JP2008519713A - 熱応答補正システム - Google Patents
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Abstract
Description
(発明の分野)
本発明は、感熱印刷に関する。より具体的には、サーマルプリントヘッド上での熱履歴の影響を補償することによってサーマルプリンタの出力を改善する技術に関する。
サーマルプリンタは、典型的には、加熱素子(本明細書では、また、「プリントヘッド素子」とも称する)の線形アレイを含む。この加熱素子は、例えば、ドナーシートから出力媒体に、ピグメントを転写することによって、あるいは、出力媒体でカラー形成反応を開始することによって、出力媒体上に印刷する。出力媒体は、典型的には、転写されたピグメントを受ける多孔性受容体、あるいはカラー形成化学を用いてコーティングされた紙である。プリントヘッド素子のそれぞれは、活性化されたとき、プリントヘッド素子の下を通る媒体上にカラーを形成し、特定の濃度を有するスポットを形成する。大きなスポットまたは濃いスポットの領域は、小さなスポットまたは濃くないスポットの領域より、より濃く認識される。デジタル画像は、非常に小さく、狭い間隔を空けたスポットの二次元アレイとしてレンダリングされる。
時間経過とともに、サーマルプリントヘッド素子へのエネルギ提供に対し、そのサーマルプリントヘッド素子の熱応答をモデル化するサーマルプリントヘッドモデルが提供される。このサーマルヘッドプリントモデルは、(1)サーマルプリントヘッドの現在の周囲温度と、(2)プリントヘッドの熱履歴と、(3)プリントヘッドのエネルギ履歴と、(随意で)(4)印刷媒体の現在温度とに基づいて、各プリントヘッドサイクル開始時における各サーマルプリントヘッド素子の温度予測を生成する。所望の濃度を有するスポットを生成するために、プリントヘッドサイクルの間にプリントヘッド素子のそれぞれに提供するエネルギ量は、(1)そのプリントヘッドサイクルの間に、プリントヘッド素子によって生成される所望の濃度と、(2)そのプリントヘッドサイクル開始時におけるプリントヘッド素子の予測温度とに基づいて計算される。
本発明の一局面において、時間経過とともに、サーマルプリントヘッド素子へのエネルギ提供に対し、そのサーマルプリントヘッド素子の熱応答をモデル化するサーマルプリントヘッドモデルが提供される。サーマルプリンタのプリントヘッド素子の温度履歴は、本明細書ではプリントヘッドの「熱履歴」と称される。時間経過につれてのプリントヘッド素子へのエネルギ分布は、本明細書にて、サーマルプリンタの「エネルギ履歴」と称される。
E=Γ−1(d)+S(d)(Ta−TΓ(d)) (数式1)
によって示される形式を用いて表される。
E=Γ−1(d)−S(d)TΓ(d)+S(d)Ta (数式2)
と、書き直され得る。
E=G(d)+S(d)Ta (数式3)
と、書き直され得る。実際、数式3を用いて、Eの値は、dの値に基づいて、2つのルックアップG(d)およびS(d)を用いて計算され得る。このような表現は、様々な理由で有利であり得る。例えば、二次元関数としてのE=F(d,Ta)をソフトウェアおよび/またはハードウェアで直接インプリメントすると、エネルギEを計算するために、大量のストレージ、または著しい数の計算が必要とされ得る。対照的に、一次元関数G(d)およびS(d)は、比較的小量のメモリを用いて格納され得、かつ、逆媒体濃度モデル206は、比較的少ない数の計算を用いて、数式3の結果を計算し得る。
T(i)(n,j)=T(i)(n−1,j)αi+AiE(i)(n−1,j) (数式4)
を用いて、以前の相対温度値と、以前の時間インターバルにおいて蓄積されたエネルギとの重み付き結合(weighted combination)として生成する。
Ta (nresolutions)(n,*)=Ts(n) (数式5)
および帰納的数式6:
Ta (i)(*,*)=I(i+1) (i)Ta (i+1)(*,*)+T(i)(*,*)
(i=nresolutions−1,nresolutions−2,・・・,0に対して) (数式6)
を用いて絶対温度値Ta (i)(n,j)を生成する。
T(0)(n,j)=T(0)(n−1,j)α0+A0E(0)(n−1,j)−αmedia(Ta (0)(n−1,j)−Tmedia) (数式7)
に示されるように、最精細分解能で、相対温度更新を改変することによって、説明され得る。
T(i)(n,j)=(1−2ki)T(i)(n,j)+ki(T(i)(n,j−1)+T(i)(n,j+1)) (数式8)
によってさらに改変される。
