JP2006335003A - Thermal printer, and thermal printing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録紙にサーマルヘッドを用いて画像を熱記録するサーマルプリンタ及びサーマルプリント方法に関するものである。 The present invention relates to a thermal printer and a thermal printing method for thermally recording an image on a recording paper using a thermal head.
感熱発熱層を備えた感熱記録紙をサーマルヘッドで加熱して画像を発色記録する感熱プリンタが知られている。サーマルヘッドには、多数の発熱素子を主走査方向に沿ってライン状に配列されている。感熱プリンタは、サーマルヘッドと感熱記録紙とを副走査方向に相対移動させながら、画像を1ラインずつ記録する。各発熱素子は、1ライン分の画像データに基づいて駆動され、感熱記録紙に対して熱エネルギーを与える。 2. Description of the Related Art A thermal printer is known that heats a thermal recording paper provided with a thermal heating layer with a thermal head to color and record an image. In the thermal head, a large number of heating elements are arranged in a line along the main scanning direction. The thermal printer records an image line by line while relatively moving the thermal head and the thermal recording paper in the sub-scanning direction. Each heating element is driven based on image data for one line, and gives thermal energy to the thermal recording paper.
感熱記録紙とサーマルヘッドとの間の摩擦係数は、前記熱エネルギーによって変動する。すなわち、熱エネルギーが大きいと、発熱素子の温度が上昇して摩擦係数が低くなり、他方、熱エネルギーが小さいと、発熱素子の温度が下がって摩擦係数が大きくなる。したがって、隣接するラインにおいて画像データが大きく変わって原画の濃度が急変する部分では、熱エネルギーの変動が大きいため、摩擦係数の変動も大きくなる。摩擦係数が変動すると、感熱記録紙の搬送負荷が変動するので、感熱記録紙の搬送ピッチが変化してしまう。これにより、単位面積あたりに与える熱エネルギーが変化して濃度ムラが発生してしまうという問題があった。 The coefficient of friction between the thermal recording paper and the thermal head varies depending on the thermal energy. That is, when the thermal energy is large, the temperature of the heating element increases and the friction coefficient decreases, while when the thermal energy is small, the temperature of the heating element decreases and the friction coefficient increases. Therefore, in the portion where the image data changes greatly in the adjacent line and the density of the original image changes suddenly, the fluctuation of the friction coefficient also increases because the fluctuation of the thermal energy is large. When the friction coefficient varies, the conveyance load of the thermal recording paper varies, so the conveyance pitch of the thermal recording paper changes. As a result, there is a problem in that the thermal energy applied per unit area changes and density unevenness occurs.
例えば、特許文献1に示されるように、イエロー、マゼンダ、シアンの各色毎の専用のサーマルヘッドを同時に動作させて複数の記録エリアに対して記録を行う場合に、上記濃度変化に起因する負荷変動が生じても濃度ムラを発生させないカラー感熱プリンタが記載されている。このカラー感熱プリンタでは、各色のサーマルヘッドが記録するライン毎に負荷量を求めるとともに、記録すべきラインの負荷量と隣接するラインの負荷量との差から負荷変動量を求める。そして、他の色のサーマルヘッドの負荷変動量とに基づいて、各色のサーマルヘッドに与える熱エネルギを補正している。そのため、搬送負荷変動により感熱記録紙の搬送ピッチが変化した場合でも、その変化に応じて熱エネルギも補正されるから、濃度ムラの発生が防止される。
ところで、記録紙を搬送する駆動系にはベルト等が用いられており、これらは動特性の自定関数を有している。このため、サーマルヘッドの負荷変動が駆動系に影響を与え、それにより、駆動系の搬送速度に変動が生じる。これにより、サーマルヘッドと記録紙との間の相対速度が速い場合には、記録紙にあまり熱エネルギーが投入されず、濃度が薄くなり、逆に、それらの間の相対速度が遅い場合には、記録紙に多く熱エネルギーが投入され、濃度が濃くなる。したがって、上記のようにサーマルヘッドの負荷変動量のみを考慮するだけでは、充分な補正を行うことができず、濃度ムラの発生を充分に防止することができない。 By the way, a belt or the like is used for a drive system for conveying recording paper, and these have a self-determining function of dynamic characteristics. For this reason, the load fluctuation of the thermal head affects the drive system, thereby causing fluctuations in the transport speed of the drive system. As a result, when the relative speed between the thermal head and the recording paper is high, not much heat energy is input to the recording paper, the density becomes thin, and conversely, when the relative speed between them is low. A large amount of heat energy is applied to the recording paper, and the density increases. Therefore, sufficient correction cannot be performed simply by considering only the load fluctuation amount of the thermal head as described above, and density unevenness cannot be sufficiently prevented.
また、駆動系に用いるベルトのバネ係数が、印画による負荷(印画負荷)に対して非線形である場合には、その印画負荷の大きさによっては、駆動系の搬送速度に影響を与えることがある。 Further, when the spring coefficient of the belt used in the drive system is non-linear with respect to the load due to printing (printing load), the conveyance speed of the driving system may be affected depending on the magnitude of the printing load. .
