JP2000000990A - サーマルヘッドの発熱量調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 調整データを作成する時のインクシートや印
画用紙の特性ムラの影響を受けない印画発熱量調整方法
を提供する。 【解決手段】 この方法は、サーマルヘッド１の発熱体
の発熱を制御し、サーマルヘッド１に沿って熱量センサ
１２を移動させ、熱量センサ１２の位置情報を入力し、
この位置情報位置情報及び熱量センサ１２からの入力に
基づいて、サーマルヘッド１の発熱体毎の発熱量を得
て、上記発熱体毎の発熱量と基準発熱量を比較し、当該
発熱体毎の発熱量を調整するための調整データを演算
し、上記発熱体毎の調整データを記録媒体に書き込む書
込むものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、サーマルプリン
タ装置のサーマルヘッドの発熱量調整方法に関し、特
に、発熱体毎の発熱量を調整し、印画濃度ムラを抑える
サーマルヘッドの発熱量調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、サーマルプリンタ装置である。
図７において、１はサーマルヘッド、２はサーマルヘッ
ド１に対向して設けられたプラテン、３はサーマルヘッ
ド１とプラテン２に挟まれたインクシート、４はプラテ
ン２とインクシート３に挟まれた印画用紙、５はサーマ
ルヘッド１に印画データと制御信号を送るサーマルヘッ
ド制御部である。６はサーマルヘッド１の濃度補正デー
タを保持する補正データ記録部、７は補正データ記録部
に保持した濃度補正データを読み出す補正データ読み出
し部である。

【０００３】サーマルヘッド１は、ラインサーマルヘッ
ドであり、１ミリメートル当たり１２個程度の複数の発
熱体が、プラテン２の軸方向に一列に並んでいる（図示
せず）。そして、発熱体の並ぶ方向を主走査方向、印画
用紙の送る方向を副走査方向と呼ぶ。サーマルヘッド１
による印画時の濃度ムラは、印画データが同一濃度であ
っても、主走査方向に対して印画濃度が一定にならない
ことであり、発熱体のバラツキ等によって発生する。

【０００４】図８は、従来のサーマルヘッドによる印画
時の濃度補正方法を説明する図である。図８において、
８は回転式のスキャナ（図示せず）のドラムであり、図
７に示すサーマルプリンタ装置でテスト印画した印画用
紙４が巻き付けられる。９は回転式のドラム８上をドラ
ム８の回転軸方向に移動し印画の濃度を読み込む画像読
み取り部、１０は画像読み取り部９の信号を入力し、入
力信号に基づいてサーマルヘッド１に対する必要な補正
データを作成する補正データ作成部、１１は補正データ
作成部１０のデータを入力し補正データ記録部６に補正
データを書き込む補正データ書き込み部である。

【０００５】次に動作について説明する。まず、図７に
示すサーマルプリンタ装置に、濃度補正をするサーマル
ヘッド１を装着する。ついで、濃度補正用のインクシー
ト３と、同じく濃度補正用の印画用紙４を装着する。補
正なしのデータを書き込んだ補正データ記録部６を補正
データ読み出し部７に装着し、サーマルヘッド制御部５
から濃度補正用の印画データをサーマルヘッド１へ送
る。サーマルヘッド１の発熱体は上記印画データに応じ
て発熱し、サーマルヘッド１に接したインクシート３に
塗布されたインクが溶融して印画用紙４に転写する。サ
ーマルヘッド制御部５は、同時にプラテン２を回転さ
せ、インクシート３と印画用紙４を送り、印画用紙４に
濃度補正用の印画を行う。

【０００６】ここで、サーマルヘッド１の発熱体の抵抗
値がバラつくことによって、例えば発熱体の抵抗値が小
さいと、電流が多く流れ濃い印画となる。逆に発熱体の
抵抗値が大きいと、電流が少ないので薄い印画となり、
主走査方向に対して濃度ムラとなる。