E(0)(n,j)=G(d(n,j))+S(d(n,j))Ta (0)(n,j) (数式9)
を用いて計算される。
E(i)(n,j)=I(i−1) (i)T(i−1)(n,j) (数式10)
を用いて再帰的に計算されることが可能になる。
に示される非対称S字型関数としてパラメータ化される。ここで、ε=E−E0であり、E0は、エネルギオフセットである。a=0およびb=0のとき、数式11に示されるΓ(E)は、エネルギE0に関する対称関数であり、E=E0における勾配dmaxσを有する。しかしながら、サーマルプリンタの典型的なガンマ曲線は、非対称的であることが多く、aおよびbの値が0でないことで、より良好に表される。図4を参照して既に記載された関数TΓ(d)は、様々な方法のいずれかで推定され得る。関数TΓ(d)は、例えば、ガンマ関数Γ(E)が測定されたとき、プリントヘッド素子の温度の推定であり得る。このような推定は、ヘッド温度モデルから取得され得る。
(1)Told (i)(*)、以前の印刷時間インターバル(すなわち、印刷時間インターバルn−1)からの分解能iにおける全ての参照点の相対温度を格納するためのアレイ(Told (i)(*)は、T(i)(n−1,*)と等価である)と、
(2)Tnew (i)(*)、現在の時間インターバルnの分解能iにおける全ての参照点の相対温度を格納するためのアレイ(Tnew (i)(*)は、T(i)(n,*)と等価である)と、
(3)STold (i)(*)、以前の時間インターバルn−1からの分解能iにおける全ての参照点の絶対温度を格納するためのアレイ(STold (i)(*)は、Ta (i)(n−1,*)と等価である)と、
(4)STnew (i)(*)、現在の時間インターバルn−1の分解能iにおける全ての参照点の絶対温度を格納するためのアレイ(STnew (i)(*)は、Ta (i)(n,*)と等価である)と、
(5)Eacc (i)(*)、現在の時間インターバルnの分解能iにおける全ての参照点の現在蓄積されたエネルギを格納するためのアレイ(Eacc (i)(*)は、E(i)(n,*)と等価である)と
が用いられる。
Claims (10)
- プリントヘッド素子を含むサーマルプリンタにおいて、
(A)周囲温度と、該プリントヘッド素子に以前に提供されたエネルギと、該プリントヘッド素子が印刷する予定の印刷媒体の温度とに基づいて、該プリントヘッド素子の温度を予測するステップと、
(B)該プリントヘッド素子の該予測温度と、該プリントヘッド素子によって印刷されるべき所望の出力濃度の複数の一次元関数とに基づいて、該プリントヘッド素子に提供される入力エネルギを計算するステップと
を包含する、方法。 - 前記複数の一次元関数は、
入力として前記所望の出力濃度を有し、出力として未補正入力エネルギとを有する逆ガンマ関数と、
入力として前記プリントヘッド素子の現在温度を有し、出力として補正係数とを有する補正関数と
を備え、
前記ステップ(A)は、該未補正入力エネルギに該補正係数を加算することによって、前記入力エネルギを計算するステップを包含する、請求項1に記載の方法。 - 前記補正関数は、
前記プリントヘッド素子の前記現在温度からリファレンス温度を減算することによって、温度差値を求めるステップと、
該温度差値と、入力として前記所望の出力濃度を有し、出力として感度値とを有する感度関数の出力との積として、前記補正係数を求めるステップと
を実行することによって、該補正係数を求める、請求項2に記載の方法。 - プリントヘッド素子と、
周囲温度と、該プリントヘッド素子に以前に提供されたエネルギと、該プリントヘッド素子が印刷する予定の印刷媒体の温度とに基づいて、該プリントヘッド素子の温度を予測する手段と、
該プリントヘッド素子の該予測温度と、該プリントヘッド素子によって印刷されるべき所望の出力濃度の複数の一次元関数とに基づいて、該プリントヘッド素子に提供される入力エネルギを計算する手段と
を備える、サーマルプリンタ。 - 前記入力エネルギを計算する前記手段は、
入力として前記所望の出力濃度を有し、出力として未補正入力エネルギとを有する逆ガンマ関数手段と、
入力として前記プリントヘッド素子の現在温度を有し、出力として補正係数とを有する補正関数手段と、
該未補正入力エネルギに該補正係数を加算することによって、該入力エネルギを計算する手段と
を備える、請求項4に記載のサーマルプリンタ。 - 前記補正関数手段は、
前記プリントヘッド素子の前記現在温度からリファレンス温度を減算することによって、温度差値を求める手段と、
該温度差値と、入力として前記所望の出力濃度を有し、出力として感度値とを有する感度関数の出力との積として、前記補正係数を求める手段と
