JPH05147253A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確な温度制御を可能にしたフルカラープリ
ンタの提供。 【構成】 図に示すように、サーミスタ１４で各階調毎
のヘッド温度を検出し、この検出された温度と各階調毎
に発熱された発熱抵抗素子の数を計数し、それによって
サーマルヘッドの通電時間を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発熱素子を通電させて
その発熱エネルギにより画像を記録する濃度階調制御型
のプリンタおよび、これに用いるヘッド温度推測装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】濃度階調制御型のサーマルプリンタで
は、本出願人がすでに出願した実願平１−１２７０４７
号に示すようなヘッド温度推測装置を使いサーマルヘッ
ドの表面に配列させた各発熱素子の通電時間を制御する
ことで印画が行われる。

【０００３】第４図に従来例によるサーマルプリンタを
示す。

【０００４】サーマルヘッド１１０には、１つの印画ラ
インの通電時間中にデータ比較回路１４０からシリアル
な階調データ［ＣKＰ1J〜ＣKＰ512J］が一定周期で６４
回(K=1〜64）連続的に転送される。第Ｆ番目のビットＣ
KＰFJ は、第Ｆ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。”１”であれば単位通電時
間△T だけ通電し、”０”であれば通電しない。

【０００５】サーマルヘッド１１０において、１つの印
画ラインＰ1J〜ＣKＰ512J］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
ずれかの濃度階調レベルが与えられるこのとき、ヘッド
温度推測機能と温度補償機能により温度補償が行われ
る。

【０００６】サーミスタ１１４の出力信号ＴｅはＡ／Ｄ
変換器１１６によりディジタルに変換されてラッチ回路
１１８の入力端子に与えられる。このラッチ回路１１８
はシステム制御部１２０からのタイミング信号Ｓ１に応
じて各印画ラインのプリント開始直前に入力信号Ｔ
（ｎ）を取り込み、それをＬＵＴ（ルックアップテーブ
ル）１２４の一方の入力端子に与えられる。また、印画
動作前のサーミスタ１１４の出力信号は室温を表し、制
御部１２０は印画動作前にもラッチ回路１１８にサーミ
スタ検出温度データＴＨをラッチさせる。そのデータＴ
Ｈを室温データメモリ１２２に格納させる。

【０００７】ＬＵＴ１２４よりサーミスタ１１４の時間
特性に対応するヘッド温度の推測値を表すデータＴＨ
（ｎ）が読みだされＬＵＴ１２６の一方の入力端子に与
えられる。ＬＵＴ１２６の他方の入力端子には発熱エネ
ルギ演算回路１３０より、一定時間ΔＴの期間中にヘッ
ド１１０の発熱エネルギの総量を表すデータＥ（ｎ）が
与えられる。発熱エネルギ演算回路１３０は、印画ライ
ン数カウンタ１２８より印画タイミングデータを受け取
ると共にＬＵＴ１３６より各印画ライン毎における総通
電時間とヘッド印加電圧、発熱素子抵抗値等の所定の定
数とから発熱エネルギ量のデータＥ（ｎ）を割り出す。

【０００８】ＬＵＴ１３６より現時のヘッド表面温度の
推測値を表すデータＴＨＹ（ｎ）を読みだし、このデー
タを濃度−通電時間変換用のＬＵＴ１３６の一方の入力
端子に与える。

【０００９】このようにして、ヘッド表面温度推測デー
タＴＨＹ（ｎ）により、温度補償を行うことで所定の濃
度階調を得るようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘッド
表面温度を表すＴＨＹ（ｎ）は印画ライン毎の総通電時
間から推測している。このために各階調毎におけるヘッ
ド温度を推測することは不可能となっている。

【００１１】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、発熱素子を一列に配したサーマルヘッドの表面
温度を精度を高く推測する装置を提供することを目的と
する。また本発明は、サーマルヘッドの各階調毎におけ
る通電する発熱素子数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階調制御型のサーマルプリ
ンタを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のヘッド温度推測装置は、発熱素子を表面に
配したサーマルヘッドに取り付けられた温度センサと、
画像データを基に一定時間中に発熱する発熱素子数を計
数する発熱素子数計数手段と、一定時間中の発熱素子数
から、現在のヘッド温度を推測する手段とを備える構成
とした。

【００１３】また、本発明のサーマルプリンタは、上記
ヘッド温度推測装置より得られた温度データにしたがっ
て発熱素子の通電時間を補正する手段を備えたサーマル
プリンタ。

【００１４】

【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、発熱素子列の近傍温度（ヘッド温
度）が上昇し、最終印画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
ド温度は急激に低下する。

