JP2007203510A - プリンタおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱部材の一部に少なくとも１列に並べられた複数の発熱抵抗素子を備えるプリントヘッドを有し、このプリントヘッドにより記録媒体にイメージを記録するプリンタの制御方法であって、記録媒体に記録されるイメージの濃度差を抑制することができるプリンタの制御方法を提供する。
【解決手段】プレヒートするために、複数の発熱抵抗素子のうちの少なくとも一部に電力を供給する第１の工程と、記録媒体４０に対するイメージの記録を開始するために、放熱部材１１の少なくとも１箇所から第１の温度を決定し、複数の発熱抵抗素子のうちの少なくとも１つの発熱抵抗素子から第２の温度を決定する第２の工程と、第１の温度が所定の温度よりも高く、第２の温度が第１の温度よりも高いときに、記録媒体４０に対するイメージの記録の開始を許可する第３の工程とを含むようにプリンタ１を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の発熱抵抗素子を備えるプリントヘッドを有するプリンタおよびその制御方法に関するものである。

複数の発熱抵抗素子を備えるプリントヘッドを有し、これら発熱抵抗素子に印加する熱エネルギーを制御することで、記録紙にイメージを印刷する方法が知られている。その１つは、サーマルプリンタであり、サーマルヘッドが備える複数の発熱素子で感熱式の記録紙（感熱紙）を加熱することにより、この記録紙にイメージを印刷する。サーマルプリンタの他のタイプは昇華型とも称されるものであり、普通紙を用い、サーマルヘッドの発熱素子でインクリボンを加熱することにより、このインクを普通紙に転写してイメージを印刷する。どちらの場合も、記録紙に印刷（記録）されるイメージの濃淡は、サーマルヘッドの発熱素子の温度に依存する。

特許文献１には、濃度ムラ、画像の輪郭のボヤケなどの発生を防止するために、各発熱素子の抵抗ムラ、蓄熱ムラ、ヘッドの蓄熱などに対して補正を行う技術が開示されている。特許文献１に記載されている技術では、プリントしようとする１ライン分の各発熱データは、第１のＬＵＴ（ルックアップテーブル）によって、それぞれ、発熱素子に通電する時間データに変換される。補正処理回路は、発熱素子およびサーマルヘッドの蓄熱、発熱素子の抵抗値のバラツキによって発熱素子に発生する熱エネルギーのバラツキを基に線型な演算を行って、各時間データに対する各補正係数を求める。補正係数によって補正された通電時間を示す各変換時間データは、第２のＬＵＴによって、それぞれ、変換発熱データに変換される。

また、サーマルプリンタにおいては、感熱式の記録紙またはインクリボンの発色温度付近までサーマルヘッドを予熱することが行われている。特許文献２には、このサーマルヘッドの予熱に関する技術が開示されている。特許文献２に記載の技術は、画像情報を余熱時間の設定に加味させるものであり、予熱ＲＡＭに、ライン数制御回路からライン数の情報が入力されるとともに、通信制御回路を介して画像データに基づく予熱の履歴がＬＵＴとして供給される。予熱制御回路は、予熱ＲＡＭから発熱素子の予熱情報を読み出し、予熱処理を行う。
特開平１０−８０４号公報 特開２００４−１６０８５４号公報

特許文献１に開示されているように、ヘッドの蓄熱などに基づきＬＵＴを参照して発熱データを補正することにより濃度ムラを抑制し、さらに、特許文献２に示されているように予熱することにより蓄熱量を制御することも行なわれている。しかしながら、電源投入直後、あるいは、一旦記録を停止した後に記録を再開した場合などに、記録紙毎のイメージの濃度あるいは色調が大きく異なることがある。近年、デジタルカメラから画像（イメージ）を出力するために用いられることが多いフォトプリンタと称される商品群では、連続して使用される頻度は少なく、ユーザの必要に応じて数枚の写真を、時間を置いて印刷することが多い。したがって、最初に出力される１−２枚の写真の濃度差が大きいと、それぞれのプリントの画像品質は良好であるとしても、フォトプリンタとしての性能が問われる可能性がある。

そこで、本発明においては、記録開始直後の濃度差あるいは色調差を抑制することを目的とした制御方法およびプリンタを提供する。

本発明の１つの態様は、放熱部材の一部に少なくとも１列に並べられた複数の発熱抵抗素子を備えるプリントヘッドを有し、プリントヘッドにより記録媒体にイメージを記録するプリンタの制御方法である。このプリンタの制御方法は、以下の工程を含む。
（ａ１）プリントヘッドをプレヒートするために、複数の発熱抵抗素子の少なくとも一部に電力を供給する（第１の工程）。
（ａ２）記録媒体に対するイメージの記録を開始するために、放熱部材の少なくとも１箇所から第１の温度を取得し、複数の発熱抵抗素子の少なくとも１つの発熱抵抗素子から第２の温度を取得する（第２の工程）。
（ａ３）第１の温度が所定の温度よりも高く、第２の温度が第１の温度よりも高いときに、記録媒体に対するイメージの記録の開始を許可する（第３の工程）。