本発明は、駆動系の搬送速度変動に起因して生じる濃度ムラを防止するサーマルプリンタ及びサーマルプリント方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a thermal printer and a thermal printing method that prevent density unevenness caused by fluctuations in the conveyance speed of a drive system.
上記目的を達成するために、本発明は、主走査方向に沿って複数の発熱素子が配列されたサーマルヘッドを用いて画像データに応じて各発熱素子を発熱させ、プラテンローラにより支持された記録紙を前記主走査方向に交差する副走査方向に送って画像を1ラインずつ記録するサーマルプリンタにおいて、搬送モータとキャプスタンローラとが複数のプーリを介してベルトによって連結されており、前記搬送モータを駆動させて前記キャプスタンローラを回転させることにより、前記記録紙を搬送する搬送部と、1ライン分の各画素の画像データに基づき前記記録紙に与えるべき熱エネルギーを算出し、この熱エネルギーに基づき各ライン記録時の搬送負荷量及び搬送負荷変動量を求める搬送負荷変動量演算部と、前記搬送負荷変動量に基づき、搬送速度変動量を求める搬送速度変動量演算部と、搬送負荷変動量が一定値を超えるときに、前記搬送速度変動量に基づき画像データに対する補正データを算出する補正データ演算部と、前記補正データに基づきプリントを行うプリント部とを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a recording head supported by a platen roller is configured to heat each heating element in accordance with image data using a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged along the main scanning direction. In a thermal printer that feeds paper in a sub-scanning direction intersecting the main scanning direction and records an image line by line, a transport motor and a capstan roller are connected by a belt via a plurality of pulleys, and the transport motor And the capstan roller is rotated to calculate the heat energy to be given to the recording paper based on the image data of each pixel for one line and the conveying section that conveys the recording paper. Based on the transport load fluctuation amount calculation unit for obtaining the transport load amount and the transport load fluctuation amount at the time of recording each line, and based on the transport load fluctuation amount. A conveyance speed fluctuation amount calculation unit for obtaining a conveyance speed fluctuation amount, a correction data calculation unit that calculates correction data for image data based on the conveyance speed fluctuation amount when the conveyance load fluctuation amount exceeds a certain value, and the correction And a printing unit that performs printing based on the data.
前記搬送負荷変動量演算部は、前記搬送負荷量に基づいて前記搬送部のベルトのバネ係数を求めることが好ましい。 It is preferable that the conveyance load fluctuation amount calculation unit obtains a spring coefficient of the belt of the conveyance unit based on the conveyance load amount.
前記搬送速度変動量演算部は、前記搬送負荷変動量が一定値を超えるときに、この搬送負荷変動量に基づく複数ラインにわたるインパルス応答時の搬送速度変動量を畳み込み積分により求めることが好ましい。 When the transport load fluctuation amount exceeds a certain value, the transport speed fluctuation amount calculation unit preferably obtains the transport speed fluctuation amount at the time of impulse response over a plurality of lines based on the transport load fluctuation amount by convolution integration.
本発明のサーマルプリント方法は、搬送モータとキャプスタンローラとが複数のプーリを介してベルトによって連結されており、前記搬送モータを駆動させて前記キャプスタンローラを回転させることにより、前記記録紙を搬送し、1ライン分の各画素の画像データに基づき前記記録紙に与えるべき熱エネルギーを算出し、この熱エネルギーに基づき各ライン記録時の搬送負荷量及び搬送負荷変動量を求め、前記搬送負荷変動量に基づき、搬送速度変動量を求め、搬送負荷変動量が一定値を超えるときに、前記搬送速度変動量に基づき画像データに対する補正データを算出し、前記補正データに基づきプリントを行うことを特徴とする。 In the thermal printing method of the present invention, a conveyance motor and a capstan roller are connected by a belt via a plurality of pulleys, and the conveyance paper is driven to rotate the capstan roller, whereby the recording paper is The thermal energy to be applied to the recording paper is calculated based on the image data of each pixel for one line, the conveyance load amount and the conveyance load fluctuation amount at the time of recording each line are calculated based on the thermal energy, and the conveyance load Based on the fluctuation amount, the conveyance speed fluctuation amount is obtained. When the conveyance load fluctuation amount exceeds a certain value, correction data for the image data is calculated based on the conveyance speed fluctuation amount, and printing is performed based on the correction data. Features.
前記ベルトのバネ係数は、前記搬送負荷量に基づいて求めることが好ましい。 The spring coefficient of the belt is preferably obtained based on the transport load amount.
前記搬送速度変動量は、前記搬送負荷変動量が一定値を超えるときに、この搬送負荷変動量に基づく複数ラインにわたるインパルス応答時の搬送速度変動量を畳み込み積分により求めることが好ましい。 When the transport load fluctuation amount exceeds a certain value, it is preferable that the transport speed fluctuation amount is obtained by convolution integration of the transport speed fluctuation amount at the time of impulse response over a plurality of lines based on the transport load fluctuation amount.
