JP2003080756A

JP2003080756A - サーマルプリンタ

Info

Publication number: JP2003080756A
Application number: JP2001272447A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Enomoto; 寿榎本
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】濃度ムラの補正を合理的に行ことができるサ
ーマルプリンタを提供する。【解決手段】１色の画像を記録するのに先立って、サ
ーマルヘッド５のヘッド温度及ぶそれが配された環境の
環境温度が測定され、これらの温度に応じて発熱素子６
が発生する熱エネルギーの補正量ΔＥｐが算出される。
この補正量ΔＥｐを含む条件式を満たし、濃度ムラを補
正するために補正された通電時間で発熱素子を通電して
記録ができるようにした最も小さいライン記録周期Ｔが
決定される。記録時には、発熱素子６の通電時間はヘッ
ド温度及ぶ環境温度に応じた温度補正、及び蓄熱補正さ
れたものが用いられ、決定されたライン記録周期Ｔで１
ラインずつ記録が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルヘッドで
画像を記録する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、感熱記録紙を直接に加熱
して画像を発色記録する感熱プリンタとがある。例え
ば、カラー感熱プリンタでは、シアン感熱発色層，マゼ
ンタ感熱発色層，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紙が用いられる。このカラー
感熱記録紙では、各感熱発色層を選択的に発色させるた
めに、各感熱発色層の発色熱エネルギー（ｍＪ／ｍ
ｍ²）が異なっており、深層の感熱発色層ほど発色熱エ
ネルギーが大きくなっている。また、次の感熱発色層を
熱記録する際に、その上にある記録済みの感熱発色層が
再度発色しないように、上側２つの感熱発色層には光定
着性与えられている。さらに、各感熱発色層は、与えら
れる熱エネルギーが高くなるほど発色濃度が高くなる。

【０００３】サーマルヘッドには、多数の発熱素子（抵
抗素子）がライン状に配列されており、１色の画像を１
ラインずつ記録する。この１ラインを記録する場合に
は、各発熱素子は階調レベルに応じて通電時間やパルス
の数が増減され、所定の感熱発色層が目標とする濃度に
発色されるように、発生する熱エネルギーが制御され
る。

【０００４】ところで、サーマルヘッドの発熱素子が発
生する熱エネルギーを正確に制御しても、サーマルヘッ
ドのヘッド温度や、サーマルヘッドの周囲の環境温度に
起因して濃度ムラが発生する。この濃度ムラは、ヘッド
温度や環境温度が異なると、カラー感熱記録紙に与えら
れる熱エネルギーが違ったものになるために発生するも
のであり、画像全体の濃度が濃くなったり薄くなったり
して、本来の濃度で記録されないというものである。こ
のような問題を解決するために、サーマルヘッドのヘッ
ド温度と、サーマルヘッドの周囲の環境温度とを測定し
て、サーマルヘッドの各発熱素子に印加するヘッド電圧
を調節するものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘッド
電圧を変化させる場合には、ヘッド温度，環境温度が低
い場合にヘッド電圧を高くして、発熱素子が発生する単
位時間当たりの熱エネルギーを大きくする。したがっ
て、低温時には、サーマルヘッドに対して大きな電力
（エネルギー）を供給する必要があり、その分定格容量
の大きな電源回路を用いる必要があるが、電源回路の大
容量化はコストアップを招くという問題がある。

【０００６】また、サーマルプリンタでは、画像の記録
を行うと、サーマルヘッドが発熱するため、ヘッド温
度，環境温度が上昇する。したがって、例えば１枚目、
２枚目のプリントでは大きな電力が必要となるが、それ
以降では大きな電力を必要としない。このように、あま
り生じ得ないケースの為に定格容量の大き電源回路をサ
ーマルプリンタに搭載することは合理的，効率的とはい
えない。さらには、ヘッド電圧を精度よく調節するのも
難しく、補正の精度にも限界がある

【０００７】本発明は、上記問題を解決するためのもの
であり、低コストでヘッド温度と環境温度の違いに起因
した濃度ムラの発生を抑えた画像を記録できるサーマル
プリンタを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、サーマルヘッドのヘッド
温度を測定するヘッド温度センサと、前記サーマルヘッ
ドが配された環境温度を測定する環境温度センサと、前
記ヘッド温度センサと前記環境温度センサとから得られ
るヘッド温度と環境温度とに基づいてライン記録周期を
決定する決定手段とを備え、この決定手段で決定された
ライン記録周期で１ラインずつ画像を記録するものであ
る。

【０００９】請求項２記載の発明では、各発熱素子の通
電時間を増減することにより、１ラインの記録時に発熱
素子が発生する熱エネルギーを補正するものである。

【００１０】請求項３記載の発明では、決定手段は、測
定して得られるヘッド温度と予め決められた基準ヘッド
温度とのヘッド温度差、及び測定して得られる環境温度
と予め決められた基準環境温度との環境温度差に基づい
てライン記録周期を決定するものである。

【００１１】請求項４記載の発明では、各発熱素子の発
生する熱エネルギーについてのヘッド温度差及び環境温
度差に応じた補正量をΔＥｐ，ライン記録周期をＴ，ラ
イン記録周期に応じて予め決められた効率係数をＷ，発
熱素子が発生すべき熱エネルギーの最大値をＥ_maxとし
たときに、決定手段は、「Ｅ_max・Ｗ≦Ｐ・Ｔ＋ΔＥ
ｐ」の条件式を満たす最も小さいライン記録周期Ｔを画
像記録に用いるものである。

【００１２】請求項５記載の発明では、決定手段は、画
像の１面の記録毎にライン記録周期を決定し、１面の記
録中には同じライン記録周期とするものである。

【００１３】請求項６記載の発明では、ライン記録周期
に応じた補正用係数を用いて濃度ムラの発生を防止する
ための処理を行うものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明を実施したサーマルプリン
タの概略を図１に示す。カラー感熱記録紙２は、図示し
ない給紙用カセットから回動自在なプラテンローラ３に
向かって送られ、搬送路を往復動している間に、３色面
順次でカラー画像が発色記録される。カラー画像が記録
されたカラー感熱記録紙２は排紙口４から排紙される。

