JP2001162851A - サーマルヘッドの抵抗値測定方法及び装置並びにこれを備えたサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 サーマルヘッドを構成する発熱素子の抵抗測
定をカウンタビット幅が小さいローコストな測定手段を
用いながら高精度に行う。 【解決手段】 コンデンサがフル充電された後、スター
ト信号発生部５７からのスタート信号によりコンデンサ
の充電が停止されると同時に遅延回路５８が作動を開始
し、最小放電時間Ｔmin をカウントする。最小放電時間
Ｔmin 経過後にカウンタ回路５９が作動を開始し、コン
デンサの充電電圧が低下して比較電圧に達するまでの放
電時間が遅延回路５８より短い単位時間ｔ０でカウント
される。カウント値Ｑが抵抗値算出部６０に入力され、
発熱素子による放電時間Ｔが式Ｔ＝Ｔmin ＋ｔ０・Ｑに
より算出された後、基準抵抗の既知抵抗値ｒｓと放電時
間Ｔｓから式ｒ＝ｒｓ・Ｔ／Ｔｓにより発熱素子の抵抗
値が算出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルヘッドを
構成する発熱素子の抵抗値を測定する方法及び装置並び
にこれを備えたサーマルプリンタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリンタには、インクフイルム
を使用する熱転写プリンタと、感熱記録材料を直接に加
熱して画像を記録する感熱プリンタとがある。これらの
サーマルプリンタでは、多数の発熱素子（抵抗素子）を
ライン状に配列したサーマルヘッドが用いられている。

【０００３】例えば、カラー感熱プリンタでは、特開昭
６１ー２１３１６９号公報に記載されているように、マ
ゼンタ感熱発色層，シアン感熱発色層，イエロー感熱発
色層が支持体上に順次層設されたカラー感熱記録材料が
用いられる。このカラー感熱記録材料では、各感熱発色
層を選択的に発色させるために、その発色熱エネルギー
が異なっており、深層の感熱発色層ほど高い発色熱エネ
ルギーが必要である。また、次の感熱発色層を熱記録す
る際に、その上にある熱記録済みの感熱発色層が再度熱
記録されないように、熱記録済みの感熱発色層に特有な
電磁波を照射して光定着が行われる。

【０００４】感熱プリンタには、多数の発熱素子をライ
ン状に配列したサーマルヘッドが設けられており、記録
すべき感熱発色層に応じた発色熱エネルギーをカラー感
熱記録材料に与える。この発色熱エネルギーは、発色直
前の熱エネルギー（以下、これをバイアス熱エネルギー
という）に、所望の濃度に発色させるための熱エネルギ
ー（以下、これを階調表現熱エネルギーという）を加え
たものである。このバイアス熱エネルギーは、感熱発色
層の発色特性に応じて決まる一定な値である。他方、階
調表現熱エネルギーは、高階調を表現するにはきめ細か
な発熱制御を行うことが必要である。一般的には、バイ
アス加熱では発熱素子が数ｍｓ〜数十ｍｓ程度通電さ
れ、また階調表現加熱では数μｓ〜数十μｓの単位で発
熱素子の通電を制御する。

【０００５】ところで、このようにきめ細かな発熱制御
が印画結果に正確に反映されるためには、サーマルヘッ
ドを構成している各発熱素子の抵抗値が全て均一である
ことが必要である。しかしながら、発熱素子の抵抗値
は、一般に５〜１０％程度のバラツキがあり、しかも経
時や印画により変化していくことが知られている。した
がって、同じ通電時間で各発熱素子を通電しても、各発
熱素子の発生する熱エネルギーは、その発熱素子の抵抗
値に応じて変化するため、記録画像に濃度ムラ等の不都
合な現象が発生する。

【０００６】これを改善するため、各発熱素子の抵抗値
を測定し、この測定結果に基づいて画像データを補正し
て、濃度ムラ等の発生を防止するようにしたカラー感熱
プリンタが知られている（例えば、特開平６−７９８９
７号公報）。このカラー感熱プリンタでは、容量が既知
のコンデンサを用い、このコンデンサをフル充電した後
に発熱素子を介して放電させ、コンデンサの充電電圧が
ある一定値、例えば、電源電圧の１／２に低下するまで
の時間を測定する。そして、この放電時間が発熱素子の
抵抗値に比例することを利用して、既知のコンデンサの
容量を用いて発熱素子の抵抗値を求めている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな放電時間を測定する測定手段としては、カウンタ回
路やマイクロコンピュータのタイマー機能が用いられ
る。例えば、カウンタ回路は、予め設定された単位時間
でカウントすることにより放電時間に対応したカウント
値を出力する。マイクロコンピュータは、このカウント
値を単位時間に乗じることにより放電時間を算出する。
この放電時間を正確に求めるには、カウンタ回路の単位
時間を短くすればよいが、測定すべき放電時間が長い場
合には、カウンタ回路が出力すべきカウント値が大きく
なる。すなわち、カウンタビット幅が大きなカウント回
路が必要になる。しかしながら、このようなカウンタ回
路は高価であるため、装置がコスト高になる。そこで、
カウンタビット幅が小さいローコストなカウンタ回路を
用いると、単位時間が長くなるため、十分な精度で放電
時間を測定することができないという問題点が生じる。

