JP2005262826A

JP2005262826A - 熱転写記録装置

Info

Publication number: JP2005262826A
Application number: JP2004082807A
Authority: JP
Inventors: Nagamasa Mizoguchi; 修理溝口
Original assignee: Konica Minolta Photo Imaging Inc
Current assignee: Konica Minolta Photo Imaging Inc
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】安価な構成で印画時間を短縮し、高速駆動可能な熱転写記録装置を実現することである。
【解決手段】第１駆動モータＭ１と、第１駆動モータの回転駆動により搬送される記録媒体と、記録媒体の搬送速度に同期して画像データに基づいて複数の発熱素子１１が選択的に通電され記録媒体上に画像を印画させるサーマルヘッド１０と、を備える昇華型熱転写記録装置１において、画像データの印画ライン毎に第１駆動モータＭ１の回転速度を算出する回転速度算出部１３０と、回転速度制御部１３０から算出された回転速度ｖ１に基づいて、印画ライン毎に第１駆動モータＭ１の回転速度を変更制御するモータ制御部１７０と、を備えること。
【選択図】図３

Description

本発明は、発熱素子の通電時間に応じて連続的な濃度階調が得られる熱転写記録装置に関し、詳しくは記録媒体の搬送速度制御に関する。

熱転写記録装置は、入力される画像データに応じて発熱素子を選択的に駆動して発熱させ、その熱エネルギーにより記録媒体に画像を印画するサーマルヘッドを備えている。
このような温度依存性を持つ記録媒体は、設置される環境温度の影響を受け易く、周囲温度によって発色濃度に誤差が生じる場合がある。また、画像の印画動作の進行に従い、サーマルヘッドの蓄熱作用によるサーマルヘッド自体の温度上昇に伴って印画濃度が上昇し、「印字つぶれ」や「尾引き」と呼ばれる印画不良が発生し、画質の低下を招く問題がある。高品質な画像を提供するために階調による濃淡画像を印画する場合には、このような印画不良は大きな問題となる。

このような不具合を解消する方策として、サーマルヘッドの温度を過去の印画履歴情報によって推測して発熱素子の熱量を制御する、いわゆる「履歴制御」が知られている。この制御方法は未来の温度を過去の情報に基づいて推測しているにすぎず、階調による濃淡精度を高めるにはより精度の高い温度制御が必要とされる。

従来、電気抵抗値が温度に依存して変化する発熱素子を用いて、発熱素子を印字データに基づき発熱させる発熱駆動回路と、前記発熱素子の両端の電圧変化を検知して温度を検知する温度検知回路として使用できる回路を備え、定期的に使用目的を切替えて発熱量を制御し、印字駆動シーケンスと温度検知シーケンスとを時系列で繰返しつつ印字動作を行い、温度制御の精度を高めたサーマルヘッド装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１６９１３３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたものは、印画駆動シーケンスと温度検知シーケンスとを時系列的に繰返し切替えて温度検出を行うため、温度検出回数を上げるほど逆に印画速度が低下する問題があり、高速駆動することができない。また、制御回路も複雑となることから、熱転写記録装置のコスト増加の要因となる問題がある。

