JP2007168264A - サーマルプリンタの通電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発熱素子に対して一定の電圧が印加されるサーマルプリンタにおいて、各サーマルプリンタ毎に均一な濃度の記録を得る。
【解決手段】 記録ヘッド２の抵抗値を考慮して求められた電力値を用い、１パルス単位時間の第１パラメータと、１行記録するために用いられた発熱素子３の数に応じて決定される第１比率の第２パラメータと、記録ヘッド２における１ブロックにおいて通電された発熱素子３の数に応じて決定される第２比率の第３パラメータと、第１比率と第２比率との加算値に対する補正割合の第４パラメータとを算出し、加算値を補正割合に基づいて補正して、通電オン時間に対する第３比率を算出し、第３比率と１パルス単位時間とを乗算して通電オン時間を算出する。
【選択図】 図２

Description

本発明はサーマルプリンタの通電制御方法に係り、特に発熱素子に対する通電オン時間を補正する記録装置のサーマルプリンタの通電制御方法に関する。

一般に、記録ヘッドの発熱素子を選択的に発熱させることにより、記録媒体上に所望の文字や図形等の画像の記録を行うサーマルプリンタが、高印字品質、低騒音、低コスト、メンテナンスの容易性等の理由により、コンピュータ等の出力装置として多用されている。

このようなサーマルプリンタにおいては、記録ヘッドの抵抗値（Ｒ）が各サーマルプリンタにおいて異なるため、この記録ヘッドの抵抗値（Ｒ）を考慮して発熱素子に印加される電圧値（Ｖ）を１台ずつ調整して、各サーマルプリンタにおいて均一な濃度の記録を得ることができるようにし、記録ヘッドの発熱素子に対して通電制御されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

そして、このような通電制御方法においては、発熱素子に印加される１パルス単位時間、１行記録するために用いられた発熱素子の数に応じて決定される通電オン時間の比率、所定数の発熱素子により構成される１ブロックにおいて通電された発熱素子の数に応じて決定される通電オン時間の比率等の各パラメータを用いるが、前述したように記録ヘッドの抵抗値を考慮して印加する電圧値（Ｖ）を調整しているために、各パラメータは、記録ヘッドの抵抗値を考慮せずに決定されており、例えば、同機種のサーマルプリンタにおいては、同一のパラメータ値を用いて通電制御を行っていた。

また近年、駆動電源として印加する電圧値が固定されているＡＣアダプタや電池等を利用することが要求されており、ＡＣアダプタや電池等を用いる場合は、発熱素子に印加される電圧を上昇または下降させることなく記録を行うことが望まれている。

しかし、印加する電圧値が固定されているＡＣアダプタ等が用いられるサーマルプリンタにおいて、前述したような記録ヘッドの抵抗値を考慮せずに決定されたパラメータ値を用いる通電制御を行うと、記録ヘッドの抵抗値がサーマルプリンタの個体毎に異なる場合には、通電によって記録ヘッドに付加されるエネルギが相違することとなり、当然発熱量も相違することとなり、各サーマルプリンタにおいて均一な濃度の記録を得ることができないという問題を有していた。

特開昭６２−２２７６６４号公報

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、発熱素子に対して一定の電圧が印加されるサーマルプリンタにおいて、各サーマルプリンタに特有の各パラメータを算出して均一な濃度の記録得ることができる通電制御方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る通電制御方法の特徴は、一定の電圧を印加することにより記録ヘッドにおける所望の発熱素子を加熱して記録を行う記録ヘッドの通電制御方法であって、前記記録ヘッドの抵抗値を考慮して前記記録ヘッドに供給される電力値を求め、前記電力値を用いて前記発熱素子に対する通電オン時間を補正するためのパラメータを算出し、前記パラメータに基づいて、前記発熱素子に対する通電オン時間を算出し、前記算出した通電オン時間によって、前記発熱素子を加熱する点にある。

この本発明に係る通電制御方法によれば、各サーマルプリンタにおけるそれぞれの記録ヘッドの抵抗値を考慮して求めた電力値を考慮して、各発熱素子に対する通電時間の補正を行うためのパラメータを算出する。このため、各サーマルプリンタにおいて、個体毎に抵抗値の異なる記録ヘッドが設けられている場合であっても、それぞれ記録ヘッドの抵抗値に対応したパラメータを算出することができ、各サーマルプリンタ毎に均一な濃度の記録得ることができる。