【００１５】例えば、あるラインを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ット毎に階調表現を
行う場合では、１ライン分の印画に対して階調数回分
（６４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温度は一番
高くなる。

【００１６】しかし、温度センサの出力信号は、時間的
な遅れがあるので、これだけではヘッド温度を正確に推
測するのは不十分である。また、各階調毎のヘッド温度
変化は、階調毎に通電する発熱素子数の関数であり、そ
の発熱素子数は発熱素子数計数手段により、例えば画像
データの指示する通電時間から割り出される。

【００１７】しかして、温度センサの出力信号と階調毎
の発熱素子数を基に得られた温度データは実際のサーマ
ルヘッドの表面温度にかなり等しい値となり、時間的に
も遅れをもたない。温度データを得る手段として、発熱
素子数データと温度センサデータを与えるルック・アッ
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。

【００１８】このようにして得られた発熱素子数データ
と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温度データを与
えるルック・アップ・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。

【００１９】

【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。

【００２０】第１図は、この実施例による濃度階調制御
型の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６４階調とした場合であ
る。

【００２１】サーマルヘッド１０、発熱素子列１２、サ
ーミスタ１４は、第２図に示すような構成でよい。

【００２２】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２８からシリアルな階
調データ［ＣKＰ1J〜ＣKＰ512J］が一定周期で６４回(K
=1〜64）連続的に転送される。第Ｆ番目のビットＣKＰF
J は、第Ｆ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。”１”であれば単位通電時間△
Tだけ通電し、”０”であれば通電しない。

【００２３】サーマルヘッド１０において、１つの印画
ラインに対して階調データ［ＣKＰ1J〜ＣKＰ512J］が６
４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階調レベルが与えら
れる。

【００２４】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ラインピッチの紙送りが
行われて次の印画ラインの印画動作が行われる。

【００２５】このように、１枚の印画動作を行っている
期間中は実質的に間断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、以下に説明するヘッド温度推測
装置によりヘッド温度が検出され、温度補償機能により
温度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。

【００２６】次に、この実施例のヘッド温度推測装置と
温度補償機能を説明する。

【００２７】１印画ラインにおける各階調毎の発熱素子
数は発熱素子数計数回路３０において計数され、発熱素
子数データはＲＡＭ３２に格納される。ここでＲＡＭ３
２の書込／読出の制御はシステム制御部４０により制御
される。ＲＡＭ３２から読み出された発熱素子数データ
はルックアップテーブルＬＵＴ３４の一方の入力端子に
与えられる。

【００２８】温度センサは、例えばサーミスタ１４を用
い、この出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によりデジタル
信号に変換されてラッチ回路１８に階調毎に、システム
制御部４０からの制御信号Ｓ１にラッチされる。この取
り込まれたサーミスタデータはルックアップテーブルＬ
ＵＴ３４の一方の他方端子に与えられる。

【００２９】ルックアップテーブルＬＵＴ３４におい
て、サーミスタデータと各階調毎の通電素子数データに
より温度データが読み出される。この温度データは、た
とえば１ライン印画においてＲＡＭ３２に格納された通
電素子数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温度デー
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ＲＡＭ３２に格納された通電素子数データが
小さい場合は、ヘッドの蓄熱による影響が小さいので温
度補正の小さい温度データが読み出される。ＲＡＭ３２
に格納された通電素子数データが大きい場合は、ヘッド
の蓄熱による影響が大きいので温度補正の大きな温度デ
ータが読み出される。温度データは第３図に示すような
実際のヘッド温度にほぼ近い温度データが得られる。上
記のようにして、ルックアップテーブルＬＵＴ３４にお
いて読み出された温度データは、通電時間補正用のルッ
クアップテーブルＬＵＴ３６の一方の入力端子に与えら
れる。

【００３０】次に、データ比較回路２８より出力される
階調データ［ＣKＰ1J〜ＣKＰ512J］（K=1〜64） は、以
下のようにしてつくられる。

【００３１】まず、フレームメモリ２０にデジタル映像
信号ＶＤが外部入力装置（図示せず）より画素データと
して入力される。フレームメモリ２０から１印画ライン
分の画素データＡ1J、Ａ2J、… … Ａ512Jが読み出され
てカラー・プロセス回路２２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ｂ1J、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。

【００３２】カラー・プロセス回路２２より出力された
１印画ライン分の濃度データｂ1J、ｂ2J、… …ｂ512J
は、ルックアップテーブルＬＵＴ２４の入力端子に順次
与えられる。ルックアップテーブルＬＵＴ２４は、各濃
度データｂ1J、ｂ2J、……ｂ512J によって通電時間デ
ータＢ1J、Ｂ2J、… …Ｂ512J を順次出力する。