【０００７】次に濃度補正用の印画を行った印画用紙４
を図８に示すスキャナの回転式のドラム８に巻き付けて
固定し、画像読み取り部９にて印画の濃度をサーマルヘ
ッド１の発熱体毎に対応した濃度として補正データ作成
部１０に読み込む。例えば、図９の濃度ムラ補正の説明
図（横軸は主走査方向（発熱体方向）、縦軸は印画濃度
である）に示すように、発熱体の抵抗値のバラツキ等が
原因で、濃度のバラツキが発生する。

【０００８】濃度補正データ作成部１０は、印画したと
きの濃度が、基準濃度となるように、補正データを作成
する。例えば、基準となる濃度と、サーマルヘッド１の
発熱体に対応して濃度データを減算し、その符号を逆に
して補正データとする。基準濃度が６０で、測定した濃
度データが６２であれば、この発熱体に対応した補正デ
ータは−２である。これをサーマルヘッド１の発熱体毎
に演算し、補正データを作成する。次に補正データ作成
部１０は、補正データを補正データ書き込み部１１に送
り、補正データ記録部６に補正データを書き込む。補正
データ記録部６には、サーマルヘッド１の各発熱体に対
応した濃度補正データが記録される。

【０００９】次に補正データを使った印画を説明する。
図７に示した装置は、製品のプリンタと同一構成である
ので図７で説明する。上述の手順により補正データが作
成されたサーマルヘッド１と、その補正データを書き込
んだ補正データ記録部６とを図７のプリンタ（図示せ
ず）に実装する。サーマルヘッド制御部５は、サーマル
ヘッド１の各発熱体に対応した補正データを補正データ
記録部７から印画の都度読み込み演算して、サーマルヘ
ッド１へ送り、印画する。

【００１０】ここで、例えば、補正データは、平均より
濃く印画する発熱体に対して濃度を薄くする値であり、
平均より薄く印画する発熱体に対して濃度を濃くする値
である。例えば、基準濃度６０に対して濃度６２で印画
する発熱体に対して、印画濃度６０がある場合には、補
正データが−２である。そして、補正後の濃度は、図９
に示すように補正前の濃度に補正データを加算して基準
値に近い濃度になり、濃度ムラも低減する。ここでは印
画濃度６０に補正データ−２を加算して、補正後の印画
濃度は５８となる。すなわち、印画濃度５８をサーマル
ヘッド１に送るとちょうど濃度６０で印画する。これ
を、発熱体毎に、かつ印画データ毎に演算する。

【００１１】補正によって、サーマルヘッド１の発熱体
は、発熱体毎に補正された濃度で発熱し、濃度ムラを抑
えて印画する。サーマルヘッド１の発熱体の抵抗値はバ
ラツキがあり、また発熱体の形状や発熱体の表面（ガラ
スグレーズ）の形状等によって、電気的に同じ時間通電
しても印画濃度にバラツキが発生して印画濃度ムラの原
因となるので、その印画濃度ムラを抑えるように印画す
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
サーマルヘッドによる印画時の濃度補正方法は、補正デ
ータを作成する時のインクシート３や印画用紙４の特性
がバラつく影響を受けて、補正後も濃度ムラが発生す
る。そして、インクシート３や印画用紙４毎にその特性
がバラつくので、インクシート３や印画用紙４に起因す
る濃度ムラが濃度補正の誤差となるという問題があっ
た。したがって、サーマルヘッドに対するより高精度な
濃度補正をする際には、同一のサーマルヘッドに対して
複数回濃度補正を行いそれらの結果に基づいて最終的な
濃度補正値を決めなければならず、補正作業が煩雑とな
るという問題があった。

【００１３】また、従来の方法による画像の読み取りで
は、直接発熱体の発熱量を測定していないので、印画用
紙４の伸び縮みや、ドラム８に固定する時の位置ずれな
どで、発熱体の位置決めにずれが生じてしまい、濃度を
補正する発熱体と補正するデータの間で位置的なズレが
発生しやすいをいう問題があった。