本発明の課題は、安価な構成で印画時間を短縮し、高速駆動可能な熱転写記録装置を実現することである。

請求項１に記載の発明は、駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動により搬送される記録媒体と、前記記録媒体の搬送速度に同期して画像データに基づいて複数の発熱素子が選択的に通電され前記記録媒体上に画像を印画させるサーマルヘッドと、を備える熱転写記録装置において、前記画像データの印画ライン毎に前記駆動モータの回転速度を算出する回転速度算出手段と、前記回転速度制御手段から算出された回転速度に基づいて、印画ライン毎に前記駆動モータの回転速度を制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱転写記録装置において、前記回転速度算出手段は、前記画像データの濃度情報に対応した通電時間に基づいて印画ライン毎の最大通電時間を算出し、算出された最大通電時間に対応した前記駆動モータの回転速度を算出することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の熱転写記録装置において、当該熱転写記録装置は、前記発熱素子の通電時間に応じて連続的な濃度階調が得られる昇華型の熱転写記録装置又は感熱記録媒体を用いた熱転写記録装置であることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、駆動モータと、駆動モータの回転駆動により搬送される記録媒体と、記録媒体の搬送速度に同期して画像データに基づいて複数の発熱素子が選択的に通電され記録媒体上に画像を印画させるサーマルヘッドと、を備える熱転写記録装置において、画像データの印画ライン毎に駆動モータの回転速度を算出する回転速度算出手段と、回転速度制御手段から算出された回転速度に基づいて、印画ライン毎に駆動モータの回転速度を制御するモータ制御手段と、を備えることにより、安価な構成で印画時間を短縮することができ、高速駆動可能な熱転写記録装置を実現することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるのは勿論のこと、回転速度算出手段は、画像データの濃度情報に対応した通電時間に基づいて印画ライン毎の最大通電時間を算出し、算出された最大通電時間に対応した駆動モータの回転速度を算出することにより、画質精度を低下させずに印画時間を短縮することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られるのは勿論のこと、当該熱転写記録装置は、発熱素子の通電時間に応じて連続的な濃度階調が得られる昇華型の熱転写記録装置又は感熱記録媒体を用いた熱転写記録装置であることにより、高速駆動可能な昇華型の熱転写記録装置又は感熱記録媒体を用いた熱転写記録装置を提供することができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の熱転写記録装置としては、発熱素子の通電時間（熱エネルギー量）に応じて連続的な濃度階調が得られる熱転写記録装置として、昇華型の熱転写記録装置や感熱記録媒体を使用する熱転写記録装置が挙げられる。本実施の形態では、昇華型の熱転写記録装置（以下、昇華型熱転写記録装置と言う。）に適用した例で説明する。

まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における昇華型熱転写記録装置１の概略構成図を示す。
図１に示すように、昇華型熱転写記録装置１は、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘ（副走査方向）と略直交する方向（主走査方向）に記録媒体Ｐの全幅にわたって配列された複数の発熱素子列を有するサーマルヘッド１０と、サーマルヘッド１０に対向する位置に設けられ駆動モータとしての第１駆動モータＭ１により回転駆動されるプラテンローラ２０と、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、保護膜の順番に記録媒体Ｐのサイズに応じた領域に染料インク及び保護材が塗布されたインクリボン３０と、インクリボン３０を張設し一方向にインクリボン３０を給紙する給紙ローラ３１と、インクリボン３０を巻き取る巻取りローラ３２と、給紙ローラ３１及び巻取りローラ３２を回転駆動させる第２駆動モータＭ２とを備えている。

記録媒体Ｐを搬送する第１駆動モータＭ１と、インクリボン３０を搬送する第２駆動モータＭ２とは、サーマルヘッド１０での印画動作時に記録媒体Ｐとインクリボン３０とが同一タイミングで搬送されなくてはならないため、同一タイミングで制御されている。なお、第１駆動モータＭ１及び第２駆動モータＭ２に使用されるモータは、直流（ＤＣ）モータやステッピングモータ等の速度制御範囲が広く応答性の良いモータが用いられることが好ましい。

記録媒体Ｐは、サーマルヘッド１０とプラテンローラ２０とに挟まれる状態で、サーマルヘッド１０の発熱素子の発熱タイミングに同期してインクリボン色毎に搬送方向Ｘに往復搬送される。この搬送時に、選択的に通電された発熱素子からインクリボン３０に熱が加えられると、加熱された染料インクが記録媒体Ｐに浸透し、記録媒体Ｐに画像が印画される。印画される画像の濃度は、インクリボン３０に加えられる熱エネルギー量（即ち、熱印加時間）を制御することにより細かく変化させることができる。例えば、各色１画素あたり２５６階調の滑らかな階調の表現が可能である。

図２に、サーマルヘッド１０上に配設されている発熱素子への通電時間による印画濃度の関係を表す通電時間−濃度特性図を示す。
図２には、横軸に発熱素子への通電時間ｔ、即ち、インクリボン３０及び記録媒体Ｐに加えられる熱印加時間を示し、縦軸に記録媒体Ｐに印画される濃度Ｄを示す。
濃度Ｄは、発熱素子１１への通電時間ｔによって決定され、通電時間−濃度特性は、インクリボンに塗布されるインクの種類や記録媒体Ｐの種類等によって設定されている。例えば、希望する濃度Ｄ１で印画するためには、発熱素子への通電時間がｔ１となるように発熱素子が通電制御される。