【０００８】本発明は、カウンタビット幅が小さいロー
コストな測定手段を用いながら放電時間を高精度に測定
して各発熱素子の抵抗値を正確に算出できるサーマルヘ
ッドの抵抗値測定方法及び装置並びにこれを備えたサー
マルプリンタを提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサーマルヘッドの抵抗値測定方法は、サー
マルヘッドにライン状に配置された複数の発熱素子と並
列にコンデンサを接続し、このコンデンサを充電した後
コンデンサが放電して所定の電圧に達するまでの放電時
間を各発熱素子毎に測定し、この放電時間に基づいて各
発熱素子の抵抗値を算出するサーマルヘッドの抵抗値測
定方法において、前記放電時間を所定の第１放電時間と
残りの第２放電時間とに分け、第１放電時間は粗い単位
時間でカウントする第１の測定手段で測定し、第２放電
時間は第１測定手段より細かい単位時間でカウントする
第２測定手段で測定するものである。また、前記第１放
電時間は、前記各発熱素子のうち最も抵抗値が小さい発
熱素子が発熱することによりコンデンサが放電して所定
の電圧に達するまでの時間としたものである。

【００１０】本発明のサーマルヘッドの抵抗値測定装置
は、サーマルヘッドにライン状に配置された複数の発熱
素子と、前記発熱素子に一端が接続され、前記発熱素子
とサーマルヘッドの電源端子との接続をオン／オフする
第１のスイッチ手段群と、それぞれの発熱素子が電源に
接続されるように第１のスイッチ手段群を制御する制御
回路と、サーマルヘッドの電源端子に並列接続したコン
デンサと、前記発熱素子を駆動させる電源部と、この電
源部と前記コンデンサに直列に接続された第２のスイッ
チ手段と、第２のスイッチ手段をオンにしてコンデンサ
を充電してから第２のスイッチ手段をオフにしてコンデ
ンサの放電を開始した時より所定の第１放電時間を粗い
単位時間でカウントすることにより測定する第１測定手
段と、前記所定時間後にコンデンサが所定の電圧まで低
下するまでの第２放電時間を細かい単位時間でカウント
することにより測定する第２測定手段と、各発熱素子毎
に測定された第１放電時間と第２放電時間とを合計する
ことによって得られる各発熱素子の放電時間に基づいて
各発熱素子の抵抗値を算出する抵抗値算出手段とからな
るものである。また、前記第１放電時間は、前記各発熱
素子のうち最も抵抗値が小さい発熱素子が発熱すること
によりコンデンサが放電して所定の電圧に達するまでの
時間としたものである。

【００１１】本発明のサーマルプリンタは、複数の発熱
素子がライン状に配置されたサーマルヘッドを備えたサ
ーマルプリンタにおいて、複数の発熱素子の各々の通電
をオン／オフする第１のスイッチ手段群と、それぞれの
発熱素子が電源に接続されるように第１のスイッチ手段
群を制御する制御回路と、前記サーマルヘッドの電源端
子に並列接続したコンデンサと、前記発熱素子を駆動さ
せる電源部と、電源部と前記コンデンサに直列に接続さ
れた第２のスイッチ手段と、第２のスイッチ手段をオン
にしてコンデンサを充電してから第２のスイッチ手段を
オフにしてコンデンサの放電を開始した時より所定の第
１放電時間を粗い単位時間でカウントすることにより測
定する第１測定手段と、前記所定時間後にコンデンサが
所定の電圧まで低下するまでの第２放電時間を細かい単
位時間でカウントすることにより測定する第２測定手段
と、各発熱素子毎に測定された第１放電時間と第２放電
時間とを合計することによって得られる各発熱素子の放
電時間に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する抵抗値
算出手段と、得られた各発熱素子の抵抗値に基づいて画
像データを補正する補正手段とを備えたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】カラー感熱プリンタの実施形態を
示す図２において、プラテンドラム１０は、その外周に
カラー感熱記録材料１１を保持し、熱記録時にパルスモ
ータ（図示せず）によって回転される。このプラテンド
ラム１０にクランプ部材１２が取り付けられており、カ
ラー感熱記録材料１１の少なくとも一箇所，例えば先端
をプラテンドラム１０に固定する。

【００１３】クランプ部材１２はコ字形をしており、両
端部に設けた長穴１２ａ，１２ｂが、プラテンドラム軸
１５，ガイドピン１６にそれぞれ嵌合している。このク
ランプ部材１２は、スプリング１７によってプラテンド
ラム１０に圧接しており、カラー感熱記録材料１１のク
ランプ時又はクランプ解除時に、ソレノイド１８によっ
てプラテンドラム１０から離れる方向に移動される。

【００１４】前記プラテンドラム１０の外周には、サー
マルヘッド２０と、光定着器２１とが設けられている。
サーマルヘッド２０には、一定のバイアス熱エネルギー
と、画素の発色濃度に応じた階調表現熱エネルギーとを
順次発生する発熱部２２が設けられている。

【００１５】光定着器２１は、図３の実線で示すよう
に、ほぼ３６５ｎｍと４２０ｎｍに発光ピークを持った
棒状の紫外線ランプ２３と、点線で示すような透過特性
を持ったカットフイルタ２４とから構成されている。こ
のカットフイルタ２４は、ソレノイド等によって紫外線
ランプ２３の前に入れられたときに、ほぼ４２０ｎｍ付
近の近紫外線を透過する。