【００３３】ルックアップテーブルＬＵＴ２４より順次
出力された通電時間データＢ1J、Ｂ2J、… …Ｂ512J
は、いったんラインバッファ２６に格納されてから通電
時間補正用のルック・アップ・テーブルＬＵＴ３６の他
方の入力端子に与えられる。ルック・アップ・テーブル
ＬＵＴ３６は温度データで通電時間データを補正した通
電時間補正データＣ1J、Ｃ2J、… …Ｃ512J を順次出力
する。

【００３４】ルック・アップ・テーブルＬＵＴ３６より
順次出力された通電時間補正データＣ1J、Ｃ2J、… …
Ｃ512J は、データ比較回路２８の一方の入力端子に順
次与えられる。

【００３５】データ比較器２８の他方の入力端子には、
階調カウンタ３８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２８は、この階調数データＤ
N を各通電時間データＢ1J、Ｂ2J、… …Ｂ512J 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、そうでないときは”０”のビットを階
調ビットとして生成する。

【００３６】このようにして、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Ｂ1J、Ｂ2J、
… …Ｂ512J の各々との比較が行われ、それぞれの比較
結果に応じた階調データ［ＣKＰ1J〜ＣKＰ512J］、［Ｃ
2Ｐ1J〜Ｃ2Ｐ512J］、… … 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、発熱素子列１２に入
力され印画動作を行う。

【００３７】このようにして、サーマルヘッド１０にお
いて、発熱素子列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、所定の濃度階調すなわち本来の濃度データｂ1J、ｂ
2J、… …ｂ512J に対応した濃度階調が得られる。この
ように、サーミスタ１４の出力データが実際のヘッド温
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、サーマルヘッドの発熱素子の通電素子数に応
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。

【００３８】なお、システム制御部４０は、マイクロコ
ンピュータで構成されており、フレームメモリ２０の書
込／読出を制御したり、階調カウンタ３８にクロック信
号ＣＫを供給し、ラッチ回路１８にラッチ・タイミング
Ｓ１を供給する。また、ＲＡＭ３２の書込／読出を制御
する。

【００３９】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ットを均一にするこ
とができる。

【００４０】

【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。

【００４１】本発明のヘッド温度推測装置においては、
通電素子数を階調数データに基ずいて計数しているの
で、各階調毎のきめ細かなデータが得られ、サーミスタ
の時間遅れによる影響も除去できる。また、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、所定の濃度階調を
得ることができる。

【００４２】温度センサの出力信号とＲＡＭに格納され
た通電素子数データから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。

【００４３】本発明のサーマルプリンタにおいては、本
発明のヘッド温度推測装置より得られる正確なヘッド温
度推測値を使って温度補償を行うので、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、所定の濃度階
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。

【００４４】温度補償を行う通電時間制御手段としてル
ック・アップ・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】

【図１】本発明の一実施例によるヘッド温度推測装置、
および濃度階調制御型のサーマルプリンタの主要な構成
を示す図である。

【図２】サーミスタを備えたサーマルヘッドを示す図で
ある。

【図３】濃度階調制御方式による印画中の温度と時間と
の関係を示す図である。（Ａ）は本実施例の検出温度で
ある。（Ｂ）はサーミスタの検出温度の関係を示す。

【図４】従来の構成図である。

【符号の説明】

１０ サーマルヘッド １２ 発熱素子列 １４ 温度検出手段（サーミスタ） １６ Ａ／Ｄ変換器 １８ ラッチ回路 ２０ フレームメモリ ２２ カラープロセス回路 ２４ ルック・アップ・テーブル ２６ ラインメモリ ２８ 比較回路 ３０ 計数手段（発熱素子数計数回路） ３２ ＲＡＭ ３４ 算出手段（ルック・アップ・テーブル） ３６ 補正手段（ルック・アップ・テーブル） ３８ 階調カウンタ ４０ システム制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8804−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 29/00 Ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号の供給を受けて、この画像に対
   応したエネルギを発生する複数の発熱抵抗素子を備えた
   サーマルヘッドと、このサーマルヘッドのヘッド温度を
   検出する温度検出手段と、前記サーマルヘッドの単位通
   電時間における通電素子数を計数する計数手段と、この
   計数手段からの計数結果と、前記温度検出手段からの検
   出結果から現在のサーマルヘッドの温度を算出する算出
   手段と、この手段による検出結果よりサーマルヘッドへ
   の供給電力を調整する補正手段とを備えた事を特徴とす
   るサーマルプリンタ。