JP2005169834A - プリンタ装置及びサーマルヘッドの抵抗値均一化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非常に短い時間でしかも簡単な処理によって発熱抵抗素子の抵抗値を均一化する。
【解決手段】サーマルヘッドに設けられた各々の発熱抵抗素子の抵抗値を測定し、この測定結果に基づいて目標抵抗値を設定する抵抗値測定処理Ｓ１０と、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間を、通電実行時間と抵抗値変化量の対応関係を示す参照テーブルにしたがって設定し、この設定した通電時間にしたがって各々の発熱抵抗素子に通電するトリミング処理Ｓ２０と、トリミング処理後に印刷濃度を補正する濃度補正処理Ｓ３０とを行って各々お発熱抵抗素子の抵抗値を均一化する。
【選択図】図８

Description

本発明は、サーマルヘッドを有するプリンタ装置とサーマルヘッドの抵抗値均一化方法に関する。

熱転写型プリンタの一つである昇華型プリンタでは、複数の発熱抵抗素子をライン状に配列したサーマルヘッドを用いて印刷用紙（印画紙）に画像を印刷する。その際、各々の発熱抵抗素子の抵抗値にバラツキがあると印刷時の発熱量に差が生じ、その結果、印刷された画像中に帯状の濃度ムラなどが発生する。

そこでサーマルヘッドの製造工程においては、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を均一化するための処理（以下、抵抗値均一化処理）が行われている。抵抗値均一化処理では、抵抗値の調整が必要な発熱抵抗素子にトリミング用電圧を印加してトリミング電流を通電することにより、発熱抵抗素子の抵抗値を低下させ、これによって発熱抵抗素子の抵抗値が目標抵抗値に一致するように調整している。

しかしながら、サーマルヘッドの製造段階で発熱抵抗素子の抵抗値を均一化しても、その後、プリンタ装置を使用しているうちに発熱抵抗素子の抵抗値が変化してしまうことがある。特に、印刷速度の高速化やフル画面印刷では発熱抵抗素子の高温化による抵抗値の変化が顕著になり、印刷枚数の増加とともに濃度ムラが発生する。また、縁無し印刷などでは印刷用紙からはみ出したヘッド端部で発熱抵抗素子の温度が過度に高温状態となり易いため、抵抗値の変化がより顕著になる。その結果、プリンタ装置の使用初期には現れなかった濃度ムラが発生する。

この対策として、例えば下記特許文献１には、発熱抵抗素子に一定時間だけトリミング用電圧を印加して電流を通電する単位トリミング処理を、各々の発熱抵抗素子ごとに、予め求めた処理回数分だけ繰り返すことにより、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値（最小抵抗値）に近づけて均一化する方法が記載されている。

特許第３３８７５４３号公報

しかしながら上記従来の技術においては、各々の発熱抵抗素子ごとに処理回数を求め、この処理回数分だけ単位トリミング処理を繰り返すことになるため、一連の抵抗値均一化処理が非常に煩雑になるとともに、全ての発熱抵抗素子を処理し終えるまでの時間（トリミング所要時間）が長くなる。また、単位トリミング処理を繰り返し行う場合は、単位トリミング処理を１回行うごとに発熱素子の抵抗値が段階的に下がることから、単位トリミング処理を同じ条件で行うと、前回の処理と今回の処理で発熱抵抗素子の抵抗低下率（単位抵抗低下値）が変化する。そのため、発熱素子の抵抗低下率を均一にするには、単位トリミング処理を１回行うごとにトリミング電圧、電流又は時間を変える必要がある。そのため、トリミング処理がますます複雑になってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その主たる目的は、非常に短い時間でしかも簡単な処理により、発熱抵抗素子の抵抗値を均一化することができるプリンタ装置及びサーマルヘッドの抵抗値均一化方法を提供することにある。

本発明に係るプリンタ装置は、サーマルヘッドに設けられた各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間を、通電実行時間と抵抗値変化量の対応関係を示す参照テーブルにしたがって設定する通電時間設定手段と、この通電時間設定手段で設定された通電時間にしたがって各々の発熱抵抗素子に通電する通電手段とを備えるものである。