本実施の形態に用いられる発熱素子１１は、通電されると発熱し温度上昇するものであり、温度変化に影響を受けず一定抵抗値の特性を有するものでもよく、温度変化に応じて抵抗値が変化するものでもよい。

図３に、本発明に係る昇華型熱転写記録装置１の制御ブロック図を示す。
昇華型熱転写記録装置１の制御部１００は、メイン制御部１１０と、通電時間算出部１２０と、回転速度算出手段としての回転速度算出部１３０と、変換データ記憶部１４０と、データ出力部１５０と、通電制御部１６０と、モータ制御手段としてのモータ制御部１７０と、図示しない操作表示部を制御する操作制御部等の各種機能を制御する各種制御部とを備え、各部は通信手段としてのバス等により接続されている。各制御部は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えており、ＣＰＵは、ＲＯＭ等に記憶されているシステムプログラム、各処理プログラム、データを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って、各部の動作を制御する。

メイン制御部１１０は、各制御部を統括的に制御しており、昇華型熱転写記録装置１の各部の動作を集中制御する。システム全体のタイミング制御、画像データの記憶及び蓄積制御、画像データの出力、操作表示部の入出力制御、他のアプリケーションとのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）の動作制御を行うものである。

通電時間算出部１２０は、入力された画像データに基づいて、ドット毎の濃度を印画させるために要する目標通電時間を、図２に示すような通電時間−濃度特性図等の相関データに基づいて算出し、目標通電時間のデータを変換データ記憶部に出力する。

回転速度算出部１３０は、本実施の形態を実現させるために、通電時間／回転速度の変換データテーブルを有しており、印画ライン毎に第１駆動モータＭ１及び第２駆動モータＭ２の回転速度を算出する。
回転速度算出部１３０は、通電時間算出部１２０から算出された目標通電時間のデータに基づいて、印画ライン毎に、１ライン中の目標通電時間から最も長い目標通電時間である最大通電時間を検出する。そして、印画ライン毎に検出された最大通電時間は、通電時間／回転速度の変換データテーブルと参照され、第１駆動モータＭ１の第１回転速度ｖ１が算出され、第１駆動モータＭ１の第１回転速度ｖ１に基づいて第２駆動モータＭ２の第２回転速度ｖ２が算出される。算出された印画ライン毎の第１回転速度ｖ１及び第２回転速度ｖ２は、変換データ記憶部１４０に出力される。

通電時間／回転速度の変換データテーブルは、発熱素子の通電時間と発熱素子の通電時間に発熱を一定温度まで冷却させるために通電を停止させる冷却時間との合計時間（以下、印画時間と言う。）と、印画ラインの配列間隔とに基づいて、記録媒体Ｐの搬送速度、即ち、第１駆動モータＭ１の回転速度が設定されたデータテーブルである。

変換データ記憶部１４０は、通電時間算出部１２０が算出した目標通電時間のデータと、第１回転速度ｖ１及び第２回転速度ｖ２とのデータが一時的に記憶されている。

データ出力部１５０は、変換データ記憶部１４０に記憶されている目標通電時間のデータを印画ライン毎に通電制御部１６０出力し、第１回転速度ｖ１及び第２回転速度ｖ２を印画ライン毎にモータ制御部１７０に出力する。

通電制御部１６０は、データ出力部１５０から入力された目標通電時間に基づいた通電信号Ｓｉを各発熱素子へ出力し、印画ライン毎にサーマルヘッド１０に複数配設された各発熱素子１１への通電制御、即ち、各発熱素子１１への通電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

モータ制御部１７０は、本実施の形態を実現させるために、データ出力部１５０から入力された第１回転速度ｖ１と第２回転速度ｖ２とに基づいた第１駆動信号Ｓｖ１、第２駆動信号Ｓｖ２を印画ライン毎に変更して第１駆動モータＭ１と第２駆動モータＭ２とに出力し、第１駆動モータＭ１と第２駆動モータＭ２とがサーマルヘッド１０の発熱タイミングと同期するよう駆動制御する。

