JP2009172812A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーマルヘッド部における温度測定部の設置数が少ない場合においても、印刷する画像によらずヘッド全体の温度状態を把握することを可能とし、印刷の高速化に対応しつつ印刷装置の高画質化を実現することを目的としている。
【解決手段】本発明に係る印刷装置１０は、入力されたデータに基づいてサーマルヘッド部３に対して与える熱量を制御するサーマルヘッド駆動部２、サーマルヘッド駆動部２の出力信号からサーマルヘッド部３の各発熱体の発熱量を演算するヘッド蓄熱演算部６、ヘッド温度測定部４で測定された温度とヘッド蓄熱演算部６で演算された各発熱体の発熱量に基づいてサーマルヘッド部３の温度分布を演算するヘッド温度演算部７を備え、サーマルヘッド駆動部２はヘッド温度演算部７で演算された温度分布にも基づいてサーマルヘッド部３に対して与える熱量を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、熱転写方式により印刷を行う印刷装置に関する。

従来の、熱転写方式によりインクリボン上の染料を用紙上に印刷する印刷装置は、印刷する画像や文字データが入力されるデータ入力部、与えられた信号を熱に変換して熱転写により印刷を行うサーマルヘッド部、サーマルヘッド部の中央部に設けられサーマルヘッド部の温度を測定するヘッド温度測定部、サーマルヘッド部の雰囲気温度を測定する庫内温度測定部、データ入力部に入力されたデータに基づくとともに印刷出力が周囲の温度やサーマルヘッド部の温度による影響を受けないようにヘッド温度測定部および庫内温度測定部により測定された温度に基づいてデータを補正し、サーマルヘッド部に対して与える熱量を制御するサーマルヘッド駆動部によって構成される。

印刷を行う際は、直前にヘッド温度測定部からサーマルヘッド部の温度を取得し、同時に庫内温度測定部から雰囲気温度を取得する。サーマルヘッド駆動部は、これらの温度情報とデータ入力部から入力された画像／文字データをもとにあらかじめ決められた印加熱量を算出し、サーマルヘッド部に対する発熱制御信号を制御することでトータル発熱量を制御し、印画濃度を制御している。

ヘッド温度測定部は、通常、サーマルヘッド中央部に設けられた温度センサにより測定されており、この情報をサーマルヘッド部の温度と見なして温度制御を行っている。

もし、印刷を開始する際にヘッド温度測定部からの読み取り情報が、サーマルヘッド駆動部の制御温度範囲外である場合、サーマルヘッド温度測定部からの情報が制御温度範囲内になるまでサーマルヘッドの冷却時間を設けるような措置をとる。冷却時間経過後は、サーマルヘッドの温度分布はほぼ一様とみなすことができるため、次の印画を正常に行うことができるが、高速に印刷を行う場合には、十分な冷却時間が確保できずサーマルヘッドの温度分布ムラによる印画ムラが発生し印刷品質の低下の原因となっていた。

近年の印刷装置に対する印刷の高速化の要求を実現するためには、サーマルヘッドは休みなく印刷を行わなければならない。このとき、前回の印画によるサーマルヘッドの温度分布ムラの影響を受けた発色がおき、その結果印画のムラを引き起こし印刷品質が低下する。印刷画像品位向上のためには、サーマルヘッドの温度分布を正確に把握することが必要である。

また、特許文献１にはヘッドや発熱素子自体の熱応答性を早めることで温度分布を均一にしようという方法が示されている。特許文献２には中間転写体を備える熱転写プリンタにおいて、中間転写体に温度分布のばらつきがあった場合でも、中間転写体の表面温度分布に応じてサーマルヘッドの各発熱抵抗体への通電制御を行うことにより印画ムラを除去する方法が示されている。

特開２００７−１９６６５７号公報 特開平１０−２９３３８号公報

しかしながら、従来は、サーマルヘッドの温度を把握するために、ヘッドには温度測定用のサーミスタが設置されているが、それは上述したようにサーマルヘッドの中央部のみに設置されていることが多く、その測定結果からヘッド上の温度分布を正確に把握することは難しかった。印刷画像は多種多様であり、サーマルヘッド全体が均一に発熱することはまれで、画像によってはサーマルヘッドのある一部分のみが集中的に発熱することもある。特にサーマルヘッドは長細い形状をしており、印刷画像によってヘッドの温度分布のばらつきが大きくなりやすい。

また、特許文献１に示されている方法は、印刷が高速化するにつれ対応は困難になると思われる。特許文献２に示されている方法は、中間転写体を備えている印刷機に関するものであり、サーマルヘッド部により熱転写を行う印刷機に対応するものではない。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたもので、サーマルヘッド部における温度測定部の設置数が少ない場合においても、印刷する画像によらずヘッド全体の温度状態を把握することを可能とし、印刷の高速化に対応しつつ印刷装置の高画質化を実現することを目的としている。