このプリンタの制御方法によれば、プレヒート後、第２の工程において、記録媒体、例えば記録用紙に対するイメージの記録を開始するために、放熱部材の少なくとも１箇所から第１の温度を取得するだけでなく、複数の発熱抵抗素子の少なくとも１つの発熱抵抗素子から第２の温度を取得し、第３の工程において、これらの温度により記録の開始の可否を判断する。印刷開始前のプレヒート中に一定の終了条件が成立すると、プレヒートを終了し、印刷を開始するのが従来の制御方法であり、プレヒートが一旦終了したと判断されると、後は、ＬＵＴなどを用いて発熱量を補正しながら印刷する。これに対し、本発明に含まれるプリンタの制御方法では、イメージの記録を開始するための温度を取得する段階、すなわち、発熱抵抗素子の発熱量を補正するために温度を取得する段階において、その温度を用いて記録の開始の可否を判断する。したがって、このプリンタの制御方法においては、プレヒートが終了したと判断された後に、印刷をただ単に行うだけではなく、条件が整わなければ印刷を行わない、あるいは延期するという選択が用意されている。

記録開始直後の濃度差の要因の１つとして、プレヒートが終了したと判断された段階では、放熱部材の条件が記録に適していると判断できる状況であったにも関わらず、プレヒートが終了した後に急速に放熱部材の条件が記録に適していない状態に移行する可能性があることが予想される。記録を開始するための温度測定において記録開始の可否を判断することにより、放熱部材の条件が記録に適していない状態で記録が開始されることを防止できる。

さらに、第３の工程では、放熱部材の第１の温度が所定の温度よりも高いことに加えて、発熱抵抗素子から取得した第２の温度が第１の温度よりも高いことを条件に記録を開始する。放熱部材の第１の温度が所定の温度よりも高いことは、プレヒートを終了する条件として有効である。さらに、この第１の温度は、ヘッドの蓄熱状態を示す指標としてだけでなく、記録中の発熱抵抗素子の発熱量を補正するための指標としても有効である。

プレヒート中および記録中は、発熱抵抗素子に電力が供給され、発熱抵抗素子が発熱するので、その熱により放熱部材が加熱され、放熱を促す。したがって、発熱抵抗素子およびその近傍が最も高温になるのが通常であり、そのような状態で発熱抵抗素子の発熱量を第１の温度などに基づき補正して記録媒体に記録することが通常である。しかしながら、放熱部材が十分に加熱されていない状況においては、発熱抵抗素子が発熱を終了すると、発熱抵抗素子およびその近傍の第２の温度が低下し、第１の温度よりも低くなる可能性がある。そのような非定常状態において、第１の温度に基づいて発熱量を補正すると、発熱抵抗素子の発熱量が不足する。したがって、その後、放熱部材が定常状態になったときの濃度に対して、濃度差のあるイメージが記録される可能性がある。

第３の工程において、第２の温度が第１の温度よりも高いことを条件に加えて記録開始を許可することにより、放熱部材の内部の温度勾配が略安定した定常状態あるいはこれと近似する状態で記録媒体に対するイメージの記録を行うことができる。このため、各記録媒体に記録されるイメージの間の濃度差を抑制できる。

さらに、本発明に含まれるプリンタの制御方法においては、記録媒体にイメージの記録を開始するために温度を取得する第２の工程において、放熱部材の温度状態が定常あるいはそれに近い状態であるか否かを判断するための第２の温度を、発熱抵抗素子自身を用いて取得する。記録媒体にイメージの記録を開始するために温度をサンプリングするタイミングは、発熱抵抗素子に電力を供給するプレヒートが終了し、発熱抵抗素子に電力を供給して記録を行う前であり、発熱抵抗素子に電力は供給されておらず、発熱抵抗素子を温度測定素子として用いることが可能なタイミングである。そして、発熱抵抗素子を温度測定素子として共用することにより、放熱部材の温度状態を把握するのに最適な位置の温度を極めて簡易な構成でサンプリングできる。

第１の温度および第２の温度は、単一の測定点で測定された温度でも良く、複数の測定点で測定された温度の平均、中間などの適当な統計処理を行った値であっても良い。第２の工程において、複数の発熱抵抗素子から離れた箇所の温度を第１の温度としてサンプリングすることにより、放熱部材の温度状態をより的確に判断できる。

発熱抵抗素子を温度測定素子として兼用するには、切り換え回路を設ければ良く、第２の工程では、少なくとも１つの発熱抵抗素子の回路を切り換えて第２の温度を決定することができる。さらに、第３の工程では、放熱部材が定常あるいはそれに近い温度状態であることが判断できれば良いので、第２の温度のサンプリングポイントは少なくて良く、例えば、複数の発熱抵抗素子の１つの発熱抵抗素子を用いて第２の温度をサンプリングするだけで十分な精度が得られる。

第３の工程において、記録開始を許可できない場合は、記録を中止しても良いが、ホストとなるデジタルカメラあるいはパーソナルコンピュータからのジョブがプリンタ側で勝手にキャンセルされることは好ましくない。したがって、第３の工程において、記録媒体に対するイメージの記録の開始が不可のときは第１の工程、すなわちプレヒートを再開し、再び第２および第３の工程により、記録開始の可否を判断することが望ましい。