図４に、発熱素子を通電制御する通電信号Ｓｉと第１駆動モータＭ１の第１駆動信号Ｓｖ１とのタイムチャート例を示す。
図４（ａ）に従来、（ｂ）に本発明を示す。
通電信号Ｓｉは、ＯＮのとき発熱素子への通電を行い、ＯＦＦのとき通電を停止する。

図４（ａ）に示すように、従来は、第１駆動モータＭ１の印画動作時の第１回転速度ｖ１は、昇華型熱転写記録装置１で発色可能な最大基準濃度（例えば、２５６階調）を発色させるための基準通電時間ｔ_i256と基準通電時間ｔ_i256に対応した発熱素子の冷却時間ｔ_c235とに基づいた基準印画時間ｔ₂₅₆によって算出され、印画動作時は、最大基準濃度（例えば、２５６階調）を発色させるための基準印画時間ｔ₂₅₆に基づいた回転速度となるように周期Ａの第１駆動信号Ｓｖ１が第１駆動モータＭ１に出力され、一定速度で記録媒体Ｐが搬送されていた。

しかしながら、１ライン中の画像データの最大濃度が低い（例えば、１２８階調）場合、１ライン中の発熱素子への最大通電時間ｔ_i128及び冷却時間ｔ_c128による印画時間ｔ₁₂₈は、基準印画時間ｔ₂₅₆よりも短くなるが、予め設定された基準印画時間ｔ₂₅₆が経過するまで次のラインの印画動作に移ることができない。このため、高速駆動を実現することが難しいという問題があった。

そこで、図４（ｂ）に示すように、本発明では、１ライン中の画像データの最大濃度に応じて、印画ライン毎に印画時間を変更し、第１駆動モータＭ１の印画動作時の第１回転速度ｖ１を変更する。第１回転速度ｖ１が変更されることによって、記録媒体Ｐの搬送速度が変更され、高速駆動可能な熱転写記録装置を実現する。

例えば、第１駆動モータＭ１がステッピングモータの場合、１ライン中の最大濃度が２５６階調のときの第１回転速度ｖ１は、第１駆動信号Ｓｖ１が周期Ａとなり、また、１ライン中の最大濃度が１２８階調のときの第１回転速度ｖ１は、第１駆動信号Ｓｖ１が周期Ａの１／２周期となり、２５６階調のときの回転速度の２倍の速度で第１駆動モータＭ１が回転駆動される。

第２駆動モータＭ２は、第１駆動モータＭ１の回転速度の変更に対応して、印画動作時の第２回転速度ｖ２が変更される。第２回転速度ｖ２が変更されることによって、インクリボン３０の搬送速度が変更され、高速駆動可能な熱転写記録装置を実現する。

次に、本実施の形態の動作を説明する。
サーマルヘッド１０による印画動作は、サーマルヘッド１０に一列に配設された複数の発熱素子１１が選択的に発熱され、インクリボン３０が加熱されることにより行われる。サーマルヘッド１０上に配設された発熱素子１１の配設間隔が３００ｄｐｉの場合、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘ（副走査方向）の印画ラインの間隔も３００ｄｐｉであるのが通常であり、この印画ラインの間隔で記録媒体Ｐ上への印画動作、即ち、サーマルヘッド１０の通電制御と、記録媒体Ｐ及びインクリボン３０の搬送速度制御（第１駆動モータＭ１及び第２駆動モータＭ２の回転速度制御）が周期的に繰り返される。

図５に、本実施の形態における第１駆動モータＭ１及び第２駆動モータＭ２の回転速度制御のフローチャートを示す。
画像データが入力されると（ステップＳ１）、入力された画像データは通電時間算出部１２０に出力される。

通電時間算出部１２０において、入力された画像データのドット毎の濃度値に対応した目標通電時間が算出される（ステップＳ２）。

ドット毎の目標通電時間が算出されると、回転速度算出部１３０において、印画ライン毎の最大通電時間が算出される（ステップＳ３）。印画ライン毎に最大通電時間に対応した第１回転速度ｖ１及び第２回転速度ｖ２の回転速度が算出され（ステップＳ４）、変換データ記憶部１４０に記憶される。