本発明に係るサーマルヘッドの抵抗値均一化方法は、サーマルヘッドに設けられた各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間を、通電実行時間と抵抗値変化量の対応関係を示す参照テーブルにしたがって設定し、この設定した通電時間にしたがって各々の発熱抵抗素子に通電することにより、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を均一化するものである。

本発明に係るプリンタ装置及びサーマルヘッドの抵抗値均一化方法においては、サーマルヘッドに設けられた各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間を、通電実行時間と抵抗値変化量の対応関係を示す参照テーブルにしたがって設定し、この設定した通電時間にしたがって各々の発熱抵抗素子に通電することにより、１回の通電によって各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げることが可能となる。

本発明のプリンタ装置及びサーマルヘッドの抵抗値均一化方法によれば、各々の発熱抵抗素子に何回も繰り返し通電を行わなくても、１回の通電によって各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げることができる。これにより、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を均一化するための処理を簡単かつ短時間で行うことが可能となる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明が適用されるプリンタ装置のメカ構成の一例を示す概略図である。図１においては、サーマルヘッド１とプラテンローラ２とが互いに対向しかつ圧接した状態に設けられている。サーマルヘッド１とプラテンローラ２との間（圧接部分）には、インクリボン３と印刷用紙４が重ねて挿入されるようになっている。この場合、インクリボン３はリボンガイドローラ５に案内されて上記圧接部分に導かれ、印刷用紙４は用紙ガイドローラ６に案内されて上記圧接部分に導かれる。

インクリボン３は、繰り出しスプーラ７と巻き取りスプーラ８にそれぞれ巻かれている。そして、リボン送りモータＭ１の駆動に基づく巻き取りスプーラ８の回転にしたがってインクリボン３が繰り出しスプーラ７から繰り出されて巻き取りスプーラ８に巻き取られるようになっている。その際、繰り出しスプーラ７は、これに巻かれた未使用のインクリボン３に所定の引っ張り力が作用したときに、その引っ張り力にしたがって回転する。

印刷用紙４は、給紙スプーラ９に巻かれている。そして、一対の搬送ローラ１０を回転駆動する用紙搬送モータＭ２の駆動により、給紙スプーラ９が印刷用紙４を繰り出しつつ回転するようになっている。給紙スプーラ９から繰り出された印刷用紙４は、これに画像を印刷した後に、一対の搬送ローラ１０で下流側へと送られ、図示しないカッターで所定のサイズに切断されて外部に排出される。

また、サーマルヘッド１とプラテンローラ２の間では、図２に示すように、サーマルヘッド１に設けられた発熱抵抗素子列１２の各部が発熱することにより、インクリボン３に塗布されたインクが昇華（気化）して印刷用紙４の一面に転写する。発熱抵抗素子列１２は、ライン状に配列された複数の発熱抵抗素子からなるもので、セラミック基板１３の一面に形成されたグレーズ層１４上に設けられている。また、発熱抵抗素子列１２は数μｍの保護膜１５で覆われている。

印刷用紙４に転写するインクの量は発熱抵抗素子列１２の発熱量に依存（ほぼ比例）したものとなる。そのため、発熱抵抗素子列１２を構成する各々の発熱抵抗素子の発熱量を個別に制御することにより、印刷用紙４に転写される画像の濃度（濃淡）を調整することができる。また、各々の発熱抵抗素子は、サーマルヘッド１のヘッド面にライン状（１列）に配列されているため、あるタイミングで印刷用紙４に転写される画像はライン状になるものの、インクリボン３と印刷用紙４は互いに同期して同一方向に送られるため、この送り方向にも画像が形成（展開）されることになる。

図３（Ａ），（Ｂ）はサーマルヘッドの内部構成を示す図である。図示のように、複数の発熱抵抗素子Ｒ1〜Ｒ2048（添え字の数字は最端の発熱抵抗素子から順に付した識別番号）は、それぞれに対応する半導体スイッチＴＲ1〜ＴＲ2048に１：１の関係で直列に接続されている。各々の半導体スイッチＴＲ1〜ＴＲ2048はｎｐｎトランジスタのエミッタ接地回路によって構成されている。また、各々の発熱抵抗素子Ｒ1〜Ｒ2048には、それぞれに対応する半導体スイッチＴＲ1〜ＴＲ2048がオン動作することにより、所定の電圧ＶＨが印加される構成となっている。

