JPH02217268A - サーマルヘッド蓄熱予測演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ サーマルヘッドを用いて熱転写を行なう熱転写プリンタ
におけるサーマルヘッド蓄熱予測演算装置に関し、 １ページ内での画質に最も影響する中速蓄熱量を精度よ
く予測することができるサーマルヘッド蓄熱予測演算装
置を提供することを目的とし、サーマルヘッドの雰囲気
温度データを１画素毎に１ライン分格納する雰囲気温度
ラインバッファと、演算したサーマルヘッドの各熱時定
数による予測温度を１画素毎に１ライン分格納する複数
の予測温度ラインバッファと、前記各予測温度と階調デ
ータにより現ラインの加熱間を求める複数の加熱量テー
ブルと、前ラインの前記各予測温度と前記雰囲気温度と
の減算値を求める複数の減算器と、サーマルヘッドの各
熱時定数による予め定められた各冷却定数を格納する複
数の冷却定数テーブルと、前記各加熱量と前記各減算値
と前記各冷却定数に基づいて現ラインのサーマルヘッド
の各熱時定数による各予測温度を求める複数の予測演算
回路と、予測演算方法の各出力値を加算する加算器と、
で構成した。

［産業上の利用分野］ 本発明は、サーマルヘッドを用いて熱転写を行なう熱転
写プリンタにおけるサーマルヘッド蓄熱予測演算装置に
関Ｊる。

サーマルヘッドを使用する熱転写プリンタにおいては、
出力データに対応する印加パルス幅を制御することによ
り階調記録を行なう。この場合、サーマルヘッドの蓄熱
の影響により印字品質が劣化することがある。したがっ
て、サーマルヘッド内の蓄熱量を検出して、その蓄熱量
に応じてサーマルヘッドへの印加パルス幅を制御する必
要がある。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］熱転
写プリンタにおけるサーマルヘッドの蓄熱応答現象は、
熱記録における印字品質に大きな影響を与えるものであ
り、その物理的な構造に対応づけて、主に３つのレベル
に分類される。以下、これを第５図に示すサーマルヘッ
ドの断面図に基づいて説明する。

第５図において、１は発熱抵抗体、２は発熱抵抗体１に
接続されたリード線、３は発熱抵抗体１による熱を蓄え
るグレーズ層、４は発熱抵抗体１を保護する保護層、５
は基板、６は放熱板である。

まず、第ルベルは、発熱抵抗体１が発する熱を蓄えるグ
レーズ層３の熱応答に依存し、これを高速蓄熱と呼ぶ。

次に、第２レベルはグレーズ層３と基板５との熱応答に
依存し、これを中速蓄熱と呼ぶ。ＩＩＩに、第３レベル
はグレーズ層３と基板５および放熱板６との熱応答に依
存し、これを低速蓄熱と呼ぶ。これらの３つのレベルの
蓄熱現象の影響を充分把握し、補償することより良好な
印字を行なうことができる。

これらのうち、１ページ内での画質劣化に最も影響する
中速蓄熱現象は、記録開始前のサーマルヘッドの温度を
初期値として記録期間内での加熱冷却量を逐次累積し、
予測演算によって補償することができる。

予測演算方法としては、例えば次のようなものがある（
特願昭６２−１３０４号、参照）。

この方法では、複雑な中速蓄熱の冷却特性を０式に示す
ように、１つの指数関数で近似している。

この場合、指数関数で近似するため、過去の履歴をすべ
て記録する必要がない。その結果、ｎ番目のラインを記
録した直後の予想温度Ｔｎは、サーマルヘッドの熱時定
数τを実測値に最も近い値に選ぶことにより０式で近似
することができるとしでいる。