また、本発明に係る他の通電制御方法の特徴は、前記パラメータが、前記発熱素子に対する前記通電オン時間の最大時間を１パルス単位時間×最大パルス数によって定義することにより算出される前記１パルス単位時間の第１パラメータと、前記記録ヘッドについて１行記録するために用いられた前記発熱素子の数に応じて決定される前記通電オン時間に対する第１比率である第２パラメータと、前記記録ヘッドにおける所定数の前記発熱素子を１ブロックとし、前記１ブロックにおいて通電された前記発熱素子の数に応じて決定される前記通電オン時間に対する第２比率であって、前記第１比率に加算される第３パラメータと、前記第１比率と前記第２比率との加算値に対する補正割合である第４パラメータとによって構成され、前記各パラメータを、前記各記録ヘッドの抵抗値を考慮した電力値を求めて、行列式を用いて算出する点にある。

この本発明に係る他の通電制御方法によれば、各サーマルプリンタにおけるそれぞれの記録ヘッドの抵抗値を考慮して求めた電力値を考慮して、各発熱素子に対する通電時間の補正を行うための第１パラメータ、第２パラメータ、第３パラメータおよび第４パラメータを算出する。このため、各サーマルプリンタにおいて、個体毎に抵抗値の異なる記録ヘッドが設けられている場合であっても、それぞれ記録ヘッドの抵抗値に対応した各パラメータを算出することができ、各サーマルプリンタ毎に均一な濃度の記録得ることができる。

以上述べたように、本発明に係る各通電制御方法によれば、記録ヘッドの抵抗値が個体毎に異なる各サーマルプリンタに、それぞれ記録ヘッドの抵抗値に対応した各パラメータを設定することができる。これにより、発熱素子に対して印加される電圧が固定されているプサーマルリンタであって各記録ヘッドの抵抗値が個体毎に異なる場合であっても、各サーマルプリンタにおいて、電圧を昇降させることなく、均一な濃度のドットを記録することができ、記録の画質の均一化を図り、良好な画質の画像を得ることができる。

以下、本発明に係る通電制御方法の実施形態を図１から図５を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る通電制御方法を用いて各発熱素子を選択的に発熱させることにより記録を行うサーマルプリンタを示すブロック図である。

図１に示すように、サーマルプリンタ１は、例えば２５６個の発熱素子３が並列配置されている記録ヘッド２を有しており、記録ヘッド２には、例えば印加する電圧値が一定値に固定されているＡＣアダプタ５により、各発熱素子３に対して一定の電圧（Ｖ）が印加されるようになっている。そして、このサーマルプリンタ１は、ＡＣアダプタ５から供給される一定の電圧（Ｖ）を用いて所望の発熱素子３に対して通電を行い、各発熱素子３を選択的に発熱させることにより、記録媒体上に所望の文字や図形等の画像を記録するようになっている。

また、サーマルプリンタ１は、このサーマルプリンタ１の各部を制御するＣＰＵ(central processing unit)等からなる制御手段６を有するとともに、各発熱素子３に対する通電の制御を行うＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)等からなる通電補正手段７を有している。

図２は、本実施形態に係る通電制御方法に用いられるパラメータを決定する工程を示すフローチャートである。なお、本発明においては、各サーマルプリンタごとに各パラメータを演算して決定することに特徴があり、この各パラメータを決定してからの通電制御方法は従来のサーマルプリンタと同様である。

まず、図２に示すように、記録ヘッド２の抵抗値（Ｒ）によって記録ヘッド２に供給される電力値（Ｗ）を決定する（ＳＴ１）。これは、異なる抵抗値（Ｒ）を有する記録ヘッドに付与される通電エネルギが均一になるように制御して、発熱量の個体差をなくするようにするためである。具体的には、図３に示すように、抵抗値（Ｒ）の大きな記録ヘッドに対しては通電時間を短く設定し、抵抗値（Ｒ）の小さな記録ヘッドに対しては通電時間を長く設定するようにする。