本発明によれば、画像データに対応する熱エネルギーに基づいて、搬送負荷量を算出し、この搬送負荷量から搬送部のベルトのバネ係数を求めることにより、より正確な搬送速度変動量を求めることができる。また、搬送負荷変動が生じているライン区間において畳み込み積分により求めた搬送速度変動量に基づいて、補正熱エネルギーを算出し、この補正熱エネルギーを濃度ムラが生ずるラインに投入することより、搬送速度変動により生ずる濃度ムラを確実に防止することができる。 According to the present invention, the conveyance load amount is calculated based on the thermal energy corresponding to the image data, and the spring coefficient of the belt of the conveyance unit is obtained from the conveyance load amount, thereby obtaining a more accurate conveyance speed fluctuation amount. be able to. In addition, the correction heat energy is calculated based on the conveyance speed fluctuation amount obtained by the convolution integration in the line section where the conveyance load fluctuation occurs, and the correction heat energy is input to the line where the density unevenness is generated, thereby conveying speed. Density unevenness caused by fluctuations can be reliably prevented.
図1は、本発明を実施したカラー感熱プリンタの要部を示す概略図である。このカラー感熱プリンタでは、図示しない記録紙ロールから給紙された長尺のカラー感熱紙(以下、単に記録紙という)2が用いられる。記録紙2は、搬送部3によって給紙方向とこの給紙方向とは反対の記録方向とに送られる。 FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a color thermal printer embodying the present invention. In this color thermal printer, a long color thermal paper (hereinafter simply referred to as recording paper) 2 fed from a recording paper roll (not shown) is used. The recording paper 2 is fed by the transport unit 3 in a paper feeding direction and a recording direction opposite to the paper feeding direction.
搬送部3は、搬送ローラ対4と、ベルト伝達部5と、搬送モータ6とから構成されている。搬送ローラ対4は、搬送モータ6にベルト伝達部5を介して連繋されるキャプスタンローラ4aと、これに記録紙2を介し圧接されるニップローラ4bとから構成される。ニップローラ4bは、キャプスタンローラ4aに圧接される圧接位置と、離れる退避位置との間で移動自在に設けられている。
The conveyance unit 3 includes a
ベルト伝達部5は、キャプスタンプーリ5aと、中間小プーリ5bと、これらプーリ5a,5bの間で掛け巡らされる第1タイミングベルト5cと、中間大プーリ5dと、モータプーリ5eと、これらプーリ5d,5eとの間で掛け巡らされる第2タイミングベルト5fとから構成されている。中間小プーリ5b及び中間大プーリ5dは一体に形成されており、この中間プーリ5b,5dによりモータの回転が減速されてキャプスタンローラ4aに伝達される。タイミングベルト5c,5fは、それぞれバネ係数を持っている。搬送モータ6はドライバ6aを介してコントローラ10により制御される。
The
図2は搬送部3の印画負荷の変動モデルを簡略化した概略図を示している。各プーリ5a,5b,5d,5eやキャプスタンローラ4aは剛体から構成されており、印画負荷には関係しない。各タイミングベルト5c,5f、記録紙2は弾性体であり、印画負荷による搬送速度変動の要素となる。ここで、第1タイミングベルト5cにおけるバネ係数をk1、減衰項をc1、第2タイミングベルト5fにおけるバネ係数をk2、減衰項をc2、記録紙2におけるバネ係数をk3、減衰項をc3とする。
FIG. 2 shows a schematic diagram in which the variation model of the printing load of the transport unit 3 is simplified. Each
キャプスタンローラ4aとキャプスタンプーリ5a及び中間小プーリ5bと中間大プーリ5d並びにモータプーリ5eの運動方程式は次のように表すことができる。
キャプスタンローラ4aとキャプスタンプーリ5aの運動方程式:
The equations of motion of the
Equation of motion of
バネ係数k1,k2はそれぞれ、図3に示すように、負荷すなわち搬送負荷量F(i)に応じて決められる。c1,c2は各ベルト5c,5fの減衰係数を表している。なお、本実施形態で用いるベルトは、負荷とベルトのバネ係数との関係が非線形であることを考慮するが、さらに理想化して搬送部をモデリングする場合には、バネ係数の非線形性を必ずしも考慮する必要はない。
As shown in FIG. 3, the spring coefficients k1 and k2 are determined according to the load, that is, the conveyance load amount F (i). c1 and c2 represent attenuation coefficients of the
運動方程式(1),(2),(3)は状態方程式として次のように書き換えることができる。 The equations of motion (1), (2), (3) can be rewritten as state equations as follows.
記録紙2は、支持体上にシアン感熱発色層、マゼンダ感熱発色層、イエロー感熱発色層、及び保護層が順次層設されている。感熱層として最上層になるイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さなエネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。また、イエロー感熱発色層は、420nmの青紫光が照射されたときに、発色能力が消失する。マゼンダ感熱発色層は、イエロー感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネルギーでマゼンダに発色し、365nmの近紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。 In the recording paper 2, a cyan thermosensitive coloring layer, a magenta thermosensitive coloring layer, a yellow thermosensitive coloring layer, and a protective layer are sequentially formed on a support. The yellow thermosensitive coloring layer, which is the uppermost layer as the thermosensitive layer, has the highest thermal sensitivity and develops yellow with a small amount of energy. The cyan thermosensitive coloring layer, which is the lowermost layer, has the lowest thermal sensitivity and develops cyan with large heat energy. The yellow thermosensitive coloring layer loses its coloring ability when irradiated with 420 nm blue-violet light. The magenta thermosensitive coloring layer develops magenta with intermediate thermal energy between the yellow thermosensitive coloring layer and the cyan thermosensitive coloring layer, and loses the coloring ability when irradiated with near-ultraviolet rays of 365 nm.