Ｔ ｔｍ　＝Ｔｍ　ｅｘ　ｐ　（−−）　　　　　−−−■
τ Ｔｎ−Ｔａ＋ΔＴｎ＋　（Ｔｎ−１−Ｔ　ａ）ｅ　ｘ　
ｐ　（−子）・・・■ ここで、ｔｍはｍ（ｍ＜ｎ）番目の画素の加熱のｎライ
ン目の影響、換言すれば、ｍライン目でのみ加熱が起き
たときのｎライン目の温度、Ｔａは雰囲気温度、ΔＴｎ
はｎ番目ラインの加熱量、Ｔｎ−１は記録開始直前の予
測温度、■は記録周期、ただし、 Ｔｏ＝Ｔａ　　　　　　　　　　　　・・・■である。

第６図にこの蓄熱補償による記録温度の経時的変化を示
す。図中、実線Ａは、サーマルヘッドの温度変化を実測
した実測値を、図中波ｉ＠ｔｌが前記０式を用いた予測
温度の変化を、それぞれ示す。

第６図から明らかなように、従来の方法では、ある目標
温度を得るのに、０式を用いると、過渡状態で実測値と
の誤差（図中の斜線部分Ｂ）が生じる。この予測温度は
、過渡状態で濃度変動となって現われ、白から黒に画像
濃度が変化するパターンを印字する場合などにおいてエ
ツジ部での濃度ずれ（色ずれ）となり、高品位の品質を
得ることができないという問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点にルみてなされたもの
であって、１ページ内での画質に最も影響する中速蓄熱
量を精度よく予測することができるサーマルヘッド蓄熱
予測演算装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の基本構成図である。

第１図において、１１はサーマルヘッドの雰囲気温度デ
ータを１画素毎に１ライン分格納する雰囲気温度ライン
バッファ、１４．１５は演算したサーマルヘッドの各熱
時定数による予測温度を１画素毎に１ライン分格納する
複数の予測温度ラインバッフ１．１６．１７は前記各予
測温度と階調データにより現ラインの加熱量を求める複
数の加熱量テーブル、１８．１９は前ラインの前記各予
測温度と前記雰囲気温度との減算値を求める複数のｍ算
器、２０．２１はサーマルヘッドの各熱時定数による予
め定められた各冷却定数を格納する複数の冷却定数テー
ブル、２２．２３は前記各加熱量と、前記各減算値と前
記各冷却定数に基づいて現ラインのサーマルヘッドの各
熱時定数による各予測温度を求める複数の予測演算回路
、２４は予測演算回路の各出力値を加算する加算器であ
る。

［作用］ 第４図に基づいて本発明の詳細な説明する。図中、実線
Ａは実際の加熱冷却特性を、破線ｔ１は長時間の時定数
τ１による蓄熱予測曲線を、−点鎖線ｔ２は短時間の時
定数で２による蓄熱予測曲線を、二点鎖線ｔ１　＋ｔ２
は両者の和を示す蓄熱予測曲線を、それぞれ示す。

したがって、 Ｔ ｔｌ＝αｅｘｐ（−■）　　　　φΦ・■ｔ２＝βｅｘ
ｐ（−升〉　　　・・・■τ とすると、 Ｔ１ｎ＝Ｔａ＋ΔＴ１ｎ＋（Ｔｌｎ−１−Ｔａ）ｅＸ　
ｐ（−７丁＞・・・■ Ｔ２ｎ＝Ｔａ＋ΔＴ１ｎ＋（Ｔ２ｎ−１−Ｔａ）ｅ　Ｘ
　ｐ（−ｆｉ　＞・・・■ Ｔｎ　＝Ｔｌｎ＋Ｔ２ｎ　　　　　　　　　　”　　’
　”■どなる。０式は長い時定数τ１を持っており、■
式は短い時定数τ２を持っている。したがって、時間の
始めではＴ２が効果を持５、時間が長くなるとＴ１が効
果を発揮してくるようになり、その結果、ｔｌ　＋ｔ２
に示すように、実測値とほとんど同一の予測値が得られ
る。すなわち、第６図に示す従来例と比較して過渡状態
において誤差Ｂがほとんどない。