【００１５】プラテンローラ３に対向して、サーマルヘ
ッド５が配されている。サーマルヘッド５の下部には、
主走査方向（カラー感熱記録紙２の搬送方向と直交する
方向）に多数の発熱素子６（図３参照）をライン状に配
列した発熱素子アレイ７が形成されている。サーマルヘ
ッド５は、軸８を中心にして、画像を記録するためにプ
ラテンローラ３上のカラー感熱記録紙２に圧接した圧接
位置と、カラー感熱記録紙２から離れた退避位置との間
で揺動する。

【００１６】カラー感熱記録紙２は、周知のように支持
体上に、シアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，イエ
ロー感熱発色層，透明な保護層が順次層設されている。
感熱発色層は、記録する順番に層設されており、イエロ
ー感熱発色層は４２０ｎｍの紫外線（近紫外線）が、マ
ゼンタ感熱発色層は３６５ｎｍの紫外線が照射されるこ
とによって発色能力が消失する。

【００１７】また、各感熱発色層は、深層になるほど発
色するために大きな発色熱エネルギーが必要であり、こ
のカラー感熱記録紙２では、イエロー感熱発色層の発色
熱エネルギーが最も低く、シアン感熱発色層の発色熱エ
ネルギーが最も高い。発色熱エネルギーは、感熱発色層
が発色する直前のバイアス熱エネルギーと、階調値すな
わち記録すべき画素の発色濃度に応じた階調熱エネルギ
ーとからなる。バイアス熱エネルギーは各感熱発色層毎
に一定の値であるが、階調熱エネルギーは発色濃度が高
いほど大きくなる。

【００１８】サーマルヘッド５は、搬送路の上流（図中
左側）から下流に向けて搬送中のカラー感熱記録紙２に
加熱を行って、１色の画像を１ラインずつ記録し、カラ
ー感熱記録紙２の３回往復動によって３色面順次でカラ
ー画像を記録する。

【００１９】カラー感熱記録紙２には、後述するように
決められるライン記録周期Ｔで１ラインずつ記録され、
１ラインの記録毎にカラー感熱記録紙２が１ライン分ず
つステップ送りされる。サーマルヘッド５が１ラインを
記録する際には、発熱素子６を発熱させて発色熱エネル
ギーを与える加熱工程と、加熱工程に続いて発熱素子６
を自然冷却する冷却工程とからなる。加熱工程は、カラ
ー感熱記録紙２がステップ送りされた直後に開始され、
冷却工程は、加熱工程が終了した時点より次のラインの
加熱工程が開始されるまでである。したがって、加熱工
程の時間と冷却工程の時間の和は、ライン記録周期の値
「Ｔ」に等しい。なお、ライン記録周期Ｔの逆数がプリ
ント速度である。

【００２０】サーマルヘッド５には、それ自体の温度
（以下、ヘッド温度という）を測定するためのヘッド温
度センサ１１が取り付けられている。また、サーマルヘ
ッド５の近傍には、サーマルヘッド５が配された環境温
度を測定するための環境温度センサ１２が配置されてい
る。各温度センサ１１，１２から得られるヘッド温度，
環境温度は、これらの各温度に起因した濃度ムラの発生
を防止するための補正（以下、温度補正という）に用い
られる。

【００２１】プラテンローラ３の下流には、搬送ローラ
対１４が配されている。この搬送ローラ対１４は、一方
がパルスモータ１５で駆動されるキャプスタンローラ１
４ａであり、他方がカラー感熱記録紙２の搬送に伴って
従動回転するピンチローラ１４ｂである。ピンチローラ
１４ｂは、キャプスタンローラ１４ａとの間にカラー感
熱記録紙２をニップしたニップ位置と、カラー感熱記録
紙２から離れたニップ解除位置との間で移動する。搬送
ローラ対１４は、キャプスタンローラ１４ａがパルスモ
ータ１５によって正逆両方向に回転されることにより、
ニップしたカラー感熱記録紙２を往復動させる。

【００２２】パルスモータ１５には、エンコーダ１６が
連結されている。エンコーダ１６は、パルスモータ１６
の回転量を検出し、パルスモータ１６がカラー感熱記録
紙２を１ライン分移動させる回転量だけ回転すると同期
信号を出力する。同期信号は、サーマルヘッド５の通電
タイミングの制御に用いられる。

【００２３】このサーマルプリンタでは、ヘッド温度，
環境温度に起因した濃度ムラの発生を防止するために、
各発熱素子６の通電時間を増減する。このため、１ライ
ンを記録する周期、すなわちライン記録周期Ｔをヘッド
温度，環境温度に応じて決定している。パルスモータ１
５は、ヘッド温度，環境温度に応じたライン記録周期Ｔ
でカラー感熱記録紙２が１ライン分ずつステップ送りさ
れるように駆動される。

【００２４】搬送ローラ対１４の下流には、イエロー用
光定着器１７とマゼンタ用光定着器１８とが配されてい
る。イエロー用光定着器１７は、発光ピークが４２０ｎ
ｍのイエロー用紫外線を放出する紫外線ランプ１７を備
えている。マゼンタ用光定着器１８は、発光ピークが３
６５ｎｍのマゼンタ用紫外線を放出する紫外線ランプ１
８ａを備えている。

【００２５】図２に上記サーマルプリンタの電気的な構
成を示す。記録すべき画像は、デジタルカメラやスキャ
ナ等で取り込まれ、イエロー画像データ，マゼンタ画像
データ，シアン画像データとして画像メモリ２１に書き
込まれる。プリント時には、画像メモリ２１から記録す
べき色の画像データが１ライン分ずつ読み出されて、第
１変換回路２２に送られる。