【００１６】給排紙通路２７には、搬送ローラ対２８が
配置されており、これを通ってカラー感熱記録材料１１
が搬送される。また、給排紙通路２７のプラテンドラム
側には、排紙時にカラー感熱記録材料１１の後端を給排
紙通路２７に案内するための分離爪２９が設けられてい
る。この実施形態では、１つの通路が給紙通路と排紙通
路に兼用されているが、これらは別個に設けてもよい。

【００１７】カラー感熱記録材料の一例を示す図４にお
いて、支持体３２の上に、シアン感熱発色層３３，マゼ
ンタ感熱発色層３４，イエロー感熱発色層３５，保護層
３６が順次層設されている。これらの各感熱発色層３３
〜３５は、熱記録される順番に表面から層設されている
が、例えばマゼンタ，イエロー，シアンの順番に熱記録
する場合には、イエロー感熱発色層３５とマゼンタ感熱
発色層３４との位置が入れ換えられる。

【００１８】前記支持体３２としては、不透明なコート
紙又はプラスチックフイルムが用いられ、そしてＯＨＰ
シートを作製する場合には、透明なプラスチックフイル
ムが用いられる。シアン感熱発色層３３は、電子供与性
染料前駆体と電子受容性化合物を主成分として含有し、
加熱されたときにシアンに発色する。

【００１９】マゼンタ感熱発色層３４としては、最大吸
収波長が約３６５ｎｍであるジアゾニウム塩化合物と、
これに熱反応してマゼンタに発色するカプラーとを含有
している。このマゼンタ感熱発色層３４は、熱記録後に
３６５ｎｍ付近の紫外線を照射するとジアゾニウム塩化
合物が光分解して発色能力が失われる。イエロー感熱発
色層３５は、最大吸収波長が約４２０ｎｍであるジアゾ
ニウム塩化合物と、これと熱反応してイエローに発色す
るカプラーとを含有している。このイエロー感熱発色層
３５は４２０ｎｍの近紫外線を照射すると光定着して発
色能力が失われる。

【００２０】カラー感熱プリンタの電気回路を示す図５
において、フレームメモリ４０には、１フレームの画像
データが色毎に分離された状態で書き込まれている。階
調表現加熱に際して、フレームメモリ４０からプリント
すべき色の画像データが１ラインずつ読み出されてライ
ンメモリ４１に書き込まれる。このラインメモリ４１の
画像データは、画素毎に読み出されてコンパレータ４２
に送られる。コンパレータ４２は、各画素の画像データ
と階調データ（比較データ）とを比較し、画像データの
方が大きい場合には「１」の信号を出力する。

【００２１】マイクロコンピュータ４３は、例えば６４
階調の場合に、１６進法で「０」〜「３Ｆ」の階調デー
タを順番に発生する。コンパレータ４２は、マイクロコ
ンピュータ４３から「０」の階調データが送られると、
この階調データに対して各画素の画像データを順番に比
較する。これにより、１ライン分の比較結果がシリアル
信号としてコンパレータ４２から出力され、プリントモ
ードと抵抗測定モードを切り換えるスイッチＳａを介し
てシフトレジスタ４４に送られる。

【００２２】１ライン分の画像データの比較が終了する
と、マイクロコンピュータ４３は、「１」の階調データ
を発生してコンパレータ４２に送る。したがって、
「０」〜「３Ｆ」の階調データを用いることにより、各
画素の画像データは６４回比較され、６４ビットの駆動
データに変換される。そして、この６４ビットの駆動デ
ータは、６４回に分けてシフトレジスタ４４に送られ
る。

【００２３】シリアルな駆動データは、クロックによっ
てシフトレジスタ４４内でシフトされてパラレル信号に
変換される。シフトレジスタ４４でパラレル信号に変換
された駆動データは、ラッチ信号に同期してラッチアレ
イ４５にラッチされる。ＡＮＤゲートアレイ４６は、ス
トローブ信号が入力されたときに、入力されている駆動
信号が「１」の場合に「Ｈ」の信号を出力する。これら
のラッチアレイ４５とＡＮＤゲートアレイ４６は、各画
素毎に回路素子が設けられている。

【００２４】ＡＮＤゲートアレイ４６の各出力端子に
は、トランジスタＴｒ１〜ＴｒＮがそれぞれ接続されて
おり、出力信号が「Ｈ」の場合にトランジスタがオンす
る。これらのトランジスタＴｒ１〜ＴｒＮには、発熱素
子Ｒ１〜ＲＮが直列に接続されている。各発熱素子Ｒ１
〜ＲＮとしては抵抗素子が用いられている。そして、発
熱素子Ｒ１〜ＲＮ及びトランジスタＴｒ１〜ＴｒＮと並
列に基準抵抗Ｒｓ及びトランジスタＴｒｓが接続してあ
る。この基準抵抗Ｒｓとしては抵抗値ｒｓが既知で誤差
１％程度のものを使用する。