各々の半導体スイッチＴＲ1〜ＴＲ2048のスイッチング動作（オンオフ動作）は、ヘッド駆動信号として制御回路（後述）からサーマルヘッド１に入力されるイネーブル信号ＥＮ、シリアルデータＤＴ及び基準クロックＣＫにしたがってシフトレジスター１６により制御される。その際、イネーブル信号（ＥＮ）及びシリアルデータ（ＤＴ）は、基準クロックＣＫに同期してシフトレジスター１６に入力される。シフトレジスター１６には、半導体スイッチＴＲ1〜ＴＲ2048の個数分の出力端子Ｑ1〜Ｑ2048が設けられている。そして、例えば、あるタイミングにおいて、図４に示すように、基準クロックＣＫに同期してn番目の半導体スイッチＴＲn用のシリアルデータＤＴが立ち上がったときに、シフトレジスター１６の出力端子Ｑnの電位レベルがハイレベルとなり、同時にイネーブル信号ＥＬがオン状態になっていれば、半導体スイッチＴＲnがオン動作して発熱抵抗素子Ｒnに電圧ＶＨが加わり、これに伴う通電によって発熱抵抗素子Ｒnが発熱する。このとき、発熱抵抗素子Ｒnには、これに流れる電流をＩnとするとＩn²Ｒnの発熱を生じることになる。

図５は本発明の実施形態で採用した抵抗値測定回路を示す図である。図５においては、サーマルヘッド１とこれに電圧を印加する電源（不図示）との間にリレー１７が接続されている。また、サーマルヘッド１とリレー１７との間の接続点Ｐ１とＡ／Ｄ変換部の入力端Ｐ２との間は抵抗素子１８とオペアンプ１９が直列に接続されている。さらに、リレー１７とヘッド駆動用電源（不図示）との間、及び上記接続点Ｐ１と抵抗素子１８との間に、それぞれ接続点Ｐ３，Ｐ４をもって定電流源２０が接続されている。

上記構成の抵抗値測定回路において、リレー１７が導通状態（オン状態）のときはヘッド駆動用電源（不図示）からサーマルヘッド１に所定の電圧ＶＨを供給して通常どおりに印刷動作を行うことができる。また、リレー１７が非導通状態（オフ状態）のときは定電流源２０からサーマルヘッド１に定電流を供給するとともに、この定電流を複数の発熱抵抗素子Ｒ1〜Ｒ2048に選択的に流すことにより、各々の発熱抵抗素子Ｒ1〜Ｒ2048の抵抗値を個別に測定することができる。例えば、抵抗値の特性対象となるn番目の発熱抵抗素子Ｒnに定電流を流すと、当該発熱抵抗素子Ｒnの抵抗値に依存した電位差が生じるため、このときの電位を抵抗素子１８とオペアンプ１９を通してＡ／Ｄ変換部に取り込むことにより、発熱抵抗素子Ｒnの抵抗値を測定することができる。

各々の発熱抵抗素子Ｒ1〜Ｒ2048の抵抗値を測定する際に、定電流源２０から供給される定電流の電流値は、抵抗測定によって発熱抵抗素子の抵抗値が極力変化しないよう、印刷動作時よりも発熱抵抗素子の発熱温度が十分に低く条件で設定することが望ましい。具体的には、定電流の電流値を０．１ｍＡ〜１ｍＡの範囲内で設定することが好ましい。これにより、リレー１７を非導通状態として、制御回路（後述）からサーマルヘッド１に入力されるヘッド駆動信号（ＥＬ、ＤＴ、ＣＫ）にしたがい、定電流源２０から発熱抵抗素子Ｒnに０．３ｍＡの定電流を流したときに、Ａ／Ｄ変換回路で３Ｖの電位が検出された場合は、発熱抵抗素子Ｒnの抵抗値が１０ｋΩと測定されることになる。

