JP3310788B2 - サーマルヘッドの抵抗値測定装置及びサーマルプリンタ - Google Patents

サーマルヘッドの抵抗値測定装置及びサーマルプリンタ

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JP3310788B2
JP3310788B2 JP21008694A JP21008694A JP3310788B2 JP 3310788 B2 JP3310788 B2 JP 3310788B2 JP 21008694 A JP21008694 A JP 21008694A JP 21008694 A JP21008694 A JP 21008694A JP 3310788 B2 JP3310788 B2 JP 3310788B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サーマルヘッドを構成
する発熱素子の抵抗値を測定する装置及びサーマルプリ
ンタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】サーマルプリンタには、インクフイルム
を使用する熱転写プリンタと、感熱記録材料を直接に加
熱して画像を記録する感熱プリンタとがある。これらの
サーマルプリンタでは、多数の発熱素子(抵抗素子)を
ライン状に配列したサーマルヘッドが用いられている。
【0003】例えば、カラー感熱プリンタでは、特開昭
61ー213169号公報に記載されているように、マ
ゼンタ感熱発色層,シアン感熱発色層,イエロー感熱発
色層が支持体上に順次層設されたカラー感熱記録材料が
用いられる。このカラー感熱記録材料では、各感熱発色
層を選択的に発色させるために、その発色熱エネルギー
が異なっており、深層の感熱発色層ほど高い発色熱エネ
ルギーが必要である。また、次の感熱発色層を熱記録す
る際に、その上にある熱記録済みの感熱発色層が再度熱
記録されないように、熱記録済みの感熱発色層に特有な
電磁波を照射して光定着が行われる。
【0004】感熱プリンタにはサーマルヘッドが設けら
れており、このサーマルヘッドの各発熱素子によって記
録すべき感熱発色層に応じた発色熱エネルギーをカラー
感熱記録材料に与える。この発色熱エネルギーは、発色
直前の熱エネルギー(以下、これをバイアス熱エネルギ
ーという)に、所望の濃度に発色させるための熱エネル
ギー(以下、これを階調表現熱エネルギーという)を加
えたものである。このバイアス熱エネルギーは、感熱発
色層の発色特性に応じて決まる一定な値である。他方、
階調表現熱エネルギーは、高階調を表現するにはきめ細
かな発熱制御を行うことが必要である。一般的には、バ
イアス加熱では発熱素子が数ms〜数十ms程度通電さ
れ、また階調表現加熱では数μs〜数十μsの単位で発
熱素子の通電を制御する。
【0005】ところで、このようにきめ細かな発熱制御
が印字結果に正確に反映されるためには、サーマルヘッ
ドを構成している各発熱素子の抵抗値が全て均一である
ことが必要である。しかしながら、発熱素子の抵抗値
は、5〜10%程度のバラツキがあり、このため記録画
像に色むら等の不都合な現象が発生する。
【0006】これを改善するため、例えば特開平6−7
9897号公報では、図9に示すように、サーマルヘッ
ド1の各発熱素子21 〜2n と並列にコンデンサ3を接
続し、スイッチ4をONにすることで電源部5によりコ
ンデンサ3を充電した後に、測定対象の発熱素子21
n のいずれか1つがトランジスタ61 〜6n によりO
Nにされて、これによりコンデンサ3が放電して所定電
位に達するまでの時間をコンパレータ7を介してコント
ローラ8の抵抗測定部8aにより各発熱素子2 1 〜2n
毎に計測し、この計測結果に基づいて各発熱素子の抵抗
値を算出するようにしたサーマルヘッドの抵抗値測定方
法が提案されている。このような抵抗値測定方法によれ
ば、ノイズ吸収用のコンデンサ3を切り離す必要がな
く、構成を簡単にするとともに外来ノイズの影響を少な
くすることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記抵
抗値測定方法では、充放電の制御をマイクロコンピュー
タからなるコントローラ8により行っているため、図1
0に示すように、コンデンサ3の充放電時間に微少な差
異が生じて初期電荷が変動し、この初期電荷の変動によ
って測定誤差が発生するという問題がある。図10は従
来の抵抗値測定装置による充放電制御のタイミングチャ
ートである。図10から判るように、コンデンサ3の放
電中にコンデンサ3が所定電位になった時のRSTOP
信号の立ち下がりを検出した後に、ストローブ信号をO
FFにするまでの時間t,t’が一定ではなく僅かに変
化している。これにより、コンデンサ3の初期電荷はΔ
V・Cだけ変化してしまう。この初期電荷を持つ状態で
スイッチ4をONにし、一定時間で充電すると、充電時
間が限りなく大きければ電源電圧EH に近づくが、ある
有限時間であれば充電終了時の電荷は初期電荷の誤差が
含まれることになる。この影響により、放電時の計数時
間が変わり、精度よく各発熱素子の抵抗値を測定するこ
とができない。
【0008】本発明は、充放電時間のばらつきを無くし
てコンデンサの初期電荷を一定に保ち、各発熱素子の抵
抗値測定精度を向上させるようにしたサーマルヘッドの
抵抗値測定装置及びサーマルプリンタを提供することを
目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載のサーマルヘッドの抵抗値測定装置
は、各発熱素子に一端が接続され、各発熱素子とサーマ
ルヘッドの電源端子との接続をON/OFFする第1の
スイッチ手段群と、サーマルヘッドの電源端子に並列接
続したコンデンサと、前記各発熱素子を駆動させる電源
部と、この電源部と前記コンデンサに直列に接続された
第2のスイッチ手段と、第2のスイッチ手段をONにし
一定時間経過後にOFFにして前記コンデンサを充電