【００１４】また、印画データを得るプリンタ装置の特
性、すなわちサーマルヘッドとプラテンの押し圧のバラ
ツキによって濃度ムラが発生してしまい、プリンタ装置
を変えると補正の特性を変えなければならないという問
題があった。

【００１５】さらに、印画データを得るために、サーマ
ルヘッドを組立てて、補正のための印画データを得るプ
リンタに組み込むという手間が発生する。これは、補正
の印画データを得た後、サーマルヘッドを取り外して製
品に組み込まなければならす、作業の効率化を阻害して
いた。

【００１６】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、容易かつ高精度にサーマルヘッ
ドの発熱量を調整できるサーマルヘッドの発熱量調整方
法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るサーマル
ヘッドの発熱量調整方法は、サーマルヘッドの発熱体の
発熱を制御する発熱制御ステップと、上記サーマルヘッ
ドに沿って熱量センサを移動させるセンサ移動ステップ
と、このセンサ移動ステップにおける上記熱量センサの
位置情報を入力する位置情報入力ステップと、この位置
情報入力ステップから入力した位置情報及び上記熱量セ
ンサからの入力に基づいて、上記サーマルヘッドの発熱
体毎の発熱量を得る発熱量検出ステップと、この熱量検
出ステップから入力された上記発熱体毎の発熱量と基準
発熱量を比較し、当該発熱体毎の発熱量を調整するため
の調整データを演算する演算ステップと、上記発熱体毎
の調整データを記録媒体に書き込む書込みステップとを
含むものである。

【００１８】また、発熱制御ステップは、隣接する発熱
体を連続して発熱させないように制御し、センサ移動ス
テップは、隣接する発熱体を連続して読み込まないよう
に熱量センサを移動させるものである。また、発熱量検
出ステップは、所定の温度以上の温度の積分により発熱
量を得る。また、所定の温度は、インクシートの溶融開
始温度である。さらにまた、熱量センサは、赤外線を検
出して熱量に換算する赤外線センサーである。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下この発明の実
施の形態１について説明する。図１はこの発明の一実施
の形態に係るサーマルヘッドの発熱量を調整する装置の
概略を示す図である。図において、１はサーマルヘッ
ド、６はサーマルヘッド１の発熱体毎の濃度調整データ
を保持する調整データ記録部、１１は調整データ記録部
６に濃度調整データを書込む調整データ書込み部、１２
はサーマルヘッド１の発熱体上に位置し、発熱体毎に発
熱する熱量を計測する熱量センサ、１３は熱量センサ１
２を保持し、熱量センサ１２をサーマルヘッド１の発熱
体上に移動させるセンサ駆動部、１４はセンサ駆動部１
３を制御し、かつサーマルヘッド１の発熱体の発熱を制
御するサーマルヘッド・センサ移動制御部、１５は熱量
センサ１２のデータを入力し、かつサーマルヘッド・セ
ンサ移動制御部からの熱量センサ１２の位置のデータを
入力して、熱量センサ１２のデータからサーマルヘッド
１の発熱体の発熱量を演算し、調整に必要な演算を行
い、調整データを作成し、調整データ書き込み部１１に
調整データを出力する熱量計算・調整データ作成部であ
る。

【００２０】次に動作について説明する。サーマルヘッ
ド・センサ移動制御部１４からセンサ駆動部１３に制御
信号を送り、熱量センサ１２が測定するサーマルヘッド
１の発熱体上に移動する。ついで、サーマルヘッド・セ
ンサ移動制御部１４からサーマルヘッド１に発熱データ
を送る。サーマルヘッド１の所定の発熱体が発熱し、熱
量センサ１２で発熱量を測定する。熱量センサ１２で測
定したデータと、サーマルヘッド・センサ移動制御部１
４にて制御される発熱体の位置データは、熱量計算・調
整データ作成部１５に出力される。