図６は本発明の実施形態に係るプリンタ装置の内部構成（抵抗値測定回路を含む）を示す図である。図６において、制御回路２１は、サーマルヘッド１を駆動制御するものである。制御回路２１には、上述したリレー１７、抵抗素子１８、オペアンプ１９、定電流源２０の他に、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２２、メモリ２３、ユーザインターフェース部（ＵＩ）２４、パラレル／シリアル変換部２５が含まれている。ＣＰＵ２２は、予め設定された制御プログラムにしたがって動作するもので、Ａ／Ｄ変換機能やＤ／Ａ変換機能を有している。メモリ２３は、印刷用の画像データや制御用のデータを含む各種のデータを記憶するために用いられるものである。ユーザインターフェース部２４は、例えばタッチパネルやＧＵＩ（グラフィカル・ユーザインターフェース部）、或いは操作ボタンや操作スイッチを有する操作パネルなどによって構成されるものである。パラレル／シリアル変換部２５は、パラレル形式の画像データをシリアル形式の画像データに変換するものである。

ＣＰＵ２２では、メモリ２３、ユーザインターフェース部２４及びパラレル／シリアル変換部２５との間でそれぞれバスを介してデータの受け渡しを行うことにより、メモリ２３に対してデータの読み出しや書き込みを行ったり、ユーザインターフェース部２４からの入力データを取り込んだり、ユーザインターフェース部２４に表示データを送信したり、パラレル／シリアル変換部２５にデータ変換（パラレル→シリアル変換）を指示したりする。また、ＣＰＵ２２は、オペアンプ１９の出力を取り込んでＡ／Ｄ変換することにより、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を検出したり、ヘッド駆動用電源となるスイッチングレギュレータ（ＳＲ）２６に対して、そこからの供給電圧ＶＨを可変するための可変信号をＤ／Ａ変換して出力したりする。さらに、ＣＰＵ２２は、外部から入力されてメモリ２３に記憶された画像データを印刷する際にガンマ変換処理、シャープネス処理、蓄熱補正処理などを行う。

図７は発熱抵抗素子の発熱温度による抵抗値の変化特性を示す図である。図７において、横軸は発熱抵抗素子の発熱温度、縦軸は発熱抵抗素子の抵抗値の極限変化率（発熱温度を掛け続けたときの抵抗値最大変化率）を表している。図示のように発熱抵抗素子の抵抗値は、発熱温度Ｔ１に至るまでは一定（不変）に推移するため、この変化開始温度Ｔ１までの範囲内で使用する限り、発熱抵抗素子の抵抗値は殆ど変化しない。

しかしながら、発熱温度Ｔ１を越えて使用すると、発熱抵抗素子の抵抗値は一定の割合を目途に低下し、その割合は温度が高くなるにつれて顕著になる。そして、発熱温度Ｔ２に近づくと発熱抵抗素子の抵抗値の変化が緩やかになり、やがて酸化などが原因で逆に抵抗値が急激に上昇する領域に入り、ついには破壊する。このことから、発熱抵抗素子が破壊しない温度範囲内で、発熱抵抗素子を発熱温度Ｔ１よりも高い温度Ｔｘで継続的に発熱させると、発熱抵抗素子の抵抗値を最大２％下げることができる。また、発熱抵抗素子を発熱温度Ｔｘで発熱させる時間（通電時間）を調整することにより、発熱抵抗素子の抵抗低下率を０〜２％の範囲内で任意に制御することができる。なお、温度Ｔ１，Ｔ２及び抵抗値の変化特性は、発熱抵抗素子の組成によって異なるものとなる。

通常の印刷では、発熱抵抗素子の抵抗値が変化しない領域（温度Ｔ１以下の範囲）で使用することが望ましいものの、印刷の高速化に対応するために、それ以上の温度域で使用せざるを得ないこともある。また、ハガキサイズと同じ幅の印刷用紙４を用いた縁無印刷においては、図２に示すように、印刷用紙４の幅よりも一回り大きい領域で発熱抵抗素子列１２の発熱抵抗素子を発熱させるため、印刷用紙４の両縁部からはみ出した外側のヘッド部分では、発熱抵抗素子で生じた熱が印刷用紙４やプラテン２に伝わらずにこもり、他の部分（印刷用紙４にかかる内側部分）よりも高温になりやすくなる。その結果、サーマルヘッド１の両端部に近い発熱抵抗素子の抵抗値だけが大きく変化（低下）してしまう。したがって、その後、ハガキサイズよりも幅広の印刷用紙に画像を印刷したときに、ハガキサイズの印刷用紙の縁付近にあたる部分に、他の部分よりも濃度が高い帯状の濃度ムラが発生する。このような問題を解消するには、サーマルヘッド１に設けられた各々の発熱抵抗素子Ｒ1〜Ｒ2048（図３参照）の抵抗値を均一化する必要がある。