搬送部3の給紙方向の下流側には、サーマルヘッド7が配置されている。サーマルヘッド7は、多数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイ7aを備えており、プリンタ内に固定されている。
A
サーマルヘッド7に対面する位置には、このサーマルヘッド7との間で記録紙2を挟み込むようにプラテンローラ8が配置されている。プラテンローラ8は、上下方向で移動自在とされており、図示しないバネによって、サーマルヘッド7に圧接する方向に付勢されている。また、プラテンローラ8にはパルスモータからなるプラテンモータ9が接続されている。このプラテンモータ9はドライバ9aを介してコントローラ10により回転制御される。
A platen roller 8 is arranged at a position facing the
サーマルヘッド7は、記録紙2が搬送部3によって記録方向に搬送される際に、発熱素子アレイ7aの各発熱素子を所定の温度に発熱させ、記録紙2の記録エリア内の各感熱発色層を発色させる。プラテンローラ8は、給紙時及び排紙時にはカムやソレノイド等を用いた図示しないシフト機構によって下降され、これにより、サーマルヘッド7との間に記録紙2の通過用の隙間が形成される。
When the recording paper 2 is transported in the recording direction by the transport unit 3, the
サーマルヘッド7の給紙方向の下流側には、記録紙2に対面して光定着器11が配置されている。この光定着器11は、イエロー定着ランプ12とマゼンダ定着ランプ13と、リフレクタ14とからなる。イエロー定着ランプ12は、発光ピークが420nmの青紫光を放出し、マゼンダ定着ランプ13は発光ピークが365nmの紫外線を放出する。これらの定着ランプ12、13からの定着光の照射により、記録紙2のイエロー感熱発色層及びマゼンダ感熱発色層は加熱されても発色しないように定着される。
On the downstream side in the paper feeding direction of the
光定着器11の給紙方向の下流側には、カッタ16が設けられている。このカッタ16は、フルカラー画像を未記録エリアから切り離す。これにより、シート状の記録紙は、図示しない排出口からプリンタ外部へ排出される。
A
コントローラ10は各部を制御して、同一の記録エリアに対してイエロー、シアン、マゼンダの3色面順次記録によりフルカラー画像を記録紙2に記録する。記録の際、搬送速度変動によって生じる濃度ムラを防ぐために、図4の処理手順に従って画像データの補正を行う。サーマルヘッド7と記録紙2との相対速度が速くなる場合には、濃度が薄くなるなるため、その薄くなる部分を濃くし、逆に、それらの相対速度が遅くなる場合には、濃度が濃くなるため、その濃くなる部分を薄くする処理を行う。
The
このため、コントローラ10には、フレームメモリ21、ラインメモリ22、各ラインの熱エネルギーに基づき搬送負荷変動量を求める搬送負荷変動量演算部25、搬送負荷変動量に基づき搬送速度変動量を求める搬送速度変動量演算部26、搬送速度変動量に基づき画像データに対する補正データを求める補正データ演算部27、ラインメモリ28、通電時間演算制御部29が設けられている。
For this reason, the
フレームメモリ21に書き込まれた画像データは1ラインずつラインメモリ22に送られる。ラインメモリ22は複数ライン例えば5ライン分の画像データを記憶する。ラインメモリ22に入力された画像データは、1ラインずつ搬送負荷変動量演算部25に送られる。
The image data written in the frame memory 21 is sent to the
搬送負荷変動量演算部25は、エネルギー・データ変換LUTメモリ25a、動摩擦係数LUTメモリ25b、バネ係数変換LUTメモリ25c、RAM25dを備えている。エネルギー・データ変換LUTメモリ25aには、画像データの階調レベル(0〜255)をアドレスとし、サーマルヘッド7の発熱素子から記録紙2に与えられる熱エネルギーをデータとしたテーブル、及びその熱エネルギーをアドレスとし、画像データの階調レベルをデータとしたテーブルが書き込まれている。動摩擦係数LUTメモリ25bには、各発熱素子の熱エネルギーと記録紙2の表面及び発熱素子の動摩擦係数との関係を示すテーブルが書き込まれている。このテーブルは、発熱素子の熱エネルギーが高くなるほど動摩擦係数が低くなる関係になっている。テーブルは予め実験等により記録紙の種類毎に求められており、動摩擦係数LUTメモリ25bに書き込まれている。そして、使用する記録紙2の種類に応じて該当するテーブルが選択される。バネ係数変換LUTメモリ25cには、図3に対応した、搬送負荷量F(i)と搬送部3で用いられるベルトのバネ係数との関係を示すテーブルが書き込まれている。RAM25dは、搬送負荷変動量演算部25での演算結果等を一時的に記憶する。
The transport load fluctuation amount calculation unit 25 includes an energy / data
搬送負荷変動量演算部25では、エネルギー・データ変換LUTメモリ25aを参照してラインメモリ22から取り込んだ第iライン、第jドットの画像データを熱エネルギーE(i,j)に変換し、これをRAM25dに格納する。そして、動摩擦係数LUTメモリ25bから熱エネルギーE(i,j)に対応する動摩擦係数μ(E(i,j))を読み出し、これらにサーマルヘッド7が記録紙2を押圧する押圧力Pを乗じて、第iライン第jドットの画像データについて、対応する発熱素子が記録紙2に与える搬送負荷量を求める。この搬送負荷量を以下の式(6)により、全発熱素子分について求め、サーマルヘッドが第iラインの画像を記録紙2に記録する際に、記録紙2が受ける搬送負荷量F(i)を算出する。
The transport load fluctuation amount calculation unit 25 converts the image data of the i-th line and the j-th dot captured from the
ΔF(i)=F(i)―F(i―1)
上記算出した搬送負荷変動量ΔF(i)が「0」もしくは「ほぼ0」でない場合、すなわち、搬送負荷変動量ΔF(i)によって濃度ムラが発生すると予想される場合には、搬送負荷量F(i)に基づいて、バネ係数LUTメモリ25cにより、駆動系に用いるベルトのバネ係数k1,k2を算出する。そして、以上算出した搬送負荷変動量ΔF(i)、バネ係数k1,k2及び熱エネルギーE(i,j)が搬送速度変動量演算部26に送られる。
ΔF (i) = F (i) −F (i−1)
When the calculated transport load fluctuation amount ΔF (i) is not “0” or “nearly 0”, that is, when it is expected that density unevenness will occur due to the transport load fluctuation amount ΔF (i), the transport load amount F Based on (i), the spring coefficient k1, k2 of the belt used in the drive system is calculated by the spring