本発明の他の態様は、記録媒体にイメージを記録するためのプリントヘッドを有するプリンタである。このプリンタは、放熱部材と、その放熱部材の一部に少なくとも１列に並べられた複数の発熱抵抗素子と、放熱部材の、複数の発熱抵抗素子から離れた位置に取り付けられた第１の温度測定素子と、複数の発熱抵抗素子のうちの少なくとも１つの発熱抵抗素子を、第２の温度測定素子として使用するために切り換える回路とを備えている。また、このプリンタは、さらに、プレヒートのために複数の発熱抵抗素子の少なくとも一部に電力を供給し、その後、第１の温度測定素子により測定される第１の温度と、上記切り換える回路を介して測定される第２の温度とを参照して、プリントヘッドによる記録を開始する機能を備えたコントローラを有する。

このプリンタによれば、複数の発熱抵抗素子から離れた位置に取り付けられた第１の温度測定素子により第１の温度を取得し、複数の発熱抵抗素子の少なくとも１つの発熱抵抗素子から第２の温度を取得できる。そして、コントローラにより、プレヒートのために複数の発熱抵抗素子の少なくとも一部に電力を供給し、その後、第１の温度と第２の温度とを参照して、プリントヘッドによる記録の開始の可否を判断させることができる。そのため、第１の温度が所定の温度よりも高く、第２の温度が第１の温度よりも高いとき、すなわち、放熱部材の内部の温度勾配が略安定した定常状態あるいはこれと近似する状態となっていることを確認したときに、記録媒体に対するイメージの記録を開始させることができ、さらにそのための第２の温度を、発熱抵抗素子を用いて取得することが可能となる。したがって、このプリンタは、本発明の１つの態様にかかる制御方法を実現するのに好適なプリンタの１つであり、少量の印刷物を不連続に印刷することが多い、昇華型プリンタ、なかでも、カラー写真を印刷するフォトプリンタとして好適である。

このプリンタのコントローラは、以下の機能を含むことが好ましい。
（ｂ１）複数の発熱抵抗素子の少なくとも一部に電力を供給して複数の発熱抵抗素子をプレヒートする第１の機能。
（ｂ２）記録媒体に対するイメージの記録を開始するために、第１の温度測定素子により第１の温度を測定し、切り換える回路により少なくとも１つの発熱抵抗素子により第２の温度を測定する第２の機能。
（ｂ３）第１の温度が所定の温度よりも高く、第２の温度が第１の温度よりも高いときに、記録媒体に対するイメージの記録を開始する第３の機能。

これらの機能は、ＣＰＵを制御するためのファームウェアとして提供することが可能であり、ＣＰＵをコントローラとして機能させることができる。

また、プリンタは、第１の温度測定素子により得られた温度情報に基づき複数の発熱抵抗素子へ供給する記録用電力を設定するための情報、または第１の温度測定素子により得られた温度情報に基づき複数の発熱抵抗素子へ供給する記録用電力を設定するための関数を記憶したメモリをさらに有することが好ましい。第１の温度が所定の温度よりも高く、第２の温度が第１の温度よりも高いときに、第３の機能は、第１の温度に基づきメモリに記憶された情報を用いて、発熱抵抗素子に対して適当な電力を供給でき、高品質のイメージの記録を開始できる。

以下に、図面を参照して本発明の一実施形態について詳しく説明する。図１に、本発明の一形態にかかるプリンタの概略構成を示してある。図２に、プリンタのヘッドの制御機構の一部を、ＣＰＵを含めた回路形式で示してある。このプリンタ１は、プリントヘッドの発熱抵抗素子から記録紙またはインクリボンに印加される熱エネルギーを制御することで、記録紙に対してモノクロあるいはカラーイメージの記録を行うものであり、プリンタ全体をコンパクトに構成できるので、個人ユーザがカラー写真を印刷するような場合に好適なラインサーマルプリンタである。

このプリンタ１は、記録紙４０にインクリボン３０を介してイメージを記録するプリントヘッド１０と、記録紙４０をプリントヘッド１０との間に挟みこんで移動するプラテンローラ方式のフィーダ２０と、このフィーダ２０を駆動させるモータ２１と、これらプリンタ１を構成する要素を制御するためのコントローラ５０と、コントローラ５０のプログラム６１および制御用のデータ６２などを記憶したメモリ６０とを有している。

プリントヘッド１０は、放熱板１１と、記録紙４０に面した放熱板１１の一方の面（以下、プリント面という）１１ａに、記録紙４０の幅方向に一列に並べて設けられた複数の発熱抵抗素子Ｒからなる発熱抵抗素子群１３と、放熱板１１のうちの発熱抵抗素子群１３から離れている他方の面（以下、放熱面という）１１ｂに取り付けられた温度測定素子（温度検知素子）Ｒ_ＴＨｒとを有している。発熱抵抗素子群１３は、発熱抵抗素子と、温度測定素子（温度検知素子）としての機能を兼ねた素子Ｒ_ＴＨｆを含み、ヘッド１０は、発熱抵抗素子Ｒ_ＴＨｆを発熱抵抗素子および温度測定素子として切り換えて使用するための回路１５を有している。回路１５の切り換えは、コントローラ５０からの制御により動作するスイッチ１５ａによって行われる。