し、コンデンサの充電終了後に各発熱素子の1つを選択
しこの選択した発熱素子の第1のスイッチ手段をONに
してこの発熱素子によりコンデンサを放電させ、コンデ
ンサの放電時にコンデンサが所定電位に達したときに放
電を停止するとともに、放電開始から終了までの放電時
間を計測し、放電を停止してから一定時間経過後に第2
のスイッチ手段をONにして初期電荷を一定にした状態
から、次の発熱素子のために充電を開始し、以下充放電
を繰り返して他の発熱素子の放電時間を計測する充放電
制御回路と、この計測結果に基づいて各発熱素子の抵抗
値を算出する抵抗値算出手段とを備えたものである。こ
の抵抗値測定装置では、放電を停止してから一定時間経
過後に第2のスイッチ手段をONにして、次の発熱素子
のために充電を開始するので初期電荷が常に一定にな
り、初期電荷が変動することによる誤差が抵抗値の測定
に含まれることがなく、測定精度が向上する。
【0010】請求項2記載のサーマルヘッドの抵抗値測
定装置は、請求項1記載のものにおいて、前記充放電制
御回路を、前記コンデンサの充電時間を計測する充電カ
ウンタと、コンデンサの放電時間を計測する放電カウン
タと、コンデンサの放電時にコンデンサが所定電位に降
下したことを検出する電位検出部と、カウンタ制御部と
から構成し、カウンタ制御部を、第2のスイッチ手段を
ONにするとともに充電カウンタのカウントを開始し、
充電カウンタが所定値に達したときに第2のスイッチ手
段をOFFにし、充電カウンタが所定値に達して一定時
間経過後にストローブ信号をONにして放電カウンタの
カウントを開始し、電位検出部からの所定電位降下信号
に基づき放電カウンタのカウントを停止するとともに、
ストローブ信号をOFFにし、また所定電位降下信号か
ら一定時間経過後に第2のスイッチ手段をONにするよ
うに構成したものである。また、請求項3記載のサーマ
ルヘッドの抵抗値測定装置は、放電カウンタのカウント
値をコンデンサの充電期間内に読み取り、第2のスイッ
チ手段をOFFにする際に放電カウンタをリセットする
ことにより、放電時間の読み取り時間が処理サイクル内
に単独で含まれることがなく、全体の測定時間が短縮さ
れる。
【0011】請求項4記載のサーマルプリンタは、各発
熱素子に一端が接続され、前記各発熱素子とサーマルヘ
ッドの電源端子との接続をON/OFFする第1のスイ
ッチ手段群と、サーマルヘッドの電源端子に並列接続し
たコンデンサと、前記各発熱素子を駆動させる電源部
と、この電源部と前記コンデンサに直列に接続された第
2のスイッチ手段と、第2のスイッチ手段をONにし一
定時間経過後にOFFにして前記コンデンサを充電し、
コンデンサの充電終了後に各発熱素子の1つを選択しこ
の選択した発熱素子の第1のスイッチ手段をONにして
この発熱素子によりコンデンサを放電させ、コンデンサ
の放電時にコンデンサが所定電位に達したときに放電を
停止するとともに、放電開始から終了までの放電時間を
計測し、放電を停止してから一定時間経過後に第2のス
イッチ手段をONにして初期電荷を一定にした状態か
、次の発熱素子のために充電を開始し、以下充放電を
繰り返して他の発熱素子の放電時間を計測する充放電制
御回路と、この計測結果に基づいて各発熱素子の抵抗値
を算出する抵抗値算出手段と、得られた各発熱素子の抵
抗値に基づいてバイアスデータ又は画像データを補正す
る補正手段とを備えたものである。
【0012】
【作用】第2のスイッチ手段がONにされ一定時間経過
後にOFFにされて、コンデンサが充電される。コンデ
ンサの充電終了後に、第1のスイッチ手段をONにして
各発熱素子の1つが選択されこの発熱素子によりコンデ
ンサが放電される。この放電中にコンデンサが所定電位
に達すると、放電が停止される。また、放電開始から終
了までの放電時間が計測される。そして、放電を停止し
てから一定時間経過後に第2のスイッチ手段がONにさ
初期電荷を一定にした状態から、次の発熱素子のため
に充電が開始される。このように、放電中に所定電位に
達すると放電が停止され、放電を停止してから一定時間
経過した後に第2のスイッチ手段がONされて次の発熱
素子のために充電が開始されるため、コンデンサの初期
電荷を常に一定に保つことができ、各発熱素子の抵抗値
の測定精度が向上する。
【0013】
【実施例】カラー感熱プリンタの実施例を示す図2にお
いて、プラテンドラム10は、その外周にシート状をし
たカラー感熱記録材料11を保持し、プリント時にパル
スモータ18によって、矢線で示す副走査方向に回転さ
れる。このプラテンドラム10にクランパ12が取り付
けられており、これはカラー感熱記録材料11の先端を
プラテンドラム10に固定する。クランパ12はコ字形
をしており、両端部に設けた長孔12a,12bが、プ
ラテンドラム軸15,ガイドピン16にそれぞれ嵌合し
ている。このクランパ12は、カム機構17によってプ
ラテンドラム10に圧接したクランプ位置と、離れたク
ランプ解除位置との間をシフトする。
【0014】前記プラテンドラム10の外周には、サー
マルヘッド20と、光定着器21とが設けられている。
サーマルヘッド20は、複数の発熱素子(抵抗素子)2
1〜22n (図1参照)を主走査方向にライン状に形
成した発熱素子アレイ22を持っている。光定着器21
は、図3に実線で示すように、ほぼ365nmと420
nmに発光ピークを持った棒状の紫外線ランプ23と、
点線で示すような透過特性を持ったカットフイルタ24
とから構成されている。このカットフイルタ24は、ソ
レノイド等によって紫外線ランプ23の前に入れられた
ときに、ほぼ420nm付近の近紫外線を透過する。な
お、このような光定着器21に代えて、発光ピークが3
65nmの紫外線ランプと、発光ピークが420nmの
紫外線ランプとを設けてもよい。
【0015】給排紙通路27には、搬送ローラ対28が
配置されており、これを通ってカラー感熱記録材料11
が搬送される。また、給排紙通路27のプラテンドラム