そこで、上記制御回路２１においては、発熱抵抗素子の抵抗値を均一化するにあたって、図８に示す抵抗値測定処理Ｓ１０、トリミング処理Ｓ２０及び濃度補正処理Ｓ３０を行う。以下に、各々の具体的な処理内容について説明する。

図９は抵抗値測定処理Ｓ１０の手順を示すフローチャートである。先ず、リレー１７を非通電状態（オフ状態）にした後、変数ｍの値（初期値はｍ＝０）を１インクリメントする（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。次に、ｍ番目の発熱抵抗素子だけを通電させるためのシリアルデータ（抵抗値測定用シリアルデータ）を作成した後、このシリアルデータをサーマルヘッド１に送信する（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。

続いて、イネーブル信号をオン状態として、オペアンプ１９の出力をＣＰＵ２２でＡ／Ｄ変換して読み取り、この読み取った値、つまりｍ番目の発熱抵抗素子の抵抗値を、その時点の変数ｍの値と対応付けてメモリ２３に記憶する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。

その後、変数ｍの値が、発熱抵抗素子の総数である２０４８に一致するか否か、つまり全ての発熱抵抗素子の抵抗値を測定し終えたかどうかを確認する（ステップＳ１０７）。そして、変数ｍの値が素子総数（２０４８）に一致しない場合は上記ステップＳ１０２に戻って同様の処理を繰り返す。また、変数ｍの値が素子総数に一致した場合は、それまでに測定した合計２０４８個の抵抗値（測定データ）のなかで、最も小さい抵抗値（最小抵抗値）をトリミング処理の目標抵抗値に設定する（ステップＳ１０８）。なお、ここでは抵抗値測定処理Ｓ１０で得られた２０４８個の測定データ（抵抗値データ）のなかで、最小の抵抗値を目標抵抗値に設定したが、これ以外にも、最小抵抗値よりも低い抵抗値を目標抵抗値に設定してもよい。

図１０はトリミング処理Ｓ２０の手順を示すフローチャートである。先ず、変数ｍの値（初期値はｍ＝０）を１インクリメントした後、メモリ２３から変数ｍの値に対応して記憶されている抵抗値（測定データ）を読み出す（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）。次に、メモリ２３から読み出した抵抗値と目標抵抗値との差分を求めた後、この差分が予め設定された許容範囲内にあるかどうかを判断する（Ｓ２０３，Ｓ２０４）。許容範囲は、発熱抵抗素子の抵抗値のバラツキに起因した濃度ムラの許容レベルに応じて適宜設定されるものである。

メモリ２３から読み出した抵抗値と目標抵抗値との差分が許容範囲を超える場合は、この差分を解消するのに必要とされる発熱抵抗素子への通電時間（ｍ番目の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間）を、予め用意された参照テーブルにしたがって設定する（ステップＳ２０５）。参照テーブルは、発熱温度がＴｘ（図７参照）となる条件で発熱抵抗素子にトリミング用電圧を印加してトリミング電流を通電したときの通電実行時間とそのときの発熱抵抗素子の抵抗値変化量の対応関係を示すものである。この参照テーブルは、例えば図１１ようなかたちでメモリ２３に格納される。図１１において、縦方向に並んだ抵抗値（Ω）はメモリ２３から読み出した抵抗値に該当するもので、横方向に並んだ抵抗値（Ω）は目標抵抗値に該当するものである。また、０及びＴ０１〜Ｔ１２０は通電実行時間に相当するものである。この参照テーブルは、予め実験データに基づいて作成されるものである。いま、メモリ２３から読み出したｍ番目の発熱抵抗素子の抵抗値が６９３０Ωで、目標抵抗値が６７５５Ωであったとすると、ｍ番目の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるのに必要とされる通電実行時間はＴ３４となる。したがって、この場合は発熱抵抗素子への通電時間がＴ３４に設定される。