【００２６】第１変換回路２２は、入力される画像デー
タを、それに示される階調値に応じた発色熱エネルギー
を表す基本発熱データに変換する。画像データに示され
る階調値と発色熱エネルギーとの対応関係は、感熱記録
紙の発色特性に基づいて決まる。基本発熱データは、補
正演算部２３に送られる。

【００２７】補正演算部２３は、濃度ムラを補正するた
めに、基本発熱データに対して詳細を後述するようにヘ
ッド温度，環境温度に基づいた温度補正と、ーマルヘッ
ド５の蓄熱状態に基づいた蓄熱補正とを行い、補正され
た補正発熱データを出力する。補正発熱データは、第２
変換回路２４に送られる。

【００２８】第２変換回路２４は、補正発熱データを、
それに表される熱エネルギーを発熱素子６が発生するの
に必要な通電時間を表す通電時間データに変換する。こ
の変換の際には、電源回路２５からサーマルヘッド５に
印加されるヘッド電圧Ｖと、各発熱素子６の平均抵抗値
Ｒから決まる電力Ｐ（＝Ｖ²／Ｒ）で補正発熱データに
表される熱エネルギーを除することで通電時間データを
求める。

【００２９】電力Ｐは、電源回路２５からサーマルヘッ
ド５に印加されるヘッド電圧Ｖと各発熱素子６の平均抵
抗値Ｒを実際に測定することで求められ、ＥＥＰＲＯＭ
２６に予め書き込まれている。第２変換回路２４には、
マイクロコンピュータ２７が電力ＰをＥＥＰＲＯＭ２６
から読み出してセットする。このように実測に基づいた
電力Ｐを用いることによって、個体毎のヘッド電圧Ｖ，
平均抵抗値Ｒのバラツキを補正している。

【００３０】なお、この例では、画像データを基本発熱
データに変換して、熱エネルギー換算で補正を行ってい
るが、通電時間を単位として補正を行うことも可能であ
る。また、画像データの値と、発熱素子が発生する熱エ
ネルギーとの間に線型的な関係がある場合には画像デー
タをそのまま基本発熱データとして用いることも可能で
ある。

【００３１】ラインメモリ２８には、１ライン分の通電
時間データが書き込まれる。１ラインの記録時には、ラ
インメモリ２８から１ライン分の通電時間データがヘッ
ド駆動回部２９によって読み出される。ヘッド駆動回部
２９は、通電開始信号の入力に応答して、サーマルヘッ
ド５の各発熱素子６を通電する。各発熱素子６の通電時
間は、対応する通電時間データに表される通電時間であ
る。また、発熱素子６の通電時には、電源回路２５から
の一定のヘッド電圧Ｖが発熱素子６に印加される。これ
により各発熱素子６は、対応する通電時間データの元で
ある補正発熱データに表される熱エネルギーを発生す
る。

【００３２】通電開始信号は、マイクロコンピュータ２
７からヘッド駆動回部２９に送られる。マイクロコンピ
ュータ２７は、エンコーダ１６からの同期信号が入力さ
れることに応答して、通電開始信号をヘッド駆動回部２
９に送る。これにより、カラー感熱記録紙２のステップ
送りに同期して、ライン記録周期Ｔで通電開始信号がヘ
ッド駆動回部２９に入力される。

【００３３】パルスモータ１５は、マイクロコンピュー
タ２７で制御されるドライバ３１で駆動される。マイク
ロコンピュータ２７は、ライン記録周期Ｔで搬送信号を
ドライバ３１に送る。ドライバ３１は、搬送信号が入力
される毎に、パルスモータ１５を駆動して、カラー感熱
記録紙２を１ライン分ステップ送りする。

【００３４】ヘッド温度センサ１１，環境温度センサ１
２からの信号は、Ａ／Ｄ変換器３２，３３によってデジ
タル変換され、ヘッド温度Ｔｈ，環境温度Ｔａとしてマ
イクロコンピュータ２７に送られる。マイクロコンピュ
ータ２７は、ヘッド温度Ｔｈ，環境温度Ｔａに基づいて
ライン記録周期Ｔを決定する。このライン記録周期Ｔ
は、１色の画像を１面分記録するのに先立って決定さ
れ、１面のプリント中には変更されない。このように、
１面のプリント中にライン記録周期Ｔを変更しないこと
で、蓄熱補正等を簡単処理で高速に精度よく行えるよう
にしている。

【００３５】データＲＯＭ３５には、図３に示すよう
に、ライン記録周期Ｔの候補として予め用意された周期
Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃・・・が書き込まれている。また、各
周期Ｔ ₁，Ｔ₂，Ｔ₃・・・のそれぞれに対応させて、
効率係数Ｗ₁，Ｗ₂，Ｗ₃・・・、蓄熱補正用の係数ｋ
１〜ｋ１０からなる各係数セットが書き込まれている。
周期Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃・・・は、この順番で大きく（長
く）なっており、例えば、Ｔ₁＝１６ｍｓｅｃ，Ｔ₂＝
１７ｍｓｅｃ，Ｔ₃＝１８ｍｓｅｃ・・・のようになっ
ている。

【００３６】マイクロコンピュータ２７は、データＲＯ
Ｍ３５に予め用意された周期Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃・・・の
うちで、次の式を満たす最も小さいものをライン記録
周期Ｔとして記録時に用いる。Ｅ_max・Ｗ_i≦Ｐ・Ｔ_i＋ΔＥｐ・・・（ｉは、１，２，３・・・・）

【００３７】上記の式中の値Ｅ_maxは、温度補正及び
蓄熱補正を施したときに想定される発熱素子６が発生す
る最大の熱エネルギーの大きさである。この最大供給エ
ネルギーＥ_maxは、イエロー用，マゼンタ用，シアン用
があり、記録すべき色のものが用いられる。効率係数Ｗ
_iは、プリント速度（ライン記録周期Ｔ）に応じて熱効
率が変化するために導入された係数であり、対応する周
期Ｔ_iに応じて実験的に決められている。周期Ｔ_iが
式を満たすか否かを調べる際には、それに対応する効率
係数Ｗ_iが用いられる。

