JPH0691916A - 濃度階調制御型プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 濃度階調制御型プリンタで、常に良好な印画
品質を得る。 【構成】 通電素子数計数回路２０により単位通電サイ
クル毎の通電素子数を計数し、通電素子数データとヘッ
ド平均抵抗値１４がルック・アップ・テーブルＬＵＴ２
６に与えられ、電力制御を行うためのヘッド平均抵抗値
補正データが読みだされる。階調カウンタ３２が示す階
調データとヘッド平均抵抗値補正データが電力制御用の
ルック・アップ・テーブルＬＵＴ２８に与えられ、電力
制御用の電力データが読みだされる。電力データがスト
ローブ信号回路１８に与えられ、サーマルヘッドの電力
を制御するためのストローブ信号が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発熱抵抗素子を通電さ
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
度階調制御型プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】濃度階調制御型プリンタでは、１印画ラ
イン上の印画ドットに対応した多数（例えば５１２）の
発熱抵抗素子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素子は記録紙にインクリ
ボンを介して押し当てられる。そして個々の発熱素子が
通電時間データに応じて通電することで発熱抵抗素子に
電力を供給しインクリボンから記録紙へドット状で１ラ
イン分の印画が行われる。

【０００３】例えば濃度階調制御型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
画が必要となる。

【０００４】ところが、発熱抵抗素子が通電して発熱す
ると、通電させる発熱抵抗素子数の違いによりサーマル
ヘッドに流れる電流量が変化するためにサーマルヘッド
のコモン電極部におけるコモン電極抵抗による電力損失
および、サーマルヘッドの電源電圧変動による電力損失
の割合が変化し、各発熱抵抗素子に加えられる発熱エネ
ルギが所定のものとは異なったものとなる。すなわち、
図３に示すように図３では通電時間の経過と共に通電素
子数Ｋは減少している。通電させる発熱抵抗素子数Ｋが
多いほど電力損失の割合△ＶＫ／Ｖが大きくなる。

【０００５】したがって、コモン電極抵抗値の低下、ま
たはサーマルヘッド電源容量の増加により補償を行う必
要がある。

【０００６】そこで、一般には第５図に示すようなサー
マルヘッドの等価回路図においてサーマルヘッドの発熱
素子列５０、発熱素子駆動体列５２とすると、電源側コ
モン電極抵抗５３およびＧＮＤ側コモン電極抵抗の抵抗
値を低くする。また、サーマルヘッド電源Ｖの大容量化
もしくは応答速度を速くするなど電源電圧変動を小さく
し、電力損失を最小にして所定の濃度を得るようにして
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コモン
電極抵抗値を低下させても、コモン電極部における電力
損失を零にすることはできない。また、サーマルヘッド
電源容量を大きくしても電源電圧変動による電力損失を
零にすることはできない。

【０００８】たとえば画像を印画する場合、通電させる
発熱抵抗素子数が多い高印画率領域では、コモン電極抵
抗値の低下および電源容量の増加により濃度低下は補償
される。

【０００９】しかし、電力損失および電源変動をそれぞ
れ零にすることは不可能であるため、所定の発熱エネル
ギを発熱抵抗素子に与えることはできない、このため
に、上記のような補償を行っても忠実な色再現性を得る
のが難しかった。

【００１０】図４に通電素子数と記録濃度特性との関係
を示す。

【００１１】図４（ａ）は従来の場合の場合の特性曲線
である。従来（ａ）の場合は通電素子数が増加するにし
たがって所定濃度との濃度差が大きくなっている。

【００１２】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、単位通電サイクル毎に計数された通電素子数を
基に精度の高い電力補償を行い、常に一定で良好な色再
現性を得る濃度階調制御型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】上記目的を解決するため
に本願では、通電時間中の各単位通電サイクルにおいて
通電する通電素子数を計数する手段と、各単位通電サイ
クル毎の通電素子数を読み出す手段とを備える構成とし
た。 前記通電素子数データとサーマルヘッドの発熱抵
抗素子の平均抵抗値を表すヘッド平均抵抗値とを受け、
それらに対応して設定してあるヘッド平均抵抗値を通電
素子数で補正したヘッド抵抗値補正データを与える第一
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ヘッド抵抗値補正データを
基に発熱抵抗素子の電力について電力補償を行う電力制
御手段とを備える構成とした。

【００１４】電力制御手段は現在の階調数を示す階調数
データとヘッド抵抗値補正データとを受け、それらに対
応して設定してある電力を示す電力データを与える第２
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る。