ちなみに、図１１に示す参照テーブルでは、発熱抵抗素子の抵抗値のバラツキが０．５％程度であれば濃度ムラによる画質の劣化を見た目で認識することが困難であったことから、抵抗値を０．５％刻みでテーブルを構成している。また、参照テーブルに与えられる時間変数は予め実験によって求められる数値であるが、これはサーマルヘッド１の初期温度や製造ロット、抵抗体純度などによってもばらつく。しかしながら、発熱抵抗素子の抵抗値を均一化するという本来の目的からすれば、通電後の抵抗値と目標抵抗値との間に差があっても、各々の発熱抵抗素子間の抵抗値のばらつきが小さければ、特に問題となることはない。

こうして発熱抵抗素子の通電時間を設定したら、これに続いて、リレー１７を導通状態（オン状態）とした後、ｍ番目の発熱抵抗素子だけに通電させるためのシリアルデータを作成する（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）。次いで、作成したシリアルデータをサーマルヘッド１に送信した後、イネーブル信号をオン状態にする（ステップＳ２０８，Ｓ２０９）。これにより、ヘッド駆動用の電源２６からの電圧印加により、ｍ番目の発熱抵抗素子への通電が開始される。その後、ｍ番目の発熱抵抗素子への通電を開始してからの経過時間が、先に設定された通電時間に到達したか否かを繰り返し判定し、到達したら、その時点でリレー１７を非導通状態（オフ状態）にする（ステップＳ２１０，Ｓ２１１）。これにより、ｍ番目の発熱抵抗素子への通電が遮断（停止）される。このように参照テーブルにしたがって設定した通電時間分だけ発熱抵抗素子に通電することにより、１回の通電で発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げることができる。

一方、上記ステップＳ２０４において、メモリ２３から読み出した抵抗値と目標抵抗値との差分が許容範囲内である場合は、ステップＳ２０５〜２１１の処理をパスしてステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２では、変数ｍの値が、発熱抵抗素子の総数である２０４８に一致するか否か、つまり全ての発熱抵抗素子のトリミングを終えたかどうかを確認する。そして、変数ｍの値が素子総数（２０４８）に一致しない場合は上記ステップＳ２０１に戻って同様の処理を繰り返す。また、変数ｍの値が素子総数に一致した場合は、イネーブル信号をオフ状態にして（ステップＳ２１３）、一連の処理を終了する。

なお、上記の処理例では、各々の発熱抵抗素子ごとに１回の通電でトリミングを終えるようにしたが、これ以外にも、例えば、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値により近づけるために、１回の通電を終えた段階で、通電後の発熱抵抗素子の抵抗値を測定（再測定）し、その測定値が目標抵抗値に届かない場合は、必要に応じて２回目の通電を行うようにしてもよい。この場合でも、１つの発熱抵抗素子への通電回数が最大２回までに制限され、しかも管理パラメータは通電時間だけに限定されるため、それほど処理を煩雑化しなくても、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値へと近づけることができる。

図１２は濃度補正処理Ｓ３０の処理手順を示すフローチャートである。この濃度補正処理Ｓ３０は、トリミング処理Ｓ２０による抵抗値の均一化に伴って各々の発熱抵抗素子の抵抗値を変化（低下）させたときに、この抵抗値変化によって印刷濃度（プリント濃度）が変化しないように補正するものである。

濃度補正処理Ｓ３０では、先ず、スイッチングレギュレータ２６からサーマルヘッド１に供給すべき印加電圧（補正電圧）ＶＨを、下記の数１式によって求める（ステップＳ３１）。

上記数１式において、Ｒaveはトリミング処理前の発熱抵抗素子の抵抗値を平均化した値（平均抵抗値）、Ｒtriはトリミング処理後の発熱抵抗素子の抵抗値、Ｖoはトリミング処理前に適用していた印加電圧、Ｖxはトリミング処理後に適用すべき印加電圧である。このうち、平均抵抗値Ｒaveは、上述した抵抗測定処理Ｓ１０でメモリ２３に記憶された全ての抵抗値を加算して、この加算値を発熱抵抗素子の総数（２０４８）で除算することにより得られるものである。この平均抵抗値Ｒaveについては、上述した抵抗値測定処理Ｓ１０で検出（抽出）した最小抵抗値とともにメモリ２３に記憶しておき、そこから必要に応じて読み出すようにすればよい。抵抗値Ｒtriは、上述した抵抗値測定処理Ｓ１０で設定した目標抵抗値（最小抵抗値）をそのまま適用してもよいし、上述したトリミング処理Ｓ２０を行った後に、再度、各々の発熱抵抗素子の抵抗値を測定し、それを平均化した値を適用してもよい。

