同等の処理は、ステップの符号の下二桁を同一としている。
【０１７２】
ステップS361においては、主走査方向の位置xにおける第1の補正済み熱エネルギーの低下量に対応する階調数Cf(x)が所定値以上であった場合、画像データD(x)に従って階調-通電ゲインを決定し、熱エネルギーの低下量に対応する階調数C(x)を補正する。
【０１７３】
一例として、図7(b)に示すように画像データの階調値から、主走査方向の位置xにおける補正量に対しての階調ゲインGf1(x)と、図7(c)に示すように発熱抵抗体の通電数から、主走査方向の位置xにおける補正量に対しての通電ゲインGf2(x)の積から階調-通電ゲインGf3(x)を求める。
【０１７４】
階調-通電ゲインGf3(x)は、実施例1の階調ゲインと実施例2の通電ゲインから画像データの階調値や発熱抵抗体の通電数により補正量を調整する事で、過補正あるいは補正不足を、階調値と通電数に応じて防止する効果がある。
【０１７５】
さらに、主走査方向の位置xにおける熱エネルギーの低下量に対応する階調数C(x)を補正するため、画像データの階調値D(x)にC(x)と階調-通電ゲインGf3(x)の積を加えることで、第2の補正済み階調データDg(x)をステップS310で求める。
【０１７６】
ステップS311において次の式19により、主走査方向の位置xにおける階調値の補正を行う。
【０１７７】
【数１９】
2011056745.tif 000021
【０１７８】
また、ステップS308において、主走査方向の位置xにおける第1の補正済み熱エネルギーの低下量に対応する階調数Cf(x)が所定の範囲内(例えば、1階調未満)であった場合、第1の補正済み階調データDf(x)を第2の補正済み階調データDg(x)とする。
【０１７９】
この場合、主走査方向の位置xにおける階調-通電ゲインGf3(x)の値を1として、式19により第2の補正済み階調データDg(x)を求める事も等価である。
【０１８０】
以上の事で、実施例1と同様にRAM上に補正済みの画像データが作成、保持され、ステップS314にて記録信号制御部へ1ライン毎に転送し、サーマルヘッドの発熱抵抗体を通電する事で補正済み画像データの印刷処理を行う。
【０１８１】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１８２】
本発明は、熱エネルギーの変化量を補償するように、画像データの階調値を変化させることで、濃度むらを低減するものである。
【０１８３】
なお、本発明の印刷装置に適用される濃度むら補正は、記録時間を変更する事で多階調を表現する事が可能な印刷装置において適用可能である。
【０１８４】
上記の印刷装置に限定されず、配線抵抗による電力損失や電源回路の出力電圧の変動が問題となる印刷装置において、これをデータ補正で補正可能なものに適用可能である。
【０１８５】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の処理方法を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給するよう構成することによっても達成されることはいうまでもない。
【０１８６】
この場合、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することにより、上記機能が実現されることとなる。なお、この場合、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１８７】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１８８】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される場合に限られない。例えば、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１８９】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。つまり、プログラムコードがメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって実現される場合も含まれる。
【符号の説明】
【０１９０】
1  画像データ
2  熱エネルギーの低下量計算部
3  階調補正済み画像データ
4  補正ゲイン計算部
5  ゲイン補正済み画像データ
6  記録信号制御部
7  サーマルヘッド
10  搬送部
101  グリップローラ
102  ピンチローラ
20  印画部
201  サーマルヘッド
202  プラテンローラ
203  インクリボン
204  インクカセット
205  記録用紙
【図１】
2011056745.tif 000022
【図２】
2011056745.tif 000023
【図３】
2011056745.tif 000024
【図４】
2011056745.tif 000025
【図５】
2011056745.tif 000026
【図６】
2011056745.tif 000027
【図７】
2011056745.tif 000028
【図８】
2011056745.tif 000029
【図９】
2011056745.tif 000030
【図１０】
2011056745.tif 000031
【図１１】
2011056745.tif 000032