JP3821409B2

JP3821409B2 - サーマルプリンタ

Info

Publication number: JP3821409B2
Application number: JP24387097A
Authority: JP
Inventors: 昇小森
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: JPH1178101A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、サーマルヘッドで感熱記録紙を発熱素子で直接に加熱して感熱記録紙を発色させる感熱方式と、記録紙に重ねたインクリボンの背後をサーマルヘッドで加熱してインクリボンのインクを記録紙に転写する熱転写方式とがある。そして、感熱方式や、熱転写方式のうちのに昇華型のサーマルプリンタでは、発熱素子の発熱量を制御することにより、記録紙に記録されるドットの濃度を変えることができる。
【０００３】
サーマルヘッドは、発熱素子が表面に形成されたグレーズ層，このグレーズ層を支持するセラミック基板、セラミック基板を支持する例えばアルミ製の台板、この台板に取り付けられた放熱板等から構成されている。各発熱素子で発生した熱エネルギーの多くは記録のために使われるが、記録に供しないものは、放熱されたり、発熱素子のグレーズ層に蓄えられたり、あるいはこのグレーズ層からセラミック基板，台板，放熱板に順次伝達されて、これらにそれぞれ蓄えられたり、放熱されたりする。
【０００４】
したがって、記録が進むにつれてサーマルヘッドは、それ自体で発生した熱によって蓄熱が大きくなるため、記録エリアの始めの部分の濃度が全体的に低く、記録が進むにつれて全体的に濃度が高くなる、いわゆるシェーディングが発生する。また、複数枚の画像を連続して記録したような場合には、記録された画像の枚数が増えるにしたがって、サーマルヘッドの蓄熱が大きくなるため、初期にプリントした画像に比べて、その後にプリントした画像のほうが、同じ画像でも画像の全体の濃度が高くなる。以下、このような、現象を総称して蓄熱による濃度変動という。
【０００５】
このような蓄熱による濃度変動の発生を防止するために、サーミスタ等の温度センサをサーマルヘッドの台板に設けて、サーマルヘッドの温度を測定し、この温度に応じて発熱素子に供給する電気エネルギー、すなわち各発熱素子の発生する熱エネルギーを調節する方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように台板に温度センサを設けたものでは、これにより測定された台板の温度に基づいて、サーマルヘッドの蓄熱が記録に与える影響の度合いを推測しているにすぎないため、これに応じて発熱素子に供給する電気エネルギーを調節しても蓄熱による濃度変動を十分に補正することができないといった問題があった。
【０００７】
図７は、カラー感熱プリンタを用い、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の３色面順次で複数の画像を連続にプリントした際に、サーマルヘッドのグレーズ層の温度を赤外線検出で、また台板の温度をこれに埋め込まれた温度センサで測定したときの各温度の変化を示している。
【０００８】
図７に示されるように、グレーズ層の温度は、１枚目，２枚目，３枚目の各画像のプリントにおける各色の記録中では、比較的に似通った温度変化を示し、各色の記録終了時点（次の色の記録開始時点）のグレーズ層の各温度の変化に注目すると、温度変化の大きさこそ異なるが単調に高くなっていのるが分かる。一方、各色の記録終了時点の台板の各温度の変化は、１枚目では台板の温度が高くなる傾向を示すが、２枚目ではイエローの記録開始よりもマゼンタの記録開始時のほうが温度が低くなり、３枚目では温度が低くなる傾向を示している。
【０００９】
このような温度変化の現象は、例えばグレーズ層と台板とでは、熱伝導の関係から台板の温度変化がグレーズ層の温度変化から必ず時間的に遅れること、各色の記録間隔と次の画像を記録するまでの間隔が異なっていること、台板に取り付けられた放熱板から放熱される熱量が、周囲の温度と放熱板との温度差によって変化すること等が原因となっている。