を備える、請求項5に記載のサーマルプリンタ。 - 複数のプリントヘッド素子を含むプリントヘッドを有するサーマルプリンタにおいて、
複数のプリントヘッドサイクルのそれぞれに対し、複数の出力濃度を生成するために、該プリントヘッドサイクルの間に、該複数のプリントヘッド素子に提供されるべき複数の入力エネルギを求める方法であって、該方法は、
(A)該複数のプリントヘッドサイクルのそれぞれに対して、マルチ分解能熱伝播モデルを用いて、該プリントヘッドサイクルの開始時に、周囲温度と、少なくとも1つ前のプリントヘッドサイクルの間に該複数のプリントヘッド素子に提供された複数の入力エネルギと、該プリントヘッド素子が印刷する予定の印刷媒体の温度とに基づいて、該複数のプリントヘッド素子の複数の予測温度を求めるステップと、
(B)逆媒体モデルを用いて、該プリントヘッドサイクルの間に、該複数の予測温度と、該複数のプリントヘッド素子によって出力されるべき複数の濃度とに基づいて、該複数の入力エネルギを求めるステップと
を包含する、方法。 - (C)i軸、n軸、およびj軸を有する三次元グリッドを規定するステップであって、該三次元グリッドは、複数の分解能を備え、該複数の分解能のそれぞれは、i軸上に個別の座標を有する平面を規定し、該複数の分解能のそれぞれは、参照点の個別の二次元グリッドを備え、該三次元グリッドにおける該参照点の任意の一つは、そのi座標、n座標、およびj座標によって一意的に参照され得る、ステップをさらに包含し、
該三次元グリッドにおける該参照点のそれぞれは、絶対温度値およびエネルギ値と関連し、
座標(0,n,j)を有する参照点と関連する該絶対温度値は、時間インターバルnの開始時における位置jでのプリントヘッド素子の予測温度に対応し、座標(0,n,j)を有する該参照点と関連する該エネルギ値は、時間インターバルnの間に位置jでの該プリントヘッド素子に提供する入力エネルギの量に対応し、
前記ステップ(B)は、
(B)(1)i座標が0を有する複数の参照点と関連する前記複数の出力濃度および該絶対温度値に基づいて、i座標が0を有する該複数の参照点と関連するエネルギ値を求めることによって、該複数の入力エネルギを求めるステップを包含する、請求項7に記載の方法。 - (D)以下の数式:
T(i)(n,j)=T(i)(n−1,j)αi+AiE(i)(n−1,j)、および
T(i)(n,j)=(1−2ki)T(i)(n,j)+ki(T(i)(n,j−1)+T(i)(n,j+1))
を用いて、相対温度値を計算するステップであって、T(i)(n,j)は、座標(i,n,j)を有する参照点と関連する相対温度値を意味する、ステップと、
(E)i=nresolutions−1,nresolutions−2,・・・,0に対して、以下の帰納的数式:
Ta (i)(*,*)=I(i+1) (i)Ta (i+1)(*,*)+T(i)(*,*)
を、
Ta (nresolutions)(n,*)=Ts(n)
によって特定される初期条件とともに用いて、絶対温度値を計算するステップであって、nresolutionsは、前記三次元グリッドにおける分解能の数であり、Tsは、周囲温度であり、Ta (i)(n,j)は、座標(i,n,j)を有する参照点と関連する絶対温度値を意味し、I(i+1) (i)は、分解能i+1から分解能iまでの補間演算子である、ステップと
をさらに包含し、
前記ステップB(1)は、
i=1,2,・・・,nresolutions−1に対して、以下の帰納的数式:
E(i)(n,j)=I(i−1) (i)T(i−1)(n,j)
を、
E(0)(n,j)=G(d(n,j))+S(d(n,j))Ta (0)(n,j)
によって特定される初期条件とともに用いて、前記複数の入力エネルギを計算するステップであって、G(d(n,j))は、前記所望の出力濃度dを未補正入力エネルギEΓに関連づけ、Ta (0)(n,j)は、座標(0,n,j)を有する参照点と関連する絶対温度値であり、S(d(n,j))は、G(d(n,j))の温度依存性の勾配である、ステップを包含する、請求項8に記載の方法。 - 前記ステップ(D)は、以下の数式:
T(0)(n,j)=T(0)(n−1,j)α0+A0E(0)(n−1,j)−αmedia(Ta (0)(n−1,j)−Tmedia)
を用いて、i=0に対する相対温度値を計算するステップであって、αmediaは、前記プリントヘッドが印刷する予定の印刷媒体への熱損失を制御し、Tmediaは、該媒体が該プリントヘッドと接触する前の該媒体の絶対温度を表す、ステップを包含する、請求項9に記載の方法。
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