本発明に係る印刷装置は熱転写方式によりインクリボン上の染料を用紙上に印刷する印刷装置であって、印刷するデータが入力されるデータ入力部、熱転写を行うサーマルヘッド部、サーマルヘッド部の所定の位置に設けられサーマルヘッド部の温度を測定するヘッド温度測定部、データ入力部に入力されたデータに基づいてサーマルヘッド部に対して与える熱量を制御するサーマルヘッド駆動部、サーマルヘッド駆動部の出力信号からサーマルヘッド部の各発熱体の発熱量を演算するヘッド蓄熱演算部、ヘッド温度測定部で測定された温度とヘッド蓄熱演算部で演算された各発熱体の発熱量に基づいてサーマルヘッド部の温度分布を演算するヘッド温度演算部を備え、サーマルヘッド駆動部はヘッド温度演算部で演算された温度分布にも基づいてサーマルヘッド部に対して与える熱量を制御する。

本発明に係る印刷装置は、ヘッド蓄熱演算部およびヘッド温度演算部を備えており、サーマルヘッド部の温度分布を正確に把握することが可能となる。また、サーマルヘッド駆動部は印刷するデータに基づくとともに、ヘッド温度演算部で演算されたサーマルヘッド部の温度分布にも基づいてサーマルヘッド部に対して与える熱量を制御するため、印画終了直後でもヘッドの温度分布に影響されることなく、すなわち前の印刷結果に影響されることなく、色ムラや濃度ムラの少ない高画質な印刷装置の実現が可能となる。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

（構成）
図１は、本発明に係る印刷装置１０の構成を示すブロック図である。印刷装置１０は熱転写方式によりインクリボン上の染料を用紙上に印刷する印刷装置であって、印刷する画像や文字などのデータが入力されるデータ入力部１、与えられた信号を熱に変換して用紙やインクリボンに対して熱を加えて印刷を行う、すなわち熱転写を行うサーマルヘッド部３、サーマルヘッド部３の中央部に設けられサーマルヘッド部３の温度を測定するヘッド温度測定部４を備える。

また、データ入力部１の出力部およびサーマルヘッド部３の入力部と接続されデータ入力部１に入力されたデータに基づいてサーマルヘッド部３に対して与える熱量を制御するサーマルヘッド駆動部２、サーマルヘッド部３が最後に発熱してからの経過時間を測定するタイマー部８、サーマルヘッド部３の雰囲気温度を測定する庫内温度測定部５を備える。

さらに、サーマルヘッド駆動部２およびタイマー部８の出力部と接続されサーマルヘッド駆動部２の出力信号およびタイマー部８で測定された経過時間に応じてサーマルヘッド部３の各発熱体の発熱量を演算し記憶するヘッド蓄熱演算部６、ヘッド温度測定部４とヘッド蓄熱演算部６および庫内温度測定部５の出力部と接続されヘッド温度測定部４で測定された温度とヘッド蓄熱演算部６で演算された各発熱体の発熱量および庫内温度測定部５で測定された温度に基づいてサーマルヘッド部３の温度分布を演算するヘッド温度演算部７を備える。

上述した各発熱体の発熱量は、サーマルヘッド駆動部２によりサーマルヘッド部３の各発熱体に印加される熱量（印加熱量とする。）、および各発熱体に蓄積される熱量（蓄熱量とする。）を含むとする。

サーマルヘッド駆動部２はヘッド温度演算部７の出力部とも接続され、ヘッド温度演算部７で演算された温度分布にも基づいてサーマルヘッド部３に対して与える熱量を制御する機能を備える。

（動作）
次に、印刷装置１０の動作の説明を行う。

印刷を行う際、サーマルヘッド駆動部２は、データ入力部１から指示されたデータに応じて、サーマルヘッド部３の各発熱体に印加する熱量の演算を行い、サーマルヘッド部３に発熱制御パルスを送る。サーマルヘッド部３はそのパルス信号を熱に変換して用紙やインクリボンに対して熱を加えて印刷を行う。

例えば図２の用紙９に示すように、中央部が薄く端部に近づくほど濃くなるパターンをヘッド温度が十分に下がった状態で印刷する場合、サーマルヘッド部３は図２に示すようにサーマルヘッド部３の端部に近づくほど印加熱量が多く温度が高くなり、逆に中央部では印加熱量は少なく温度は低くなる。印刷終了直後も、同様の温度分布となる。

このとき、中央部に設置されたヘッド温度測定部４は、印加熱量の少ない中央部の温度を測定しているため、それだけではサーマルヘッド部３の温度分布を正確に把握することは困難である。

ヘッド蓄熱演算部６は、印刷中はサーマルヘッド部３に加えられた発熱パルスを監視し、サーマルヘッド部３上の各発熱体がどれだけの熱量が印加され、または蓄熱しているかの演算を行い記憶する。印刷が終了した後は、タイマー部８で測定された経過時間を基にサーマルヘッド部３の発熱体の、放熱による冷却を考慮して蓄熱量の減算を行い記憶する。