搬送速度変動量演算部26は、RAM26aを備えている。RAM26aは、搬送速度変動量演算部26での演算結果等を一時的に記憶する。搬送速度変動量演算部26では、前記搬送負荷変動量ΔF(i)に基づき、搬送負荷変動によって生ずる駆動系の搬送速度変動量H(i)を算出する。状態方程式(4)の一般解に、前記搬送負荷変動量ΔF(i)に応じたインパルス応答U(F(i))を入力として与えることにより以下の式(7)に基づき、搬送速度変動量H(i)を算出することができる。
The conveyance speed fluctuation
搬送負荷変動が生じる第iラインから搬送負荷変動量が「0」もしくは「ほぼ0」になる第(i+i')ラインまでの搬送速度変動量は、搬送速度変動量演算部26において、以下の(8)式による畳み込み積分を行うことにより、求めることができる。 The transport speed fluctuation amount from the i-th line where the transport load fluctuation occurs to the (i + i ′) line where the transport load fluctuation amount is “0” or “nearly 0” is determined by the transport speed fluctuation amount calculation unit 26 ( It can be obtained by performing convolution integration according to equation (8).
補正データ演算部27は、データ変換LUTメモリ27aを備えている。データ変換LUTメモリ27aは、熱エネルギーをアドレスとし、画像データの階調レベルをデータとしたテーブルが書き込まれている。まず、補正データ演算部27は、搬送速度変動量演算部26から送られてきた搬送速度変動量に基づき、以下の式(10)により濃度ムラの発生するラインに投入する補正熱エネルギーEcを算出する。
The correction
搬送負荷変動量ΔF(i)が「0」もしくは「ほぼ0」に等しい場合には、搬送速度変動は生ずることがなく、濃度ムラも発生しない。搬送速度変動量演算部26内のRAM26aに搬送速度変動量が格納されていない場合には、前記熱エネルギーE(i,j)をエネルギー・データ変換LUT25aメモリによって、再び画像データに戻した後、その画像データがラインメモリ28に送られる。RAM26aに搬送速度変動量が格納されている場合には、補正データ演算部27で補正データが算出された後、その補正データがラインメモリ28に送られる。
When the transport load fluctuation amount ΔF (i) is equal to “0” or “almost 0”, the transport speed fluctuation does not occur and density unevenness does not occur. When the conveyance speed fluctuation amount is not stored in the RAM 26a in the conveyance speed fluctuation
ラインメモリ28に画像データ及び補正データが書き込まれると、それに従って、通電時間演算制御部29は、画像データ及び補正データに基づき各発熱素子の通電時間制御データを求めて、これをサーマルヘッド7に送る。サーマルヘッド7のヘッド駆動部は、通電時間制御データで各発熱素子を発熱させる。この発熱素子の駆動に同調させて、ドライバ6a及び9aを介して搬送部3及びプラテンローラ8が制御され、記録紙2に画像が記録される。
When the image data and the correction data are written in the
次に、本実施形態の作用について説明する。まず、記録すべき画像のイエロー画像データ、マゼンダ画像データ、シアン画像データをフレームメモリ21に取り込み、その後にプリントの指示を与える。この指示により、記録紙2がサーマルヘッド7の位置に送られ、サーマルヘッド7が記録紙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。フレームメモリ21に格納されたイエロー画像データは1ラインずつラインメモリ22に送られて書き込まれる。そして、このラインメモリ22から第1ラインのイエロー画像データが読み出されて、搬送負荷変動量演算部25に送られる。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, yellow image data, magenta image data, and cyan image data of an image to be recorded are taken into the frame memory 21, and then a print instruction is given. By this instruction, the recording paper 2 is sent to the position of the
搬送負荷変動量演算部25にイエロー画像データが入力されると、この第1ライン、第jドットのイエロー画像データは、熱エネルギーE(1,j)に変換される。その熱エネルギーE(1,j)に基づいて、動摩擦係数μ(E(1,j))が算出される。動摩擦係数μ(E(1,j))と押圧力Pを乗算し、式(6)により、記録紙が受ける搬送負荷量F(1)を算出する。そして、前記搬送負荷量F(1)と予め初期値としてRAM25dに格納されている搬送負荷量F(0)に基づき、搬送負荷変動量ΔF(1)を算出する。
When yellow image data is input to the transport load fluctuation amount calculation unit 25, the yellow image data of the first line and the jth dot is converted into thermal energy E (1, j). Based on the thermal energy E (1, j), the dynamic friction coefficient μ (E (1, j)) is calculated. The dynamic friction coefficient μ (E (1, j)) is multiplied by the pressing force P, and the conveyance load amount F (1) received by the recording paper is calculated by Expression (6). Then, based on the transport load amount F (1) and the transport load amount F (0) stored in the