本実施形態では、第１の温度測定素子Ｒ_ＴＨｒは負の温度係数を有するサーミスタ（Thermally Sensitive Resister）が採用されている。また、発熱抵抗素子と兼用される第２の温度測定素子Ｒ_ＴＨｆもサーミスタとしての特性を備えた発熱抵抗素子兼サーミスタ素子が採用されている。一般的な発熱抵抗素子も、正の温度係数を有するため、測定精度の向上を図る必要があるかもしれないが、回路を切り換えて第２の温度測定素子として使用することが可能である。これらの発熱抵抗素子ＲおよびＲ_ＴＨｆは、１０個のＩＣ１〜ＩＣ１０にグループ分けされ、コントローラ５０から印刷用に制御されるようになっている。第２の温度測定素子Ｒ_ＴＨｆは、発熱抵抗素子群１３の中央部に位置するＩＣ５の複数の発熱抵抗素子Ｒのうちの１つと置換されている。本実施形態では、複数の発熱抵抗素子Ｒは、発熱抵抗素子兼サーミスタ素子Ｒ_ＴＨｆも含めた発熱抵抗素子群を示し、特に示さない場合は、発熱抵抗素子兼サーミスタ素子Ｒ_ＴＨｆは発熱抵抗素子として機能させている場合である。

フィーダ２０は、モータ２１によって駆動され、プリントヘッド１０に対し、色毎に領域が分かれたインクリボン（転写シート）３０を介して記録紙４０を押し付けながら紙送りを行う。したがって、ヘッド１０の所望の発熱抵抗素子Ｒに電力を供給して発熱させることにより、所望の色のドットを記録紙４０に形成でき、カラーイメージを記録紙４０に記録できる。

コントローラ５０は、ＣＰＵ５６を備えた（ＣＰＵ５６埋め込み）ＡＳＩＣであって、温度制御機能５２、印刷制御機能５３、およびプレヒート制御機能５１を有する制御機構部５４と、インターフェイス５５と、メモリ６０とを含んでいる。インターフェイス５５は、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどのホスト７０と制御機構部５４とを接続可能とし、プリンタ１が、ホスト７０からイメージ情報を取得して印刷することを可能とする。メモリ６０は、ＣＰＵ５６を制御し、プレヒート制御機能５１、温度制御機能５２および印刷制御機能５３としての機能およびその他のプリンタ１として要求される機能を、ＣＰＵ５６を用いて実現するためのプログラム６１や、発熱抵抗素子Ｒに供給する記録用電力の補正値あるいは補正済みの値が記録されたＬＵＴ（ルックアップテーブル）６２などを格納する。

コントローラ５０に含まれるプレヒート制御機能（第１の機能）５１は、プリンタ１において記録を開始するときに発熱抵抗素子Ｒに電力を供給してプリントヘッド１０をプレヒートする処理を制御する。プレヒート制御機能５１は、発熱抵抗素子Ｒに電力を供給する点では、後述する印刷制御機能５３と同じであり、プレヒート用の電圧制御を行なう点、すなわち、印刷用に電力補正を行なうためのＬＵＴ６２を使わない点で異なり、図２に示した回路構成においては同じ回路がこれらの機能に割当てられている。プレヒート時間の設定あるいはプレヒート用の電力設定を、例えば、放熱板１１の温度（第１の温度）Ｔ_ＴＨｒにより可変にすることが可能であり、そのためのＬＵＴをメモリ６０に用意しても良い。

温度制御機能（第２の機能）５２は、放熱板１１に取り付けられた第１のサーミスタＲ_ＴＨｒにより放熱面１１ｂの第１の温度Ｔ_ＴＨｒを測定し、ヘッダ１０の回路１５を切り換えて第２のサーミスタを兼ねる発熱抵抗素子Ｒ_ＴＨｆにより印刷面１１ａの第２の温度Ｔ_ＴＨｆを測定する。第１の温度Ｔ_ＴＨｒは、任意のタイミングでサンプリング（取得）することが可能である。第２の温度Ｔ_ＴＨｆも、ヘッダ１０の回路１５を任意のタイミングで切り換えることにより、任意のタイミングでサンプリング（取得）できる。したがって、プレヒート中であっても第２の温度Ｔ_ＴＨｆは測定できる。しかしながら、周囲の発熱抵抗素子Ｒに電力が供給されている状況では、発熱抵抗素子Ｒの発熱温度を測定していることに略等しく、放熱板１１の放熱面１１ｂの温度をそれほど精度良く測定できているとは言えない。プレヒート処理をいったん終了した後の、記録紙４０に対するイメージの記録を開始するために温度を測定するタイミングでは、周囲の発熱抵抗素子Ｒに電力が供給されていないので、第２のサーミスタを兼ねる発熱抵抗素子Ｒ_ＴＨｆを用いて放熱板１１のプリント面１１ａの温度を比較的精度良く測定できる。記録を開始するために測定された温度、および記録開始後、適当なタイミングで測定された温度、特に第１の温度Ｔ_ＴＨｒは、発熱抵抗素子Ｒが発生する熱量を補正するために使用される。