【００１０】
例えば、プリント間隔を決めて複数枚の画像を連続してプリントするのであれば、予め調べた上記のような温度変化に基づいて、実際の各画像のプリント時のサーマルヘッドの蓄熱の状態をある程度知ることができるから、蓄熱による濃度変動をある程度の精度で補正することが可能であるが、実際には、複数の画像を連続して記録すると決まっていることはなく、また複数の画像をプリントする場合にもその間隔が決まっておらず、さらには、プリントする画像に応じてサーマルヘッドの蓄熱状態が変わるので、このような補正方法は現実的ではない。
【００１１】
さらに、グレーズ層に温度センサを設け、グレーズ層の温度を直接に測定できるようにしたサーマルヘッドが特開平６３−１４５０５４号公報によって知られている。しかし、これを利用して測定したグレーズ層の温度に応じて発熱素子に供給する電気エネルギーを調節しても、サーマルヘッドのその他の構成部分の蓄熱の影響を考慮した濃度変動の補正をすることができない。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、サーマルヘッドの蓄熱状態を正確に調べ、これに基づき蓄熱による濃度変動の補正を精度よくできるサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、発熱素子を並べた方向に沿って配されたグレーズ層の温度を測定するグレーズ温度センサと、グレーズ層が形成された基板を支持する台板の温度を測定する台板温度センサと、記録中に前記各グレーズ温度センサで測定された各グレーズ温度と前記台板温度センサで測定された台板温度とから前記グレーズ層と前記台板との間の平均温度勾配を求めるとともに、各グレーズ温度から平均グレーズ温度を求め、前記平均温度勾配を温度勾配に応じたサーマルヘッドの蓄熱状態が発熱素子に与える影響の度合を示す蓄熱パラメータに変換し、この蓄熱パラメータと前記平均グレーズ温度とに応じて、サーマルヘッドの蓄熱による濃度変動を防止するように各発熱素子に供給される電気エネルギーを調節する調節手段とを備えたものである。
【００１４】
請求項２記載の発明では、台板温度センサを、各グレーズ温度センサに対応して、発熱素子を並べた方向に沿って複数個設け、調節手段を対応するグレーズ温度センサと台板温度センサごとに、グレーズ温度と台板温度とから温度勾配をそれぞれ求め、得られる各温度勾配からサーマルヘッド内の平均温度勾配を算出するようにしたものである。
【００１５】
請求項３記載の発明では、調節手段を、発熱素子に印加するヘッド電圧を調節するようにしたものであり、請求項４記載の発明では、調節手段を、発熱素子の通電時間を調節するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図２において、サーマルヘッド１０の底面には、多数の発熱素子３７（図４参照）をライン状に配列した発熱素子アレイ１０ａが形成されている。このサーマルヘッド１０は、軸１１を支点にして揺動自在であり、回動自在なプラテンローラ１３上のカラー感熱記録紙１２を押圧するプリント位置と、プラテンローラ１３から離れた退避位置との間で揺動する。
【００１７】
カラー感熱記録紙１２は、周知のように、支持体上に、シアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，イエロー感熱発色層が順次層設されている。最上層となるイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。また、イエロー感熱発色層は、４２０ｎｍの近紫外線が照射されたときに、発色能力が消失する。マゼンタ感熱発色層は、３６５ｎｍの紫外線が照射されたときに発色能力が消失する。また、各感熱発色層は、カラー感熱記録紙１２に与える熱エネルギーの大きさを調節することで、発色濃度を調節することができる。
【００１８】