続いて、サーマルプリンタ１における発熱素子３に対する通電制御のパラメータを決定する。ここで、本実施形態においては、発熱素子３に対する通電制御のパラメータとして、４つのパラメータを用意する。第１パラメータは、１パルス単位時間とし、第２パラメータは、１行を記録するために用いられた発熱素子３の数に応じて決定される通電周期に対する通電オン時間の比率とする。また、第３パラメータは、記録ヘッド２における所定数の発熱素子３を１ブロックとし、この１ブロックにおいて通電された発熱素子３の数に応じて決定される通電周期に対する通電オン時間の比率とし、第４パラメータは、第２パラメータと第３パラメータとの加算値に対する補正割合とする。

これら第１パラメータ、第２パラメータ、第３パラメータおよび第４パラメータの値は、例えば、数１に示す行列式によって算出されるようになっており、行列式のｘには、ＳＴ１で求められたところの各サーマルプリンタ１に特有の電力値（各サーマルプリンタ１の記録ヘッド２の抵抗値（Ｒ）とＡＣアダプタ５から供給される電圧値（Ｖ）から求められた値）が当てはめられるようになっている。

ここで、第１パラメータの決定について説明する。

まず、発熱素子３に対する通電オン時間の最大時間を１パルス単位時間×最大パルス数によって定義する。そして、前記行列式（数１）の１パルス単位時間を決定するための係数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４を変えて印画を行い、印刷保証範囲である環境温度の最も低い温度にて必要最大濃度を印画できるようにし、このときの値を係数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４の値として決定する（ＳＴ２）。

なお、係数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４の値は、予め最も抵抗値の高い記録ヘッド２、最も低い抵抗値の記録ヘッド２、および中間の抵抗値を持つ記録ヘッド２の３つの記録ヘッド２を用いる場合のそれぞれについて必要最大印画濃度となる第１パラメータの値を決定し、各抵抗値と第１パラメータの値の相関を近似式に当てはめて、実際の記録ヘッド２の抵抗値が最も近い場合の係数に近い値を使って印画し、係数の値を変えながら、最も適切な印画が得られたときの値を係数とする。また、通電オン時間の最大時間は、図４に示す各発熱素子３が記録する１ドットの記録周期を超えないように設定される。

続いて、第２パラメータ、第３パラメータおよび第４パラメータを求めるため、まず、通電制御を行う対象となるサーマルプリンタ１について印加エネルギをかえながら、図５に示すように、所定の濃度に設定された複数のパッチを記録する（ＳＴ３）。

そして、記録後のパッチの濃度を測定し、各パッチが予め設定されている濃度値となるように、前記行列式（数１）の各係数を決定する。

すなわち、前記行列式（数１）によって第２パラメータである記録ヘッド２について１ラインを記録するために用いられた発熱素子３の数に応じて決定される通電オン時間に対する比率を決定するためには、係数ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を決定する必要がある。このために、係数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４の値を決定したときと同様にして、係数ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４の値を変化させるとともに印画するドット数を変化させながらそれぞれのドット数での印画が同濃度となるようにし、この同濃度になったときの係数ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４の値を係数ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４の値とする（ＳＴ４）。

また、前記行列式（数１）によって、１ブロックにおいて通電された発熱素子３の数に応じて決定される通電オン時間の比率である第３パラメータを決定するためには、係数ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４を決定する必要がある。このためには、係数ａ１、ａ２、ａ３、ａ４の値を決定した方法と同様の方法で、係数ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４の値を変化させて全幅（全ドット）通電から印画幅（通電するドット数）を減少させていって各通電幅での最大印画長を印刷し、それぞれの印画における先頭部と後端部との濃度を同じになるようにし、このときのｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４の値を係数ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４の値として決定する（ＳＴ５）。

さらに、上記（ＳＴ２）から（ＳＴ５）で求められた係数を用いて印画したときに、各印画が全濃度領域で同じ濃度となるように係数ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を変えていき、各印画が全濃度領域で同じ濃度となるように係数ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の値を決定する（ＳＴ６）。

このようにして決定された各係数を用いた行列式（数１）を、サーマルプリンタ１の制御手段６に入力する（ＳＴ７）。

そして、制御手段６は、前記各係数の値が決定された行列式（数１）を用いて第１パラメータ、第２パラメータ、第３パラメータおよび第４パラメータを算出するようになっており（ＳＴ８）、各サーマルプリンタ１におけるそれぞれの記録ヘッド２の抵抗値を考慮した各パラメータを得ることができる。