印刷制御機能（第３の機能）５３は、温度制御機能５２において、記録紙４０に対するイメージの記録を開始するために測定された第１の温度Ｔ_ＴＨｒが所定の温度Ｔａよりも高く、第２の温度Ｔ_ＴＨｆが第１の温度Ｔ_ＴＨｒよりも高いときに、記録紙４０に対するイメージの記録を開始する。また、この印刷制御機能５３は、第１の温度Ｔ_ＴＨｒに基づいて発熱抵抗素子Ｒに供給する記録用電力を設定する。さらに、印刷制御機能５３は、フィーダ２０を駆動するモータ２１の制御など、記録紙４０にイメージを記録するために必要な他の制御を合わせて担当する。

図３に、コントローラ５０によるプリンタ１の制御方法を、フローチャートを用いて示してある。ホスト７０から印刷開始の指示があると、まず、ステップ１０１において、温度制御機能５２により、第１のサーミスタＲ_ＴＨｒにより第１の温度Ｔ_ＴＨｒをサンプリングする。また、スイッチ１５ａをオンして回路１５を切り換え、発熱抵抗素子Ｒ_ＴＨｆを第２のサーミスタとして第２の温度Ｔ_ＴＨｆをサンプリングする。サンプリングが終了すると、回路１５は切り換えられ、発熱抵抗素子Ｒ_ＴＨｆは発熱抵抗素子として機能するようにセットされる。ステップ１０１において、第１の温度Ｔ_ＴＨｒおよび第２の温度Ｔ_ＴＨｆをサンプリングする順番は任意である。

ステップ１０２において、第１の温度Ｔ_ＴＨｒが所定の温度Ｔａ以下であると、ステップ１０５においてプレヒートをセットし、プレヒート制御機能５１により、発熱抵抗素子Ｒに電力を供給してプレヒートを開始する（第１の工程）。また、ステップ１０２において、第１の温度Ｔ_ＴＨｒが所定の温度Ｔａに達していても、ステップ１０３において、第２の温度Ｔ_ＴＨｆが第１の温度Ｔ_ＴＨｒ以下であれば、プレヒートセットしてプレヒートを開始または続行する。

プレヒートを行ない、ステップ１０２において、第１の温度Ｔ_ＴＨｒが所定の温度Ｔａよりも高く、さらに、ステップ１０３において、第２の温度Ｔ_ＴＨｆが第１の温度Ｔ_ＴＨｒよりも高くなると、ステップ１０４において、プレヒートを停止し、プレヒートを終了する。第１の温度Ｔ_ＴＨｒに対応する抵抗値の変化（実際には電圧値）の読み込みは、図２のＡＤコンバータ５７を用いて行うことができる。また、第２の温度Ｔ_ＴＨｆと第１の温度Ｔ_ＴＨｒとの比較は、それぞれの温度を取得するためのサーミスタの特性が同じであれば、図２のコンパレータ５８を用いて抵抗値（実際には電圧値）により行なうことができる。しかしながら、サンプリングの方法および比較の方法および回路はこれらに限定されない。なお、ホスト７０から印刷処理の指示があったときに、直前に印刷が行われており、ステップ１０２および１０３の条件が整っている場合は、プレヒートは行われない。

ステップ１０４において、プレヒートが停止されると、ステップ１０６において、印刷処理を開始することが可能となる。ステップ１０７において、記録紙４０に対するイメージの記録を開始するために、放熱板１１の放熱面１１ｂに設けられた第１のサーミスタＲ_ＴＨｒにより第１の温度Ｔ_ＴＨｒをサンプリングする。また、同時に、第２のサーミスタを兼ねる発熱抵抗素子Ｒ_ＴＨｆにより第２の温度Ｔ_ＴＨｆをサンプリングする（第２の工程）。具体的な手順は、ステップ１０１と同じであり、図２の回路を参照してさらに説明すると以下のようになる。

すなわち、図２の回路において、ステップ１０７のタイミングでは、ｎＶＨＯＥ（ヘッド電源イネーブル、アクティブロー）端子はＨであり、ヘッド電圧は出力されていない。また、ＶＣＣ−Ｒ端子（発熱抵抗素子兼サーミスタＲ_ＴＨｆでの温度測定時に、ＶＣＣと同電圧を供給する端子）とＢ端子（発熱抵抗素子兼サーミスタＲ_ＴＨｆで電圧降下した電圧が入力される端子）は、Ｈｉ−Ｚで右回路から切り離された状態となっている。さらに、イメージ記録時、抵抗素子Ｒ_ＰＢを発熱抵抗素子兼サーミスタＲ_ＴＨｆから切り離すためのＦＥＴ１５ａはＯＦＦ状態にあり、このＦＥＴ１５ａのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うＤＬＯＥ端子はＬである。さらに、ステップ１０７のタイミングでは、第１のサーミスタＲ_ＴＨｒで電圧降下した電圧は、端子Ａに入力され、ＡＤコンバータ５７でデジタル変換されて、ＣＰＵ５６に送信される。なお、抵抗素子Ｒ_ＰＡおよび抵抗素子Ｒ_ＰＢは、同温度のときのＡ端子およびＢ端子の電圧が等しくなるように選定されている。