サーマルヘッド１０の下流に、搬送ローラ対１５が配置されており、この搬送ローラ対１５は、パルスモータ１６によって正逆両方向に回転する。搬送ローラ対１５は、カラー感熱記録紙１２をニップして往復動させる。定着装置１７は、発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線を発生するイエロー用紫外線ランプ１８と、発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を発生するマゼンタ用紫外線ランプ１９とを備えている。これらの紫外線ランプ１８，１９の背後には、リフレクタ２０が配置されている。なお、符号２１は、カラー感熱記録紙１２の先端を検出する位置センサーである。
【００１９】
サーマルヘッド１０の底面側を示す図３において、サーマル１０の底面には、カラー感熱記録紙１２の幅方向に長い発熱素子アレイ１０ａが設けられており、この発熱素子アレイ１０ａに沿って、第１，第２，第３グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃが設けられている。また、このサーマルヘッド１０の内部には、発熱素子アレイ１０ａに沿った方向に第１，第２，第３台板温度センサ３２ａ〜３２ｃが並べられて設けられている。
【００２０】
図４にサーマルヘッド１０の断面を示すように、サーマルヘッド１０は、セラミック基板３５上にグレーズ層３６が形成されている。セラミック基板３５は、例えばアルミナで作られている。グレーズ層３６の凸部の表面には、発熱素子３７と一対の電極３８とが多数形成されている。セラミック基板３５は、これを支持する台板４０が取り付けられている。台板４０は、例えば熱伝導性の高い、例えばアルミ製であり、熱伝導性が良好な接着剤４０ａでセラミック基板３５に固定されている。また、この台板４０には、放熱性を良好にするために複数の放熱フィンを有する放熱板４１が取り付けられている。なお、台板４０と放熱板４１とが一体にされたものを用いてもよい。
【００２１】
第１グレーズ温度センサ３１ａは、発熱素子アレイ１０ａの近傍のグレーズ層３６の表面に設けられている。この第１グレーズ温度センサ３１ａは、グレーズ層３６の上に薄膜状に形成したサーミスタである。第２，第３グレーズ温度センサ３１ｂ，３１ｃについても第１グレーズ温度センサ３１ａと同様である。これら発熱素子３７と電極３８、各グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃのそれぞれを覆うようにグレーズ層３６の表面には、保護層４２が形成さている。なお、グレーズ層３６の表面に発熱素子３７と電極３８と覆う保護層を形成してから、この保護層の表面に各グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃを形成し、各グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃの部分に再度保護層を形成するようにしてもよい。
【００２２】
第１〜第３グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃは、それぞれ設けられた位置のグレーズ層３６の温度（以下、第１〜第３グレーズ温度）Ｔ_G1〜Ｔ_G3を測定する。すなわち、第１グレーズ温度センサ３１ａは、発熱素子アレイ１０ａの一端側のグレーズ層３６の第１グレーズ温度Ｔ_G1を測定する。同様に、第２グレーズ温度センサ３１ｂは、発熱素子アレイ１０ａの中央部の第２グレーズ温度Ｔ_G2を測定し、第３グレーズ温度センサ３１ｃは、発熱素子アレイ１０ａの他端側の第３グレーズ温度Ｔ_G3を測定する。
【００２３】
第１グレーズ温度センサ３１ａの直下の台板４０の部分には凹部が形成されており、この中に第１台板温度センサ３２ａが収納され熱伝導性の良好な接着剤４３で固定されている。この第１台板温度センサ３２ａは、例えばサーミスタが用いられ、収納位置での台板４０の第１台板温度Ｔ_D1を測定する。同様に、第２，第３台板温度センサ３１ｂ，３２ｃは、それぞれ第２，第３グレーズ温度センサ３１ｂ，３１ｃの直下の台板４０の部分に収納され、その収納位置の第２，第３台板温度Ｔ_D2，Ｔ_D3を測定する。
【００２４】