変換データ記憶部１４０に記憶された第１回転度速度ｖ１及び第２回転速度ｖ２が、印画ライン毎にモータ制御部１７０に出力される（ステップＳ５）。

モータ制御部１７０において、印画ライン毎に第１回転速度ｖ１及び第２回転速度ｖ２が入力されると、第１回転速度ｖ１及び第２回転速度ｖ２に基づいて第１駆動モータＭ１に第１駆動信号Ｓｖ１、第２駆動モータＭ２に第２駆動信号Ｓｖ２が出力され、それぞれ駆動される（ステップＳ６）。

１ラインの印画動作が終了したか否かが判断され（ステップＳ７）、１ラインの印画動作が終了していない場合、第１駆動信号Ｓｖ１及び第２駆動信号Ｓｖ２に基づいて第１駆動モータＭ１及び第２駆動モータＭ２が駆動される（ステップＳ６に戻る）。

１ラインの印画動作が終了後（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、次の印画ラインの有無が判定される（ステップＳ８）。次の印画ラインが有る場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、次の印画ラインの印画動作に移る（ステップ５に戻る）。

次の印画ラインが無い場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、プラテンローラＭ１及び巻取りローラＭ２が停止される（ステップＳ９）。

このように、画像データのドット毎の濃度値に対応した目標通電時間に基づいて印画ライン毎の最大通電時間を算出し、算出された最大通電時間に対応した第１駆動モータＭ１の第１回転速度ｖ１を算出する回転速度算部１３０と、回転速度算出部１３０から算出された第１回転速度ｖ１に基づいた第１駆動信号Ｓｖ１を第１駆動モータＭ１に出力し、印画ライン毎に第１駆動モータＭ１の回転速度を制御するモータ制御部１７０と、を備えることにより、画質精度を低下させずに印画時間を短縮することができ、また、安価な構成で印画時間を短縮することができるため、高速駆動可能な昇華型熱転写記録装置１を実現することができる。

なお、本実施の形態では昇華型熱転写記録装置の場合を説明したが、感熱記録媒体を使用する熱転写記録装置についても本発明を用いることができる。

また、本発明は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本実施の形態における昇華型熱転写記録装置１の概略構成図である。発熱素子への通電時間による印画濃度の関係を表す通電時間−濃度特性図である。本実施の形態における昇華型熱転写記録装置１の制御ブロック図である。発熱素子を通電制御する通電信号Ｓｉと第１駆動モータＭ１の第１駆動信号Ｓｖ１とのタイムチャート例である本実施の形態における第１駆動モータＭ１及び第２駆動モータＭ２の回転速度制御のフローチャートである。

符号の説明

１昇華型熱転写記録装置
１０サーマルヘッド
１１発熱素子
２０プラテンローラ
３０インクリボン
３１給紙ローラ
３２巻取りローラ
１００昇華型熱転写記録装置の制御部
１１０メイン制御部
１２０通電時間算出部
１３０回転速度算出部
１４０変換データ記憶部
１５０データ出力部
１６０通電制御部
１７０モータ制御部
Ｄ濃度
Ｍ１第１駆動モータ
Ｍ２第２駆動モータ
ｔ通電時間
Ｐ記録媒体
Ｓｉ通電信号
Ｓｖ１第１駆動信号
Ｓｖ２第２駆動信号
ｖ１第１回転速度
ｖ２第２回転速度
Ｘ搬送方向

Claims

駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動により搬送される記録媒体と、前記記録媒体の搬送速度に同期して画像データに基づいて複数の発熱素子が選択的に通電され前記記録媒体上に画像を印画させるサーマルヘッドと、を備える熱転写記録装置において、
前記画像データの印画ライン毎に前記駆動モータの回転速度を算出する回転速度算出手段と、
前記回転速度制御手段から算出された回転速度に基づいて、印画ライン毎に前記駆動モータの回転速度を制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴とする熱転写記録装置。
請求項１に記載の熱転写記録装置において、
前記回転速度算出手段は、前記画像データの濃度情報に対応した通電時間に基づいて印画ライン毎の最大通電時間を算出し、算出された最大通電時間に対応した前記駆動モータの回転速度を算出することを特徴とする熱転写記録装置。
請求項１又は２に記載の熱転写記録装置において、
当該熱転写記録装置は、前記発熱素子の通電時間に応じて連続的な濃度階調が得られる昇華型の熱転写記録装置又は感熱記録媒体を用いた熱転写記録装置であることを特徴とする熱転写記録装置。