側には排紙時にカラー感熱記録材料11の後端を給排紙
通路に案内するための分離爪29が設けられている。こ
の実施例では、1つの通路が給紙通路と排紙通路とに兼
用されているが、これらは別個に設けてもよい。
【0016】図4はカラー感熱記録材料の一例を示すも
のである。支持体32の上に、シアン感熱発色層33,
マゼンタ感熱発色層34,イエロー感熱発色層35,保
護層36が順次層設されている。これらの各感熱発色層
33〜35は、熱記録される順番に表面から層設されて
いるが、例えばマゼンタ,イエロー,シアンの順番に熱
記録する場合には、イエロー感熱発色層35とマゼンタ
感熱発色層34との位置が入れ換えられる。図4では、
各感熱発色層を分かりやすくするために、イエロー感熱
発色層35に対しては「Y」,マゼンタ感熱発色層34
に対しては「M」,シアン感熱発色層33に対しては
「C」が付してある。また、図面では省略されている
が、各感熱発色層33〜35の間には、マゼンタ感熱発
色層34,シアン感熱発色層33の熱感度を調節するた
めの中間層が形成されている。支持体としては、不透明
なコート紙又はプラスチックフイルムが用いられ、そし
てOHPシートを作製する場合には、透明なプラスチッ
クフイルムが用いられる。
【0017】シアン感熱発色層33は、電子供与性染料
前駆体と電子受容性化合物を主成分として含有し、加熱
されたときにシアンに発色する。マゼンタ感熱発色層3
4としては、最大吸収波長が約365nmであるジアゾ
ニウム塩化合物と、これに熱反応してマゼンタに発色す
るカプラーとを含有している。このマゼンタ感熱発色層
34は、熱記録後に365nm付近の紫外線を照射する
とジアゾニウム塩化合物が光分解して発色能力が失われ
る。イエロー感熱発色層35は、最大吸収波長が約42
0nmであるジアゾニウム塩化合物と、これと熱反応し
てイエローに発色するカプラーとを含有している。この
イエロー感熱発色層35は420nmの近紫外線を照射
すると光定着して発色能力が失われる。
【0018】各感熱発色層の発色特性を示す図5におい
て、イエロー感熱発色層35の熱感度が最も高く、シア
ン感熱発色層33の熱感度が最も低い。イエロー「Y」
のインクドットを1記録画素内に熱記録する場合には、
バイアス熱エネルギにBYに、階調表現用熱エネルギG
j を加えた発色熱エネルギがカラー感熱記録材料11
に与えられる。このバイアス熱エネルギBYは、イエロ
ー感熱発色層35が発色する直前の熱エネルギであり、
1記録画素の記録の始めのバイアス加熱期間中にカラー
感熱記録材料11に与えられる。階調表現用熱エネルギ
ーは、画素の階調レベルに応じて決められるものであ
り、バイアス加熱期間に続く階調表現加熱期間中に、カ
ラー感熱記録材料11に与えられる。なお、マゼンタ
M,シアンCも同様であるので、符号のみを付してあ
る。
【0019】図1は、カラー感熱プリンタの電気回路を
示すものである。フレームメモリ40には、1フレーム
の画像データが色毎に分離された状態で書き込まれてい
る。この画像データは階調レベル数を表しており、この
画像データに応じて記録画素に形成されるインクドット
の濃度を決める。階調表現加熱に際して、フレームメモ
リ40からプリントすべき色の画像データが1ラインず
つ読み出されて画像用ラインメモリ41に書き込まれ
る。また、バイアスデータはコントローラ43のRAM
43cから1ライン分が読みだされ、これがバイアス用
ラインメモリ42に書き込まれる。これら各ラインメモ
リ41,42からの画像データ及びバイアスデータは抵
抗むら補正部44に送られる。
【0020】抵抗むら補正部44は各発熱素子221
22n の抵抗値に基づきバイアスデータ及び画像データ
を補正して、抵抗値誤差に起因する熱エネルギ誤差が発
生しないようにするものである。抵抗むらの補正方法と
しては、抵抗値誤差に応じてバイアスパルスの個数又は
パルス幅を調節する他に、階調表現パルスの個数又はパ
ルス幅を調節したり、バイアスパルスと階調表現パルス
の個数又はパルス幅を調節したりする方法がある。抵抗
値誤差は、設計上定めた抵抗値と、各発熱素子の抵抗値
との差である。簡便には、各発熱素子の抵抗値の最大値
を基準とし、発熱素子の抵抗値とこの最大抵抗値との差
を抵抗値誤差として用いる。抵抗値誤差を無くすように
バイアスデータと画像データとを補正するものとして
は、特願平6−117224,同6−121106,同
6−121107,同6−121604号に詳しく説明
されている。なお、このような抵抗値むら補正方法に代
えて、従来からある補正方法を用いてもよい。抵抗むら
補正部44で補正された画像データ又はバイアスデータ
はコンパレータ45に送られる。
【0021】コンパレータ45は、バイアスデータと比
較データとを比較し、バイアスデータの方が大きいか又
は等しい場合には「1」の信号を出力する。また、各画
素の画像データと比較データとを比較し、画像データの
方が大きいか又は等しい場合には「1」の信号を出力す
る。
【0022】コントローラ43は、例えば64階調の場
合に、16進法で「0」〜「3F」の比較データを順番
に発生する。コンパレータ45は、コントローラ43か
ら「0」の比較データが送られると、この比較データに
対して1ライン分のバイアスデータ又は各画素の画像デ
ータを順番に比較する。これにより、1ライン分の比較
結果がシリアル信号としてコンパレータ45から出力さ
れ、プリントモードと抵抗測定モードを切り換えるモー
ド切換えスイッチ47aを介してシフトレジスタ48に
送られる。1ライン分のバイアスデータ又は画像データ
の比較が終了すると、コントローラ43は、「1」の比
較データを発生してコンパレータ45に送る。したがっ
て、「0」〜「3F」の比較データを用いることによ
り、バイアスデータ又は各画素の画像データは64回比
較され、64ビットの駆動データに変換される。そし
て、この64ビットの駆動データは、1ビットずつ順番
にシフトレジスタ48に送られる。
【0023】シリアルな駆動データは、クロックによっ