【００２５】発熱素子Ｒ１〜ＲＮ及び基準抵抗Ｒｓと並
列にノイズ吸収用のコンデンサ５０が接続されており、
このコンデンサ５０は電源部５１に接続されている。こ
の電源部５１は、スイッチＳｂ，整流回路５２，電圧安
定化回路５３からなる。スイッチＳｂは、プリントモー
ド時には常時閉じられており、抵抗測定モード時には、
発熱素子Ｒ１〜ＲＮの各抵抗値ｒ１〜ｒＮを測定する毎
にマイクロコンピュータ４３によって開閉が制御され
る。

【００２６】コンデンサ５０の一方の端子にはコンパレ
ータ５５の非反転入力端子が接続されている。また、コ
ンパレータ５５の比較電圧Ｖref としては、電源電圧Ｅ
を抵抗値ｒａ，ｒｂの抵抗６２，６３により抵抗分圧し
た｛ｒａ／（ｒａ＋ｒｂ）｝Ｅを用いる。

【００２７】マイクロコンピュータ４３の抵抗測定部４
３ａは、図１に示すように、スタート信号発生部５７，
遅延回路５８，カウンタ回路５９及び抵抗値算出部６０
から構成されている。スタート信号発生部５７は、抵抗
測定モード時にスイッチＳｂをオンにしてコンデンサ５
０を充電し、コンパレータ５５の非反転入力端子の電圧
が電源電圧と同じＥになった後（コンデンサ５０がフル
充電された状態）、スイッチＳｂをオフにすると同時に
遅延回路５８にスタート信号を出力する。

【００２８】遅延回路５８は、スタート信号発生部５７
からのスタート信号を受けて第１放電時間である最小放
電時間Ｔmin を測定した後、カウンタ回路５９にスター
ト信号を出力する。なお、最小放電時間Ｔmin は、発熱
素子Ｒ１〜ＲＮのうち抵抗値が最も小さい発熱素子の発
熱によってコンデンサ５０が放電し、コンパレータ５５
の非反転入力端子の電圧がＥから低下して比較電圧Ｖre
f に一致するまでの放電時間である（図６参照）。ま
た、図６に示す最大放電時間Ｔmax は、発熱素子Ｒ１〜
ＲＮのうち抵抗値が最も大きい発熱素子の発熱による放
電時間である。すなわち、発熱素子Ｒ１〜ＲＮによる各
放電時間は、最小放電時間Ｔmin から最大放電時間Ｔma
x までの間に含まれる。また、最大放電時間Ｔmax ，最
小放電時間Ｔmin は、いくつかのサーマルヘッド（サン
プルサーマルヘッドという）を測定して実験的に決め
る。この最小放電時間Ｔmin （実際にはこれによりも少
し小さな値）を第１放電時間とする。

【００２９】カウンタ回路５９は遅延回路５８からのス
タート信号を受けて、最小放電時間Ｔmin 経過後の第２
放電時間を遅延回路５８より短い単位時間ｔ０で高精度
にカウントする。コンパレータ５５の非反転入力端子の
電圧が低下して比較電圧Ｖref に一致すると、コンパレ
ータ５５の出力端子の電圧が正から負に変化し、これが
ストップ信号としてカウンタ回路５９に入力される。カ
ウンタ回路５９は、遅延回路５８からのスタート信号を
受けてからストップ信号を受けるまでのカウント値Ｑを
抵抗値算出部６０に出力する。抵抗値算出部６０は、単
位時間ｔ０にカウント値Ｑを乗じて第２放電時間を算出
し、これに最小放電時間Ｔmin を加えて発熱素子の放電
時間Ｔを算出する。そして、抵抗値算出部６０は放電時
間Ｔに基づいて発熱素子の抵抗値を算出する。

【００３０】抵抗測定部４３ａによる発熱素子の抵抗値
測定について、以下に式を用いて説明する。放電開始電
圧をＥ，比較電圧をＶref ，コンデンサ５０の静電容量
をＣ，発熱素子の抵抗値をｒ，コンパレータ５５の非反
転入力端子の電圧がＥからＶref に変化するまでの放電
時間をＴとすると、これらの関係は次の数式１で表され
る。

【００３１】

【数１】Ｖref ＝Ｅ exp｛−Ｔ／（Ｃ・ｒ）｝

【００３２】この数式１から、発熱素子の抵抗値ｒは、
次の数式２で表される。

【００３３】

【数２】ｒ＝−Ｔ／Ｃ／ln（Ｖref ／Ｅ）

【００３４】この数式２により、コンデンサ５０の静電
容量Ｃが既知ならば、放電時間Ｔを測定することで発熱
素子の抵抗値ｒを算出できる。また、コンデンサ５０の
静電容量Ｃが既知でなくとも抵抗値ｒｓの基準抵抗Ｒｓ
で放電させた放電時間Ｔｓを測定することで、次の数式
３から発熱素子の抵抗値ｒを算出できる。

