JP2005271566A - 印画制御装置及び印画制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速で高画質に、かつ安価に印画を行う。
【解決手段】抵抗値が温度に依存して変化する複数の発熱素子からなるサーマルヘッド２を用いる。１ドット毎に、各発熱素子９の抵抗値に基づいて各発熱素子９の初期温度を検知し、検知された初期温度に基づいて、印画データに対応して予め決められているエネルギーを補正する。そして、補正済みのエネルギーに基づいて各発熱素子９を発熱駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーマルヘッドを用いて印画を行うための印画制御装置及び印画制御方法に関する。

従来、サーマルヘッドを用いたプリンタは、装置が簡易であるため、カードプリンタ、リライタブルプリンタ、ファクシミリ、フォトプリンタ等、幅広く使用されている。

これらのプリンタにおいては、印画データに対応して予め決められているエネルギーを発熱素子に供給し、発熱素子を発熱させることにより印画を行っているが、気候や環境の違いにより、サーマルヘッドの発熱又は放熱に差が生じ、狙い通りの印画ができない場合や、高濃度の画像の印画を続けた結果、サーマルヘッド自体の温度が徐々に上昇し、その後の画像において印画すべき濃度より高濃度になってしまう場合（尾引き）がある。

これらの問題に対する対策として、発熱素子が印画しようとしているラインの５ライン前からの周囲の印画データや、過去の印画データ（階調データ）を加算した積算階調数等、過去の印画履歴に基づいて、発熱素子に供給するエネルギーを補正する方法が用いられている。しかし、この方法は、過去の印画履歴から発熱素子の温度を予測しているにすぎないため、正確な補正を行うことは困難である。

また、サーマルヘッドに、例えば１つのサーミスタを設け、このサーミスタによる温度検知結果に基づいて、発熱素子に供給するエネルギーを補正する方法がある。しかし、サーミスタは発熱素子の温度を直接検知するのではなく、発熱素子から離れた位置に取り付けられていることもあるため、サーマルヘッドの一部の温度を検知しているにすぎない。また、サーミスタの応答時間は数秒であり、マイクロ秒又はミリ秒単位で駆動される発熱素子へのフィードバックは不可能である。

そこで、抵抗値が温度に依存して変化する発熱素子を用いて、発熱素子の発熱駆動と、温度検知とを切り替えて行い、１ドットを印画する間に複数回温度検知を繰り返しながら、印画データに対応したエネルギーに達したところで発熱駆動を停止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２１１０２５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術においても、精度を上げるためには１ドット中４０〜５０回の温度測定が必要であり、高速に印画を行うことは困難であった。また、高速にサーマルヘッドの各発熱素子の発熱駆動と温度検知とを交互に切り替えることが可能な場合にも、装置が高価になってしまうおそれがあった。

本発明は上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、高速で高画質に、かつ安価に印画を行うことができる印画制御装置及び印画制御方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、印画制御装置において、抵抗値が温度に依存して変化する複数の発熱素子からなるサーマルヘッドと、各発熱素子の抵抗値に基づいて前記各発熱素子の温度を検知する温度検知手段と、前記検知された温度に基づいて、１ドット毎に印画データに対応して予め決められている前記各発熱素子を発熱させるためのエネルギーを補正して前記各発熱素子に供給する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の印画制御装置において、前記温度検知手段は、１ドット毎に前記各発熱素子の初期温度を検知し、前記制御手段は、前記検知された各発熱素子の初期温度に基づいて、前記各発熱素子を発熱させるためのエネルギーを補正することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、印画制御方法において、抵抗値が温度に依存して変化する複数の発熱素子からなるサーマルヘッドを用い、各発熱素子の抵抗値に基づいて前記各発熱素子の温度を検知し、前記検知された温度に基づいて、１ドット毎に印画データに対応して予め決められている前記各発熱素子を発熱させるためのエネルギーを補正して前記各発熱素子に供給することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の印画制御方法において、前記検知される各発熱素子の温度は、１ドット毎の前記各発熱素子の初期温度であり、前記各発熱素子を発熱させるためのエネルギーの補正は、前記検知された各発熱素子の初期温度に基づいて行うことを特徴とする。