図１において、各グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃと各台板温度センサ３２ａ〜３２ｃの信号は、Ａ／Ｄ変換器４５ａ〜４５ｆでそれぞれデジタル変換され、サーマルヘッド温度情報としてコントローラ４７に送られる。このコントローラ３０は、プリント時にはサーマルヘッド温度情報を用いてヘッド電圧Ｖを算出する。このヘッド電圧Ｖの情報は、レギュレータ４８に送られ、その出力電圧を調整する。
【００２５】
画像メモリ４９には、ビデオカメラやスキャナから取り込んだ１画像分のイエロー画像データ，マゼンタ画像データ、シアン画像データが記憶されている。これらの画像データは、プリントすべき色のものが１ラインずつ読み出されて駆動データ発生回路５０に送られる。この駆動データ発生回路５０は、１ライン分の画像データを並列処理して、１個の画像データを階調数に応じたビット数のシリアルな駆動データに変換する。例えば、２５６階調（階調０〜２５５）の場合には、２５５ビットの駆動データに変換する。
【００２６】
各駆動データは、所定のサイクルでゲートアレイ５１に送られる。このゲートアレイ５１は、多数のＡＮＤ回路から構成されており、各ＡＮＤ回路は、駆動データが「１」（＝「Ｈ」）のときにコントローラ４７から「Ｈ」のストローブ信号が入力されると、ドライバ回路５２の対応するトランジスタをＯＮとする。
【００２７】
ドライバ回路５２の各トランジスタには、発熱素子アレイ１０ａの発熱素子３７が接続されている。各発熱素子３７には、レギュレータ４８からのヘッド電圧Ｖが印加されており、対応するトランジスタがＯＮすると通電されて発熱する。
【００２８】
図５にコントローラ４７の機能ブロックの一例を示す。第１温度勾配算出手段５４ａは、第１グレーズ温度Ｔ_G1と第１台板温度Ｔ_D1との差を求めることにより、第１台板温度センサ３２ａが設けられた台板４０の位置から第１グレーズ温度センサ３１ａが設けられたグレーズ層３６の位置までの第１温度勾配Ｔ_S1を算出する。同様に、第２温度勾配算出手段５４ｂは、第２台板温度センサ３２ｂが設けられた台板４０の位置から第２グレーズ温度センサ３１ｂが設けられたグレーズ層３６の位置までの第２温度勾配Ｔ_S2を、第３温度勾配算出手段５４ｃは、第３台板温度センサ３２ｃが設けられた台板４０の位置から第３グレーズ温度センサ３１ｃが設けられたグレーズ層３６の位置までの第３温度勾配Ｔ_S3をそれぞれ、第２グレーズ温度Ｔ_G2と第２台板温度Ｔ_D2、第３グレーズ温度Ｔ_G3と第３台板温度Ｔ_D3との差として算出する。
【００２９】
平均温度勾配算出手段５５は、各温度勾配算出手段５４ａ〜５４ｃで得られた第１〜第３温度勾配Ｔ_S1〜Ｔ_S3を用いて，台板４０からグレーズ層３６にいたるサーマルヘッド１０の平均的な平均温度勾配Ｔ_Sを算出する。なお、平均温度勾配Ｔ_Sは、第１〜第３温度勾配Ｔ_S1〜Ｔ_S3の相加平均に限らず、各温度勾配Ｔ_S1〜Ｔ_S3に適当な重みをつけた重み付き平均や、その他の適当な演算式等を用いて求めた値でもよい。
【００３０】
平均温度勾配算出手段５５からの平均温度勾配Ｔ_Sは、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）５６によって蓄熱パラメータＰ₁に変換される。このＬＵＴ５６には、予め設定された平均温度勾配の範囲を適当なステップで分割した各平均温度勾配毎に特定の蓄熱パラメータＰ₁が書き込まれている。各蓄熱パラメータＰ₁は、対応する平均温度勾配Ｔ_Sに示される状態のときの、グレーズ層３６，セラミック基板３５，台板４０，放熱板４１の蓄熱状態、すなわちサーマルヘッド１０の蓄熱状態が発熱素子３７に与える影響の度合を表している。なお、ＬＵＴ５６の代わりに演算を行うことで蓄熱パラメータＰ₁を算出してもよい。
【００３１】