【００３５】

【数３】ｒ＝ｒｓ・Ｔ／Ｔｓ

【００３６】また、上記数式１から、放電時間Ｔは、次
の数式４で表される。

【００３７】

【数４】Ｔ＝−Ｃ・ｒ・ ln（Ｖref ／Ｅ）

【００３８】この数式４から、最大放電時間Ｔmax と最
小放電時間Ｔmin は、次の数式５，６で表される。な
お、数式５，６中のＴmax ，Ｃmax ，ｒmax ，Ｖrefma
x，Ｅmax はＴ，Ｃ，ｒ，Ｖref ，Ｅの各最大値を表
し、Ｔmin ，Ｃmin ，ｒmin ，Ｖrefmin，Ｅmin はＴ，
Ｃ，ｒ，Ｖref ，Ｅの各最小値を表す。また、本実施形
態では、Ｔmax ，Ｃmax ，ｒmax ，Ｖrefmax，Ｅmax 及
びＴmin ，Ｃmin ，ｒmin ，Ｖrefmin，Ｅmin はそれぞ
れ既知であるとする。

【００３９】

【数５】 Ｔmax ＝−Ｃmax ・ｒmax ・ ln（Ｖrefmin／Ｅmax ）

【００４０】

【数６】 Ｔmin ＝−Ｃmin ・ｒmin ・ ln（Ｖrefmax／Ｅmin ）

【００４１】カウンタ回路５９の測定精度に必要なビッ
ト数を例えば１６ビットとすると、数式５，６から測定
に用いられるカウンタ回路５９の単位時間ｔ０は、次の
数式７で表される。

【００４２】

【数７】ｔ０＝（Ｔmax −Ｔmin ）／２¹⁶

【００４３】この単位時間ｔ０は、例えば、遅延回路５
８の単位時間が５秒であるのに対し、０．１秒である。
カウンタ回路５９のカウンタ値をＱとすると、所定の発
熱素子の発熱による放電時間Ｔは、次の数式８で算出さ
れる。

【００４４】

【数８】Ｔ＝Ｔmin ＋ｔ０・Ｑ

【００４５】この数式８により算出された放電時間Ｔを
数式３に代入すれば、所定の発熱素子の抵抗値ｒが得ら
れる。抵抗値算出部６０は、このようにして順次に得ら
れた発熱素子Ｒ１〜ＲＮの抵抗値ｒ１〜ｒＮをＲＡＭ４
３ｂに書き込む。このＲＡＭ４３ｂに書き込まれた抵抗
値ｒ１〜ｒＮは電池５６によってバックアップされる。

【００４６】このように構成されたカラー感熱プリンタ
の作用について図７を参照して説明する。カラー感熱プ
リンタの最初のセットアップ時に、スイッチＳａにより
抵抗測定モードに切り換えられ、シフトレジスタ４４が
マイクロコンピュータ４３に接続される。マイクロコン
ピュータ４３は、トランジスタＴｒ１〜ＴｒＮをオフに
したままトランジスタＴｒｓだけをオンにしてスイッチ
Ｓｂをオンにする。

【００４７】コンデンサ５０の充電電圧がＥに達した
後、スイッチＳｂがオフにされると同時に遅延回路５８
が作動を開始し、予め設定してある最小放電時間Ｔmin
の経過後にカウンタ回路５９が作動を開始する。最小放
電時間Ｔmin が経過してからコンパレータ５５の非反転
入力端子の電圧がＶref に一致するまでのカウント値が
抵抗値算出部６０に入力され、基準抵抗Ｒｓによる放電
時間Ｔｓが数式８により算出される。

【００４８】次に、マイクロコンピュータ４３は、トラ
ンジスタＴｒ１がオン、他のトランジスタＴｒ２〜Ｔｒ
Ｎがオフの状態となる１ライン分のデータを出力する。
そして、抵抗測定部４３ａによってスイッチＳｂがオン
され、コンデンサ５０の充電が開始される。コンデンサ
５０の充電電圧がＥに達した後、スタート信号発生部５
７からスイッチＳｂ及び遅延回路５８にスタート信号が
出力される。これにより、スイッチＳｂがオフにされ、
発熱素子Ｒ１の発熱によるコンデンサ５０の放電が開始
されると同時に遅延回路５８が作動を開始し、最小放電
時間Ｔmin を長い単位時間でカウントする。最小放電時
間Ｔmin が経過した後にカウンタ回路５９が作動を開始
し、遅延回路５８より短い単位時間ｔ０でカウントを行
う。

【００４９】コンパレータ５５の非反転入力端子の電圧
が低下してゆき比較電圧Ｖref に一致すると、カウンタ
回路５９は最小放電時間Ｔmin 経過後からコンパレータ
５５の非反転入力端子の電圧が比較電圧Ｖref に達する
までの第２放電時間をカウントしたカウント値Ｑ１を抵
抗値算出部６０に入力する。抵抗値算出部６０は数式８
を用いて発熱素子Ｒ１による放電時間Ｔ１を算出し、さ
らに数式３を用いて発熱素子Ｒ１の抵抗値ｒ１を算出す
る。そして、この抵抗値ｒ１はＲＡＭ４３ｂに書き込ま
れる。

【００５０】続いて、トランジスタＴｒ２がオン，他の
トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ３〜ＴｒＮが
オフにされる。抵抗測定部４３ａによって発熱素子Ｒ２
による放電時間Ｔ２が測定され、これにより発熱素子Ｒ
２の抵抗値ｒ２が算出されてＲＡＭ４３ｂに書き込まれ
る。以下同様に、発熱素子Ｒ３〜ＲＮの抵抗値ｒ３〜ｒ
Ｎが算出されてＲＡＭ４３ｂに書き込まれる。これらの
抵抗値ｒ１〜ｒＮは、以後電池５６が消耗するまで保持
される。