【００１５】

【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通電する発熱抵抗
素子数が増加していったとすると、ライン数が増加する
につれて記録濃度が所定の濃度より小さくなり、所定の
濃度との濃度差が増加する。例えば、あるラインを濃度
階調制御型プリンタに用いて印画した場合では、１ライ
ンの発熱抵抗素子数が５１２個すべて発熱して階調数回
分（６４階調では単位通電サイクルとしては６４回とな
る）重ね印画を行った時がサーマルヘッド電源電圧変動
が大きくなる。すなわち、５１２個の発熱抵抗素子が発
熱したとき電力損失による濃度差は一番大きくなる。

【００１６】しかして、発熱抵抗素子を計数しＲＡＭに
格納された通電素子数データを基にヘッド平均抵抗値を
補正したヘッド抵抗値補正データを使い発熱抵抗素子の
電力制御を行う。

【００１７】ヘッド抵抗値補正データをＲ、ヘッド平均
抵抗値データをＲAVE、発熱抵抗素子の発熱エネルギを
Ｗ、通電時間をＴ、サーマルヘッド電源電圧をＶとする
と、 Ｗ＝（Ｖ＊Ｖ／ＲAVE）＊Ｔ で表せる。

【００１８】そして、通電素子数データをＫ、電源電圧
変動分およびコモン電極抵抗による電圧降下を△ＶKと
すると、通電時間補償分を△ＴKとすると、 Ｗ＝（Ｖ＊Ｖ／ＲAVE）Ｔ ＝（（Ｖ−△ＶK）＊（Ｖ−△ＶK）／ＲAVE）（Ｔ＋△ＴK） ＝（（Ｖ−△ＶK）＊（Ｖ−△ＶK）／ＲAVE）（Ｔ＋△ＴK） ＝（Ｖ＊Ｖ／Ｒ）（Ｔ＋△ＴK） で表すことができる。

【００１９】よって、 Ｒ＝（（Ｖ＊Ｖ）／（（Ｖ−△ＶK）＊（Ｖ−△Ｖ
K）））＊ＲAVE となる。

【００２０】このようにして得られたヘッド抵抗値補正
データを用いて電力補償をかければ発熱抵抗素子の多少
によるサーマルヘッド電源電圧の変動およびコモン電極
部の抵抗による電力損失の影響を正確に消滅することが
できる。電力補償は電力制御によって行われるが、その
手段として階調数データとヘッド抵抗値補正データを与
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、また信号処理をリアルタイムに行うことが
できる。

【００２１】

【実施例】以下、図１ないし、図２、図３を参照して本
発明の一実施例を説明する。図１は、この実施例による
濃度階調制御型プリンタの構成を示す。

【００２２】ただし、発熱抵抗素子の数は５１２個、濃
度階調は６４階調とした場合である。

【００２３】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［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番目の発熱抵抗素子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。

【００２４】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素子が通電または通
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。

【００２５】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。

【００２６】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電源電圧変動およびコモン電
極部における電力損失が発生することになって通電時間
−濃度特性の関係に誤差を生じる。本実施例によれば、
以下に説明する通電素子数計数回路により通電素子数が
検出され、電力補償機能によりヘッド抵抗値補正データ
を基にサーマルヘッド電源電圧変動およびコモン電極部
抵抗による電力損失をキャンセルする電力補償が行われ
る。

【００２７】次に、この実施例のヘッド抵抗値補正回路
と電力補償機能を説明する。

【００２８】通電素子数計数回路２０により計数された
通電素子数データは、ＲＡＭ２４に格納される。そして
図示しないが、階調カウンタ３２からの階調数データＤ
Ｎにしたがって単位通電サイクルにおける通電素子数デ
ータを読みだし、ルック・アップ・テーブルＬＵＴ２６
の一方の入力端子に与えられる。

【００２９】サーマルヘッドのヘッド平均抵抗値ＲAVE
は、各サーマルヘッドの固有のものとして知られてお
り、ヘッド平均抵抗値データとしてルック・アップ・テ
ーブルＬＵＴ２６の他方の入力端子に与えられる。

【００３０】ルック・アップ・テーブルＬＵＴ２６にお
いて、通電素子数データ［Ｔ１〜Ｔ６４］とヘッド平均
抵抗値データＲAVEにより、通電素子数により電源電圧
変動ΔＶKを補償するためのヘッド抵抗値補正データ
［Ｒ１〜Ｒ６４］として読みだされる。

【００３１】こののようなにしてヘッド抵抗値補正デー
タ［Ｒ１〜Ｒ６４］は、ルックアップテーブルＬＵＴ２
６において読み出される。

【００３２】そして、電力制御用の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。

【００３３】現在の階調数が何階調目のものかを示す階
調数データＤＮが階調カウンタ３２より読みだされ電力
制御用のルック・アップ・テーブルＬＵＴ２８の他方の
入力端子に与えられる。

【００３４】そしてヘッド抵抗値補正データ［Ｒ１〜Ｒ
６４］と階調数データＤＮによりルック・アップ・テー
ブル２８から電力制御用の電力データ［Ｄ１〜Ｄ６４］
が読みだされる。