ステップ１０８において、第１の温度Ｔ_ＴＨｒが所定の温度Ｔａよりも高く、ステップ１０９において、第２の温度Ｔ_ＴＨｆが第１の温度Ｔ_ＴＨｒよりも高いと、印刷制御機能５３により、ステップ１１０において、ＬＵＴ６２の読み出しが行われ、ステップ１１１において、印刷が行われる（第３の工程）。

すなわち、図２の回路において、ステップ１０８では、第１の温度Ｔ_ＴＨｒが所定の温度Ｔａよりも高いとき、ｎＶＨＯＥ端子はＨのまま、ＶＣＣ−Ｒ端子およびＤＬＯＥ端子をＨ、Ｂ端子を活性にし、ステップ１０９では、コンパレータ５８により第１の温度Ｔ_ＴＨｒと第２の温度Ｔ_ＴＨｆとの温度比較（電圧比較）を行う。ステップ１０９では、第２の温度Ｔ_ＴＨｆが第１の温度Ｔ_ＴＨｒよりも高いときに、ｎＶＨＯＥ端子はＬとなり、ヘッド電圧を出力する。また、ＶＣＣ−Ｒ端子およびＢ端子は、Ｈｉ−Ｚで右回路から切り離され、ＤＬＯＥ端子は、Ｌである。ステップ１１０では、ステップ１０７のタイミングでサーミスタＲ_ＴＨｒより得られた第１の温度Ｔ_ＴＨｒに基づきＬＵＴ６２から発熱量を補正する電力値の情報が得られると、電圧制御ユニット５９の値をＣＰＵ５６が適宜セットする。そして、ＣＰＵ５６からイメージに対応したＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ１０、ＣＬＫ、ＬＡＴＣＨ、およびＳＴＢの信号が出力され、ステップ１１１において、イメージが記録媒体４０に印刷される。

一方、ステップ１０８において、第１の温度Ｔ_ＴＨｒが所定の温度Ｔａ以下である場合、または、ステップ１０９において、第２の温度Ｔ_ＴＨｆが第１の温度Ｔ_ＴＨｒ以下である場合には、ステップ１１２において、プレヒートが再開される。そして、ステップ１０１に戻り、プレヒートを終了する条件が成立するまで、再度、プリントヘッド１０はプレヒートされる。

ステップ１１３において、印刷中に、定期的に、または印刷の進行状況などにより温度測定タイミングになると、ステップ１０７に戻って温度を測定し、ステップ１１０において、ＬＵＴ６２を用いて、必要であれば発熱抵抗素子Ｒに供給する電圧を再設定する。ステップ１１４において印刷終了するまで上記の処理を繰り返す。

図４に、放熱板１１のプリント面１１ａおよび放熱面１１ｂにおいて測定される温度の経時変化を模式的に示してある。時刻ｔ０に発熱抵抗素子Ｒに電力を供給してプレヒートを開始する。発熱抵抗素子Ｒが並ぶプリント面１１ａの第２の温度Ｔ２（温度Ｔ_ＴＨｆに対応）は即座に上昇を開始する。一方、放熱面１１ｂの第１の温度Ｔ１（温度Ｔ_ＴＨｒに対応）は、熱伝達によるタイムラグがあるので、時刻ｔ１に上昇を開始する。時刻ｔ２に、第１の温度Ｔ１が所定の温度Ｔａに到達すると、加熱されているプリント面１１ａの温度Ｔ２の方が温度Ｔ１より高いので、プレヒートを終了する条件が満足され、プレヒートはいったん終了する。

プレヒートを終了した途端に放熱板１１の冷却が進む。プリント面１１ａは放熱面１１ｂよりも高温になっているので熱の放射量が大きく急激に冷却が進む可能性が高い。さらに、プリント面１１ａには発熱抵抗素子Ｒおよびそれらに電力を供給する回路が形成されており、また、印刷においてはプリント面１１ａの位置を精度良く決める必要があることからプリント面１１ａの近傍がプリンタ１のシャーシなどに取り付けられることが多い。プレヒートの段階ではシャーシなども含めて温度が定常状態になっていることは少なく、上記のような要因によりプリント面１１ａが、放熱面１１ｂよりも急激に冷却される可能性が高い。その結果、プリント面１１ａと放熱面１１ｂとの温度差がなくなり場合によっては、時刻ｔ３以降のように第２の温度Ｔ２が第１の温度Ｔ１以下まで低下することが予想される。

このため、プレヒート終了後、印刷を開始しようとする時刻ｔ４においては、プリント面１１ａの温度Ｔ２が放熱面１１ｂの温度Ｔ１より低くなる可能性がある。この状態で印刷を開始すると、本来、発熱抵抗素子Ｒの発熱量は、プリント面が温度Ｔ２のときには、放熱板１１の蓄熱状況が定常状態であれば温度Ｔ２より低い温度Ｔ１によるＬＵＴ６２の情報で補正されるべきところ、時刻ｔ４では、温度Ｔ２よりも高い、あるいは温度Ｔ２とほとんど変わりない温度Ｔ１で補正されることになる。したがって、時刻ｔ４でそのまま印刷を開始すると、放熱板１１の温度状態が定常状態に達する前に印刷される、１枚目または最初の数枚の記録紙４０に記録されるイメージの濃度が予想していたものよりも薄くなる現象が発生する。