【００５１】プリントモードでは、スイッチＳａによっ
てシフトレジスタ４４がコンパレータ４２に接続され
る。このプリントモードにおいては、まずフレームメモ
リ４０に３色の画像データが取り込まれる。これらの画
像データは、発熱素子Ｒ１〜ＲＮが完全に均一である場
合の理想抵抗値と実際に測定された抵抗値ｒ１〜ｒＮと
の差から補正データを算出し、発熱素子Ｒ１〜ＲＮによ
って記録すべき画像が正確に印画されるように、補正デ
ータによって画像データを補正する。

【００５２】給紙時には、プラテンドラム１０はクラン
プ部材１２が図２において垂直となった状態で停止して
いるので、ソレノイド１８が通電されると、クランプ部
材１２がクランプ解除位置にセットされる。搬送ローラ
対２８は、カセット（図示せず）から供給されたカラー
感熱記録材料１１をニップしてプラテンドラム１０に向
けて搬送する。この搬送ローラ対２８は、カラー感熱記
録材料１１の先端がプラテンドラム１０とクランプ部材
１２との間に入り込んだときにいったん停止する。その
後、ソレノイド１８がオフすると、クランプ部材１２は
スプリング１７によって戻され、カラー感熱記録材料１
１の先端をクランプする。このクランプ後に、プラテン
ドラム１０と搬送ローラ対２８とが回転するから、カラ
ー感熱記録材料１１がプラテンドラム１０の外周に巻き
付けられる。

【００５３】プラテンドラム１０が一定ステップずつ間
欠回転して、カラー感熱記録材料１１の記録エリアの先
端がサーマルヘッド２０に達すると熱記録が開始され
る。この熱記録に際しては、フレームメモリ４０からイ
エロー画像の画像データが１ライン分読み出されてライ
ンメモリ４１にいったん書き込まれる。

【００５４】次に、ラインメモリ４１から各画素の補正
済み画像データを順番に読み出してコンパレータ４２に
送り、ここで階調レベル「０」の階調データと比較され
る。イエロー画像を記録する画素ではコンパレータ４２
の出力が「１」となり、イエロー画像を記録しない画素
では「０」となる。この各画素の比較結果は、シリアル
な駆動データとしてシフトレジスタ４４に送られ、そし
てクロックによってシフトレジスタ４４内でシフトされ
てパラレルな駆動データに変換される。このパラレルな
駆動データは、ラッチアレイ４５でラッチされてから、
ＡＮＤゲートアレイ４６に送られる。

【００５５】マイクロコンピュータ４３は、幅が長いバ
イアス加熱用パルスを発生させ、ストローブ信号として
ＡＮＤゲートアレイ４６に送る。ＡＮＤゲートアレイ４
６は、ストローブ信号とラッチアレイ４５の出力信号と
の論理積を出力するから、ＡＮＤゲートアレイ４６の各
出力端子のうち、ラッチアレイ４５の出力端子が「１」
となっているものが「１」を出力する。例えば、ＡＮＤ
ゲートアレイ４６の第１番目の出力端子が「１」の場合
には、トランジスタＴｒ１がオンするから、発熱素子Ｒ
１が通電されて発熱する。これにより、発熱素子Ｒ１が
バイアス加熱用パルスに応じた時間だけ通電され、バイ
アス熱エネルギーをカラー感熱記録材料１１に与える。

【００５６】前記バイアス加熱が終了する前に、マイク
ロコンピュータ４３は階調レベルが「０」の階調データ
を発生してコンパレータ４２に送り、再び各画素の画像
データと比較する。この比較によってシリアルな駆動デ
ータが形成され、この駆動データがシフトレジスタ４４
に書き込まれる。バイアス加熱が終了すると、マイクロ
コンピュータ４３は、パルス幅が短い階調表現用パルス
を発生する。この階調表現用パルスはストローブ信号と
してＡＮＤゲートアレイ４６に送られる。このストロー
ブ信号によって発熱素子が短時間通電され、イエロー感
熱発色層３５を階調レベル「１」の濃度に発色させる。
以下、マイクロコンピュータ４３が階調レベルを「１」
から「３Ｆ」まで順番に変化させるために、各階調レベ
ルに応じた駆動データがコンパレータ４２から出力され
る。これにより、各発熱素子Ｒ１〜ＲＮが補正された画
像データに応じた回数だけ通電され、カラー感熱記録材
料１１に階調表現熱エネルギーを与えて所望の濃度に発
色させる。例えば、６４階調の場合には、最大濃度の画
素に対しては、階調表現のために６４個のパルス電流が
発熱素子に供給される。

【００５７】イエロー画像の第１ラインが記録される
と、プラテンローラ１０が１画素分ステップ回転し、こ
れとともにフレームメモリ４０からイエロー画像の第２
ライン目の画像データが読み出される。このイエロー画
像の第２ライン目の画像データに基づいて、カラー感熱
記録材料１１に第２ライン目が熱記録される。イエロー
画像を熱記録した部分が光定着器２１に達すると、ここ
でイエロー感熱発色層３５が光定着される。この光定着
器２１は、カットフイルタ２４が紫外線ランプ２３の前
にセットされているから、４２０ｎｍ付近の近紫外線が
カラー感熱記録材料１１に照射される。これにより、イ
エロー感熱記録材料１１に含有されたジアゾニウム塩化
合物が分解して発色能力が消失する。