平均グレーズ温度算出手段５８は、第１〜第３グレーズ温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3からグレーズ層３６の平均グレーズ温度Ｔ_Gを算出する。ヘッド温度算出手段５９は、予め設定されている基準ヘッド電圧Ｖ₀と、平均グレーズ温度算出手段５８からの平均グレーズ温度Ｔ_Gと、ＬＵＴ５７からの蓄熱パラメータＰ₁とに応じてヘッド電圧Ｖを算出する。このヘッド電圧Ｖを算出する際には、例えば、基準ヘッド電圧Ｖ₀を設定したときの基準グレーズ温度Ｔ_G0と平均グレーズ温度Ｔ_Gとの差に応じた温度パラメータＰ₂を算出し、この温度パラメータＰ₂と、蓄熱パラメータＰ₁と、基準ヘッド電圧Ｖ₀とを所定のヘッド電圧算出式に適用することにより、グレーズ層３６の温度、サーマルヘッド１０の蓄熱状態を考慮したヘッド電圧Ｖを算出する。ヘッド電圧Ｖの情報は、レギュレータ４８に送られ、発熱素子アレイ１０の各発熱素子３７にヘッド電圧Ｖが印加されるようにする。ヘッド電圧Ｖの算出は、画像がＭライン記録される毎に行われるから、その都度ヘッド電圧Ｖが調節される。
【００３２】
次に、上記構成の作用について説明する。プリントを行う場合には、スキャナーやビデオカメラ等から取り込んだ３色の画像データが画像メモリ４９に書き込まれる。この後、プリントキーを操作すれば、コントロー４７は給紙装置を作動させ、カラー感熱記録紙１２を給紙カセット（図示せず）から送り出す。この給紙中は、サーマルヘッド１０がプラテンローラ１３から離れた退避位置にセットされている。カラー感熱記録紙１２は、サーマルヘッド１０とプラテンローラ１３との間を通過して搬送ローラ対１５にニップされる。
【００３３】
搬送ローラ対１５のニップ後に、パルスモータ１６が回転してカラー感熱記録紙１２を搬送する。この搬送中に、カラー感熱記録紙１２の先端が位置センサー２１で検出されると、イエロープリント工程が開始される。まず、サーマルヘッド１０が時計方向に揺動して、カラー感熱記録紙１２を押圧するプリント位置へ移動する。
【００３４】
次に、コントローラ４７は、第１〜第３グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃ，第１〜第３台板温度センサ３２ａ〜３２ｃでそれぞれ測定された第１〜第３グレーズ温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3と、第１〜第３台板温度Ｔ_D1〜Ｔ_D3とを取り込む。第１〜第３温度勾配算出手段５４ａ〜５４ｃは、それぞれ対応するグレーズ温度と台板温度とを用い、ぞれぞれの台板温度センサが配された台板４０の位置からグレーズ温度センサが配されたグレーズ層３６の位置までの温度勾配である第１〜第３温度勾配Ｔ_S1〜Ｔ_S3を算出する。次に、平均温度勾配算出手段５５は、得られた第１〜第３温度勾配Ｔ_S1〜Ｔ_S3を用いて、台板４０からグレーズ層３６に至るまでの平均的な温度勾配を示す平均温度勾配Ｔ_Sを算出する。
【００３５】
平均温度勾配算出手段５５からの平均温度勾配Ｔ_Sは、ＬＵＴ５６に送られ、このＬＵＴ５６によって蓄熱パラメータＰ₁に変換されて、ヘッド電圧算出手段５９に送られる。これにより、平均温度勾配Ｔ_Sは、これに示される温度勾配に応じたサーマルヘッド１０の蓄熱状態が発熱素子３７に与える影響の度合いを表す蓄熱パラメータＰ₁に変換される。
【００３６】
一方、第１〜第３グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃのそれぞれで測定された第１〜第３グレーズ温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3は、平均グレーズ温度算出手段５８にも送られる。そして、この平均グレーズ温度算出手段５８は、第１〜第３グレーズ温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3を用いてグレーズ層３６の平均的な温度である平均グレーズ温度Ｔ_Gを算出して、これをヘッド電圧算出手段５９に送る。
【００３７】
この後、ヘッド電圧算出５９は、平均グレーズ温度算出手段５８からの平均グレーズ温度Ｔ_Gと基準グレーズ温度Ｔ_G0とから温度パラメータＰ₂を算出し、この温度パラメータＰ₂と、ＬＵＴ５６からの蓄熱パラメータＰ₁と、基準ヘッド電圧Ｖ₀とをヘッド電圧算出式に適用することにより、サーマルヘッド１０の蓄熱及びグレーズ層３６の温度を考慮したヘッド電圧Ｖを算出する。そして、この算出されたヘッド電圧Ｖが出力されるようにレギュレータ４８が調節される。
【００３８】
