JPH03224754A - 濃度階調制御型サーマルプリンタ及び電流値検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、発熱抵抗体を通電させてその発熱エネルギに
より画像を記録紙に記録する濃度階調制御型サーマルプ
リンタ、及びこれに用いる電流値検出装置に関する。

［従来の技術］ 濃度階調制御型サーマルプリンタでは、１印画ライン上
の印画ドツトに対応した多数（例えば５１２）の発熱抵
抗体を一列に並べたサーマルヘッドが使われる。印画時
にこれらの発熱抵抗体は記録紙にインクリボンを介して
押し当てられる。そして何々の発熱体が通電時間データ
に応じて通電することで発熱抵抗体に発熱エネルギを供
給しインクリボンから記録紙へドツト状で１ライン分の
印画が行われる。

例えば濃度階調制御型フルカラーサーマルプリンタに用
いてドツト毎に階調表現を行う場合では、１ライン分の
印画に対してＩＩＷｖ４数回分（６４ＭＮｌでは最高６
４回の）重ね印画が必要となる。

ところが、発熱抵抗体が通電して発熱するとそこ（ヘッ
ド表面部）に熱が蓄積し、通電時間で規定されるものよ
り大きな発熱エネルギがインクリボンに与えられ、その
結果濃度階調が所定のものより大きくなってしまう、す
なわちヘッドの表面温度が高くなるほど大きくなる。

したがってヘッドの表面温度が蓄熱効果の影響で高くな
るにつれて通電時間を短くするような温度補償をする必
要がある。

そこで、一般には第２図に示すように、サーマルヘッド
１０の裏側につまり発熱抵抗体列１２に対して反対側の
ヘッド面上にヘッド温度センサ１６を取り付け、このヘ
ッド温度センサの検出する温度に従い発熱抵抗体の通電
時間を制御し、ヘッド表面における蓄熱効果を補償して
所定の濃度階調を得るようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、ヘッド温度センサの検出する温度は、実
際のヘッド表面温度を示さず時間的な遅れを含んでいる
。

したがって、例えば画像を印画する場合、高濃度領域か
ら低濃度領域を印画すると１発熱体の発熱エネルギが減
少し、ヘッドの表面温度は低下するがヘッド温度センサ
の時間に対する応答性がよくないのでヘッド温度センサ
の検出温度は低下せず、依然として高い温度を示してい
る。このため温度補償効果が過大になり、低濃度領域に
おいて所定の濃度より高い濃度で印画されてしまうこと
が起きる。このため上記のような温度補償を行っても、
忠実な色再現性を得るのが難しかった。

第４図に、通電時間と記録濃度特性の関係を示す。

第４図（Ａ）は従来の場合、　（Ｂ）は本発明の場合の
特性曲線である。従来（Ａ）の場合は通電時間ｔ１で所
定の○Ｄｔの濃度に達すると考えられていたが、実際は
（Ｂ）の場合のように通電時間Ｔで○Ｄｔの濃度に達す
る。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、　発
熱抵抗体を一列に記したサーマルヘッドの発熱抵抗体を
複数のグループに分け各グループ毎に流れる電流を正確
に検出する電流値検出装置を提供することを目的とする
。

また本発明は、サーマルヘッドに流れる電流値を基に精
度の高い温度補償を行い、濃度階調性に優れた濃度隋ｔ
ＩｉＩＩＩ１１１ｐ型サーマルプリンタを提供すること
を目的とする ［問題点を解決するための手段］ 上記第１の目的を解決するために、本発明の電流値検出
装置は発熱抵抗体を一列に並べたサーマルヘッドに取り
付けられた電流値センサとこの出力信号をＡ／Ｄ変換し
そのデジタル信号を一定時間当りの変化量としてＲＡＭ
に格納する手・段と階調数データとから電流値を検出す
る電流値検出手段とを備える構成とした。

電流値検出手段を、現在のＷｉ調数が何階調数のものか
を示す［１数データを与える手段と、ＲＡＭの格納デー
タをＷｉ調数データに従って電流値データとして読み出
すためのＲＡＭとで構成すると設計上およびデータ処理
速度の点で有利である。

また、上記第２の目的を解決するために１本発明の濃度
階調制御型サーマルプリンタは、本発明の電流値検出装
置と、この装置より得られた電流値データとヘッド温度
センサから得られる温度データと受けそれらに対応して
設定してある電流値と温度の関係を示す電流値−温度デ
ータとを与える第一のルック・アップ・テーブルで構成
すると、設計上及びデータ処理速度の点で有利であり、
第一のルック・アップ・テーブルより得られたで電流値
−温度データを基に発熱抵抗体の発熱エネルギについて
温度補償を行う通電制御手段とを備える構成とした。