【００５８】プラテンドラム１０が１回転して記録エリ
アが再びサーマルヘッド２０の位置にくると、マゼンタ
画像が１ラインずつマゼンタ感熱発色層３４に記録され
る。このマゼンタ画像の発色熱エネルギーは、イエロー
画像の発色熱エネルギーよりも大きいが、イエロー感熱
発色層３５は既に光定着されているので、このイエロー
感熱発色層３５が再度発色することはない。マゼンタ画
像を記録したカラー感熱記録材料１１は、前述したよう
に定着器２１で光定着される。この場合には、カットフ
イルタ２４が紫外線ランプ２３の前から退避しているの
で、紫外線ランプ２３から放射された全ての電磁波がカ
ラー感熱記録材料１１に照射される。この電磁波のう
ち、３６５ｎｍ付近の紫外線によってマゼンタ感熱発色
層３４が光定着される。

【００５９】プラテンドラム１０が更に１回転して記録
エリアが再びサーマルヘッド２０の位置にくると、シア
ン画像が１ラインずつシアン感熱発色層３３に記録され
る。このシアン感熱発色層３３は、発色熱エネルギーが
通常の保管状態では発色しない値になっているので、シ
アン感熱発色層３３に対しては光定着性が与えられてい
ない。そこで、シアン感熱発色層３３の熱記録では、光
定着器２１はオフ状態になっている。

【００６０】イエロー画像，マゼンタ画像，シアン画像
の熱記録が終了した後に、プラテンドラム１０と搬送ロ
ーラ対２８とが逆転する。このプラテンドラム１０の逆
転により、カラー感熱記録材料１１の後端が分離爪２９
によって給排紙通路２７に案内され、そして搬送ローラ
対２８にニップされる。その後にプラテンドラム１０が
給紙位置に達すると、ソレノイド１８が通電されるとと
もに、プラテンドラム１０が停止する。ソレノイド１８
の通電により、クランプ部材１２がスプリング１７に抗
して移動するから、カラー感熱記録材料１１の先端のク
ランプが解除される。これにより、熱記録済みカラー感
熱記録材料１１は、給排紙通路２７を経てトレイに排出
される。

【００６１】発熱素子Ｒ１〜ＲＮの抵抗値ｒ１〜ｒＮ
は、経時や印画頻度によって変化するから、例えばカラ
ー感熱プリンタをセットアップする毎に新たに抵抗値ｒ
１〜ｒＮの測定を行い、ＲＡＭ４３ｂに書き込む。な
お、電池５６を使用せずに、バックアップ用の電源を例
えば電源部５１から供給するようにしてもよい。また、
ＲＡＭ４３ｂをバックアップ用の電源が不要なフラッシ
ュメモリ等に置き換えてもよい。

【００６２】また、以上説明したカラー感熱プリンタか
らサーマルヘッドの発熱素子の抵抗値を測定する機能の
みを取り出し、サーマルヘッドの抵抗測定装置として独
立させることも可能である。この場合には、例えばサー
マルヘッドを検査する際の試験器として使用することが
できる。

【００６３】上記実施形態では、カウンタ回路のカウン
タビット幅を１６ビットとしたが、本発明はこれに限定
されることなく、例えば３２ビットでもよい。また、上
記実施形態の説明では、予め発熱素子又は基準抵抗をオ
ンさせた後、コンデンサを充電するような順序であった
が、逆に、始めにコンデンサを充電し、その後発熱素子
又は基準抵抗をオンさせて放電をさせてもよい。

【００６４】また、上記実施形態では、遅延させる時間
（第１放電時間）を最小抵抗値の発熱素子による最小放
電時間としたが、本発明はこれに限定されることなく、
第１放電時間経過後の第２放電時間がカウンタ回路のカ
ウンタビット幅でカウント可能な時間になるのであれ
ば、第１放電時間を最小放電時間より短い所定時間に置
き替えることができる。また、上記実施形態では、発熱
素子及び基準抵抗の各抵抗値を測定する際に、コンデン
サをフル充電したが、例えばコンパレータの非反転入力
端子の電圧がフル充電の電圧Ｅより低く比較電圧Ｖref
より高い所定値になった時点でコンデンサの充電を停止
してもよい。この場合には、各発熱素子による放電時間
の測定にかかる時間が短縮される。