【００３８】値ΔＥｐは、ヘッド温度Ｔｈ，環境温度Ｔ
ａの違いに起因して発生する濃度ムラの発生を防止する
ための補正量である。マイクロコンピュータ２７は、ヘ
ッド温度Ｔｈと基準ヘッド温度Ｔｈ₀との差であるヘッ
ド温度差「Ｔｈ−Ｔｈ₀」，環境温度Ｔａと基準環境温
度Ｔａ₀との差である環境温度差「Ｔａ−Ｔａ₀」を求
め、これらの各温度差を所定の演算式に適用することに
よって、補正量ΔＥｐ（＝ｆ（（Ｔｈ−Ｔｈ₀），（Ｔ
ａ−Ｔａ₀））を算出する。基準ヘッド温度Ｔｈ₀，基
準環境温Ｔａ₀は、それぞれ予め決められてデータＲＯ
Ｍ３５に書き込まれている。この例では、基準ヘッド温
度Ｔｈ₀，基準環境温Ｔａ₀は、いずれも「２３℃」と
されている。

【００３９】値Ｐは、前述したヘッド電圧Ｖと、サーマ
ルヘッド５の各発熱素子６の平均抵抗値Ｒから決まる電
力であり、ＥＥＰＲＯＭ２６に用意されたものが用いら
れる。

【００４０】上記式を満たす最小のライン記録周期Ｔ
を決めることにより、冷却工程に必要な時間を含めて１
ラインを記録するのに必要な最大の時間がライン記録周
期Ｔと同じかそれよりも小さくなるようにするととも
に、最も高速なプリント速度となるようにする。

【００４１】前述のように補正演算部２３は、温度補正
と蓄熱補正を行う。温度補正は、ヘッド温度Ｔｈと環境
温度Ｔａの違いにより、画像全体の濃度が高くなったり
低くなったりする濃度ムラの発生を防止するためのもの
である。温度補正の際には、補正演算部２３は、次の補
正量ΔＥｐを含む式によって、ヘッド温度差「Ｔｈ−
Ｔｈ₀」，環境温度差「Ｔａ−Ｔａ₀」に応じて発熱素
子６が発生すべき熱エネルギーを補正する。なお、この
補正では、効率係数Ｗ（Ｗ_i）がライン周期Ｔに応じた
補正用係数となる。Ｅ₁(M,N) ＝Ｅ₀(M,N) ・Ｗ−ΔＥｐ・・・

【００４２】上記式中の各値は次の通りである。なお、
ライン記録周期Ｔとされた周期Ｔ_iに対応する効率係数
Ｗ_iが効率係数Ｗとして用いられ、ΔＥｐはマイクロコ
ンピュータ２７で算出されたものが用いられる。Ｍ：ライン数Ｎ：各発熱素子に対応する１ライン中のデータの番号Ｅ₀(M,N) ：温度補正前の発熱素子が発生すべき熱エネ
ルギーを表す第ＭラインのＮ番目の基本発熱データＥ₁(M,N) ：温度補正後の発熱素子が発生すべき熱エネ
ルギーを表す第ＭラインのＮ番目の温度補正発熱データ

【００４３】上記の温度補正が画像を全体的な濃度ムラ
を補正するものであるの対し、蓄熱補正は、発熱素子６
の発熱履歴に起因して発生する１ライン毎の濃度ムラを
補正するためのものである。補正演算部２３は、図４に
示されるサーマルヘッド５の構造の下で、図５に示す蓄
熱回路のモデルにしたがって蓄熱補正を行う。

【００４４】図４に示されるように、サーマルヘッド５
は、グレーズ層４１の下側表面に設けられた発熱素子６
と、グレーズ層４１の上側に積層されたセラミック基板
４２，サーマルヘッド５の放熱を良好にするアルミ板４
３等からなる。グレーズ層４１の下側表面には、発熱素
子６の他にこの発熱素子６を通電するための電極４４
と、これらを覆う保護膜４５とが形成されている。な
お、ヘッド温度センサ１１は、例えばアルミ板４３に取
り付けられている。

【００４５】グレーズ層４１は、蓄熱回路を想定する際
に仮想的にグレーズ層（１）〜（３）の３層に分けてい
る。図５に示されるように、グレーズ層（１）〜
（３），セラミック基板４２、アルミ板４３をそれぞれ
蓄熱層とし、各蓄熱層に蓄積された熱の一部が発熱素子
６からカラー感熱記録紙２に伝わり記録に影響を与え、
また蓄積された熱の一部が他の蓄熱層に伝わり蓄熱され
るというモデルにしたがって、蓄熱補正が行われる。な
お、図５中の「Ｅｈ」は、通電することにより発熱素子
６が発生する熱エネルギーを、「Ｅｏｕｔ」は蓄熱の影
響を受けて実際にカラー感熱記録紙２に伝わる熱エネル
ギーを表している。

【００４６】補正演算部２３は、記録に用いられるライ
ン記録周期Ｔとされる周期Ｔ_iに対応してデータＲＯＭ
４５から読み出されてセットされる蓄熱補正用の係数ｋ
１〜ｋ１０を用いて、次の式によって蓄熱補正を行
う。

【００４７】Ｅ(M,N) ＝ (Ｅ₁(M,N)−k2k3Ｅg₁(M,N) −k4k5Ｅg₂(M,N) −k6k7Ｅg₃(M,N) −k8k9Ｅc(M,N) −k10 Ｅa(M,N)）／k1・・・・・・・・・・