【００２１】サーマルヘッド・センサ移動制御部１４
は、サーマルヘッド１にインクシート３や印画用紙４が
なくとも、発熱体が故障しない範囲で発熱を制御する。
サーマルヘッド１の発熱体の発熱量は、例えば、発熱量
を示す図２を参照して、発熱体の記録温度（縦軸）と時
間（横軸）の関係から、所定の温度（図ではＴａ℃）よ
り高い温度の部分を時間（時刻ｔａ〜時刻ｔｃの間の時
間）で積分して得る。この積分値は、図２では、斜線の
部分の面積に相当する。所定の温度は、精度の点から例
えば製品で使用するインクシートが溶融を開始する温度
とすることが好ましい。なお、図２において、発熱体へ
の通電開始時刻ｔ０の温度はＴ０であり、時刻ｔｂまで
通電され、このとき発熱体は最高温度Ｔｂとなる。

【００２２】熱量計算・調整データ作成部１５は、サー
マルヘッド１の発熱体の発熱量を熱量センサ１２からの
データと発熱時間から算出し、この算出した算出発熱量
と基準濃度に相当する基準発熱量とから、調整データを
作成する。例えば、基準発熱量が１００、発熱量が１０
４であったとすると、算出発熱量から基準発熱量を減算
し、符号を逆にして−４となる。これが調整データとな
る。次に調整データを調整データ記録部書き込み部１１
に出力し、調整データ記録部６に記録する。

【００２３】調整データを使った印画については従来例
と同様である。図３は、調整前のデータで印画した場合
の印画濃度と、本案で調整後の印画濃度の例を示す図で
ある。調整によって濃度のバラツキが減少している。

【００２４】なお、熱量計算・調整データ作成部１５に
て、熱量センサ１２の出力を発熱時間で積分して発熱体
の発熱量を算出しているが、サーマルヘッド１の周囲温
度等を加味して熱量を算出してもよく、また転写する温
度と逆転写する温度の間を積分してもよい。

【００２５】また、サーマルヘッド１の発熱体の温度を
一定にするように、サーマルヘッド・センサ移動制御部
１４から駆動時間を可変してもよく、発熱体の温度が一
定になる駆動時間から発熱体のバラツキを算出してもよ
い。

【００２６】また、調整データの作成は、算出発熱量か
ら基準発熱量を単純に引く例について説明したが、印画
時における濃度ムラを改善する演算であればよく、例え
ば調整テーブルを参照してもよく、また、その他の変換
テーブルを用いてもよい。さらに、サーマルヘッドの印
画の特性や、インクシート印画用紙の特性に対応した調
整を加味してもよい。

【００２７】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
ついて説明する。図４はこの発明の実施の形態２に係る
サーマルヘッドの発熱体の発熱順を説明する図である。
図４において、１Ａ，１Ｂ，・・は発熱体、(1),(2),
(3),(4)・・は発熱体１Ａ，１Ｃ，１Ｅ，１Ｇの発熱順
を示す。その他の構成は実施の形態１と同様であるので
その説明を省略する。ついで、動作について説明する。
サーマルヘッド１の発熱体上の熱量センサ１２の移動を
制御するサーマルヘッド・センサ移動制御部１４は、ま
ず発熱体１Ａを発熱させ、発熱体１Ａの発熱量を測定さ
せ、その後で、発熱体１Ｃを発熱させ、発熱体１Ｃの発
熱量を測定させ、以下同様に、隣接した発熱体を測定す
ることなく、サーマルヘッド１上の発熱体を飛び飛びに
発熱させ発熱量を測定させる。

【００２８】一方、隣接した発熱体を順次発熱させる
と、測定する発熱体の近傍にある、測定以前に発熱した
部分に熱が残っており、発熱体の熱量を測定する際の誤
差になる。そこで、実施の形態２の構成では、サーマル
ヘッド１の隣接した発熱体を連続して熱量センサ１２で
測定しない動作をサーマルヘッド・センサ移動制御部１
４にて行うので、誤差の影響がなく測定精度が高い。な
お、発熱体の飛び越し数が１の場合について説明したが
飛越し数は任意でよく、隣接しなければ良い。