てシフトレジスタ48内でシフトされてパラレル信号に
変換される。シフトレジスタ48でパラレル信号に変換
された駆動データは、ラッチ信号に同期してラッチアレ
イ49にラッチされる。ANDゲートアレイ50は、ス
トローブ信号が入力されている期間内に、駆動データが
「1」の場合に「H」の信号を出力する。これにより、
バイアスデータ又は画像データに対応して各発熱素子が
発熱される。したがって、抵抗値誤差に基づき熱エネル
ギ誤差が解消され、抵抗値むらに起因する色むらの発生
が抑えられる。
【0024】ANDゲートアレイ50の各出力端子に
は、抵抗511 〜51n ,52を介して、ドライブIC
53を構成しているトランジスタ541 〜54n ,55
がそれぞれ接続されている。これらのトランジスタ54
1 〜54n ,55は、ANDゲートアレイ50の出力が
「H」の場合にONする。トランジスタ541 〜5
n,55には、各発熱素子221 〜22n 、基準抵抗
56がそれぞれ接続されている。基準抵抗56は、各発
熱素子221 〜22n の抵抗値R1 〜Rn を測定するた
めに用いられる。この基準抵抗56は、抵抗値Rsが既
知であり、且つ抵抗値が誤差1%程度以内の高品質のも
のが用いられる。また、基準抵抗56は、サーマルヘッ
ド20の基板上にハンダ付けされている。
【0025】発熱素子アレイ22とドライブIC50と
の回路に対して並列に、ノイズ吸収コンデンサ57が接
続されている。このノイズ吸収コンデンサ57は、カラ
ー感熱プリンタの本体内に配置された電源部58と、サ
ーマルヘッド20とを結ぶ電源線の乗るノイズを吸収
し、発熱素子アレイ22の印加電圧が変動しないように
する。なお、発熱素子アレイ22の印加電圧が変動する
と、各発熱素子221 〜22n の熱エネルギが変化し、
初期の濃度に発色させることができなくなる。充電スイ
ッチ59は常時ONタイプであり、各発熱素子221
22n の抵抗値R 1 〜Rn 及び基準抵抗56を測定する
毎に、コントローラ43によって開閉が制御される。
【0026】ノイズ吸収コンデンサ57の一方の端子は
コンパレータ60の非反転入力端子が接続されており、
コンパレータ60の基準電圧Vref は、電源電圧EH
抵抗値r1 ,r2 の抵抗62,63により抵抗分圧した
{r2 /(r1 +r2 )}E H を用いる。この基準電圧
Vref によれば、電源電圧EH の値に変動をあっても測
定誤差が生じないという利点がある。また、抵抗値r
1 ,r2 は、例えばVref =(1/2)EH となるよう
に設定する。
【0027】抵抗測定モード時には、ノイズ吸収コンデ
ンサ57が充電された後、充電スイッチ59が開けら
れ、測定しようとする例えば発熱素子221 のトランジ
スタ541 だけがONされる。ノイズ吸収コンデンサ5
7が充分に充電されている状態では、コンパレータ60
の非反転入力端子の電圧はEH であるが、ノイズ吸収コ
ンデンサ57に蓄積されていた電荷が発熱素子によって
放電されるにしたがってコンパレータ60の非反転入力
端子の電圧は低下し、やがて基準電圧Vref に一致す
る。この直後に、コンパレータ60の出力端子の電圧が
「H」から「L」に変化する。このコンパレータ60の
出力端子からの信号はRSTOP信号として充放電制御
回路70に送られる。
【0028】図6に示すように、充放電制御回路70
は、コンデンサ57の充電時間を計測する充電カウンタ
71と、コンデンサ57の放電時間を計測する放電カウ
ンタ72と、これらカウンタ71,72を制御するカウ
ンタ制御部73とから構成されている。また、切換えス
イッチ47a〜47dが設けられている。切換えスイッ
チ47aは、コンパレータ45からの駆動信号とコント
ローラ43からの駆動信号とを切り換えてサーマルヘッ
ド20のシフトレジスタ48(図1参照)に送る。ま
た、切換えスイッチ47b〜47dは、コントローラ4
3と充放電制御回路70とからのストローブ信号,ラッ
チ信号,クロック信号を切り換える。
【0029】図7及び図8に示すように、カウンタ制御
部73は、コントローラ43からの抵抗値測定を開始す
るRSTART信号に基づき充電カウンタ71をリセッ
トした後に充電スイッチ59をONにするとともに充電
カウンタ71のカウントを開始する。そして、充電カウ
ンタ71が所定時間T1を経過したときに充電スイッチ
59をOFFにするとともに放電カウンタ72をリセッ
トする。また、充電カウンタ71が所定時間T1に達し
てから一定時間T2を経過した後にストローブ信号をO
Nにし、放電カウンタ72のカウントを開始する。更
に、コンパレータ60からのRSTOP信号に基づき放
電カウンタ72のカウントを停止して、このカウント値
を保持するとともに、ストローブ信号をOFFにする。
そして、RSTOP信号から一定時間T3を経過した後
に充電スイッチ59をONにする。
【0030】図7はこの充放電制御回路70におけるフ
ローチャートであり、図8は同タイミングチャートであ
る。図8からも判るように、充電時間T1が一定とさ
れ、且つ放電を終了した後、一定時間T3が経過してか
ら充電が開始される。T3は短い時間であり且つ一定で
あるため、図10に示す従来例のように、初期電荷Qが
ΔV・Cだけ変化してしまうことがなく、初期電荷Q=
C・Vref で一定になる。これにより、初期電荷の変動
が無くなり、この影響による測定誤差を排除することが
できる。また、放電カウンタ72による放電時間計数結
果は、カウンタ制御部73からのREADRQ信号が
「L」から「H」になることでコントローラ43に読み
取られる。このREADRQ信号はRSTOP信号の立
ち下がりから一定時間T3を経過した後にカウンタ制御
部73により発生させられる。このように、放電を終了
すると同時に放電カウンタが停止させられ、この内容が
保持されるため、正確な放電時間を計数することができ
る。
【0031】抵抗値の測定対象としては図1に示すよう
に各発熱素子221 〜22n と基準抵抗56とがあり、