このように、プレヒート後、所定の時間以上（時間ｔ４）経過してから印刷を開始しようとすると、発熱抵抗素子群の温度を実際の温度よりも高いと判断され、本来必要とされるものとは異なったＬＵＴの読み出しが行われる。このような場合、結果として、ＬＵＴのミスリードが行われていることと実質的に同等となる。このような温度ミスリードの程度は、プリンタを連続運転し、放熱板の温度勾配が略一定となるにつれて小さくなるが、１枚目または最初の数枚を印刷している状態では、顕著に現れることが多い。

図３に説明したプリンタの制御方法においては、時刻ｔ４において、放熱面１１ｂの温度Ｔ１よりもプリント面１１ａの温度Ｔ２が高くないので、印刷開始は許可されず、プレヒートが再開される。再開されたプレヒートにより、時刻ｔ５に、第１の温度Ｔ１が所定の温度Ｔａに達し、そのときに、第１の温度Ｔ１よりも第２の温度Ｔ２が高くなっていればプレヒートは終了する。その後、時刻ｔ６に、再び、印刷を開始するために温度Ｔ１およびＴ２をサンプリングする。２度目のプレヒートにより、プリンタ１は、プリントヘッド１０だけではなく、周囲のシャーシなども含めて加熱あるいは加温され、定常状態に近くなる。その結果、２度目のプレヒートの終了時刻ｔ５から印刷を開始するために温度をサンプリングする時刻ｔ６の間に温度Ｔ１と温度Ｔ２との関係が逆転したり、温度Ｔ１が急激に低下して所定の温度Ｔａをきるようなこともなくなる。したがって、時刻ｔ６においてサンプリングされた温度Ｔ１およびＴ２は印刷を開始する条件を満足し、その温度Ｔ１によりＬＵＴ６２から得られる補正量に基づき印刷を開始する。

時刻ｔ６においては、温度Ｔ１およびＴ２の関係より、放熱板１１の内部の温度勾配が略安定した定常状態あるいはこれと近似する状態となっていると考えられるので、定常状態と同様の方法でＬＵＴ６２を参照して印刷することにより、記録紙４０に記録されるイメージの間の濃度は予定されたものとなり、最初の数枚の記録紙に表れるイメージの濃度差あるいは色調差を抑制できる。

以上のように、本実施形態によれば、発熱抵抗素子群１３の中央部の発熱抵抗素子Ｒ_ＴＨｆをサーミスタ（Thermally Sensitive Resister）として、発熱抵抗素子群１３の中央部に追加サンプリングポイントを設け、放熱板１１のサンプリング温度に対して、追加サンプリングポイントのサンプリング温度が高くなったときに、イメージの記録の開始を許可している。この状態においては、放熱板１１の温度勾配が通常使用状態に近い状態となっていると考えられるため、略均一な濃度で、記録紙４０に対するイメージの記録を行うことができる。また、本実施形態によれば、複数の発熱抵抗素子を全てサーミスタにするよりもコストアップがない。また、電力制御には、放熱板１１の温度サンプル値が使えるため、通常使用状態でも、安定した濃度で、記録紙４０に対するイメージの記録を行うことができる。

また、放熱板１１は、ヒートシンクとしての機能と、発熱抵抗素子Ｒを支持するマウントとしての機能とを兼ね備えている。そのため、第１のサーミスタＲ_ＴＨｒが発熱抵抗素子群１３と近接していると、プリント面１１ａから放熱面１１ｂに向かう放熱板１１の内部の温度勾配を判断することが困難となる場合がある。これに対し、本実施形態によれば、第１のサーミスタＲ_ＴＨｒをプリント面１１ａから離れた放熱面１１ｂに設けている。そのため、プリント面１１ａから放熱面１１ｂに向かう放熱板１１の内部の温度勾配を良好に判断することができる。また、複数の発熱抵抗素子のうちの中央部に位置する１つの発熱抵抗素子を第２のサーミスタＲ_ＴＨｆとしているため、多くのサーミスタを使用することなく、発熱抵抗素子群１３の温度を、比較的正確に判断することができる。

なお、本実施形態では、プリンタとして、放熱板の一面に複数の発熱抵抗素子が１列に並べられたプリントヘッドを有するサーマルラインプリンタを例にとって説明したが、放熱部材の一部に複数の発熱抵抗素子が２列以上に並べられたプリントヘッドを有するプリンタにおいても同様の作用・効果が得られる。さらに、プリントヘッドはラインヘッドに限られず、キャリッジリターンタイプのプリントヘッドでも良い。

また、放熱部材の形状は、平板状に限られず、任意であり、フィン付きのもの、箱型のもの、あるいはシャーシを兼用した物などであっても良い。本実施形態では、インクリボンを加熱することで、このインクリボンを介して記録紙にイメージを記録するプリンタを例にとって説明したが、感熱紙を加熱するタイプのプリンタであっても良い。また、本実施形態では、記録媒体として、紙を例にとって説明したが、記録媒体は、紙に限定されるものではなく、樹脂フィルム、加熱することにより書き換え可能な記録媒体などであってもよい。