上記算出した搬送負荷変動量ΔF(1)が「0」もしくは「ほぼ0」でない場合には、搬送負荷量F(1)に基づき、駆動系に用いるベルトのバネ係数k1,k2を算出する。そして、以上算出した搬送負荷変動量ΔF(1)、バネ係数k1,k2及び熱エネルギーE(1,j)が搬送速度変動量演算部26に送られる。
If the calculated transport load fluctuation amount ΔF (1) is not “0” or “nearly 0”, the spring coefficients k1 and k2 of the belts used in the drive system are calculated based on the transport load amount F (1). The calculated transport load fluctuation amount ΔF (1), spring coefficients k1, k2 and thermal energy E (1, j) are sent to the transport speed fluctuation
搬送速度変動量演算部26に搬送負荷変動量ΔF(1)が入力されると、この搬送負荷変動量ΔF(1)に基づき、搬送速度変動量H(1)が求められる。算出された搬送速度変動量H(1)はRAM26aに書き込まれる。その後、搬送負荷変動量が「0」もしくは「ほぼ0」になる(そのときのラインを第(1+i')ラインとする)まで、これまでと同様の処理を行う。搬送負荷変動量が「0」もしくは「ほぼ0」になった場合には、第1ラインから第(1+i')ラインまでの搬送速度変動量を、式(8)により求める。そして、補正データ演算部27にて、前記搬送速度変動量に基づき、式(10)によって補正熱エネルギーEcを算出する。そして、この補正熱エネルギーEcと搬送負荷変動量演算部25で求めた熱エネルギーE(1,j)〜E(1+i',j)とを足し合わせたものを、補正印画エネルギーとする。補正印画エネルギーは、イエロー補正データとして、データ変換LUTメモリ27aによって画像データに変換され、ラインメモリ28に送られる。
When the conveyance load fluctuation amount ΔF (1) is input to the conveyance speed fluctuation
上記算出した搬送負荷変動量ΔF(1)が「0」もしくは「ほぼ0」に等しい場合については次のような処理が行われる。RAM26aに搬送速度変動量が格納されていない場合には、前記熱エネルギーE(1,j)を、再びイエロー画像データに変換した後、そのイエロー画像データがラインメモリ28に送られる。RAM26aに搬送速度変動量が格納されている場合には、補正データ演算部27でイエロー補正データが算出された後、そのイエロー補正データがラインメモリ28に送られる
ラインメモリ28にイエロー画像データ及びイエロー補正データが書き込まれると、それに従って、サーマルヘッド7の各発熱素子が発熱し、記録紙2にイエロー画像が記録される。
When the calculated transport load fluctuation amount ΔF (1) is equal to “0” or “almost 0”, the following processing is performed. When the conveyance speed fluctuation amount is not stored in the RAM 26a, the thermal energy E (1, j) is converted into yellow image data again, and then the yellow image data is sent to the
そして、イエロー画像の全ラインの記録を終了すると、記録紙2の記録方向の送りが停止され、次に記録紙2が給紙方向に送られる。この給紙方向への記録紙送り時には、プラテンローラ8は、図示しないシフト機構によってサーマルヘッド7から離れた退避位置にされる。この給紙方向への搬送と同時に、光定着器11のイエロー定着ランプ12が点灯し、記録紙2の記録エリア内のイエロー感熱発色層を定着する。記録エリアに対して光定着が終了すると、搬送モータ6が停止する。この後、記録紙2が記録方向に送られて、マゼンダ及びシアンプリント工程が開始される。マゼンダ及びシアンプリント工程においても、イエロープリント工程と同様にして行われる。
When the recording of all the lines of the yellow image is completed, the feeding of the recording paper 2 in the recording direction is stopped, and then the recording paper 2 is fed in the paper feeding direction. When the recording paper is fed in the paper feeding direction, the platen roller 8 is moved away from the
各色プリント工程が終了し記録紙2の熱された部分が装置外に排出されると、搬送モータ6が停止された後に、カッタ16が作動する。これにより、記録エリアが未記録エリアから切り離されて、シート状のカラープリントが得られる。
When each color printing process is completed and the heated portion of the recording paper 2 is discharged out of the apparatus, the
なお、本実施形態では、保護層が有する性質であるガラス転移点(イエロー印画時おいて、印画負荷は図5に示すように変化し、その印画負荷が最大となる階調レベル)を考慮しなかったが、ガラス転移点を考慮して、図6に示すような手順に従い搬送負荷変動量ΔF(i)を求めてもよい(ステップ50)。以下その手順を示す。マゼンダ及びシアン印画時における搬送負荷変動量ΔF(i)は次の式によって求められる。
ΔF(i)=F(i)―F(i―1)
イエロー印画時においては、ガラス転移点を考慮する必要があるため、以下の条件に基づいて搬送負荷変動量ΔF(i)を算出する必要がある。
μ0を階調レベル0の印画時、μgをガラス転移点の印画時、μ255を階調レベル255の印画時における動摩擦係数とした場合に、動摩擦係数μ(E(i,j))と第(i―1)ラインにおける動摩擦係数μ(E(i−1,j))とが、条件C1:
μ0≦μ(E(i,j))≦μgかつμ0≦μ(E(i−1,j))≦μg
もしくは、条件C2:
μg<μ(E(i,j))≦μ255かつμg<μ(E(i−1,j))≦μ255
を満たすときには、搬送負荷変動量ΔF(i)を、