こうして印加電圧Ｖxを求めたら、実際にスイッチングレギュレータ２６からサーマルヘッド１に印加される電圧ＶＨが上記印加電圧Ｖxに一致するように、ＣＰＵ２２からスイッチングレギュレータ２６に電圧可変信号を出力する（ステップＳ３０２）。これにより、スイッチングレギュレータ２６では、ＣＰＵ２２から入力された電圧可変信号にしたがって一次側の発振周波数が制御され、サーマルヘッド１に供給される印加電圧ＶＨのレベルがＶoからＶxに変更（補正）される。

したがって、トリミング処理を行って発熱抵抗素子の抵抗値を変化させた場合でも、上述のようにサーマルヘッド１への印加電圧を適切に補正することにより、トリミング処理の前後で発熱抵抗素子の発熱エネルギー（発熱量）を等価にすることができる。その結果、トリミング処理による印刷濃度の変化を未然に回避することができる。

なお、濃度補正処理Ｓ３０としては、サーマルヘッド１への印加電圧を補正する以外にも、サーマルヘッド１への印加電圧を変えずに通電時間を補正することにより、トリミング処理の前後で発熱抵抗素子の発熱エネルギー（発熱量）を等価にするものであってもよい。具体的には、下記の数２式によって通電時間の補正比τを求め、この補正比τにしたがって、サーマルヘッド１への通電時間を補正する。

上記数２式において、Ｒaveはトリミング処理前の発熱抵抗素子の抵抗値を平均化した値（平均抵抗値）、Ｒtriはトリミング処理後の発熱抵抗素子の抵抗値、Ｖoはトリミング処理前に適用していた印加電圧である。この場合、発熱抵抗素子の抵抗値はトリミング処理によって低下することになるため、トリミング処理前と同じ条件（印加電圧、通電時間）で発熱抵抗素子に電圧ＨＶを印加すると、トリミング処理前よりも発熱量が大きくなって印刷濃度が高くなる。そのため、上記数２式に基づく演算によって得られる補正比τは０＜τ＜１の範囲内の値となる。また、こうして求められる補正比τは、メモリ２３から読み出した画像データを通電時間データに変換した後に、当該通電時間データに補正比τを掛け合わせたり、ガンマ変換用のテーブルデータに補正比τを掛け合わせて新たなテーブルデータを作成したりする（ガンマ変換テーブルを補正する）ことにより、サーマルヘッド１への通電時間を補正（変更）する場合に用いられる。

また、トリミング処理Ｓ２０を含む抵抗値均一化のための処理は、実際に印刷用紙４に画像を印刷しているとき（印刷実行中）以外であれば、いつでも実行可能であるが、処理中はサーマルヘッド１の発熱抵抗素子列１２の一部が通常の印刷時よりも高温状態となり、処理終了までに多少の時間もかかることから、抵抗値均一化のための処理を実行すべき旨の実行指示をユーザ操作にしたがって受け付けたときに、それぞれの処理機能（抵抗値測定機能、目標抵抗値設定機能、トリミング処理機能、濃度補正機能など）を起動して、一連の抵抗値均一化処理を実行することが望ましい。ユーザ操作による実行指示は、ユーザインタフェース部２１をユーザ自身が操作（ボタン操作、スイッチ操作等）したときの入力操作情報をＣＰＵ２２で取り込むことにより受け付け可能である。また、ホスト装置に接続して使用されるプリンタ装置であれば、ホスト装置をユーザが操作して実行指示のコマンドを発行し、このコマンドをＣＰＵ２２で取り込むことにより受け付け可能である。

また、プリンタ装置の使用中に定期的に抵抗値測定処理Ｓ１０を行い、これによって得られた抵抗値のデータを用いて、最小抵抗値との差分が許容範囲を超える発熱抵抗素子の有無を確認し、有りの場合にのみ抵抗値均一化のための処理の実行可否をユーザに問い合わせ、この問い合わせに対して実行指示が出されたときに抵抗値均一化処理を実行するようにしてもよい。