これらの全てについて放電時間が測定される。このた
め、コントローラ43は充電回数カウンタを内蔵してお
り、充電回数の増加に応じて測定対象のトランジスタの
みをONにするための駆動データを発生させ、この駆動
データをシフトレジスタ48に送る。なお、充電回数の
代わりに放電回数をカウントしてもよい。コントローラ
43は読み取った放電時間データをRAM43aに書き
込む。また、コントローラ43は抵抗値算出部43bに
よりRAM43aに書き込まれた放電時間データに基づ
き数式1を用いて各発熱素子221 〜22 n の抵抗値を
算出し、この算出した抵抗値データもRAM43cに書
き込む。
【0032】
【数1】Ri =(Tdi /Tds)RS (iは1〜n)
【0033】例えば第1の発熱素子221 の抵抗値R1
を測定するには、まずスイッチ47a〜47dを抵抗測
定モード側に切り換える。そして、充電スイッチ59を
ONにして、コンデンサ57を充電する。この充電時に
放電時間を測定する対象が選択される。測定対象の選択
は、測定対象のトランジスタのみをONにする駆動デー
タをシフトレジスタ48に送ることで、行われる。基準
抵抗56を選択する場合には、トランジスタ55がO
N,他のトランジスタ541 〜54n がOFFの状態と
なる1ライン分の駆動データをシフトレジスタ48に送
る。一定時間T1の充電を終了したのちT2を経過した
時点でストローブ信号がONにされ、これにより基準抵
抗56によるコンデンサ57の放電が開始される。コン
デンサ57の電荷がVref になるとコンパレータ60に
よりRSTOP信号がOFFになり、この信号の立ち下
がりにより放電カウンタ72の計数が停止させられると
ともに、放電カウンタ72によりストローブ信号がOF
Fにされる。これにより、コンデンサ57の放電を終了
する。RSTOP信号の立ち下がりから一定時間T3を
経過すると、READRQ信号が「L」から「H」とな
り、コントローラ43により放電カウンタ72から基準
抵抗56の放電時間Tdsが読み取られる。
【0034】次に、充電カウンタ71がリセットされた
後に充電カウンタ71により充電スイッチ59がONに
され、一定時間T1を経過した後に充電スイッチ59が
OFFにされ、コンデンサ57の充電を終了する。ま
た、トランジスタ542 〜54 n ,55をOFFにした
ままトランジスタ541 だけをONにする駆動データが
シフトレジスタ48に送られる。そして、基準抵抗56
の場合と同様の手順により第1の発熱素子221 の放電
時間Td1 が計測される。以下、同様にしてその他の発
熱素子222 〜22n についての放電時間Td2 〜Td
n が計測される。
【0035】発熱素子221 の抵抗値R1 は、R1
(Td1 /Tds)RS で算出されるから、抵抗値R1
の算出精度はコンデンサ57の容量Cに依存せず、基準
抵抗56の抵抗値RS の精度だけに依存する。抵抗値R
S は1%程度の誤差であるから、発熱素子221 の抵抗
値R1 を精度良く算出することができる。
【0036】次に、上記実施例の作用について説明す
る。サーマルプリンタの最初のセットアップ時に、切換
えスイッチ47a〜47dが抵抗測定モード側に切り換
えられ、シフトレジスタ48がコントローラ43に接続
される。そして、充放電制御回路70によって充電スイ
ッチ59がONされ、コンデンサ57の充電が開始され
る。充放電制御回路70は、充電スイッチ59をONに
したときから充電カウンタ71のカウントを開始してい
る。充電カウンタ71はカウント値が「T1」となった
ときに充電スイッチ59をOFFにするとともに、充電
終了信号をカウンタ制御部73に送る。カウンタ制御部
73はこの充電終了信号に基づき放電カウンタ72をリ
セットするとともに、READRQ信号を「L」にす
る。また、コントローラ43は、充電開始とともに、放
電時間の測定対象のトランジスタのみをONにする駆動
データをシフトレジスタ48に送り、測定対象を選択す
る。
【0037】一定時間T2を経過すると、放電カウンタ
72によりストローブ信号がONにされる。これによ
り、トランジスタ55のみがONになり、基準抵抗56
によりコンデンサ57の放電が開始される。この放電に
よりコンパレータ60の非反転入力端子の電位がVref
になると、コンパレータ60はRSTOP信号を発生す
る。カウンタ制御部73は、RSTOP信号により、放
電カウンタ72のカウントを停止するとともに、放電カ
ウンタ72によりストローブ信号をOFFにする。これ
により放電を終了する。また、カウンタ制御部73は、
RSTOP信号を受け取ってから一定時間T3を経過し
た後に、充電スイッチSbをONにして充電を開始する
とともに、READRQ信号を「H」にする。同時に充
電カウンタ71のカウントが開始される。コントローラ
43はREADRQ信号により放電カウンタ72の基準
抵抗56による放電時間Tdsを読み取って、これをR
AM43aに書き込む。
【0038】コントローラ43は次にトランジスタ54
1 がON,他のトランジスタ542〜54n ,55がO
FFの状態となる1ライン分の駆動データをシフトレジ
スタ48に送る。充放電制御回路70は、充電カウンタ
71のカウント値が「T1」になったときに充電スイッ
チ59をOFFにするとともに、充電終了信号をカウン
タ制御部73に送る。以下、基準抵抗56の放電時間の
測定と同じようにして第1の発熱素子221 によるコン
デンサ57の放電時間が計数され、これがRAM43a
に書き込まれる。以下、同様にして、他の各発熱素子2
2 〜22n についても放電時間Td2 〜Tdn が計数
され、これがRAM43aに書き込まれる。コントロー
ラ43は、RAM43aから読み出した放電時間Td
s,Td1〜Tdn により、抵抗値算出部43bで各発
熱素子221 〜22n の抵抗値R1〜Rn を算出して、
これをRAM43cに書き込む。
【0039】プリントモードでは、切換えスイッチ47
aによってシフトレジスタ48がコンパレータ45に接