さらに、本実施形態のプリンタの制御方法では、プレヒートするために、全ての発熱抵抗素子Ｒに電力を供給するようにしているが、発熱抵抗素子Ｒを部分的に用いてプレヒートすることも可能である。

ステップ１０２においては、発熱抵抗素子ＲおよびＲ_ＴＨｆを発熱させてプレヒートしているので、第２の温度Ｔ_ＴＨｆが第１の温度Ｔ_ＴＨｒよりも高くなることは当然である。したがって、プレヒートを停止する条件として、第２の温度Ｔ_ＴＨｆが第１の温度Ｔ_ＴＨｒよりも高いという条件を設定することは、必ずしも必要なことではない。

さらに、本実施形態では、発熱抵抗素子ＲおよびＲ_ＴＨｆに供給する記録用電力の設定を、ＬＵＴ６２の読み出しにより行っているが、発熱抵抗素子ＲおよびＲ_ＴＨｆに供給する記録用電力の設定は、任意のファンクションによる演算などによって行ってもよい。

プリンタの概略構成を示す図。 サーマル制御機構をＣＰＵを含めて示す回路図。 プリンタの制御方法を示すフローチャート。 発熱抵抗素子群および放熱板のそれぞれの温度の経時変化を示す図。

符号の説明

１０ プリントヘッド、 １１ 放熱板（放熱部材）
１５ 回路、 ４０ 記録紙（記録媒体）
５０ コントローラ、 ６０ メモリ
Ｒ_ＴＨｒ 第１のサーミスタ（第１の温度測定素子）
Ｒ 発熱抵抗素子、 Ｒ_ＴＨｆ 第２のサーミスタを兼ねる発熱抵抗素子

Claims (7)

1. 放熱部材の一部に少なくとも１列に並べられた複数の発熱抵抗素子を備えるプリントヘッドを有し、前記プリントヘッドにより記録媒体にイメージを記録するプリンタの制御方法であって、
   前記プリントヘッドをプレヒートするために、前記複数の発熱抵抗素子の少なくとも一部に電力を供給する第１の工程と、
   前記記録媒体に対するイメージの記録を開始するために、前記放熱部材の少なくとも１箇所から第１の温度を取得し、前記複数の発熱抵抗素子の少なくとも１つの発熱抵抗素子から第２の温度を取得する第２の工程と、
   前記第１の温度が所定の温度よりも高く、前記第２の温度が前記第１の温度よりも高いときに、前記記録媒体に対するイメージの記録の開始を許可する第３の工程と、を含む制御方法。
2. 請求項１において、前記第２の工程では、前記放熱部材の、前記複数の発熱抵抗素子から離れた箇所の温度を前記第１の温度としてサンプリングする、制御方法。
3. 請求項１または２において、前記第２の工程では、前記少なくとも１つの発熱抵抗素子の回路を切り換えて前記第２の温度をサンプリングする、制御方法。
4. 請求項１において、前記第３の工程では、前記記録媒体に対するイメージの記録の開始が不可のときは前記第１の工程を再開する、制御方法。
5. 記録媒体にイメージを記録するためのプリントヘッドを有するプリンタであって、
   プリントヘッドは、放熱部材と、
   その放熱部材の一部に少なくとも１列に並べられた複数の発熱抵抗素子と、
   前記放熱部材の、前記複数の発熱抵抗素子から離れた位置に取り付けられた第１の温度測定素子と、
   前記複数の発熱抵抗素子のうちの少なくとも１つの発熱抵抗素子を、第２の温度測定素子として使用するために切り換える回路とを備えており、
   当該プリンタは、さらに、
   プレヒートのために前記複数の発熱抵抗素子の少なくとも一部に電力を供給し、その後、前記第１の温度測定素子により測定される第１の温度と、前記切り換える回路を介して測定される第２の温度とを参照して、前記プリントヘッドによる記録を開始する機能を備えたコントローラを有するプリンタ。
6. 請求項５において、前記コントローラは、前記複数の発熱抵抗素子の少なくとも一部に電力を供給して前記複数の発熱抵抗素子をプレヒートする第１の機能と、
   前記記録媒体に対するイメージの記録を開始するために、前記第１の温度測定素子により第１の温度を測定し、前記切り換える回路により前記少なくとも１つの発熱抵抗素子により第２の温度を測定する第２の機能と、
   前記第１の温度が所定の温度よりも高く、前記第２の温度が前記第１の温度よりも高いときに、前記記録媒体に対するイメージの記録を開始する第３の機能と、を有するプリンタ。
7. 請求項６において、前記記録媒体にイメージを記録するために、前記第１の温度測定素子により得られた温度情報に基づき前記複数の発熱抵抗素子へ供給する記録用電力を設定するための情報を記憶したメモリをさらに有し、
   前記第３の機能は、前記第１の温度に基づいて複数の発熱抵抗素子に供給する前記記録用電力を設定する、プリンタ。

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