JPH05278251A - 熱記録における熱制御方法 - Google Patents

熱記録における熱制御方法

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JPH05278251A
JPH05278251A JP867192A JP867192A JPH05278251A JP H05278251 A JPH05278251 A JP H05278251A JP 867192 A JP867192 A JP 867192A JP 867192 A JP867192 A JP 867192A JP H05278251 A JPH05278251 A JP H05278251A
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JP
Japan
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control
heating element
dot
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JP867192A
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English (en)
Inventor
Sadazumi Shiraishi
貞純 白石
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱記録における印字品質を向上させる。 【方法】 制御しようとする印字ドットの周辺のドット
が発熱した場合の制御ドットに対する影響を、前記制御
ドットの温度プロファイルの始点温度およびピーク温度
を上昇させるものとして定量化して求め、発熱した周辺
ドットについて温度上昇分を合算して該制御ドットの温
度プロファイルを構成し、該温度プロファイルを基準プ
ロファイルと比較することにより該制御ドットのピーク
温度が基準値になるように印字エネルギーを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は感熱記録、熱転写記録な
どサーマルプリントヘッドを用いて記録を行う熱記録装
置において、印字品質を向上させるために行われる熱制
御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の熱制御方法では、印字履歴の影響
は制御発熱体が過去ラインにおいて発熱したか否か、ま
た現ライン内の制御発熱体以外の発熱体の発熱の影響に
ついては、発熱する発熱体数の総発熱体数に対する比率
即ち印字率を算出し、両者を合わせた影響を相殺するよ
う印字エネルギーを増減させることにより蓄熱制御を行
っていた。
【0003】例えば図1に示すように、現印字ライン
(L=0)上の制御ドットSに印加すべき印字エネルギ
ーは、前ライン(L=−1)上の印字ドットP1 が印字
された場合にΔE’だけ補正される。また、印字率補正
としてはL=0ラインの総発熱体数に対して実際に発熱
させる発熱体数の比率を印字データより算出し、その比
率に応じて印字エネルギーはΔEだけ補正される。さら
に制御を精密にするために前々ライン(L=−2)まで
を印字履歴として参照する場合には、発熱ドットP1
2 の発熱パターンに応じて決められるエネルギーΔ
E" が補正される。
【0004】なお、補正エネルギーは印字濃度を実測
し、印字濃度が基準濃度に一致するよう印字エネルギー
を調整することにより決められる。以上のように、従来
の方法では制御ドットのみの印字履歴および現ライン全
体の印字率を参照することにより熱制御が行われてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御方法では図
1において、例えば印字位置Cに相当する印字ドットの
影響は全く考慮されておらず、またL=0ラインにおい
ては1ライン全体の印字率のみが考慮されるため、制御
ドットS近傍の印字ドットDの影響も遠くの印字ドット
Eの影響も同レベルで評価されることになっている。
【0006】しかしながら制御ドットSへの影響を考え
ると、印字位置C,Dなどに相当する印字ドットに対応
する発熱体の発熱の有無が大きな効果を有することは明
確であり、これらの発熱体の発熱の効果の寄与の大きさ
を正当に評価した制御を行うことが必要である。さらに
従来の制御方法では、補正エネルギーは印字エネルギー
と印字濃度との関係から実験的に導出することが必要で
あり、膨大な量のデータを必要とする。また、このよう
にしても全ての印字パターンを網羅することは不可能で
あり、ごく近似的な制御にしかならない。
【0007】このように、従来の熱制御方法では制御す
べき印字ドットの周辺ドットに対応する発熱体の発熱の
影響が正当に評価されず、かつ、印字エネルギー補正量
の導出も実験的経験による大雑把なルールでしか行われ
ていないため、きわめて不十分な熱制御にしかならず、
印字品質を本質的に向上させることができなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では制御ドット周辺の印字ドットが印字さ