請求項１、３に記載の発明によれば、各発熱素子の抵抗値に基づいて各発熱素子の温度を直接検知するので、検知された温度に基づいて、１ドット毎に印画データに対応して予め決められているエネルギーを精度良く補正することができ、高画質に印画を行うことができる。また、１ドット中に数十回も温度検知を繰り返す必要がないので、高速かつ安価に印画を行うことができる。

請求項２、４に記載の発明によれば、１ドット毎に各発熱素子の初期温度を検知し、検知された各発熱素子の初期温度に基づいて各発熱素子を発熱させるためのエネルギーを補正するので、高速で高画質に、かつ安価に印画を行うことができる。

本発明者は、１ドット毎に、印画すべき注目印画ドットの印画直前にそのドットの印画を行う発熱素子の温度を測定することで、注目印画ドットよりも前に行われた印画によりどのくらいサーマルヘッドに蓄熱があるか、またサーマルヘッドのおかれた環境や消耗材の温度によりどのくらいサーマルヘッドからの放熱があるのかをすべて把握できること、発熱素子がどのように昇温するかはミリ秒オーダーの現象のため、発熱素子の初期温度が決まれば、発熱素子に供給するエネルギーに基づいて、発熱素子の温度変化を正確に算出できることを見出した。

以下、図面を参照して、上記理論を適用した本発明の実施の形態における熱転写プリンタ１について説明する。ただし、図示例に限定されるものではない。
まず、熱転写プリンタ１の概略構成について説明する。図１に示すように、熱転写プリンタ１は、サーマルヘッド２、リボン供給部３、リボン回収部４、搬送ローラ５ａ，５ｂ、受像シート供給部６、プラテンローラ７、カッター８等を備えて構成される。

サーマルヘッド２は、６インチ幅のラインヘッドである。サーマルヘッド２のＰＣＢ基板等にマウントされた複数の発熱素子９を発熱駆動することにより、リボン供給部３から供給されるインクリボン１０に含まれる染料を昇華させ、受像シート供給部６から供給される受像シート１１に転写し、印画を行う。

リボン供給部３は、インクリボン１０を格納しており、印画時にインクリボン１０を供給する。インクリボン１０は、図２に示すように、フィルムにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３原色の昇華性染料が面状に塗布された部分と、透明保護層（ＯＰ）部分から構成され、透明保護層とイエローの間には、プリント１枚の区切りを示す先頭検知マーク１０ａが記されている。イエロー、マゼンタ、シアンについては、印画データに対応して発熱素子９が発熱駆動され、この発熱素子９の発熱に応じた染料が受像シート１１に転写され、印画が行われる。その後、イエロー、マゼンタ、シアンの印画が行われた受像層上に透明保護層が転写される。

リボン回収部４は、印画の終了したインクリボン１０を巻き取って回収する。
搬送ローラ５ａ，５ｂは、印画時にインクリボン１０を搬送する。

受像シート供給部６は、ロール状の６インチ幅の受像シート１１を格納しており、印画時に受像シート１１を供給する。受像シート１１には、６インチ×４インチのポストカードサイズの印画が行われる。

プラテンローラ７は、受像シート１１を支持するとともに、回転により受像シート１１を矢印Ｘ方向に搬送する。

カッター８は、印画が終了した受像シート１１を所定のサイズ（４インチ）に切断する。

印画時には、受像シート１１とインクリボン１０のイエロー部分とが、ともに搬送されながらイエローの印画が行われた後、受像シート１１のみがプリント１枚分巻き戻される。そして、受像シート１１とインクリボン１０のマゼンタ部分とが、ともに搬送されながらマゼンタの印画が行われた後、受像シート１１のみがプリント１枚分巻き戻される。同様に、受像シート１１とインクリボン１０のシアン部分とが、ともに搬送されながらシアンの印画が行われた後、受像シート１１のみがプリント１枚分巻き戻され、受像シート１１とインクリボン１０の透明保護層部分とが、ともに搬送されながら透明保護層が全面に転写される。