通電制御手段は画像の濃度を示す濃度データと電流値−
温度データとを受け、それらに対応して設定してある通
電時間を示す通電時間データを与える第２のルック・ア
ンプ・テーブルで構成すると、設計上及びデータ処理速
度の点で有利である。

［作用］ 印画動作を行う場合、印画ラインが１ライン目からライ
ン数が増加するにしたがって、つまり記録時間が経過す
るにつれて、発熱抵抗体の近傍温度（ヘッド表面温度）
が上昇し、最終印面ラインの記録を終了すると通電モー
ドから冷却モードに切り替えられことによってヘッド表
面温度は急激に低下する。

例えば、あるラインを濃度ＷＩ調副制御型フルカラーサ
ーマルプリンタ泪いてドツト毎に階調表現を行う場合で
は、１ライン分の印画に対してＩＩＩＩＥＩＩ回分（６
４階調では最高６４回の）重ね印画が必要である。すな
わち、６４回の重ね印画をした時ヘッド表面温度は一番
高くなる。

しかして、電流値センサにより検出されＷＩＩＩｌ数デ
ータを基にＲＡＭに格納された電流値データは実際に発
熱抵抗体に流れた電流値にかなり等しい値となり、時間
的にも遅れをもたない。

このようにして得られた電流値データとヘッド温度セン
サから得られた温度データを用いて温度補償をかければ
ヘッドの蓄熱効果による影響を正確にキャンセル消滅す
ることができる。温度補償は通電制御によって行われる
が、その手段として濃度データと電流値データを与える
ルック・アンプ・テーブルを使用すれば、実験的ないし
統計的なデータを利用することができるので設計が簡単
であり、また信号処理を高速に行うことができる。

［実施例］ 以下、第１図ないし、第２図を参照して本発明の一実施
例を説明する。

９１図は、コノ実施例によル濃度ＷＩｔｘＩ１１１Ｎｌ
型サーマルプリンタの構成を示す。

ただし、発熱抵抗体の数は５１２個、濃度階調は６４１
１１ｆｇｌとした場合である。また、以下においてはサ
ーマルヘッドの発熱抵抗体を複数のグループに分けてい
ないが、発熱抵抗体を複数のグループに分けた場合にお
いても同様である。

サーマルヘッド１ｏ、発熱抵抗体列１２、ヘッド温度セ
ンサ１６、電流値検出センサ１４は、第２図に示すよう
な構成でよい。ただし、電流値検出センサおよびヘッド
温度センサは各グループ毎に備える。

サーマルヘッド１０には、１つの印画ラインの通電時間
中にデータ比較回路 ４８からシリアルな階調データ［ＣＫＰｌ、１ｌ−ＣＫ
Ｐ　５１２Ｊコが一定周期で６４回（Ｋ＝１〜６４）連
続的に転送される。第Ｆ＃目のビットＣＫＰＦＪは、第
１番目の発熱抵抗体ＲＦに対してそれを通電するか否か
の情報をもつ。１１１１１であれば単位通電時間Δ丁だ
け通電し、０”であれば通電しない。

サーマルヘッド１０において、　１つの印画ラインに対
して１ｌＷＩＥｌデータ［ＣＫＰ　ＩＪ　−ＣＫＰ　５
１２Ｊ］が６４回転送され、それぞれの発熱抵抗体が通
電または通電せずに６４段階中のいずれかの濃度Ｉ１ｗ
ＩＩｌレベルが与えられる このとき、電流値検出装置により６４個の電流値データ
が１ｌＷａ数データにしたがってＲＡＭに格納される。

１つの印画ラインについて上記のような印画動作が終了
すると、つぎに１ラインピンチの紙送りが行われて次の
印画ラインの印画動作が行われる。

このように、１枚の印画動作を行っている期間中は実質
的に開所なく発熱することになってヘッド表面に熱が蓄
積され通電時間−濃度の関係に誤差を生じる。本実施例
によれば、以下に説明する電流値検出装置により電流値
が検出され、温度補償機能により電流値データを基に蓄
熱効果をキャンセルする温度補償が行われる。

次に、この実施例の電流値検出装置と温度補償機能を説
明する。

電流値センサ１４は１例えば抵抗器を用い、抵抗器の両
端にかかる電圧値をＶ、抵抗値をＲ１流れる電流値を１
とすればオームの法副より電流値センサの出力信号はＩ
＝Ｖ／Ｒと表せる。したがって電圧（＋１！Ｖを検出す
ることによって電流値センサの出力信号が得られる。

電流値センサ１４の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器２２によ
りデジタル信号に変換されて電流［ＲＡＭ２４．または
電流（ｆｉＲＡＭ２６に格納される。