れた場合の制御ドットへの影響を制御ドットに対応する
発熱体(制御発熱体)の発熱−冷却特性(発熱温度およ
びプロファイル)の基準特性からの変化をもたらすもの
として捉え、周辺ドットの一つ一つに対して各ドットに
対応する発熱体が発熱した時の制御発熱体の発熱−冷却
特性変化を求め、該変化した発熱−冷却特性を基準特性
に一致させるよう、過去ラインおよび現ラインの印字パ
ターンに応じて補正すべき印字エネルギーを算出すると
ともに、該補正エネルギー分だけ制御された印字エネル
ギーを制御発熱体に印加する熱制御を行なうこととし
た。
【0009】以下に具体的な制御手順を示す。 (1)制御ドットの周辺ドットが印字された場合の制御
発熱体の発熱−冷却プロファイルへの影響を個別に求め
る。プロファイルは最高温度(ピーク温度)、あるいは
発熱領域の温度最高時の温度分布などで代表させること
ができ、制御発熱体のプロファイルへの影響はこれらの
温度を上昇させる効果をもつことになる。各周辺ドット
がもたらす温度上昇分をΔTi (i=各周辺ドット)と
する。
【0010】(2)過去ラインおよび現ラインの印字デ
ータより印字される周辺ドットを抽出し、(1)で求め
た温度上昇分ΔTi をそれらについて加え合わせる。こ
れをΔTとする。すなわち、
【0011】
【数1】
【0012】である。つまり、非補正印字エネルギー
(基準印字エネルギー)を印加した場合には制御発熱体
の最高発熱温度はΔTだけ上昇することになる。 (3)制御発熱体の最高発熱温度を基準温度にするよ
う、基準値より低くした印字エネルギーを制御発熱体に
印加する。これに適正な印字エネルギーは、最高発熱温
度がΔTだけ高い場合の発熱プロファイルと基準印字エ
ネルギーを印加した時の基準発熱プロファイルとの比較
により求めることができる。
【0013】(4)以上の操作を印字すべき発熱ドット
のすべてに対して行なう。
【0014】
【作用】上記のような熱制御方法をとることによって、
どのような印字パターンにおいても制御発熱体の最高発
熱温度を原理的に一定に保つことができ、印字濃度バラ
ツキのない高品質な画像を得ることができる。また、制
御は明確なルールに基づいているため、制御パラメータ
は一旦設定すれば実験的方法によらずに制御テーブルを
構築することができ、熱記録機器の熱制御設計の合理化
にも大きな寄与をすることができる。
【0015】
【実施例】発熱−冷却特性を一発熱体中央の発熱ピーク
温度で代表させ、該発熱ピーク温度を印字パターンによ
らず均一にすることにより熱制御を行う例について以下
に述べる。 印字空間の設定 熱記録においては通常マトリックス印字が行われる。そ
こで図2のように制御しようとする発熱体(制御発熱
体)に対応した印字ドット(制御ドット)を中心とし、
他の印字ドットを主走査方向(r),副走査方向(L)に
配列する。各印字ドットを整数値rおよびLによって表
す。制御ドットは(0,0)で指定される。
【0016】 一ドット、一パルス発熱時の時間・空
間的温度変化の導出 印字空間において制御発熱体(0,0)のみに基準印字
パルスを一つだけ印加した場合の周辺ドットの温度変化
への影響を求める。即ち、一ドットのみが発熱した時の
時間,空間的温度変化は図3のように表すことができ、
この特性を基に印字周期t0 及び発熱体配列ピッチpご
とに基準温度T0 からの上昇温度ΔTを求める。ここで
の印字空間における座標(r,L)を用いて、時刻L
・t0 配列距離r・pにおける上昇温度をΔT(r,
L)とすると、ΔT(r,L)は印字空間(r,L)に
おいて(r,L)ドットへおよぼす(0,0)ドット発
熱の影響とみることができる。即ち(0,0)ドットが
発熱することにより(r,L)ドットの温度はΔT
(r,L)だけ上昇する。
【0017】但し、ここで求められるΔT(r,L)は
L<0以外のドットに対してである。また、ΔT(r,
0)については(r,0)ドットが最高温度に達した時
の温度上昇分とする。 印字履歴の影響 印字空間の対称性から、印字履歴すなわちL<0ドット
からの(0,0)ドットへの影響はのΔT(r,L)
分布をL=0について反転した分布より求めることがで
きる。つまりL<0ドット発熱の及ぼす制御ドット
(0,0)への影響ΔT(r,L)(L<0)はΔT
(r,−L)に等しい。例えば、(1,−2)ドットの
影響はΔT(1,2)とすることができる。
【0018】L<0ドット発熱の影響は図4に示すよう
に、(r,L)ドットが発熱したときに(0,0)ドッ
トの発熱開始時点の温度(始点温度)をΔT(r,L)
だけ上昇させると考えることができ、従って昇温プロフ
ァイルを一様にΔT(r,L)上昇させるものである。 現ライン内印字ドットの影響 現ライン即ちL=0ライン上のドットの発熱の影響は、
図5に示すように始点温度T0 を変化させずにピーク温
度TP をΔT(r,0)だけ上昇させるものとみること
ができる。
【0019】 周辺ドット印字の影響の合算 印字データに従って周辺ドットが発熱した場合の制御ド
ットへの影響は各周辺ドットの影響を加え合わせること
によって得られる。この考えは熱エネルギーの流入量と
温度上昇分とは比例することから保証されるものであ
る。従って周辺ドットが発熱した場合、制御発熱体に基
準印字エネルギーを印加すると、その昇温プロファイル