次に、熱転写プリンタ１におけるサーマルヘッド２の制御について説明する。図３に示すように、熱転写プリンタ１は、サーマルヘッド２の制御系として、プリント制御回路１２、駆動回路１３、温度検知回路１４を備える。

サーマルヘッド２には、複数の発熱素子９がインクリボン１０及び受像シート１１の搬送方向（矢印Ｘ方向）と直交する矢印Ｙ方向（すなわち、主走査方向）に直線上にインライン配列されている。これら発熱素子９により、解像度３００ｄｐｉの印画が行われる。図４に、各発熱素子９の抵抗値の温度特性を示す。図４に示すように、各発熱素子９は、温度が上昇するにしたがって、抵抗値が小さくなる負性抵抗特性を有する。発熱素子９としては、例えば、アルミニウム、クロム、ボロン等の合金を用いることができる。

プリント制御回路１２は、駆動回路１３及び温度検知回路１４を制御する。プリント制御回路１２は、１ドット毎に、印画を行う直前に、温度検知回路１４によって検知された個々の発熱素子９の初期温度に基づいて、１ドット毎に印画データに対応して予め決められているエネルギー、具体的には、当該エネルギーに対応して各発熱素子９に印加される電圧のパルスパターンを個別的に補正して、駆動回路１３に出力する。

図５に、印画時における各発熱素子９の温度変化の例を示す。図５に示す温度曲線Ｆ，Ｇ，Ｈは、それぞれ、初期温度ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀からの各発熱素子９の温度変化を示している。各発熱素子９において生じるエネルギーは、図５に示す温度曲線Ｆ，Ｇ，Ｈの下の面積（温度を時間で積分した値）に比例し、各ドットにおける印画濃度に対応している。したがって、この面積と印画濃度とを関連付けておくことにより、必要な印画濃度を得ることができる。この面積は、プリンタ印画部の特性（実験的に求められる）、各発熱素子９に対するパルスパターンの仕様、及び各発熱素子９の初期温度が決まれば、算出することができる。各発熱素子９の初期温度を測定し、その結果をパルスパターンにフィードバックすることにより、所定の面積に対応する発熱を得られるようコントロールすることができる。

図６に、各発熱素子９に印加される電圧のパルスパターンの例を示す。図６において、横軸は時間、縦軸は発熱素子９に印加される電圧のＯＮ、ＯＦＦを示している。１周期、すなわち１ドット中のどのタイミングで電圧を印加するかは、イエロー、マゼンタ、シアンの色毎に印画データ（階調数：０〜２５５）に基づいて予め定められている。

駆動回路１３は、プリント制御回路１２から出力された補正済みのパルスパターンに従って、各発熱素子９に電圧を印加し、各発熱素子９を発熱駆動する。

温度検知回路１４は、各発熱素子９の抵抗値に基づいて各発熱素子９の温度を検知し、プリント制御回路１２に出力する。

次に、動作について説明する。
図７は、熱転写プリンタ１により実行される印画処理を示すフローチャートである。印画処理は、イエロー、マゼンタ、シアンについてそれぞれ実行される。

まず、プリント制御回路１２に、１ドット毎に印画すべき印画データが入力される（ステップＳ１）。

次に、温度検知回路１４により、各発熱素子９の抵抗値に基づいて各発熱素子９の初期温度が検知され、プリント制御回路１２に出力される（ステップＳ２）。

次に、プリント制御回路１２により、温度検知回路１４によって検知された初期温度に基づいて、印画データに対応して予め決められているエネルギーが補正される（ステップＳ３）。例えば、各発熱素子９の温度が基準温度よりａ度高い場合には、ｂ％エネルギーを下げる等の補正が施される。具体的には、図６に示したような各発熱素子９に印加される電圧のパルスパターンの各パルスのうち、補正する割合に応じてパルスを抜いたり、加えたりして補正することが好ましい。

そして、補正済みのエネルギーに基づいて各発熱素子９が発熱駆動される（ステップＳ４）。具体的には、プリント制御回路１２により、補正済みのパルスパターンが駆動回路１３に出力され、駆動回路１３により、補正済みのパルスパターンに従って、各発熱素子９に電圧が印加される。このように、１ドット（発熱素子列としては１ライン）の印画が行われる。