ここで電流値ＲＡＭ２４に格納している場合は電流ＭＲ
ＡＭ２６から電流値データを読みだしこれらの制御はシ
ステム制御部３ｏにより制御される。

この取り込まれた電流値データはルックアップテーブル
ＬＵＴ２８の一方の入力端子に与えられる。

ヘッド温度センサ１６は１例えばサーミスタを用い、そ
の抵抗値変化を、電圧値に変換することにより構成され
、この出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１８によりデジタル信
号に変換されてラッチ回路２０に印画開始直前にラッチ
され、システム制御部３０からの制御信号Ｓ１により取
り込む。この取り込まれた温度データはルックアップテ
ーブルＬＵＴ２８の他方の入力端子に与えられる。

ルックアップテーブルＬＵＴ２８において、電流値デー
タと温度データにより電流値−温度データが読み出され
る。この電流値−温度データは。

たとえば１ライン前に印画したときに電流値検出装置で
ある電流値センサ１４により検出され電流値ＲＡ　Ｍ　
２４または２６に格納された電流値データが大きい場合
は印画しようとするラインのヘッドの蓄熱による影響を
小さくするようなデータが読み出され、実際に印画させ
るデータの温度補償を行う。また電流値ＲＡＭに格納さ
れた電流値データが小さいときには、ヘッドの蓄熱によ
る影響が小さいので温度補償効果の小さいデータが読み
出される。ヘッドの蓄熱により温度データが大きい場合
は、電流値−温度データは蓄熱による影響を小さくする
ようなデータが読み出され温度補償を行う。ヘッドの蓄
熱が小さい場合には、影響力（小さいので温度補償効果
の小さいデータを読み出す。上記のようにして、ルック
アップテーブルＬＵＴ２８において読み出された電流値
−温度データは、濃度−通電時間変換用のルックアンプ
テーブルＬＵＴ４４の一方の入力端子に与えられる。

次に、データ比較回路４８より出力される［１データ［
ＣＫＰＩＪ−ＣＫＰ５１２Ｊ］　　（Ｃ１−６４）　　
は。

以下のようにしてつくられる。

まず、フレームメモリ４０にデジタル映像信号ＶＤが外
部入力装置より画素データとして入力される。フレーム
メモリ４０から１印画ライン分の画素データＡ　ＩＪ、
　　Ａ　２Ｊ、　　・・・・・・Ａ３１２Ｊが読み出さ
れてカラー・プロセス回路４２に供給され、そこで逆ガ
ンマ補正などの画像処理を受けてからそれぞれの濃度デ
ータｂｌＪ、ｂ２Ｊ、・・・・・・ｂ５１２Ｊに変換さ
れる。これらの濃度データの各々は、”０”〜”６４”
の範囲の階調レベルをもつ。

カラー・プロセス回路４２より出力された１印画ライン
分の濃度データｂｌＪ、ｂＺＪ、　　・・・・・・ｂ５
１２Ｊは、ルックアンプテーブルＬＵＴ４４の他方の入
力端子に順次与えられる。ルックアンプテーブルＬＵＴ
は、各濃度データｂｌＪ、ｂＺＪ、・・・・・・ｂ５１
２Ｊと電流値−温度データとによって通電時間データＢ
ＩＪ、ＢＺＪ、・・・　・・・Ｂ５１２Ｊを順次出力す
る。

ルックアップテーブルＬＵＴ４４より順次出力された通
電時間データＢＩＪ、Ｂ２Ｊ、・・・・・・Ｂ　５１２
Ｊは、いったんラインバッファ４６に格納されてからデ
ータ比較回路４８の一方の入力端子に順次与えられる。

データ比較器４８の他方の入力端子には、階調カウンタ
３２より出力される階調数データＤＮが与えられる。デ
ータ比較回路４８は、このＷＩｔＩｉ数データＤＮを各
通電時間データＢＩＪ−Ｂ２Ｊ、・・・・・・Ｂ　５１
２Ｊと比較し、後者が前者に等しいかそれよりも大きい
ときに”１”のビットを、そうでなｌ、Ｎときは”０”
のビットを階調ビットとして生成するにのようにして、
階調数データＤＮが１段階ずつ増加する度にそれと通電
時間データＢＩＪ、Ｂ２Ｊ、・・・・・・Ｂ　５１２Ｊ
の各々との比較が行われ、それぞれの比較結果に応シｔ
ニー　＋＊　ｉ＊データ［ＣＫＰＩＪ−ＣＫＰ５１２Ｊ
コ　、　　　［Ｃ２Ｐ　　ＩＪ−Ｃ２Ｐ　５１２Ｊコ　
、　　・・・　　・・・　　が一定周期で順次シリアル
にサーマルヘッド１０に供給され、１３図における発熱
抵抗体列駆動回路３４に入力され印画動作を行う。