続される。また、他の切換えスイッチ47b〜47dに
よって、ストローブ信号,ラッチ信号,クロックが充放
電制御回路70からコントローラ43に切り換えられ
る。このプリントモードにおいては、まずフレームメモ
リ40に3色の画像データが取り込まれる。抵抗むら補
正部44によって、バイアスデータと画像データとが抵
抗値R1 〜Rn に応じて補正され、この補正されたバイ
アスデータ及び画像データとによって、画像がカラー感
熱記録材料に記録される。
【0040】給紙時には、プラテンドラム10はクラン
パ12が図2において垂直となった状態で停止してお
り、この状態ではカム機構17によってクランパ12は
クランプ解除位置にセットされている。搬送ローラ対2
8は、カセット(図示せず)から供給されたカラー感熱
記録材料11をニップしてプラテンドラム10に向けて
搬送する。この搬送ローラ対28は、カラー感熱記録材
料11の先端がプラテンドラム10とクランプ部材12
との間に入り込んだときにいったん停止する。その後、
カム機構17によりクランパ12はクランプ位置にセッ
トされ、カラー感熱記録材料11の先端をクランプす
る。このクランプ後に、プラテンドラム10と搬送ロー
ラ対28とが回転するから、カラー感熱記録材料11が
プラテンドラム10の外周に巻き付けられる。
【0041】プラテンドラム10が一定ステップずつ間
欠回転して、カラー感熱記録材料11の記録エリアの先
端がサーマルヘッド20に達すると熱記録が開始され
る。この熱記録に際しては、RAM43cからバイアス
データが1ライン分読み出されてこれがバイアス用ライ
ンメモリ42に書き込まれるとともに、フレームメモリ
40からイエロー画像の画像データが1ライン分読み出
されて画像用ラインメモリ41に書き込まれる。そし
て、抵抗むら補正部44で各発熱素子221 〜22 n
抵抗値R1 〜Rn に基づき補正された修正バイアスデー
タで各発熱素子22 1 〜22n が修正バイアス加熱され
た後に、階調データに基づき階調加熱が行われる。この
階調加熱に際しても抵抗値むらが補正される。
【0042】バイアス加熱では、1ライン分のバイアス
データがコンパレータ45に送られ、ここで先ず「0」
の比較データと比較される。比較データよりもバイアス
データが大きいか同じ場合にコンパレータ45の出力が
「1」となり、それ以外は「0」となる。この比較結果
は、シリアルな駆動データとしてシフトレジスタ48に
送られ、そしてクロックによってシフトレジスタ48内
でシフトされてパラレルな駆動データに変換される。こ
のパラレルな駆動データは、ラッチアレイ49でラッチ
されてから、ANDゲートアレイ50に送られる。
【0043】ANDゲートアレイ50は、ストローブ信
号とラッチアレイ49の出力信号との論理積を出力する
から、ANDゲートアレイ50の各出力端子のうち、ラ
ッチアレイ49の出力端子が「1」となっているものが
「1」を出力する。以下、コンパレータ45で1ライン
分のバイアスデータと「1」〜「3F」の比較データと
が順次比較される。これにより、各発熱子221 〜22
n が修正バイアスデータに応じた時間だけ通電され、抵
抗むらが補正されたバイアス熱エネルギーをカラー感熱
記録材料11に与える。
【0044】前記バイアス加熱が終了する前に、コント
ローラ43は「1」の比較データを発生してコンパレー
タ45に送り、抵抗むら補正部44からの1ライン分の
画像データと比較する。比較データよりも画像データが
大きいか同じ場合にコンパレータ45の出力が「1」と
なり、それ以外は「0」となる。1ライン分の比較結果
であるシリアルな駆動データはシフトレジスタ48に書
き込まれる。バイアス加熱が終了すると、コントローラ
43は、バイアス加熱用パルスよりもパルス幅が短い階
調表現用のストローブ信号を発生する。この階調表現用
のストローブ信号はANDゲートアレイ50に送られ
る。このストローブ信号によって発熱素子が短時間通電
され、イエロー感熱発色層35を階調レベル「1」の濃
度に発色させる。以下、コントローラ43が階調レベル
を「2」から「3F」まで順番に変化させるために、各
階調レベルに応じた駆動データがコンパレータ45から
出力される。これにより、各発熱素子221 〜22n
補正された画像データに応じた回数だけ通電され、カラ
ー感熱記録材料11に階調表現熱エネルギーを与えて所
望の濃度に発色させる。
【0045】イエロー画像の第1ラインが記録される
と、プラテンローラ10が1画素分ステップ回転し、こ
れとともにフレームメモリ40からイエロー画像の第2
ライン目の画像データが読み出される。このイエロー画
像の第2ライン目の画像データに基づいて、カラー感熱
記録材料11に第2ライン目が熱記録される。イエロー
画像を熱記録した部分が光定着器21に達すると、ここ
でイエロー感熱発色層35が光定着される。この光定着
器21は、カットフイルタ24が紫外線ランプ23の前
にセットされているから、420nm付近の近紫外線が
カラー感熱記録材料11に照射される。これにより、イ
エロー感熱記録材料11に含有されたジアゾニウム塩化
合物が分解して発色能力が消失する。
【0046】プラテンドラム10が1回転して記録エリ
アが再びサーマルヘッド20の位置にくると、マゼンタ
画像が1ラインずつマゼンタ感熱発色層34に記録され
る。このマゼンタ画像の発色熱エネルギーは、イエロー
画像の発色熱エネルギーよりも大きいが、イエロー感熱
発色層35は既に光定着されているので、このイエロー
感熱発色層35が再度発色することはない。マゼンタ画
像を記録したカラー感熱記録材料11は、前述したよう
に定着器21で光定着される。この場合には、カットフ
イルタ24が紫外線ランプ23の前から退避しているの
で、紫外線ランプ23から放射された全ての電磁波がカ
ラー感熱記録材料11に照射される。この電磁波のう
ち、365nm付近の紫外線によってマゼンタ感熱発色
層34が光定着される。
【0047】プラテンドラム10が更に1回転して記録