１ライン印画が終わると、プリント１枚分の印画が終了したか否かが判断され（ステップＳ５）、プリント１枚分の印画が終了していない場合には（ステップＳ５；ＮＯ）、次のラインの印画が実行される。プリント１枚分の印画が終了した場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）、印画処理が終了する。

以上、説明したように、本実施の形態における熱転写プリンタ１によれば、従来のように、１ドットを印画する間に複数回温度検知を繰り返しながら、印画データに対応したエネルギーに達したところで発熱素子の発熱駆動を停止するのではなく、１ドット毎に、印画を行う直前に、各発熱素子９の抵抗値に基づいて各発熱素子９の温度を直接検知することにより、それ以前のサーマルヘッド２の蓄熱・放熱の状態にかかわらず、印画データに対応して予め決められているエネルギーを補正することができる。したがって、高速で高画質に、かつ安価に印画を行うことができる。

なお、上記実施の形態においては、温度検知結果に基づく補正を現在印画すべきラインに対して反映させることとしたが、機器性能の制限により処理時間が間に合わない場合には、補正精度は低下するが、温度検知結果に基づく補正を次のラインに反映させることとしてもよい。

また、上記実施の形態においては、１ドットに対して１回、発熱素子の温度を検知することとしたが、１ドットを印画する間に２回発熱素子の温度を検知して、その都度発熱素子９に供給されるエネルギーを補正することとしてもよいし、２回検知された結果を平均して補正することとしてもよい。

また、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な印画制御装置の例であり、これに限定されるものではない。熱転写プリンタ１を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施の形態においては、インクリボンを用いた昇華型熱転写プリンタについて説明したが、感熱記録紙を使用したサーマルプリンタについても本発明を適用可能である。

本発明の実施の形態における熱転写プリンタ１の概略構成図である。 インクリボン１０の模式図である。 熱転写プリンタ１におけるサーマルヘッド２の制御ブロック図である。 各発熱素子の抵抗値の温度特性を示す図である。 印画時における各発熱素子の温度変化の例を示す図である。 発熱素子に印加される電圧のパルスパターンの例を示す図である。 熱転写プリンタ１により実行される印画処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 熱転写プリンタ
２ サーマルヘッド
３ リボン供給部
４ リボン回収部
５ａ，５ｂ 搬送ローラ
６ 受像シート供給部
７ プラテンローラ
８ カッター
９ 発熱素子
１０ インクリボン
１１ 受像シート
１２ プリント制御回路
１３ 駆動回路
１４ 温度検知回路

Claims (4)

1. 抵抗値が温度に依存して変化する複数の発熱素子からなるサーマルヘッドと、
   各発熱素子の抵抗値に基づいて前記各発熱素子の温度を検知する温度検知手段と、
   前記検知された温度に基づいて、１ドット毎に印画データに対応して予め決められている前記各発熱素子を発熱させるためのエネルギーを補正して前記各発熱素子に供給する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする印画制御装置。
2. 請求項１に記載の印画制御装置において、
   前記温度検知手段は、１ドット毎に前記各発熱素子の初期温度を検知し、
   前記制御手段は、前記検知された各発熱素子の初期温度に基づいて、前記各発熱素子を発熱させるためのエネルギーを補正することを特徴とする印画制御装置。
3. 抵抗値が温度に依存して変化する複数の発熱素子からなるサーマルヘッドを用い、
   各発熱素子の抵抗値に基づいて前記各発熱素子の温度を検知し、
   前記検知された温度に基づいて、１ドット毎に印画データに対応して予め決められている前記各発熱素子を発熱させるためのエネルギーを補正して前記各発熱素子に供給することを特徴とする印画制御方法。
4. 請求項３に記載の印画制御方法において、
   前記検知される各発熱素子の温度は、１ドット毎の前記各発熱素子の初期温度であり、
   前記各発熱素子を発熱させるためのエネルギーの補正は、前記検知された各発熱素子の初期温度に基づいて行うことを特徴とする印画制御方法。

Images