は図6のように始点温度を、
【0020】
【数2】
【0021】だけ上昇させ、ピーク温度を
【0022】
【数3】
【0023】だけ上昇させるものとすることができる。
ここでδrlは δrl= 1 : (r,L)ドット印字時 (4) 0 : 〃 非印字時 である。 昇温プロファイルの導出 基準昇温プロファイルを始点温度T0 ,ピーク温度
P ,昇温時定数τ0 および基準印字パルス幅t0 で規
定すると、基準昇温プロファイルTS(t)は次式(5)で
表すことができる。
【0024】
【数4】
【0025】周辺ドットが発熱した場合、基準印字パル
スを印加した時の制御発熱体の昇温プロファイルT(t)
は、(5)式において始点温度T0 をT0+ΔT0 に,ピ
ーク温度TP をTP ΔTP としたもので表現でき、
【0026】
【数5】
【0027】と書くことができる。 印字エネルギーの補正 本実施例では発熱ピーク温度が基準ピーク温度TP に一
致させることにより熱制御を行うこととしている。従っ
て図6に示すように、周辺ドットが発熱した場合の昇温
プロファイルより発熱ピーク温度をTP にするには印
加すべき印字パルス幅をtにすればよい。このtの値は
(6)より、
【0028】
【数6】
【0029】で与えられる。ここでΔTP0=TP −T0
である。即ち、印字パルスの電力値を変えずにパルス幅
を(7)式のtに制御した印字パルスを印加することに
より、制御発熱体の発熱ピーク温度を基準ピーク温度T
P に制御することができる。本実施例における熱制御ア
ルゴリズムは以上のとおりであるが、さらに具体的に示
すために数値により説明する。
【0030】300dpiの配列密度を持つ発熱体に、
電力0.11W/dot,パルス幅0.8msec,周期
6.3msecの基準印字パルスを一つ印加した場合のΔT
(r,L)分布から制御ドットに及ぼす周辺ドット印字
の影響を熱伝導解析により求めた。これを図7に示す。
図7は例えば(1,−1)ドットの影響は(0,0)ド
ットの始点温度を3.7℃上昇させることを示す。
【0031】このとき始点温度T0 を22.5℃とする
とピーク温度TP は85.0℃になり、昇温プロファイ
ルより昇温時定数τ0 は0.4msecと求まった。この図
7より様々な印字パターンにおいて制御発熱体に印加す
べき印字パルス幅を計算することができる。ここでは参
照すべき発熱ドットを図8に示した8ドットに限った場
合についての結果を例示する。
【0032】図8(a)図、即ち周辺ドットがすべて発
熱した場合にはδrlはすべて1となるので(7)式より
制御発熱体に印加すべき印字パルス幅tは0.26msec
となる。同様に図8(b),(c),(d)の印字パターン
については発熱したドットのみδrlを1,他を0とすれ
ば、印加パルス幅はそれぞれ、(b):0.44msec,
(c):0.54msec,(d):0.44msecとなる。
即ち、(a),(b),(c),(d)の各印字パターンに対
しては制御発熱体に印加する印字パルス幅を基準値0.
8msecから上記の計算値に制御することにより制御発熱
体の発熱ピーク温度を基準値85.0℃にすることがで
きる。
【0033】実際の応用にあたっては考えられるすべて
の印字パターンについてあらかじめ計算した結果をテー
ブル化しておき印字データから対応する印字パターンに
相当する幅をもつ印字パルスを印加すればよい。なお、
上記の例で参照ドットを制御ドット近傍の8ドットに限
ったのは該8ドットより遠くの発熱ドットは制御ドット
にほとんど影響を及ぼさない、つまりΔT(r,L)の
値が小さいため影響を無視できるからである。
【0034】また、印字データの演算処理時間を短く
し、熱制御を多少粗くしてもかまわない場合には参照ド
ットを制御ドットの最隣接5ドットに限ることができ
る。本発明の熱制御の原理は階調印字を行う場合にも、
印字濃度の階調化および各階調における熱制御方法とし
て応用できる。即ち各印字階調を表現する発熱ピーク温
度を求め、各階調において対応する発熱ピーク温度とな
るように印字パルス幅を制御すればよい。具体的には次
のステップによる。
【0035】(イ) 発熱ピーク温度の設定 図9に示すように印字濃度曲線から必要な印字濃度を得
るための発熱温度を求め、その温度を実現する印字パル
ス幅を決定する。発熱温度と印字濃度との対応は、該発
熱温度の時の発色面積を熱伝導解析などによって求め、
該発色面積より印字濃度を算出することにより得ること
ができる。
【0036】(ロ) 階調濃度の制御 (イ)より、第I階調濃度に対応する発熱ピーク温度を
PI,印字パルス幅をt I とする。印字パターンによる
制御ドットへの影響を実施例1と全く同様にして求め、
制御発熱体のピーク温度がTPIとなるように印字パルス
幅をtI より補正する。この補正されたパルス幅をもつ
印字パルスを制御ドットへ印加する。
【0037】このような方法により階調表現が必要な場
合にも、印字パターンに応じて印字パルス幅を制御し、
発熱ピーク温度を基準温度に一致させることによって正
確な熱制御を行うことが可能となる。サーマルプリント
ヘッドのベース温度を熱制御パラメータとして考慮する
ことにより、さらに厳密な熱制御を期することができ