続いて、第１パラメータ、第２パラメータ、第３パラメータおよび第４パラメータを用いたサーマルプリンタ１の通電制御方法について説明する。

まず、サーマルプリンタ１に記録データが入力されると、サーマルプリンタ１の制御手段６は、予め記録ヘッド２の抵抗値を考慮して入力されている電力値を用いて、前記行列式（数１）を計算することにより、第１パラメータ、第２パラメータ、第３パラメータおよび第４パラメータを算出し、通電補正手段７に各パラメータを出力する。

通電補正手段７は、得られた各パラメータを用いて、従来のサーマルプリンタと同様の通電補正を行う。

続いて、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態によれば、各サーマルプリンタ１におけるそれぞれの記録ヘッド２の抵抗値を考慮して求めた電力値および所定の係数を用いた行列式（数１）によって、各発熱素子３に対する通電時間の補正を行うための第１パラメータ、第２パラメータ、第３パラメータおよび第４パラメータを算出する。このため、抵抗値の異なる記録ヘッド２が設けられた各サーマルプリンタ１に、それぞれ記録ヘッド２の抵抗値に対応した各パラメータを算出することができる。

具体的には、各係数を、例えば、行列式（数２）に示す値を用い、電力値をｘ＝０．１２（Ｗ）とすると、各パラメータは以下のように算出される。

したがって、記録ヘッド２の抵抗値が個体毎に異なる各サーマルプリンタ１に、それぞれ記録ヘッド２の抵抗値に対応した各パラメータを設定することができる。このようにして求められた各パラメータに基づいて、記録ヘッド２の各発熱素子３に対して公知の演算手法によって通電オン時間が求められて、適正な通電が行われる。これにより、各発熱素子３に対して印加される電圧が固定されているサーマルプリンタ１であって各記録ヘッド２の抵抗値が個体毎に異なる場合であっても、各サーマルプリンタ１において、電圧を昇降させることなく、均一な濃度のドットを記録することができ、記録の画質の均一化を図り、良好な画質の画像を得ることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

本発明に係る通電制御方法が用いられるサーマルプリンタを示すブロック図 本発明に係る通電制御方法に用いられるパラメータを決定する工程を示すフローチャート 本発明に係る通電制御方法について、通電オン時間と記録ヘッドの抵抗値との関係を示すグラフ 本発明に係る通電制御方法において、１ドットの記録周期と、通電オン時間および通電オフ時間と、１パルス単位時間との関係を示すグラフ 本発明に係る通電制御方法において用いられる記録濃度と、記録されるパッチとを示す概要図

符号の説明

１ サーマルプリンタ
２ 記録ヘッド
３ 発熱素子
５ ＡＣアダプタ
６ 制御手段
７ 通電補正手段

Claims (2)

1. 一定の電圧を印加することにより記録ヘッドにおける所望の発熱素子を加熱して記録を行うサーマルプリンタの通電制御方法であって、
   前記記録ヘッドの抵抗値を考慮して前記記録ヘッドに供給される電力値を求め、前記電力値を用いて前記発熱素子に対する通電オン時間を補正するためのパラメータを算出し、
   前記パラメータに基づいて、前記発熱素子に対する通電オン時間を算出し、
   前記算出した通電オン時間によって、前記発熱素子を加熱することを特徴とするサーマルプリンタの通電制御方法。
2. 前記パラメータは、
   前記発熱素子に対する前記通電オン時間の最大時間を１パルス単位時間×最大パルス数によって定義することにより算出される前記１パルス単位時間の第１パラメータと、
   前記記録ヘッドについて１行記録するために用いられた前記発熱素子の数に応じて決定される前記通電オン時間に対する第１比率である第２パラメータと、
   前記記録ヘッドにおける所定数の前記発熱素子を１ブロックとし、前記１ブロックにおいて通電された前記発熱素子の数に応じて決定される前記通電オン時間に対する第２比率であって、前記第１比率に加算される第３パラメータと、
   前記第１比率と前記第２比率との加算値に対する補正割合である第４パラメータとによって構成され、
   前記各パラメータを、前記各記録ヘッドの抵抗値を考慮した電力値を求めて、行列式を用いて算出することを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタの通電制御方法。