このようにして、サーマルヘッド１ｏにおいて。

発熱抵抗体１２の通電時間は、温度補償を受けない場合
よりも短くなるが、ヘッドの蓄熱の影響が除かれ、所定
の濃度Ｆ！調すなわち本来の濃度データｂｌＪ、ｂ２Ｊ
、・・・・・・ｂ　５１２Ｊに対応した濃度階調が得ら
れる。

このように、ヘッド温度センサ１６の検出温度が実際の
ヘッド表面温度に対して大きくずれていたり、時間的な
応答性がよくなくても、サーマルヘッドに流れる電流値
に応じた補正が行われるので、目標の濃度階調を正確に
再現することができ、良好な印画品質が得られる。

なお、システム制御部３０は、マイクロコンビコータで
構成されており、フレームメモリ４０の書込／ｉＦＩ出
を制御したり、階調カウンタ３２にクロック信号ＧＫを
供給し、ランチ回路２０にランチ・タイミングＳ１を供
給する。また、電流値ＲＡＭ２４．２６の書込／読出を
制御する。

また、本発明は二値記録型のサーマルプリンタにも適用
可能であり、サーマルヘッドの蓄熱の影響を効果的かつ
正確に補償して記録ドツトを均一にすることができる。

［発明の効果］ 本発明は、上述したような構成を有するので、次のよう
な効果を奏する。

本発明の電流値検出装置においては、電流値センサの出
力信号を躍関数データに基ずいて検出しているので、き
め細かなデータが得られる。

ヘッド温度センサによる温度補償も行うことができるの
で、１ライン目を印画している場合においても、所定の
濃度ｌｖ調を得ることができる。

電流値センサの出力信号とヘッド温度センサの検出温度
から電流値−温度データを得る手段としてルック・アッ
プ・テーブルを利用して容易に装置を実現することがで
き、またデータ変換の信号処理を高速に行うことができ
る。

本発明のサーマルプリンタにおいては、実際にサーマル
ヘッドに流れる電流値を検出しているので、サーマルヘ
ッド表面における蓄熱効果を正確に除去でき、所定の濃
度Ｗｉ調を得ることができる。

この様に記録濃度特性の向上が可能である。

温度補償を行う通電時間制御手段としてルック・アンプ
・テーブルを用いることにより、実験的ないし統計的な
データが利用でき、また信号処理を高速に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による電流値検出装置の構
成、および濃度階調制御型サーマルプリンタの主要な構
成を示すブロック図、第２図は、本発明の電流値センサ
を備えたサーマルヘッドを示す図、第３図は１本発明の
電流値検出センサと、発熱抵抗体列との関係を示す図で
ある。第４図は。 濃度階調制御方式による記録濃度特性と通電時間との関
係を示す図である。　（Ａ）は従来の、　（Ｂ）は本実
施例の関係を示す。 １０・・・サーマルヘッド　、１２・・・発熱抵抗体列
１４・・・電流値検出センサ、１６・・・ヘッド温度セ
ンサ、１８．２２・・・Ａ／Ｄ変換器、２０・・・ラッ
チ回路、　２４．２６・・・電流値ＲＡＭ、２８．４４
・・・ルック・アンプ・テーブル、３０・・・システム
制御部、３２・・・Ｗｊ調カウンタ、３４・・・発熱抵
抗体列駆動回路、４０・・・フレームメモリ、４２・・
・カラー・プロセス回路、４６・・・ラインバッファ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱抵抗体を一列に記したサーマルヘッドにおい
   て複数の発熱抵抗体を複数のグループに分け各グループ
   毎に電流を検出するサーマルヘッドに取り付けられた電
   流値センサと、 前記電流値センサの出力信号をＡ／Ｄ変換しそのデジタ
   ル出力信号を一定時間当りの変化量として、ＲＡＭに格
   納する制御手段とを、備えた電流値検出装置。
2. （２）現在の階調が何階調目のものかを示す階調数デー
   タを与える手段と、 前記ＲＡＭの格納データを前記階調データに従つて電流
   値データとして読み出す手段とを、備えた電流値検出装
   置。
3. （３）請求項１記載の電流値検出装置とこの装置によつ
   て得られた電流値データを基に発熱抵抗体の発熱エネル
   ギについて温度補償を行う通電制御手段を、備えた濃度
   階調制御型サーマルプリンタ。
4. （４）前記通電制御手段は画像の濃度を示す濃度データ
   と前記電流値データとを受け、それらに対応して設定し
   てある通電時間を表す通電時間データを与えるルック・
   アップ・テーブルからなる請求項３記載の濃度階調制御
   型サーマルプリンタ。