る。即ち、熱記録においては印字に寄与しない余分な熱
量はサーマルプリントヘッドのベース温度を上昇させる
ことに費やされ、ベース温度は図10のように印字時間
の経過とともに上昇する。このとき、ある時刻tにおけ
るベース温度上昇分をΔTt とすると、該時刻tにおい
て制御しようとする制御発熱体の始点温度が基準値T0
よりΔTt だけ上昇していることになる。従って実施例
において、制御発熱体の始点温度をT0 +ΔT0 +ΔT
t とすることにより蓄熱ベース温度の上昇も繰り入れた
熱制御を行うことができ、より正確な熱制御を達成する
ことが可能である。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱記録に
おいて様々な印字パターンのもとで制御ドット周辺の印
字ドットの影響を定量化して求めることにより発熱ドッ
トの発熱ピーク温度を基準値に制御することが可能とな
り、熱エネルギーの観点からみて原理的に正確な熱制御
を行うことができる。また本方法は熱制御テーブルの作
成に際し多量のデータを必要とせず、かつ、あらゆる印
字パターンの影響を網羅できるため熱制御設計の合理化
ももたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の熱制御方法の説明図である。
【図2】印字空間の説明図である。
【図3】一ドット発熱時の温度分布を示す説明図であ
る。
【図4】周辺ドット印字の影響を示す説明図である。
【図5】周辺ドット印字の影響を示す説明図である。
【図6】印字エネルギーの補正方法を示す説明図であ
る。
【図7】実施例を示す模式図である。
【図8】実施例を示す模式図である。
【図9】階調印字濃度と発熱温度との対応の説明図であ
る。
【図10】サーマルプリントヘッドの蓄熱の説明図であ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一列状に配置された複数の発熱体を有す
    るサーマルプリントヘッドを用いて熱記録を行うに際
    し、該発熱体に印加する印字エネルギーを、印字データ
    に応じて制御する熱制御方法において、制御対象とする
    制御発熱体に対応する制御ドットの属する現ラインより
    過去に印字された過去ラインで印字に関わった発熱体の
    発熱の前記制御ドットに対する影響と、前記現ライン中
    で印字に関わる発熱体の発熱の制御ドットに対する影響
    とを、前記制御発熱体の発熱−冷却特性の基準特性から
    の変化として定量化するとともに、変化分を印字エネル
    ギーに換算し、換算された印字エネルギー分だけ補正さ
    れた印字エネルギーを前記制御ドットに対応する制御発
    熱体に印加することを特徴とする熱記録における熱制御
    方法。
  2. 【請求項2】 前記制御発熱体の発熱−冷却特性を該制
    御発熱体の面積内のある特定の一点の発熱温度で代表さ
    せ、該発熱温度が基準温度に一致するよう制御された印
    字エネルギーを前記制御発熱体に印加することを特徴と
    する請求項1記載の熱記録における熱制御方法。
  3. 【請求項3】 前記制御発熱体の発熱−冷却特性への影
    響を考慮すべき印字ドットを、現ライン内の該制御ドッ
    トの隣接印字ドットと、現ラインより1ライン過去のラ
    イン内および2ライン過去ライン内の印字ドットとその
    隣接印字ドットの8印字ドットに限ることを特徴とする
    請求項1記載の熱記録における熱制御方法。
  4. 【請求項4】 前記制御発熱体の発熱−冷却特性への影
    響を考慮すべき発熱ドットを、現ライン内の該制御ドッ
    トの隣接印字ドットと、現ラインより1ライン過去のラ
    イン内の該制御ドットとその隣接印字ドットの5印字ド
    ットに限ることを特徴とする請求項1記載の熱記録にお
    ける熱制御方法。
JP867192A 1992-01-21 1992-01-21 熱記録における熱制御方法 Pending JPH05278251A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6571700B2 (en) 2000-05-17 2003-06-03 Riso Kagaku Corporation Method for making a heat-sensitive stencil
US6629495B2 (en) 2000-05-17 2003-10-07 Riso Kagaku Corporation Method of and apparatus for making heat-sensitive stencil and heat-sensitive stencil material
US6807904B2 (en) 2000-05-17 2004-10-26 Riso Kagaku Corporation Method and apparatus for making heat-sensitive stencil and heat-sensitive stencil material

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