本発明が適用されるプリンタ装置のメカ構成の一例を示す概略図である。 印刷時の配置状態を示す断面図である。 サーマルヘッドの内部構成を示す図である。 基準クロックとシリアルデータの波形を示す図である。 本発明の実施形態で採用した抵抗値測定回路を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリンタ装置の内部構成を示す図である。 発熱抵抗素子の発熱温度による抵抗値の変化特性を示す図である。 抵抗値均一化のための処理の流れを示すメインフローチャートである。 抵抗値測定処理の手順を示すフローチャートである。 トリミング処理の手順を示すフローチャートである。 参照テーブルの内容を示す図である。 濃度補正処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…サーマルヘッド、２…プラテン、３…インクリボン、４…印刷用紙、１６…シフトレジスタ、１７…リレー、１８…抵抗素子、１９…オペアンプ、２０…定電流源、２２…ＣＰＵ、２３…メモリ、２４…ユーザインタフェース部、Ｒ1〜Ｒ2048…発熱抵抗素子、ＴＲ1〜ＴＲ2048…半導体スイッチ

Claims (7)

1. サーマルヘッドに設けられた各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間を、通電実行時間と抵抗値変化量の対応関係を示す参照テーブルにしたがって設定する通電時間設定手段と、
   前記通電時間設定手段で設定された前記通電時間にしたがって前記各々の発熱抵抗素子に通電する通電手段と
   を備えることを特徴とするプリンタ装置。
2. 前記通電手段で前記各々の発熱抵抗素子に通電した後に印刷濃度を補正する濃度補正手段を具備する
   ことを特徴とする請求項１記載のプリンタ装置。
3. 前記各々の発熱抵抗素子の抵抗値を測定する測定手段と、
   前記測定手段の測定結果に基づいて前記目標抵抗値を設定する目標抵抗値設定手段を有する
   ことを特徴とする請求項１記載のプリンタ装置。
4. 抵抗値均一化のための処理を実行すべき旨の実行指示を受け付ける受付手段と、
   前記受付手段で前記実行指示を受け付けたときに前記通電時間設定手段と前記通電手段を起動させる起動手段と
   を具備することを特徴とする請求項１記載のプリンタ装置。
5. サーマルヘッドに設けられた各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間を、通電実行時間と抵抗値変化量の対応関係を示す参照テーブルにしたがって設定する通電時間設定手段と、
   前記通電時間設定手段で設定された前記通電時間にしたがって前記各々の発熱抵抗素子に通電する通電手段と、
   前記通電手段で前記各々の発熱抵抗素子に通電した後に印刷濃度を補正する濃度補正手段とを備え、
   前記濃度補正手段は、印刷時に前記サーマルヘッドに印加する印加電圧又は前記サーマルヘッドに通電する通電時間の変更により、前記印刷濃度を補正する
   ことを特徴とするプリンタ装置。
6. サーマルヘッドに設けられた各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間を、通電実行時間と抵抗値変化量の対応関係を示す参照テーブルにしたがって設定する通電時間設定手段と、
   前記通電時間設定手段で設定された前記通電時間にしたがって前記各々の発熱抵抗素子に通電する通電手段と、
   前記各々の発熱抵抗素子の抵抗値を測定する測定手段と、
   前記測定手段の測定結果に基づいて前記目標抵抗値を設定する目標抵抗値設定手段とを備え、
   前記目標抵抗値設定手段は、前記測定手段で測定した抵抗値のなかで最小の抵抗値、又は前記最小の抵抗値よりも小さい抵抗値を、前記目標抵抗値に設定する
   ことを特徴とするプリンタ装置。
7. サーマルヘッドに設けられた各々の発熱抵抗素子の抵抗値を目標抵抗値まで下げるための通電時間を、通電実行時間と抵抗値変化量の対応関係を示す参照テーブルにしたがって設定し、この設定した通電時間にしたがって前記各々の発熱抵抗素子に通電することにより、前記各々の発熱抵抗素子の抵抗値を均一化する
   ことを特徴とするサーマルヘッドの抵抗値均一化方法。
   

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