ΔF(i)=F(i)−F(i―1)
とする。そして上記条件C1もしくはC2を満たさないとき、すなわち条件C3:
μ0≦μ(E(i,j))≦μgかつμg<μ(E(i−1,j))≦μ255
もしくは、条件C4:
μ0≦μ(E(i−1,j))≦μgかつμg<μ(E(i,j))≦μ255
の場合には、搬送負荷変動量ΔF(i)を、
ΔF(i)=F(i)+F(i―1)−2×(ガラス転移点の印画時の搬送負荷量)
とする。
In the present embodiment, the glass transition point (the gradation level at which the printing load changes as shown in FIG. 5 and the printing load becomes maximum at the time of yellow printing), which is a property of the protective layer, is taken into consideration. However, in consideration of the glass transition point, the conveyance load fluctuation amount ΔF (i) may be obtained according to the procedure shown in FIG. 6 (step 50). The procedure is shown below. The conveyance load fluctuation amount ΔF (i) at the time of magenta and cyan printing is obtained by the following equation.
ΔF (i) = F (i) −F (i−1)
At the time of yellow printing, since it is necessary to consider the glass transition point, it is necessary to calculate the transport load fluctuation amount ΔF (i) based on the following conditions.
Dynamic friction coefficient μ (E (i, j)) when μ 0 is the dynamic friction coefficient at the gradation level 0, μ g is the glass transition point, and μ 255 is the gradation level 255 at the time of printing. And the dynamic friction coefficient μ (E (i−1, j)) in the (i−1) -th line is the condition C1:
μ 0 ≦ μ (E (i, j)) ≦ μ g and μ 0 ≦ μ (E (i−1, j)) ≦ μ g
Or, condition C2:
μ g <μ (E (i , j)) ≦ μ 255 cutlet μ g <μ (E (i -1, j)) ≦ μ 255
When satisfying, the transport load fluctuation amount ΔF (i)
ΔF (i) = F (i) −F (i−1)
And When the condition C1 or C2 is not satisfied, that is, the condition C3:
μ 0 ≦ μ (E (i, j)) ≦ μ g and μ g <μ (E (i−1, j)) ≦ μ 255
Or, condition C4:
μ 0 ≦ μ (E (i−1, j)) ≦ μ g and μ g <μ (E (i, j)) ≦ μ 255
In this case, the conveyance load fluctuation amount ΔF (i) is
ΔF (i) = F (i) + F (i−1) −2 × (conveyance load at the time of printing at the glass transition point)
And
また、本実施形態では、1ヘッド3パス方式のカラー感熱プリンタを例にとって説明したが、図7に示すような3ヘッド1パス方式のカラー感熱プリンタに本発明を実施してもよい。なお、本実施形態と同一構成部材には同一符号が付してある。この場合には、各色のプラテンローラ30,31,32にプラテンモータ33,34,35、及び搬送部36,37,38(各プーリ及びローラの符号は省略)を設ける。そして、各色のプリントステージ41〜43において、各ラインの搬送負荷変動量を求めて、この変動量に基づき搬送速度変動量を算出し、搬送負荷が生じるラインには補正印画エネルギーを、搬送負荷が生じないラインには画像データから算出した熱エネルギーを、記録紙に投入することにより、各ライン記録時の搬送負荷変動量に基づく濃度ムラの発生を抑制する。なお、符号44はイエロー定着器、45はマゼンダ定着器を示している。
Further, in the present embodiment, the description has been given by taking a one-head three-pass color thermal printer as an example. However, the present invention may be implemented in a three-head one-pass color thermal printer as shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structural member as this embodiment. In this case,
本実施形態では、カラー感熱プリンタについて説明したが、各ラインの熱エネルギーの変動量により搬送負荷変動が発生する他のプリンタ、例えばイエロー、マゼンダ、シアンのカラーインクシートを用いる昇華型、熱溶融型の熱転写プリンタに本発明を実施してもよい。 In this embodiment, the color thermal printer has been described. However, other printers in which the conveyance load fluctuates due to the fluctuation amount of the thermal energy of each line, for example, the sublimation type and the thermal melting type using yellow, magenta, and cyan color ink sheets. The present invention may be implemented in a thermal transfer printer.