【００４８】上記式の記号は次の通りであり、蓄熱デ
ータは、対応する蓄熱層の蓄熱状態（熱エネルギー）を
表す。Ｍ：ライン数Ｎ：各発熱素子に対応する１ライン中のデータの番号Ｅ(M,N) ：蓄熱補正された熱エネルギーを表す第Ｍラ
インのＮ番目の補正発熱データＥ₁(M,N) ：蓄熱補正前の第ＭラインのＮ番目の温度補
正発熱データＥg₁(M,N) ：第（Ｍ−１）ラインの蓄熱補正時に得られ
るグレーズ層（１）に対応する第Ｍライン用のＮ番目の
第１蓄熱データＥg₂(M,N) ：第（Ｍ−１）ラインの蓄熱補正時に得られ
るグレーズ層（２）に対応する第Ｍライン用のＮ番目の
第２蓄熱データＥg₃(M,N) ：第（Ｍ−１）ラインの蓄熱補正時に得られ
るグレーズ層（３）に対応する第Ｍライン用のＮ番目の
第３蓄熱データＥc(M,N) ：第（Ｍ−１）ラインの蓄熱補正時に得られ
るセラミック基板に対応する第Ｍライン用のＮ番目の第
４蓄熱データＥa(M,N) ：第（Ｍ−１）ラインの蓄熱補正時に得られ
るアルミ板に対応する第Ｍライン用のＮ番目の第５蓄熱
データ

【００４９】グレーズ層（１）〜（３）に対応する第１
〜第３蓄熱データ、セラミック基板４２に対応する第４
蓄熱データ、アルミ板４３に対応する第５蓄熱データ
は、次の式〜によって更新される。Ｅg₁(M+1,N) ＝(1-k1)・Ｅ(M,N) ＋ (1-k2)・Ｅg₁(M,N) ・・・・・Ｅg₂(M+1,N) ＝k2(1-k3)・Ｅg₁(M,N))＋ (1-k4)・Ｅg₂(M,N) ・・・Ｅg₃(M+1,N) ＝k4(1-k5)・Ｅg₁(M,N))＋ (1-k6)・Ｅg₃(M,N) ・・・Ｅc(M+1,N)＝ k6(1-k7)・Ｅg₃(M,N) ＋ (1-k8)・Ｅc(M,N)・・・・・Ｅa(M+1,N)＝ k8(1-k9)・Ｅc(M,N) ＋ (1-k10)・Ｅa(M,N)・・・・

【００５０】図５の蓄熱回路にしたがい、蓄熱補正を行
わずに１個の発熱素子６を駆動したときに、この発熱素
子６から蓄熱の影響を受けて実際にカラー感熱記録紙２
に与えられる熱エネルギーをＥout(M,N)とすると、この
熱エネルギーＥout(M,N)は、次の式のように表すこと
ができる。そして、カラー感熱記録紙２に与えるべき熱
エネルギーはＥh(M,N)であるから、式中のＥout(M,N)
をＥ₁(M,N)に置き換え、また発熱素子６が発生すべき熱
エネルギーをＥ(M,N) として右辺のＥh(M,N)と置き換え
て、このＥ(M,N) について解けば、上記式を得ること
ができる。Ｅout(M,N)＝k1Ｅh(M,N)＋k2k3Ｅg₁(M,N)＋k4k5Ｅg₂(M,
N)＋k6k7Ｅg₃(M,N)＋k8k9Ｅc(M,N)＋k10 Ｅa(M,N)

【００５１】上記各式中の蓄熱補正用の係数ｋ１〜ｋ１
０は、発熱素子６からグレーズ層４１、各蓄熱層からカ
ラー感熱記録紙２、各蓄熱層から他の蓄熱層への熱の伝
わりやすさ等を表すものである。そして、蓄熱補正で
は、係数ｋ１〜ｋ１０を用いて各蓄熱層の蓄熱状態を１
ラインの記録毎に推測している。このため、ライン記録
周期Ｔが変わると，蓄熱状態を推測する尺度が変化し、
また１ラインの記録毎の蓄熱状態も異なったものとなる
ので、記録に用いるライン記録周期Ｔに応じた係数ｋ１
〜ｋ１０を用いる必要がある。なお、各周期Ｔ_i毎に用
意された係数ｋ１〜ｋ１０は、実験的にそれぞれ決めら
れている。

【００５２】次に上記構成の作用について説明する。画
像を記録する場合には、記録すべき画像のイエロー画像
データ，マゼンタ画像データ，シアン画像データを画像
メモリ２１に取り込んだ後に、プリントの指示を与え
る。この指示により、カラー感熱記録紙２がサーマルヘ
ッド５の位置に送られ、サーマルヘッド５がカラー感熱
記録紙２の記録開始位置に圧接されてから、イエロープ
リント工程が開始される。また、マイクロコンピュータ
２７によってＥＥＰＲＯＭ２６から読み出された電力Ｐ
が第２変換回路２４にセットされる。

【００５３】イエロープリント工程が開始されると、こ
の時点でヘッド温度センサ１１，環境温度センサ１２か
らの信号がＡ／Ｄ変換器３２，３３でヘッド温度Ｔｈ及
び環境温度Ｔａに変換されて、マイクロコンピュータ２
７に送られる。そして、このマイクロコンピュータ２７
によって所定の演算式に適用されることで、各温度差に
応じたイエロー記録用の補正量ΔＥｐが算出される。

【００５４】この補正量ΔＥｐの算出後に、イエロー用
の最大供給エネルギー値Ｅ_maxがデータＲＯＭ３５か
ら、また電力ＰがＥＥＰＲＯＭ２６からそれぞれマイク
ロコンピュータ２７によって読み出される。この後に、
マイクロコンピュータ２７により、データＲＯＭ３５か
ら最も値が小さい周期Ｔ₁と効率係数Ｗ₁とが読み出さ
れる。このようにして、マイクロコンピュータ２７は、
各値（Ｔ₁，Ｗ₁，Ｅ_ma _x，ΔＥｐ，Ｐ）を取得する
と、それらの値を用いて、上記の式が成立するか否か
を調べる。