【００３５】電力データ［Ｄ１〜Ｄ６４］はストローブ
信号回路１８に入力され、図２に示すように基準ストロ
ーブ信号ＳＴＡを補正しストローブ信号ＳＴＢを制御す
るデータとして用いられる。ストローブ信号ＳＴＢはサ
ーマルヘッド１０に入力されて、各発熱抵抗素子１２の
電力制御を行う。従って、図４に示す特性曲線（ｂ）の
ように濃度が補正される。

【００３６】次に、データ比較回路４８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。

【００３７】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Ａ1J、Ａ2J、… … Ａ512J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ｂ1J、ｂ2
J、… …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。

【００３８】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ｂ1J、ｂ2J、… …ｂ512J
は、ルックアップテーブルＬＵＴ４４の入力端子に順次
与えられる。ルックアップテーブルＬＵＴ４４は、各濃
度データｂ1J、ｂ2J、… …ｂ512J にしたがって通電時
間データＢ1J、Ｂ2J、… …Ｂ512J を順次出力する。

【００３９】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Ｂ1J、Ｂ2J、… …Ｂ512J
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。図
には示されていないが、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、この階調
数データＤN を各通電時間データＢ1J、Ｂ2J、… …Ｂ5
12J 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。

【００４０】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］、… … 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、図１における発熱抵抗
素子１２に入力され印画動作を行う。

【００４１】このようにして、サーマルヘッド１０にお
いて、発熱抵抗素子列１２の各発熱抵抗素子の通電時間
は決定される。そして、ストローブ信号回路において電
力補償をすることで、電力損失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、ｂ2J、
… …ｂ512J に対応した濃度階調が得られる。

【００４２】このように、電源電圧の変動による電力損
失が発生しても、通電素子数に応じた電力補償が行われ
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。

【００４３】なお、システム制御部３０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４０の書
込／読出を制御したり、階調カウンタ３２にラッチ信号
ＬＡを供給し、ストローブ信号回路に基準ストローブ信
号ＳＴＡを供給する。また、ＲＡＭ２４、の書込／読出
を制御する。

【００４４】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、サーマルヘッドの電力損失の
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。

【００４５】

【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。

【００４６】本発明の濃度階調制御型プリンタにおいて
は、通電時間中の通電素子数データを階調数データに基
ずいて検出しているので、単位通電サイクル毎のきめ細
かなデータが得られる。

【００４７】単位通電サイクル毎における電力補償も行
うことができるので、電源電圧変動による電力損失が発
生しても、所定の濃度階調を得ることができる。

【００４８】通電素子数とヘッド平均抵抗値からヘッド
補正抵抗値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。

【００４９】本発明の濃度階調制御型プリンタにおいて
は、実際の電源電圧変動をもとに制御しているので電力
損失を正確に除去でき、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。

【００５０】電力補償を行う電力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である。

【図２】本発明の電力制御方式による制御タイミング図
である。

【図３】通電素子数の変化と電源電圧の変動との関係を
示す。

【図４】濃度階調制御方式による記録濃度特性と通電素
子数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図である。

【図５】サーマルヘッドの等価回路を示す図である。

【符号の説明】

１０ サーマルヘッド １２ 発熱抵抗素子列 １４ ヘッド平均抵抗値 １８ ストローブ信号回路 ２０ 通電素子数計数回路 ２４ ＲＡＭ ２６ ルック・アップ・テーブル ２８ ルック・アップ・テーブル ３０ システム制御部 ３２ 階調カウンタ ４０ フレームメモリ、 ４２ カラー・プロセス回路 ４４ ルック・アップ・テーブル ４６ ラインバッファ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーマルヘッドの発熱抵抗素子列の各発
   熱抵抗素子を通電させて、その供給電力により画像を記
   録紙に記録する濃度階調制御型プリンタにおいて、通電
   時間中に通電する発熱抵抗素子数を各単位通電サイクル
   について通電素子数データとして計数する手段と、 この計数手段により計数された各単位通電サイクルごと
   の通電素子数データとサーマルヘッドの前記発熱抵抗素
   子の平均抵抗値を表すヘッド平均抵抗値データをヘッド
   抵抗値補正データに補正する手段と、このヘッド抵抗値
   補正データを基に前記発熱抵抗素子の供給電力について
   電力補償を行う電力制御手段を、備えた濃度階調制御型
   プリンタ。
2. 【請求項２】 前記電力制御手段は前記ヘッド抵抗値補
   正データと現在の印字階調数が何階調数目のものかを示
   す階調数データとを受けそれらに対応して予め設定して
   ある電力を表す電力データを与えるルック・アップ・テ
   ーブルからなる請求項１記載の濃度階調制御型プリン
   タ。