エリアが再びサーマルヘッド20の位置にくると、シア
ン画像が1ラインずつシアン感熱発色層33に記録され
る。このシアン感熱発色層33は、発色熱エネルギーが
通常の保管状態では発色しない値になっているので、シ
アン感熱発色層33に対しては光定着性が与えられてい
ない。そこで、シアン感熱発色層33の熱記録では、光
定着器21はOFF状態になっている。
【0048】イエロー画像,マゼンタ画像,シアン画像
の熱記録が終了した後に、プラテンドラム10と搬送ロ
ーラ対28とが逆転する。このプラテンドラム10の逆
転により、カラー感熱記録材料11の後端が分離爪29
によって給排紙通路27に案内され、そして搬送ローラ
対28にニップされる。その後にプラテンドラム10が
給紙位置に達すると、プラテンドラム10が停止する。
また、カム機構17によってクランパ12が開いてクラ
ンプ解除位置になり、カラー感熱記録材料11の先端の
クランプが解除される。これにより、熱記録済みカラー
感熱記録材料11は、給排紙通路27を経てトレイに排
出される。
【0049】RAM43cに書き込まれた発熱素子22
1 〜22n の抵抗値R1 〜Rn は、内蔵したバックアッ
プ用の電池65により保持されているが、電池65が消
耗又は経時変化した場合等には、再び測定してRAM4
3cに書き込む。また、電池65を使用せずに、バック
アップ用の電源を例えば電源部58から供給するように
してもよい。この場合には、サーマルプリンタの電源を
落とした直後にRAM43cのデータは消失するから、
サーマルプリンタをセットアップする毎に抵抗値R1
n の測定を行う。また、RAM43cをバックアップ
用の電源が不要なROMに置き換えてもよい。この場合
には、予め測定した抵抗値R1 〜Rn をROMに書き込
んでおき、このROMをサーマルプリンタの組立時にマ
イクロコンピュータに組み込むようにすればよい。
【0050】なお、上記実施例では、基準抵抗56を設
けた実施例について説明したが、基準抵抗56を用いる
ことなく各発熱素子221 〜22n の抵抗値を測定する
ようにしてもよい。この場合には、次の数式4を用いて
放電時間Td1 から抵抗値R 1 を算出する。ここで、電
源電圧をEH ,放電時間をTd,コンデンサ57の容量
をC,発熱素子の抵抗値をRとすると、コンデンサ57
の非反転入力端子の電位VH は次の数式2で表される。
【0051】
【数2】VH =EH ・e-Td/CR Vref =(1/2)EH とすると、数式2は次のように
なる。
【0052】
【数3】e-Td/CR=1/2 これを変形してRについて求めると、
【0053】
【数4】R=Td/0.693C ここで、コンデンサ57の容量Cは定数であるから、発
熱素子の抵抗値Rは放電時間Tdによって決まる。
【0054】また、上記実施例では、基準抵抗56をサ
ーマルヘッド20に外付けするタイプとしたが、これに
代えて発熱素子の1つを基準抵抗としてもよい。この場
合には、基準抵抗として用いる発熱素子をトリミング処
理して、初期の抵抗値に仕上げる。この発熱素子は、プ
リントに使用してもよいし、又は基準抵抗としてのみ使
用してもよい。
【0055】また、上記実施例のサーマルプリンタから
サーマルヘッドの発熱素子の抵抗値を測定する機能のみ
を取り出し、サーマルヘッドの抵抗測定装置として独立
させることも可能である。この場合には、例えばサーマ
ルヘッドを検査する際の試験器として使用することがで
きる。
【0056】また、上記実施例ではカラー感熱プリンタ
を例にしたが、本発明は、モノクロの感熱プリンタやカ
ラー熱転写プリンタ等にも適用することができる。ま
た、カラー感熱記録材料とサーマルヘッドとを一次元に
相対移動させるラインプリンタについて説明したが、本
発明は、相対移動が二次元であるシリアルプリンタに対
しても利用することができる。
【0057】
【発明の効果】本発明は、第2のスイッチ手段をONに
し一定時間経過後にOFFにして前記コンデンサを充電
し、コンデンサの充電終了後に各発熱素子の1つを選択
しこの選択した発熱素子の第1のスイッチ手段をONに
してこの発熱素子によりコンデンサを放電させ、コンデ
ンサの放電時にコンデンサが所定電位に達したときに放
電を停止するとともに、放電開始から終了までの放電時
間を計測し、放電を停止してから一定時間経過後に第2
のスイッチ手段をONにして初期電荷を一定にした状態
から、次の発熱素子のために充電を開始したから、充電
開始時のコンデンサの初期電荷が常に一定になるため、
各発熱素子の抵抗値の測定を精度よく行うことができ
る。
【0058】充放電制御部を、前記コンデンサの充電時
間を計測する充電カウンタと、コンデンサの放電時間を
計測する放電カウンタと、コンデンサの放電時にコンデ
ンサが所定電位に降下したことを検出する電位検出部
と、各カウンタを制御するカウンタ制御部とから構成し
たから、簡単な構成で充放電時間のばらつきを無くすこ
とができる。
【0059】また、充電カウンタが所定値に達して一定
時間経過後にストローブ信号をONにして放電カウンタ
のカウントを開始し、電位検出部からの所定電位降下信
号に基づき放電カウンタのカウントを停止するととも
に、ストローブ信号をOFFにしたから、放電終了時の
コンデンサの電位を常に一定に保つことができる。しか
も、所定電位降下信号に基づきマイクロコンピュータを
介することなく、直接放電カウンタの計数を停止させ、
また、所定電位降下信号に基づき直ちに充電を開始し、
第2のスイッチ手段をONにするとともに充電カウンタ
のカウントを開始し、充電カウンタが所定値に達したと
きに第2のスイッチ手段をOFFにしたから、コンデン
サの充放電時間に微少な差異が発生していた従来のもの
に比べて、抵抗値の測定精度を向上することができる。
また、充電時間を短くしても測定精度が得られるため、
全測定時間の短縮化が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラー感熱プリンタの電気回路を示すブロック