【００２９】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
ついて説明する。図５はこの発明の実施の形態３に係る
熱量センサを説明する図であり、熱量センサ１２はサー
マルヘッド１の発熱体と非接触の構成である。図5にお
いて、１２Ａは非接触センサである赤外線熱量センサで
あり、赤外線を測定して熱量に換算する。１２Ｂはスリ
ット、１２Ｃはレンズである。その他の構成は、実施の
形態１と同様であるのでその説明を省略する。

【００３０】発熱体は、例えば１２個／ミリメートルと
小さなものが密に配置されているので、例えばレンズ１
２Ｃによって測定部分を拡大したり、スリット１２Ｂに
よって測定に不要な部分をカットする構成とする。非接
触の赤外線熱量センサ１２Ａには、例えば、オプテッス
ク株式会社製のペン型非接触温度計PT-3Sを用いる。こ
のセンサ１２Ａは、測定した温度を電圧に変換して出力
するものであり、この信号を熱量計算・調整データ作成
部１５へ入力する。この場合、熱量計算・調整データ作
成部１５は、例えばＡ／Ｄコンバータを備えたパーソナ
ルコンピュータ等である。

【００３１】以上のように非接触型のセンサを用いたの
で、発熱体毎の測定を短時間で精度良く行うことがで
き、かつ、サーマルヘッド１の表面を傷つける恐れがな
い。さらに、実施の形態２のように飛び飛びに発熱体の
発熱量を測定するとき、特に上述の効果が著しい。

【００３２】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
ついて説明する。図６はこの発明の実施の形態４に係る
熱量センサを説明する図であり、熱量センサ１２Ｄはサ
ーマルヘッド１の発熱体と接触する構成である。図６に
おいて、１２Ｄは接触型センサである。接触型の熱量セ
ンサ１２は、例えば、株式会社芝浦電子製作所製の微少
サーミスタPSB-S7を用いる。形状が小さく応答速度が早
いので、サーマルヘッド１の発熱体の熱量測定に適して
いる。その他の構成は実施の形態１と同様であるのでそ
の説明を省略する。

【００３３】以上のように接触型の熱量センサ１２Ｄに
より構成したので、装置を廉価に構成できる。なお、熱
量センサ１２Ｄが接触型なので、サーマルヘッド１の表
面を傷つけないように、熱量センサ１２の移動の際、熱
量センサ１３をサーマルヘッド１から離して移動する機
構（図示せず）を備えることが好ましい。

【００３４】ところで上述の実施の形態では、サーマル
ヘッドの発熱量調整方法に利用する場合について述べた
が、その他プリンタ以外のサーマルヘッドの濃度調整に
も利用でき、また濃度調整以外にサーマルヘッドの特性
の検査や選別にも利用できることは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】この発明に係るサーマルヘッドの発熱量
調整方法は、サーマルヘッドの発熱体の発熱を制御する
発熱制御ステップと、上記サーマルヘッドに沿って熱量
センサを移動させるセンサ移動ステップと、このセンサ
移動ステップにおける上記熱量センサの位置情報を入力
する位置情報入力ステップと、この位置情報入力ステッ
プから入力した位置情報及び上記熱量センサからの入力
に基づいて、上記サーマルヘッドの発熱体毎の発熱量を
得る発熱量検出ステップと、この熱量検出ステップから
入力された上記発熱体毎の発熱量と基準発熱量を比較
し、当該発熱体毎の発熱量を調整するための調整データ
を演算する演算ステップと、上記発熱体毎の調整データ
を記録媒体に書き込む書込みステップとを含むので、イ
ンクシート及び印画用紙による転写性の影響がなく、容
易かつ高精度にサーマルヘッドの発熱量を調整できる。
また、調整データを得る際に、印画しないので、調整デ
ータ作成のためのインクシートと印画用紙が不要とな
り、安価に調整データを得ることができる。また、サー
マルヘッドの調整データを得るプリンタに組み込み、取
り外して別の製品のプリンタに組み込むという作業が簡
素化され、作業の効率化に繋がる。また、印画用紙を介
すさずに、発熱体上から直接熱量を読み込むので、熱量
と発熱体の位置ズレが発生し難い。