レギュレータ４８の出力電圧が調節された後に、コントローラ４７は、画像メモリ４９から第１ラインのイエロー画像データを読み出し、駆動データ発生回路５０に送る。駆動データ発生回路５０は、これらのイエロー画像データをそれぞれ例えば２５５ビットの駆動データに変換し、１ビットずつ順番に送り出してゲートアレイ５１の各ＡＮＤ回路に送る。
【００３９】
コントローラ４７は、ゲートアレイ５１への駆動データの出力に同期して、所定のパルス幅のストローブ信号をゲートアレイ５１に送る。これにより、ストローブ信号の入力中に、「１」の駆動データが入力されているＡＮＤ回路の出力が「Ｈ」となるから、対応する発熱素子３７がレギュレータ４８からのヘッド電圧で通電されて発熱する。この発熱素子３７は対応するイエロー画像データに応じた回数だけパルス駆動されて発熱し、カラー感熱記録紙１２のイエロー感熱発色層を発色させる。
【００４０】
このようにして、イエロー画像の第１ラインの記録が終了すると、画像メモリ４９から第２ラインのイエロー画像データが読み出されて、駆動データ発生回路５０に送られる。この後、上記と同様な手順で各発熱素子３７が駆動されてカラー感熱記録紙１２にイエロー画像の第２ラインが記録される。以後、同様にしてイエロー画像の第３ライン以降が１ラインずつ順次に記録する。
【００４１】
そして、このイエロー画像のプリント中には、コントローラ４７は、Ｎ本のライン、例えば４本のラインが記録される毎にヘッド電圧Ｖを調節する。例えば、イエロー画像の第４ラインの記録が終了すると、コントローラ４７は、その時点で第１〜第３グレーズ温度センサ３１ａ〜３１ｃと第１〜第３台板温度センサ３２ａ〜３２ｃによって測定したグレーズ層３６及び台板４０の各位置の第１〜第３グレーズ温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3と第１〜第３台板温度Ｔ_D1〜Ｔ_D3とを取り込み、これらの各温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3，Ｔ_D1〜Ｔ_D3を用いて、イエロー画像の第４ラインの記録終了時点での平均温度勾配Ｔ_Sを算出する。そして、この平均温度勾配Ｔ_SをＬＵＴ５６で蓄熱パラメータＰ₁に変換する。また、第１〜第３グレーズ温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3を用いてイエロー画像の第４ラインの記録終了時点での平均グレーズ温度Ｔ_Gを算出する。この後、得られた蓄熱パラメータＰ₁と平均グレーズ温度Ｔ_Gとを用いて、上記同様な手順でヘッド電圧Ｖを算出し、このヘッド電圧Ｖが出力されるようにレギュレータ４８を調節してからイエロー画像の第５ラインの記録を開始する。
【００４２】
このようにして、Ｎ本のラインを記録する毎にサーマルヘッド１０の蓄熱を考慮してヘッド電圧Ｖを調節し、調節されたヘッド電圧Ｖで発熱素子３７を通電して発熱素子３７の発生する熱エネルギーが制御されるから、イエロー画像のシェーディングの発生が防止される。なお、１ライン記録する毎にヘッド電圧Ｖを調節してもよく、適当な時間毎にヘッド電圧Ｖを調節してもよい。
【００４３】
イエロー画像の記録時に、コントローラ３２は、イエロー用紫外線ランプ１８を点灯する。そして、記録エリア内のイエロー画像が記録された部分がくると、イエロー用紫外線ランプ１８から放出された発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線が照射されて定着される。
【００４４】
カラー感熱記録紙１２の搬送量は、パルスモータ１６の駆動パルスをカウントすることで測定される。このカウント値から、カラー感熱記録紙１２の後端が搬送ローラ対１５に近接した戻し開始位置に達したことが検知されると、イエロー画像のプリント工程が終了する。
【００４５】
次に、コントローラ３２は、イエロー用紫外線ランプ１８を消灯するとともに、サーマルヘッド１０を反時計方向に揺動させて退避位置へ移動する。これとともに、パルスモータ１６の逆転を開始させ、カラー感熱記録紙１２の先端が位置センサー２３で検出されるプリント開始位置へ戻す。