【００５５】例えば、周期Ｔ₁と効率係数Ｗ₁によって
式が成立しない場合には、マイクロコンピュータ２７
は、再びデータＲＯＭ３５にアクセスし、周期Ｔ₁の次
に小さい周期Ｔ₂と、それに対応する効率係数Ｗ₂を読
み出して式が成立するか否かを調べる。そして、周期
Ｔ₂，効率係数Ｗ₂で式が成立しない場合には、マイ
クロコンピュータ２７は、さらに周期Ｔ₂の次に小さい
周期Ｔ₃と、それに対応する効率係数Ｗ₃を読み出し
て、式が成立するか否かを調べる。

【００５６】このようにして、予め用意されている複数
の周期Ｔ_iのうちから式が成立する最も小さい周期Ｔ
_iが調べられ、その周期Ｔ_iがライン記録周期Ｔとされ
る。また、式が成立する最も小さい周期Ｔ_iに対応す
る効率係数Ｗ_iとデータＲＯＭ３５から読み出された蓄
熱補正用の係数ｋ１〜１０と、補正量ΔＥｐとがマイク
ロコンピュータ２７から補正演算部２３に送られてセッ
トされる。

【００５７】例えば周期Ｔ₃が式を成立させる最も小
さいものであることが分かると、周期Ｔ₃がライン記録
周期Ｔとして用いられるように設定される。また、補正
演算部２３には、周期Ｔ₃に対応する効率係数Ｗ₃が効
率係数Ｗとしてセットされ、さらには周期Ｔ₃に対応し
てデータＲＯＭ３５に用意されている蓄熱補正用の係数
ｋ１〜１０が補正演算部２３にセットされる。

【００５８】この後、画像メモリ２１から第１ラインの
各イエロー画像データが順番に読み出されて第１変換回
路２２に送られる。第１ラインの１番目のイエロー画像
データが第１変換回路２２に入力されると、このイエロ
ー画像データは、カラー感熱記録紙２の特性曲線から決
まる発色熱エネルギーを示す基本発熱データＥ₀(1,1)に
変換されて、補正演算部２３に送られる。

【００５９】補正演算部２３に上記基本発熱データＥ
₀(1,1)が入力されると、先にセットされた補正量ΔＥｐ
と効率係数Ｗを用いて、前記式により基本発熱データ
Ｅ₀(1,1)に対して温度補正を施した温度補正発熱データ
Ｅ₁(1,1)が算出される。補正量ΔＥｐは、ヘッド温度Ｔ
ｈと基準ヘッド温度Ｔｈ₀のヘッド温度差、環境温度Ｔ
ａと基準環境温度Ｔａ₀との環境温度差に応じて算出さ
れたものであるので、結果的に基本発熱データＥ₀(1,1)
がヘッド温度差と環境温度差とに応じて補正された熱エ
ネルギーを表す補正発熱データＥ₁(1,1)とされる。もち
ろん、設定されたライン記録周期Ｔに応じた熱効率Ｗが
考慮されて補正される。

【００６０】上記のようにして温度補正発熱データＥ
₁(1,1)を算出すると、補正演算部２３は、続いて蓄熱補
正を行う。補正演算部２３の内部に記憶された第１ライ
ン用の１番目の第１〜第５蓄熱データＥg₁(1,1) ，Ｅg₂
(1,1) ，Ｅg₃(1,1) ，Ｅc(1,1)，Ｅa(1,1)と、マイクロ
コンピュータ２７によってセットされた係数ｋ１〜ｋ１
０と、算出された温度補正発熱データＥ₁(1,1)とが、補
正演算部２３によって上記の式に適用される。これに
より、温度補正発熱データＥ₁(1,1)は、蓄熱補正された
補正発熱データＥ(1,1) とされ、第２変換回路２４に送
られる。なお、この第１ラインの蓄熱補正時に用いる各
蓄熱データとしては、例えばヘッド温度Ｔｈに基づいて
適当に算出されたものが用いられる。

【００６１】補正演算部２３から第２変換回路２４に送
られた補正発熱データＥ(1,1) は、この第２変換回路２
４により、電力Ｐを用いて第１ラインの通電時間ｔ（1,
1)に変換される。そして、この通電時間ｔ（1,1)がライ
ンメモリ２８に書き込まれる。

【００６２】また、補正発熱データＥ(1,1) が算出され
ると、この蓄熱補正を施した補正発熱データＥ(1,1) ,
第１ライン用の１番目の第１〜第５蓄熱データＥg₁(1,
1) ，Ｅg₂(1,1) ，Ｅg₃(1,1) ，Ｅc(1,1)，Ｅa(1,1)
と、セットされている係数ｋ１〜ｋ１０を用いて、補正
演算部２３により上記の〜式が実行されることで、
第２ライン用の１番目の第１〜第５蓄熱データＥg₁(2,
1) ，Ｅg₂(2,1) ，Ｅg₃(2,1) ，Ｅc(2,1)，Ｅa(2,1)が
求められ、補正演算部２３内に記憶される。

【００６３】上記のようにして、第１ラインの１番目の
補正発熱データの算出と、第１〜第５蓄熱データの更新
が完了すると、第１ラインの２番目のイエロー画像デー
タが画像メモリ２１から読み出されて第１変換回路２２
に送られ、基本発熱データＥ ₀(1,2)に変換される。そし
て、この基本発熱データＥ₀(1,2)が補正演算部２３に送
られる。

【００６４】上記と同様にして基本発熱データＥ₀(1,2)
は、セットされた補正量ΔＥｐと効率係数Ｗを用いて補
正されて温度補正発熱データＥ₁(1,2)とされる。さら
に、温度補正発熱データＥ₁(1,2)は、第１ラインの２番
目の発熱データ用の第１〜第５蓄熱データＥg₁(1,2) ，
Ｅg₂(1,2) ，Ｅg₃(1,2) ，Ｅc(1,2)，Ｅa(1,2)と、セッ
トされている係数ｋ１〜ｋ１０とを用いて蓄熱補正され
て、補正発熱データＥ(1,2) とされる。そして、補正発
熱データＥ(1,2) は、第２変換回路３４で通電時間ｔ
（1,2)に変換されて、ラインメモリ２８に書き込まれ
る。