したがって、１ページ内での画質に最も影響する中速蓄
熱を高精度で補償することができ、その結果、高品位の
画質を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図〜第４図は本発明の一実施例を示す図である。

まず構成を説明すると、第２図において、１１は雰囲気
温度Ｔａを１画素毎に１ライン分格納する雰囲気温度ラ
インバッファ、１２は予測温度Ｔｎを求めるサーマルヘ
ッドの位置を画素数で検出する画素数カウンタ、１３は
現ラインの記録データをもとに記録開始からライン数ｎ
をカウントするカウンタである。

また、１４および１５は前記０式および■式でそれぞれ
求めたサーマルヘッドの熱時定数τ１゜Ｔ２による予測
温度Ｔｌｎおよび予測温度Ｔ２ｎを１画素毎に１ライン
分それぞれ格納する各予測温度ラインバッファ、１６お
よび１７は階調数データと前記予測温度Ｔｉｎ、　Ｔ２
ｎにより記録ライン間の加熱量ΔＴｉｎおよび加熱量Δ
Ｔ２ｎを求める各加熱量テーブル、１８および１９は前
ラインでの予測温度Ｔ１ｎ−１および予測温度Ｔ２ｎ−
１と雰囲気温度Ｔａとの差Ｔｌｎ−１−Ｔａｎおよび差
Ｔ２ｎ−１−Ｔａｎを求める各減算器、２０および２１
はサーマルヘッドの各熱時定数τ１．τ２による冷却定
数ｅｘｐ（−古）および冷却定数ｅｘｐ（−六）をそれ
ぞれ格納する各冷却定数テーブル、２２および２３は、
加熱量ΔＴｌｎ、ΔＴ　２ｎ、減痺値Ｔｌｎ−Ｔ温度Ｔ
２ｎをそれぞれ演算する各予測温度演算回路、２４は予
測温度７１ｎと予測温度Ｔ２ｎを加算して予測温度Ｔｎ
を出力する加算器である。

次に、動作を第３図のタイムチャートに基づいて説明す
る。

なお、このタイムチャートは、記録動作のうちのｎライ
ン目およびｎ＋１ライン目をそれぞれ示す。図中、信号
φは、予測演算のための基本クロック信号を、信号ａは
階調数データ、雰囲気温度データが入力されたことを、
信号すは雰囲気温度ラインバッファ１１の入出力データ
を、信号Ｃはライン数カウンタ１３の出力値を、信号ｄ
は予測温度ラインバッファ１４の出力信号を、信号ｅは
加熱量テーブル１６の出力データを、信号ｆは減算器１
８の出力信号を、信号Ｑは冷却定数テーブル２０の出力
信号を、信号りは予測温度演算回路２２の出力信号を、
信号ｉは予測温度ラインバッファ１５の出力信号を、信
号ｊは加熱量テーブル１７の出力データを、信号には減
算器１９の出力信号を、信号ｌは冷却定数テーブル２１
の出力信号を、信号ｍは予測温度演算回路２３の出力信
号を、信号ｎは加算器２４の出力、すなわち予測温度Ｔ
ｎを、それぞれ示す。

今、サーマルヘッドのライン方向の画素数がＮで、階調
数データを印字する場合を考える。階調数データがトリ
ガ信号ａの立ち上がりで入力され、同時にライン数カウ
ンタ１３がカウントを始める。

そして雰囲気温度Ｔａｎが雰囲気温度ラインバッファ１
１から減算器１８．１９へそれぞれ出力される。また、
このトリガ信号ａに応じて１ライン前の予測温度Ｔｉｎ
−１，Ｔ２ｎ−１が予測温度ラインバッファ１４，１５
からそれぞれ出力され、また、冷却定数テーブル２０．
２１から冷却定数ｅｘｐ（−吉）、ｅｘｐ（−ψｉ）が
予測温度演算回路２２．２３にそれぞれ出力される。