【００４６】
カラー感熱記録紙１２がプリント開始位置に戻されると、パルスモータ１６が正転を開始するとともに、サーマルヘッド１０がプリント位置へ移動して、マゼンタプリント工程が開始される。このマゼンタプリント工程では、イエロープリント工程と同様にして、マゼンタ画像データに基づいてマゼンタ画像が１ラインずつ記録される。そして、このときにも、所定のＮ本のラインを記録する毎に各温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3，Ｔ_D1〜Ｔ_D3が測定されてヘッド電圧Ｖが調節される。
【００４７】
マゼンタ画像が記録された部分がマゼンタ用紫外線ランプ１９を通過する間に、マゼンタ用紫外線ランプ１９から放出された発光ピークが３６５ｎｍの紫外線でマゼンタ画像が定着される。このマゼンタ用紫外線ランプ１９は、排紙が終了するまで点灯している。
【００４８】
マゼンタ画像のプリント工程が終了すると、パルスモータ１６を逆転させて、カラー感熱記録紙１２をプリント開始位置に戻す。次に、シアンプリント工程が開始されると、パルスモータ１６が再び正転してカラー感熱記録紙１２を一定速度で搬送する。
【００４９】
この搬送中に、サーマルヘッド１０は、シアン画像データに基づいて、シアン画像を１ラインずつ記録エリア内に記録する。そして、この場合にも、Ｎ本のラインが記録される毎にヘッド電圧Ｖが調節される。
【００５０】
このようにして、３色面順次でカラー画像が記録されたカラー感熱記録紙１２は、カラー感熱プリンタから排紙される。カラー感熱記録紙１２に記録されたカラー画像は、シェーディングの発生が防止されている。
【００５１】
さらに、この後に画像をプリントした場合に、上記同様にして、記録開始時及びＮ本のラインを記録する毎に測定された各グレーズ温度Ｔ_G1〜Ｔ_G3と各台板温度Ｔ_D1〜Ｔ_D3に基づいて、ヘッド電圧Ｖが調節されるため、この画像はシェーデイングが発生せず本来の濃度で記録される。以降同様に、複数の画像を連続的にあるいは不規則な間隔で記録しても、画像は本来の濃度で記録され、画像全体の濃度が変動することはない。
【００５２】
上記実施形態では、ヘッド電圧を調節することで、各発熱素子に供給する電気エネルギーを一括して補正しているが、各発熱素子の通電時間を調節してもよい。例えば、図６に示す例は、蓄熱パラメータと平均グレーズ温度とに基づいて、発熱素子を駆動する駆動パルスの個数を変えることにより発熱素子の通電時間を調節するものである。なお、上記実施形態と同じ構成部材には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
この例では、補正データ算出手段７０がＬＵＴ５６からの蓄熱パラメータＰ₁と平均グレーズ温度算出手段５８からの平均グレーズ温度Ｔ_Gとを用いて画像データに対する補正データを算出する。そして、画像データ補正回路７１によって画像メモリ４９からの各画像データが補正データと加減算されてから駆動データ発生回路５０に送られる。このようにして、画像データを補正することにより、各発熱素子３７を駆動するための駆動パルスの個数が増減されるから、結果として発熱素子３７の通電時間が調節される。なお、通電時間を調節する場合には、コントローラ４７からゲートアレイ５１に出力されるストローブ信号の各パルス幅、すなわち駆動パルスのパルス幅を調節してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、グレーズ温度、台板温度を測定するのにそれぞれ３個の温度センサを用いたが、これらの各温度センサの個数はこれに限定されないが、温度センサによる測定点が個数が多いほど信頼性が増すので、測定点の個数が多いほうがよい。もちろん、台板センサが１個でグレーズ温度センサが複数個という構成等であってもよい。
【００５５】
さらに、サーマルヘッドの蓄熱状態やグレーズ温度の分布状態は、必ずしも一様ではないから、各発熱素子を近接したもの同士で複数のブロック分け、それぞれのブロック毎にヘッド電圧を調節してもよい。この場合には、例えば上記のようにグレーズ温度センサとその直下の台板温度センサを１組にして、各組に発熱素子アレイの中央部分の１ブロックと、その両端の各１ブロックを割り当てるようにしてもよい。また、隣合うグレーズ温度センサと台板温度センサの各組同士から得られる測定結果に基づいて、これらの間の温度勾配を求めるようにすれば、グレーズ温度センサと台板温度センサの組数よりも発熱素子のブロック数を多くすることもできる。