【００６５】さらには、蓄熱補正された補正発熱データ
Ｅ(1,2) と、第１〜第５蓄熱データＥg₁(1,2) ，Ｅg
₂(1,2) ，Ｅg₃(1,2) ，Ｅc(1,2)，Ｅa(1,2)と、係数ｋ
１〜ｋ１０とを用いて、第２ラインの２番目の発熱デー
タ用の第１〜第５蓄熱データＥg₁(2,2) ，Ｅg₂(2,2) ，
Ｅg₃(2,2) ，Ｅc(2,2)，Ｅa(2,2)が求められ、補正演算
部２３内に記憶される。

【００６６】以下、同様にして第１ラインの全てのイエ
ロー画像データについて補正演算部２３による補正が行
われ、得られる発熱データが第２変換回路２４で通電時
間データに変換されてからラインメモリ２８に書き込ま
れる。

【００６７】１ライン分の通電時間データがラインメモ
リ２８に書き込まれると、１ライン分の通電時間データ
がラインメモリ２８から読み出されてヘッド駆動部２９
にセットされた後に、マイクロコンピュータ２７から１
番目の搬送信号がドライバ３１に送られる。

【００６８】搬送信号の入力によりドライバ３１は、パ
ルスモータ１５を駆動してカラー感熱記録紙２を１ライ
ン分ステップ送りする。そして、カラー感熱記録紙２が
１ライン分ステップ送りされると、エンコーダ１６から
同期信号が出力されてマイクロコンピュータ２７に送ら
れる。

【００６９】マイクロコンピュータ２７は、同期信号を
受け取ると、通電開始信号をヘッド駆動部２９に送る。
ヘッド駆動部２９に通電開始信号が入力されることによ
り、各発熱素子６はヘッド駆動部２９によって一斉に通
電されて、対応する通電時間データに表される通電時間
が経過した時点で通電が停止される。通電中では、電源
回路２５から出力されているヘッド電圧Ｖが各発熱素子
６に印加される。

【００７０】各発熱素子６で発生した熱エネルギーは、
その一部は感熱記録紙２に与えられてイエロー感熱発色
層を発色させることで第１ラインを記録するが、残りの
熱エネルギーは、サーマルヘッド５に残る。各発熱素子
６は、通電が停止されると、その後に通電されるまでが
冷却期間となって自然冷却される。

【００７１】第１ラインの記録中には、第２ラインのイ
エロー画像データが読み出されて、第１ラインの場合と
同様にして、補正演算部２３による補正が行われ、第２
ラインの１ライン分の通電時間データがラインメモリ２
に書き込まれ、各発熱素子６が冷却期間となっている間
にヘッド駆動部２９で読み出される。

【００７２】このときの蓄熱補正では、例えば第２ライ
ンの第１番目の基本発熱データに対しては、第１ライン
の１番目の発熱データＥ(1,1) を算出した際に更新され
た第１〜第５蓄熱データＥg₁(1,2) ，Ｅg₂(1,2) ，Ｅg₃
(1,2) ，Ｅc(1,2)，Ｅa(1,2)と、係数ｋ１〜ｋ１０とが
用いられる。また、第２ラインの蓄熱補正された補正発
熱データと、第１ラインの蓄熱補正を行った際に更新さ
れた第２ライン用の第１〜第５蓄熱データとを用いて第
３ライン用に第１〜第３蓄熱データが更新される。

【００７３】１番目の搬送信号の出力からライン記録周
期Ｔが経過すると、マイクロコンピュータ２７は、ドラ
イバ３１に２番目の搬送信号に送出することで、パルス
モータ１５を駆動する。これにより、カラ−感熱記録紙
２が１ライン分ステップ送りされる。そして、エンコー
ダ１６から同期信号がマイクロコンピュータ２７に入力
されて、２番目の通電開始信号がヘッド駆動部３９に送
られる。したがって、ライン記録周期Ｔで通電開始信号
が発生される。

【００７４】２番目の通電開始信号がヘッド駆動部３９
に入力されることにより、サーマルヘッド５の各発熱素
子６は、第２ラインの対応する通電時間データに応じた
時間だけ通電されて発熱し、イエロー画像の第２ライン
の記録を行う。

【００７５】以降同様にして、温度補正と蓄熱補正を行
い、またカラー感熱記録紙２をライン記録周期Ｔでステ
ップ送りしながら、これに同期させて１ラインずつイエ
ロー画像の記録を行う。

【００７６】イエロー画像の記録されたカラー感熱記録
紙２の部分は、イエロー用光定着器１７から紫外線が照
射されることにより光定着される。イエロー画像の最終
ラインの記録が終了し、カラー感熱記録紙２の後端まで
光定着が完了すると、サーマルヘッド５による圧接が解
除されてから、カラー感熱記録紙２が戻される。この搬
送中に、カラー感熱記録紙２の記録開始位置がサーマル
ヘッド５に達すると、搬送が停止されるとともに、サー
マルヘッド５がカラー感熱記録紙２に圧接される。

【００７７】サーマルヘッド５が圧接された後に、マゼ
ンタプリント工程が開始される。このマゼンタプリント
工程では、イエロープリント工程と同様に、最初にヘッ
ド温度センサ１１及び環境温度センサ１２での測定が行
われ、その時点のヘッド温度Ｔｈと環境温度Ｔａとを取
得して補正量ΔＥｐが算出してから、上記の式が成立
させる最も小さい周期Ｔ_iがライン記録周期Ｔとして設
定される。なお、この場合には、最大供給エネルギー値
Ｅ_maxとしてはマゼンタ用のものが用いられる。