図である。
【図2】カラー感熱プリンタの一例を示す概略図であ
る。
【図3】光定着器の紫外線ランプとカットフイルタの特
性を示すグラフである。
【図4】カラー感熱記録材料の層構造を示す説明図であ
る。
【図5】カラー感熱記録材料の発色特性を示すグラフで
ある。
【図6】充放電制御回路を示すブロック図である。
【図7】抵抗値の測定処理を示すフローチャートであ
る。
【図8】図6に示す各部の信号の波形図である。
【図9】従来の抵抗値測定手段を備えたサーマルプリン
タの電気回路を示すブロック図である。
【図10】図9に示す各部の信号の波形図である。
【符号の説明】
11 カラー感熱記録材料 20 サーマルヘッド 21 光定着器 22 発熱素子アレイ 221 〜22n 発熱素子 43 マイクロコンピュータ 43a,43c RAM 43b 抵抗値算出部 44 抵抗むら補正部 57 コンデンサ 58 電源部 59 充電スイッチ 60 コンパレータ 70 充放電制御回路 71 充電カウンタ 72 放電カウンタ 73 カウンタ制御部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーマルヘッドにライン状に配置された
    複数の発熱素子の各抵抗値を測定する装置において、 前記各発熱素子に一端が接続され、各発熱素子とサーマ
    ルヘッドの電源端子との接続をON/OFFする第1の
    スイッチ手段群と、 サーマルヘッドの電源端子に並列接続したコンデンサ
    と、 前記各発熱素子を駆動させる電源部と、 この電源部と前記コンデンサに直列に接続された第2の
    スイッチ手段と、 第2のスイッチ手段をONにし一定時間経過後にOFF
    にして前記コンデンサを充電し、コンデンサの充電終了
    後に各発熱素子の1つを選択しこの選択した発熱素子の
    第1のスイッチ手段をONにしてこの発熱素子によりコ
    ンデンサを放電させ、コンデンサの放電時にコンデンサ
    が所定電位に達したときに放電を停止するとともに、放
    電開始から終了までの放電時間を計測し、放電を停止し
    てから一定時間経過後に第2のスイッチ手段をONにし
    初期電荷を一定にした状態から、次の発熱素子のため
    に充電を開始し、以下充放電を繰り返して他の発熱素子
    の放電時間を計測する充放電制御手段と、 この計測結果に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する
    抵抗値算出手段とからなることを特徴とするサーマルヘ
    ッドの抵抗値測定装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のサーマルヘッドの抵抗値
    測定装置において、前記充放電制御手段は、前記コンデ
    ンサの充電時間を計測する充電カウンタと、コンデンサ
    の放電時間を計測する放電カウンタと、コンデンサの放
    電時にコンデンサが所定電位に降下したことを検出する
    電位検出部と、各カウンタを制御するカウンタ制御部と
    を備え、カウンタ制御部は、第2のスイッチ手段をON
    にするとともに充電カウンタのカウントを開始し、充電
    カウンタが所定値に達したときに第2のスイッチ手段を
    OFFにし、充電カウンタが所定値に達して一定時間経
    過後にストローブ信号をONにして放電カウンタのカウ
    ントを開始し、電位検出部からの所定電位降下信号に基
    づき放電カウンタのカウントを停止するとともに、スト
    ローブ信号をOFFにし、また所定電位降下信号から一
    定時間経過後に第2のスイッチ手段をONにすることを
    特徴とするサーマルヘッドの抵抗値測定装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のサーマルヘッドの抵抗値
    測定装置において、前記放電カウンタのカウント値をコ
    ンデンサの充電期間内に読み取り、前記第2のスイッチ
    手段をOFFにする際に放電カウンタをリセットするこ
    とを特徴とするサーマルヘッドの抵抗値測定装置。
  4. 【請求項4】 ライン状に配置された複数の発熱素子を
    備えたサーマルヘッドを用いて、バイアスデータと画像
    データとに基づく駆動信号により各発熱素子を駆動して
    記録材料に画像を記録するサーマルプリンタにおいて、 前記各発熱素子に一端が接続され、前記各発熱素子とサ
    ーマルヘッドの電源端子との接続をON/OFFする第
    1のスイッチ手段群と、サーマルヘッドの電源端子に並
    列接続したコンデンサと、前記各発熱素子を駆動させる
    電源部と、この電源部と前記コンデンサに直列に接続さ
    れた第2のスイッチ手段と、第2のスイッチ手段をON
    にし一定時間経過後にOFFにして前記コンデンサを充
    電し、コンデンサの充電終了後に各発熱素子の1つを選
    択しこの選択した発熱素子の第1のスイッチ手段をON
    にしてこの発熱素子によりコンデンサを放電させ、コン
    デンサの放電時にコンデンサが所定電位に達したときに
    放電を停止するとともに、放電開始から終了までの放電
    時間を計測し、放電を停止してから一定時間経過後に第
    2のスイッチ手段をONにして初期電荷を一定にした状
    態から、次の発熱素子のために充電を開始し、以下充放
    電を繰り返して他の発熱素子の放電時間を計測する充放
    電制御手段と、この計測結果に基づいて各発熱素子の抵
    抗値を算出する抵抗値算出手段と、得られた各発熱素子
    の抵抗値に基づいてバイアスデータ又は画像データを補
    正する補正手段とを備えたことを特徴とするサーマルプ
    リンタ。
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