【００６５】また、上記実施形態では、カラー感熱プリ
ンタを例にしたが、本発明は、モノクロの感熱プリンタ
やカラー熱転写プリンタ等にも適用することができる。
また、カラー感熱記録材料とサーマルヘッドとを一次元
に相対移動させるラインプリンタについて説明したが、
本発明は、相対移動が二次元であるシリアルプリンタに
対しても利用することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、サーマルヘッドにライン状に配置された複数の発
熱素子と並列に接続されたコンデンサが放電して所定の
電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定する
際に、この放電時間を第１，第２の放電時間に分け、第
１放電時間は粗い単位時間でカウントする第１測定手段
で測定し、第２放電時間は細かい単位時間でカウントす
る第２測定手段で測定するようにしたので、カウンタビ
ット幅が小さいローコストな測定手段を用いながら放電
時間を高精度に測定でき、各発熱素子の抵抗値を正確に
算出できる。また、本発明の抵抗測定装置を備えたサー
マルプリンタでは、サーマルヘッドの抵抗値を自動的に
測定し、これによって画像データが補正されるから、出
荷前に面倒な調整を行うことなく、記録画像に濃度ムラ
等が発生することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】抵抗測定部の構成を示すブロック図である。

【図２】カラー感熱プリンタの一例を示す概略図であ
る。

【図３】光定着器の紫外線ランプとカットフイルタの特
性を示すグラフである。

【図４】カラー感熱記録材料の層構造を示す説明図であ
る。

【図５】カラー感熱プリンタの電気回路を示すブロック
図である。

【図６】コンデンサの充電電圧と放電時間との関係を示
すグラフである。

【図７】抵抗測定モードのフローチャートである。

【符号の説明】

１１ カラー感熱記録材料 ２０ サーマルヘッド ２１ 光定着器 ４３ マイクロコンピュータ ４３ａ 抵抗測定部 ４３ｂ ＲＡＭ ５０ コンデンサ ５１ 電源部 ５５ コンパレータ ５７ スタート信号発生部 ５８ 遅延回路 ５９ カウンタ回路 ６０ 抵抗値算出部 Ｒ１〜ＲＮ 発熱素子 Ｒｓ 基準抵抗 Ｓａ，Ｓｂ スイッチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーマルヘッドにライン状に配置された
   複数の発熱素子と並列にコンデンサを接続し、このコン
   デンサを充電した後コンデンサが放電して所定の電圧に
   達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この放
   電時間に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出するサーマ
   ルヘッドの抵抗値測定方法において、 前記放電時間を所定の第１放電時間と残りの第２放電時
   間とに分け、第１放電時間は粗い単位時間でカウントす
   る第１の測定手段で測定し、第２放電時間は第１測定手
   段より細かい単位時間でカウントする第２測定手段で測
   定することを特徴とするサーマルヘッドの抵抗値測定方
   法。
2. 【請求項２】 前記第１放電時間は、前記各発熱素子の
   うち最も抵抗値が小さい発熱素子が発熱することにより
   コンデンサが放電して所定の電圧に達するまでの時間で
   あることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッドの
   抵抗値測定方法。
3. 【請求項３】 サーマルヘッドにライン状に配置された
   複数の発熱素子と、前記発熱素子に一端が接続され、前
   記発熱素子とサーマルヘッドの電源端子との接続をオン
   ／オフする第１のスイッチ手段群と、それぞれの発熱素
   子が電源に接続されるように第１のスイッチ手段群を制
   御する制御回路と、サーマルヘッドの電源端子に並列接
   続したコンデンサと、前記発熱素子を駆動させる電源部
   と、この電源部と前記コンデンサに直列に接続された第
   ２のスイッチ手段と、第２のスイッチ手段をオンにして
   コンデンサを充電してから第２のスイッチ手段をオフに
   してコンデンサの放電を開始した時より所定の第１放電
   時間を粗い単位時間でカウントすることにより測定する
   第１測定手段と、前記所定時間後にコンデンサが所定の
   電圧まで低下するまでの第２放電時間を細かい単位時間
   でカウントすることにより測定する第２測定手段と、各
   発熱素子毎に測定された第１放電時間と第２放電時間と
   を合計することによって得られる各発熱素子の放電時間
   に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する抵抗値算出手
   段とからなることを特徴とするサーマルヘッドの抵抗値
   測定装置。
4. 【請求項４】 前記第１放電時間は、前記各発熱素子の
   うち最も抵抗値が小さい発熱素子が発熱することにより
   コンデンサが放電して所定の電圧に達するまでの時間で
   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
   抵抗値測定装置。
5. 【請求項５】 複数の発熱素子がライン状に配置された
   サーマルヘッドを備えたサーマルプリンタにおいて、複
   数の発熱素子の各々の通電をオン／オフする第１のスイ
   ッチ手段群と、それぞれの発熱素子が電源に接続される
   ように第１のスイッチ手段群を制御する制御回路と、前
   記サーマルヘッドの電源端子に並列接続したコンデンサ
   と、前記発熱素子を駆動させる電源部と、電源部と前記
   コンデンサに直列に接続された第２のスイッチ手段と、
   第２のスイッチ手段をオンにしてコンデンサを充電して
   から第２のスイッチ手段をオフにしてコンデンサの放電
   を開始した時より所定の第１放電時間を粗い単位時間で
   カウントすることにより測定する第１測定手段と、前記
   所定時間後にコンデンサが所定の電圧まで低下するまで
   の第２放電時間を細かい単位時間でカウントすることに
   より測定する第２測定手段と、各発熱素子毎に測定され
   た第１放電時間と第２放電時間とを合計することによっ
   て得られる各発熱素子の放電時間に基づいて各発熱素子
   の抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、得られた各発熱
   素子の抵抗値に基づいて画像データを補正する補正手段
   とを備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。