【００７８】ライン記録周期Ｔとして設定される周期Ｔ
_iが決まると、これに対応する効率係数Ｗ_iが温度補正
に用いられる効率係数Ｗとして補正演算部２３にセット
されるとともに、周期Ｔ_iに対応する蓄熱補正用の係数
ｋ１〜１０が補正演算部２３にセットされる。

【００７９】この後に、画像メモリ２１からマゼンタ画
像データが１ライン分ずつ読み出されて、第１変換回路
２２を介して補正演算部２３に送られる。イエロー画像
データの場合と同じ手順により、マゼンタ画像データが
温度補正されるとともに、蓄熱補正される。そして、カ
ラー感熱記録紙２をライン記録周期Ｔでステップ送りし
ながら、これに同期させて１ラインずつマゼン画像の記
録を行う。

【００８０】マゼンタ画像の記録されたカラー感熱記録
紙２の部分は、マゼンタ用光定着器１８からの紫外線が
照射されることにより光定着される。マゼンタ画像の最
終ラインの記録が終了し、カラー感熱記録紙２の後端ま
で光定着が完了すると、サーマルヘッド５による圧接が
解除されてから、カラー感熱記録紙２が戻される。この
搬送中に、カラー感熱記録紙２の記録開始位置がサーマ
ルヘッド５に達すると、搬送が停止されるとともに、サ
ーマルヘッド５がカラー感熱記録紙２に圧接される。サ
ーマルヘッド５が圧接された後に、シアンプリント工程
が開始され、上記と同様な手順でシアン画像が１ライン
ずつ記録される。

【００８１】上記のようにして、ライン記録周期Ｔをサ
ーマルヘッドのヘッド温度と環境温度に基づいて決定
し、濃度ムラを補正するために補正された通電時間で発
熱素子を通電できるようにしたから、電源回路２５から
サーマルヘッド５に供給する電圧を変更する必要もな
く、電源回路２５として定格容量の大きなものを用いる
必要もない。しかも、ライン記録周期Ｔとしては、補正
された発熱素子の通電時間で記録が可能なもののうちで
最も小さいものとされているので、可能な範囲で最も高
速なプリント速度が得られ効率的にプリントできる。し
かも、ライン記録周期Ｔに応じた効率係数Ｗ，蓄熱補正
用の係数ｋ１〜１０を用いて補正を行っているので、温
度補正，蓄熱補正が精度よく施された良好な画質の画像
が記録される。

【００８２】この例では、サーマルヘッドのヘッド温度
と環境温度に起因した濃度ムラを補正する温度補正、発
熱素子の発熱に起因して発生する濃度ムラを補正する蓄
熱補正を行っているが、補正はこれに限るものではな
く、例えばサーマルヘッドの発熱素子と記録紙との接触
状態やグレーズ層の厚みのバラツキに起因して発生する
濃度ムラや、負荷変動による濃度ムラを補正してもよ
い。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、サーマ
ルヘッドのヘッド温度と、それが配された環境温度とを
測定して、これらにライン記録周期を決定する決定手段
とを備え、この決定手段で決定されたライン記録周期で
１ラインずつ画像を記録するようにしたから、各発熱素
子の通電時間を増減することで発熱素子が発生する熱エ
ネルギーを補正することが可能になり、高価な容量の大
きな電源回路を用いずにヘッド温度と環境温度の違いに
起因した濃度ムラの発生を精度よく補正した画像をプリ
ントすることができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したサーマルプリンタの概略を示
す説明図である。

【図２】サーマルプリンタの電気的な構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】データＲＯＭに書き込まれている周期，効率係
数、蓄熱補正用係数の関係を示す説明図である。

【図４】サーマルヘッドの構造を示す断面図である。

【図５】サーマルヘッド蓄熱回路を示す説明図である。

【符号の説明】

２カラー感熱記録紙５サーマルヘッド６発熱素子１１ヘッド温度センサ１２環境温度センサ２３補正演算部２７マイクロコンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サーマルヘッドと記録紙とを相対的に移
動しながら、サーマルヘッドの各発熱素子を通電して発
熱させることにより、記録紙に１ラインずつ画像を記録
するサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッドのヘッド温度を測定するヘッド温度セン
サと、前記サーマルヘッドが配された環境温度を測定す
る環境温度センサと、前記ヘッド温度センサと前記環境
温度センサとから得られるヘッド温度と環境温度とに基
づいてライン記録周期を決定する決定手段とを備え、こ
の決定手段で決定されたライン記録周期で１ラインずつ
画像を記録することを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項２】各発熱素子の通電時間を増減することに
より、１ラインの記録時に発熱素子が発生する熱エネル
ギーを補正することを特徴とする請求項１記載のサーマ
ルプリンタ。
【請求項３】前記決定手段は、測定して得られる前記
ヘッド温度と予め決められた基準ヘッド温度とのヘッド
温度差、及び測定して得られる前記環境温度と予め決め
られた基準環境温度との環境温度差に基づいてライン記
録周期を決定することを特徴とする請求項１または２記
載の感熱プリンタ。
【請求項４】各発熱素子の発生する熱エネルギーにつ
いての前記ヘッド温度差及び環境温度差に応じた補正量
をΔＥｐ，ライン記録周期をＴ，ライン記録周期に応じ
て予め決められた効率係数をＷ，発熱素子が発生すべき
熱エネルギーの最大値をＥ_maxとしたときに、前記決定
手段は、「Ｅ_max・Ｗ≦Ｐ・Ｔ＋ΔＥｐ」の条件式を満
たす最も小さいライン記録周期Ｔを画像記録に用いるこ
とを特徴とする請求項３記載のサーマルプリンタ。
【請求項５】前記決定手段は、画像の１面の記録毎に
ライン記録周期を決定し、１面の記録中には同じライン
記録周期とすることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれか１項に記載のサーマルプリンタ。
【請求項６】ライン記録周期に応じた補正用係数を用
いて濃度ムラの発生を防止するための処理を行うことを
特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のサ
ーマルプリンタ。