【００３６】また、発熱制御ステップは、隣接する発熱
体を連続して発熱させないように制御し、センサ移動ス
テップは、隣接する発熱体を連続して読み込まないよう
に熱量センサを移動させるので、さらに高精度にサーマ
ルヘッドの発熱量を調整できる。

【００３７】また、発熱量検出ステップは、所定の温度
以上の温度の積分により発熱量を得るので、誤差を少な
くすることができ、高精度にサーマルヘッドの発熱量を
調整できる。

【００３８】また、所定の温度は、インクシートの溶融
開始温度であるので、印画に則した発熱量の調整が可能
となり、高精度にサーマルヘッドの発熱量を調整でき
る。

【００３９】さらにまた、熱量センサは、赤外線を検出
して熱量に換算する赤外線センサーであるので、発熱体
毎の測定を短時間で精度良く行うことができ、かつ、サ
ーマルヘッドの表面を傷つける恐れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施の形態に係るサーマルヘッ
ドの発熱量を調整する装置の概略を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の発熱量を算出例を
示す図である。

【図３】 調整前のデータで印画した場合の印画濃度
と、本案で調整後の印画濃度の例を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態２に係るサーマルヘッ
ドの発熱体の発熱順を説明する図である。

【図５】 この発明の実施の形態３に係る熱量センサを
説明する図である。

【図６】 この発明の実施の形４３に係る熱量センサを
説明する図である。

【図７】 従来の実施の形態のデータを採る方法を示す
図である。

【図８】 従来の実地の形態の調整データ作成を示す図
である。

【図９】 従来の実施の形態の濃度ムラ調整を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ サーマルヘッド、 ２ プラテン、 ３ イン
クシート、 ４印画用紙、 ５ サーマルヘッド制
御部、 ６ 調整データ記録部、 １１ 調整デー
タ書き込み部、 １２ 熱量センサ、 １２Ａ 赤
外線センサ、 １２Ｂ スリット、 １２Ｃ レン
ズ、 １２Ｄ 接触型センサ、１３ 熱量センサ駆動
部、 １４ サーマルヘッド・センサ移動制御部、１
５ 熱量計算・調整データ作成部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーマルヘッドの発熱体の発熱を制御す
   る発熱制御ステップと、 上記サーマルヘッドに沿って熱量センサを移動させるセ
   ンサ移動ステップと、このセンサ移動ステップにおける
   上記熱量センサの位置情報を入力する位置情報入力ステ
   ップと、 この位置情報入力ステップから入力した位置情報及び上
   記熱量センサからの入力に基づいて、上記サーマルヘッ
   ドの発熱体毎の発熱量を得る発熱量検出ステップと、 この熱量検出ステップから入力された上記発熱体毎の発
   熱量と基準発熱量を比較し、当該発熱体毎の発熱量を調
   整するための調整データを演算する演算ステップと、 上記発熱体毎の調整データを記録媒体に書き込む書込み
   ステップとを含むことを特徴とするサーマルヘッドの発
   熱量調整調整方法。
2. 【請求項２】 発熱制御ステップは、隣接する発熱体を
   連続して発熱させないように制御し、 センサ移動ステップは、隣接する発熱体を連続して読み
   込まないように熱量センサを移動させることを特徴とす
   る請求項１項記載のサーマルヘッドの発熱量調整方法。
3. 【請求項３】 発熱量検出ステップは、所定の温度以上
   の温度の積分により発熱量を得ることを特徴とする請求
   項１又は２記載のサーマルヘッドの発熱量調整方法。
4. 【請求項４】 所定の温度は、インクシートの溶融開始
   温度であることを特徴とする請求項３記載のサーマルヘ
   ッドの発熱量調整方法。
5. 【請求項５】 熱量センサは、赤外線を検出して熱量に
   換算する赤外線センサーであることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれか一項記載のサーマルヘッドの発熱量調
   整方法。