2 記録紙
3 搬送部
4 搬送ローラ対
4a キャプスタンローラ
4b ニップローラ
5 ベルト伝達部
5a キャプスタンプーリ
5b 中間小プーリ
5c 第1タイミングベルト
5d 中間大プーリ
5e モータプーリ
5f 第2タイミングベルト
6 搬送モータ
7 サーマルヘッド
10 コントローラ
11 光定着器
25 搬送負荷変動量演算部
26 搬送速度変動量演算部
27 補正データ演算部
30〜32 プラテンローラ
33〜35 プラテンモータ
36〜38 搬送部
2 Recording paper 3 Conveying
Claims (6)
搬送モータとキャプスタンローラとが複数のプーリを介してベルトによって連結されており、前記搬送モータを駆動させて前記キャプスタンローラを回転させることにより、前記記録紙を搬送する搬送部と、
1ライン分の各画素の画像データに基づき前記記録紙に与えるべき熱エネルギーを算出し、この熱エネルギーに基づき各ライン記録時の搬送負荷量及び搬送負荷変動量を求める搬送負荷変動量演算部と、
前記搬送負荷変動量に基づき、搬送速度変動量を求める搬送速度変動量演算部と、
搬送負荷変動量が一定値を超えるときに、前記搬送速度変動量に基づき画像データに対する補正データを算出する補正データ演算部と、
前記補正データに基づきプリントを行うプリント部とを備えることを特徴とするサーマルプリンタ。 Using a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged along the main scanning direction, each heating element is heated according to the image data, and the recording paper supported by the platen roller intersects the main scanning direction. In a thermal printer that records images line by line,
A conveyance motor and a capstan roller are connected by a belt via a plurality of pulleys, and a conveyance unit that conveys the recording paper by rotating the capstan roller by driving the conveyance motor;
A transport load fluctuation amount calculating unit that calculates heat energy to be applied to the recording paper based on image data of each pixel for one line, and calculates a transport load amount and a transport load fluctuation amount at the time of recording each line based on the heat energy; ,
A transport speed variation calculating unit for determining a transport speed variation based on the transport load variation;
A correction data calculation unit that calculates correction data for image data based on the conveyance speed fluctuation amount when the conveyance load fluctuation amount exceeds a certain value;
A thermal printer comprising: a printing unit that performs printing based on the correction data.
搬送モータとキャプスタンローラとが複数のプーリを介してベルトによって連結されており、前記搬送モータを駆動させて前記キャプスタンローラを回転させることにより、前記記録紙を搬送し、
1ライン分の各画素の画像データに基づき前記記録紙に与えるべき熱エネルギーを算出し、この熱エネルギーに基づき各ライン記録時の搬送負荷量及び搬送負荷変動量を求め、
前記搬送負荷変動量に基づき、搬送速度変動量を求め、
搬送負荷変動量が一定値を超えるときに、前記搬送速度変動量に基づき画像データに対する補正データを算出し、
前記補正データに基づきプリントを行うことを特徴とするサーマルプリント方法。 Using a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged along the main scanning direction, each heating element is heated according to the image data, and the recording paper supported by the platen roller intersects the main scanning direction. In the thermal printing method of recording images one line at a time,
A conveying motor and a capstan roller are connected by a belt via a plurality of pulleys, and the recording paper is conveyed by rotating the capstan roller by driving the conveying motor,
Calculate the thermal energy to be given to the recording paper based on the image data of each pixel for one line, determine the transport load amount and transport load fluctuation amount at the time of recording each line based on the thermal energy,
Based on the transport load fluctuation amount, determine the transport speed fluctuation amount,
When the conveyance load fluctuation amount exceeds a certain value, the correction data for the image data is calculated based on the conveyance speed fluctuation amount,
A thermal printing method, wherein printing is performed based on the correction data.
The transport speed fluctuation amount is obtained by calculating a transport speed fluctuation amount at an impulse response over a plurality of lines based on the transport load fluctuation amount by convolution integration when the transport load fluctuation amount exceeds a certain value. The thermal printing method according to 4 or 5.
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