サーマルヘッド部３の温度は印刷直後から時間の経過と共に下がっていく。上述したようにヘッド蓄熱演算部６はタイマー部８を備え、印刷終了後からの時間経過によって、記憶している蓄熱量の減算を行うため、前回の印刷から時間を経過した場合にでも蓄熱の影響を回避した印刷の実現を可能とする。

ヘッド温度演算部７は、ヘッド温度測定部４で測定されたサーマルヘッド部３上の中央部の温度および庫内温度測定部５で測定された温度をもとに、ヘッド蓄熱演算部６で計算された各発熱体の蓄熱量を補正しヘッド全体の温度分布の演算を行い、サーマルヘッド駆動部２に出力する。

ヘッド温度演算部７の演算を、サーマルヘッド部３上の温度のみでなく庫内温度測定部５によるサーマルヘッド部３の雰囲気温度にも基づくことにより、サーマルヘッド部３の発熱体の放熱される熱量や、発熱体に印加するべき熱量をより正確に演算することが可能となる。

サーマルヘッド駆動部２は、本来発熱すべき熱量からヘッド温度演算部７で補正された各発熱体の蓄熱量を差し引いた熱量をサーマルヘッド部３に印加する。

例えば、図２に示したパターンの次に印刷する印画例が、図４の用紙９に示すように全面グレーのパターンであった場合、サーマルヘッド部３におけるｘ方向の位置と必要な発熱量の関係は図５（ａ）に示すように平坦となる。しかし、サーマルヘッド部３における蓄熱量は図２に示したパターンによる前回の印刷のため、図５（ｂ）に示すようにサーマルヘッド部３の端部に近づくほど蓄熱量が多く温度が高くなり、逆に中央部では蓄熱量は少なく温度は低くなる。

サーマルヘッド部３に印加される印加熱量は、図５（ａ）に示す必要な発熱量から図５（ｂ）に示すサーマルヘッド部３における蓄熱量を差し引いた、図５（ｃ）に示す温度分布の印加熱量となり、サーマルヘッド駆動部２は図５（ｃ）に示す印加熱量をサーマルヘッド部３に印加する。

（効果）
本発明に係る印刷装置１０は、ヘッド蓄熱演算部６およびヘッド温度演算部７を備えており、サーマルヘッド部３の温度分布を正確に把握することが可能となる。また、サーマルヘッド駆動部２は印刷するデータに基づくとともに、ヘッド温度演算部７で演算されたサーマルヘッド部３の温度分布にも基づいてサーマルヘッド部３に対して与える熱量を制御するため、印画終了直後でもヘッドの温度分布に影響されることなく、すなわち前の印刷結果に影響されることなく、色ムラや濃度ムラの少ない高画質な印刷装置の実現が可能となる。

本発明に係る印刷装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る印画例とサーマルヘッド部の温度の関係を示す図である。 本発明に係るサーマルヘッド部の位置と蓄熱量の関係を示す図である。 本発明に係る印画例を示す図である。 本発明に係るサーマルヘッド部の位置と熱量の関係を示す図である。

符号の説明

１ データ入力部、２ サーマルヘッド駆動部、３ サーマルヘッド部、４ ヘッド温度測定部、５ 庫内温度測定部、６ ヘッド蓄熱演算部、７ ヘッド温度演算部、８ タイマー部、９ 用紙、１０ 印刷装置。

Claims (3)

1. 熱転写方式によりインクリボン上の染料を用紙上に印刷する印刷装置であって、
   印刷するデータが入力されるデータ入力部と、
   熱転写を行うサーマルヘッド部と、
   前記サーマルヘッド部の所定の位置に設けられ前記サーマルヘッド部の温度を測定するヘッド温度測定部と、
   前記データ入力部に入力されたデータに基づいて前記サーマルヘッド部に対して与える熱量を制御するサーマルヘッド駆動部と、
   前記サーマルヘッド駆動部の出力信号から前記サーマルヘッド部の各発熱体の発熱量を演算するヘッド蓄熱演算部と、
   前記ヘッド温度測定部で測定された温度と前記ヘッド蓄熱演算部で演算された前記各発熱体の発熱量に基づいて前記サーマルヘッド部の温度分布を演算するヘッド温度演算部と、を備え、
   前記サーマルヘッド駆動部は前記ヘッド温度演算部で演算された温度分布にも基づいて前記サーマルヘッド部に対して与える熱量を制御する、
   印刷装置。
2. 前記サーマルヘッド部が最後に発熱してからの経過時間を測定するタイマー部をさらに備え、
   前記ヘッド蓄熱演算部は前記タイマー部で測定された経過時間に応じて前記各発熱体の発熱量を減算する、
   請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記サーマルヘッド部の雰囲気温度を測定する庫内温度測定部をさらに備え、
   前記ヘッド温度演算部は前記庫内温度測定部で測定された温度にも基づいて前記サーマルヘッド部の温度分布を演算する、
   請求項１または請求項２に記載の印刷装置。

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