次に、トリガ信号ａの立ち上がりから３クロツク遅れて
、加熱量テーブル１６．１７から加熱量ΔＴ１ｎ、ΔＴ
２ｎが、また減算器１８．１９より減算値Ｔｌｎ−１−
Ｔａｎｓ　Ｔ２ｎ−１−Ｔａｎが、それぞれ出力される
。

次に、トリガ信号ａの立ち上がりから６クロツク遅れて
、予測温度演算回路２２．２３で０式および０式により
求めた予測温度Ｔｉｎ、　Ｔ２ｎがそれぞれ出力される
。そして、トリガ信号ａの立ち上がりより７クロツク遅
れて加算器２４より予測温度Ｔｉｎと予測温度Ｔ２ｎの
和である予測温度Ｔｎが出力される。なお、ｎ＋’ｌラ
イン目においても、またそれ以後においても前記の周期
で同じ動作が繰り返される。

したがって、第４図に示すように、実線Ａで示す実測値
と２点鎖線でｔｌ　＋ｔ２で示す予測値とはほぼ一致す
るようになり、正確に誤差なく蓄熱予測を行なうことが
きる。その結果、１ページ内での画質に最も影響する中
速蓄熱を高精度で補償することができ、高品質の印字を
得ることができる。

なお、冷却定数テーブル２０．２１の冷却定数について
は、次のようにして設定する。すなわち、所定の記録媒
体について、各目標値（通常は１６階調分の各濃度）を
印字させ、第４図の一点鎖線ｔ２で示す濃度履歴曲線を
実測し、この実測結果により各階調に対応する熱時定数
をシミュレーションによって求める。この例では２つの
冷却特性カーブを用いているが、これらを増加して精度
を向上させるようにしても良い。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、１ページ内
での画質に最も影響する中速蓄熱量を複数の所定の関係
式に基づいて求めるようにしたため、実測値とほとんど
誤差のない正確な予測値を得ることができる。その結果
、中速蓄熱を高精度で補償することができ、高品位の画
質を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、 第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図は
動作を説明するためのタイムチャート、第４図は実測値
と予測値を示すグラフ、第５図はサーマルヘッドの断面
図、 第６図は従来例の問題点の説明図である。 図中、 １１・・・雰囲気温度ラインバッファ、１２・・・画素
数カウンタ、 １３・・・ライン数カウンタ、 １４．１５・・・予測温度ラインバッファ、１６．１７
・・・加熱量テーブル、 １８．１９・・・減算器、 ２０．２１・・・冷却定数テーブル、 ２２．２３・・・予測温度演算回路、 ２４・・・加算器。 便１’ｌ債と予＝Ｉ’ｌｌ！とホ１７゛う７第４図 プーマルへＩドめ時面臣 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サーマルヘッドの雰囲気温度データを１画素毎に１ライ
   ン分格納する雰囲気温度ラインバッファ（１１）と、演
   算したサーマルヘッドの各熱時定数による予測温度を１
   画素毎に１ライン分格納する複数の予測温度ラインバッ
   ファ（１４）、（１５）と、前記各予測温度と階調デー
   タにより現ラインの加熱量を求める複数の加熱量テーブ
   ル（１６）、（１７）と、前ラインの前記各予測温度と
   前記雰囲気温度との減算値を求める複数の減算器（１８
   ）、（１９）と、サーマルヘッドの各熱時定数による予
   め定められた各冷却定数を格納する複数の冷却定数テー
   ブル（２０）、（２１）と、前記各加熱量と前記各減算
   値と前記各冷却定数に基づいて現ラインのサーマルヘッ
   ドの各熱時定数による各予測温度を求める複数の予測演
   算回路（２２）、（２３）と、予測演算回路の各出力値
   を加算する加算器（２４）と、を備えたことを特徴とす
   るサーマルッド蓄熱予測演算装置。