【００５６】
上記実施形態では、画像を記録する際に、カラー感熱記録紙を往復動させているが、サイズが大きなプラテンドラムを用い、この外周にカラー感熱記録紙を巻き付けて１回転毎に１色を記録してもよい。更に、色毎にサーマルヘッドを設けて、１回の搬送でフルカラー画像を記録してもよい。また、感熱プリンタについて説明したが、昇華型の熱転写プリンタにも本発明を適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、発熱素子が形成されたグレーズ層と、このグレーズ層が形成された基板を支持する台板とに温度センサを設け、これらの温度センサで測定されたグレーズ温度と台板温度とに応じて、サーマルヘッドの蓄熱による濃度変動が発生しないように各発熱素子に供給される電気エネルギーを調節するようにしたから、測定されたグレーズ温度と台板温度とに基づいてサーマルヘッドの蓄熱状態が正確に分かるので、蓄熱による濃度変動の補正を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー感熱プリンタの電気構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のカラー感熱プリンタの一例を示す概略図である。
【図３】サーマルヘッドの底面側を示す斜視図である。
【図４】台板温度センサとグレーズ温度センサが設けられたサーマルヘッドの断面を示す断面図である。
【図５】コントローラの機能ブロックを示すブロック図である。
【図６】通電時間を調節する例を示すブロック図である。
【図７】複数の画像を連続して記録した時のグレーズ層の温度と台板との温度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０サーマルヘッド
１０ａ発熱素子アレイ
１２カラー感熱記録紙
３１ａ〜３１ｃグレーズ温度センサ
３２ａ〜３２ｃ台板温度センサ
３７発熱素子
４７コントローラ
４８レギュレータ

Claims

複数の発熱素子がライン状に並べて形成されたグレーズ層と、このグレーズ層が形成された基板と、この基板を支持する台板とを有したサーマルヘッドを用い、各発熱素子を通電して発熱させることにより階調値に応じた濃度でドットを記録するサーマルプリンタにおいて、
前記発熱素子を並べた方向に沿って配され、前記グレーズ層の温度を測定する複数個のグレーズ温度センサと、前記台板の温度を測定する台板温度センサと、記録中に前記各グレーズ温度センサで測定された各グレーズ温度と前記台板温度センサで測定された台板温度とから前記グレーズ層と前記台板との間の平均温度勾配を求めるとともに、各グレーズ温度から平均グレーズ温度を求め、前記平均温度勾配を温度勾配に応じたサーマルヘッドの蓄熱状態が発熱素子に与える影響の度合を示す蓄熱パラメータに変換し、この蓄熱パラメータと前記平均グレーズ温度とに応じて、サーマルヘッドの蓄熱による濃度変動を防止するように各発熱素子に供給される電気エネルギーを調節する調節手段とを備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
前記台板温度センサは、前記各グレーズ温度センサに対応して、前記発熱素子を並べた方向に沿って複数個設けられ、前記調節手段は、対応するグレーズ温度センサと台板温度センサごとに、グレーズ温度と台板温度とから温度勾配をそれぞれ求め、得られる各温度勾配からサーマルヘッド内の平均温度勾配を算出することを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
前記調節手段は、発熱素子に印加するヘッド電圧を調節することを特徴とする請求項１または２記載のサーマルプリンタ。
前記調節手段は、発熱素子の通電時間を調節することを特徴とする請求項１または２記載のサーマルプリンタ。