JPH07102710B2 - カラーサーマルプリンタの階調制御方式 - Google Patents

カラーサーマルプリンタの階調制御方式

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JPH07102710B2
JPH07102710B2 JP63151929A JP15192988A JPH07102710B2 JP H07102710 B2 JPH07102710 B2 JP H07102710B2 JP 63151929 A JP63151929 A JP 63151929A JP 15192988 A JP15192988 A JP 15192988A JP H07102710 B2 JPH07102710 B2 JP H07102710B2
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豊 溝口
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラーサーマルプリンタの階調制御方式、特
にサーマルヘッドの複数の発熱体に同時通電した場合に
生じるヘッド電源電圧降下に伴う印字濃度むらを可能な
限り除去することを企図したカラーサーマルプリンタの
階調制御方式に関する。
〔従来の技術〕
第5図は、サーマルヘッドの概略説明図である。この図
において、R1〜R2は1ライン分の発熱体、S1〜S2は各発
熱体への通電を制御するトランジスタスイッチ、Q1〜Q2
は各発熱体に対する印字信号、STBは全発熱体の通電時
間を制御する通電パルス(パルス幅ti、iは階調レベル
を示す)、VTHはヘッド電源電圧を示す。
各発熱体Rには、印字信号Qが“L"でかつ通電パルスST
Bが“L"の期間(ti)のみヘッド電圧VTHが印加されて発
熱し、この発熱量の積和に応じて印字濃度が増加してい
く。従って、印字濃度の階調制御は、ヘッド電源電圧V
THが一定であれば、単に通電時間(Ti=Σiti)の長短
によって行なうことができる。
しかし、実際には、負荷の大小、つまり同時通電する発
熱体の個数(pi)に応じてサーマルヘッドに一時に供給
される電流の値が変動し、配線抵抗、接触抵抗における
電圧降下から、発熱体への印加電圧も変動する。従っ
て、発熱量は通電時間tiの他にヘッド電源電圧VTHの関
数となる。また発熱量と印字濃度との関係は、インクの
種類によって異なる。そこで、階調制御を行なうには、
インクの種類、ヘッド電源電圧及び階調レベルに応じて
通電時間を変えなければならない。
第6図はサーマルヘッドへの通電によるVTHの電圧降下
を示す図で、(a)図は階調制御して印字する場合の発
熱体への通電パルスを,(b)図は通電時の電圧降下を
示す図である。第6図(a)に示す通電パルスによって
発熱体に断続的に通電が行なわれると、これに伴って同
図(b)に示すように電圧降下△Viを生じる。この電圧
降下△Viの程度は、負荷が大きい程、すなわち同時通電
発熱体個数piが多い程大きい。従って、この同時通電発
熱体個数piが多い場合は通電時間tiを長くしないと、印
字濃度が下がってしまい、バランスの良い色調の印字を
行なうことができない。
これに対して、従来のカラーサーマルプリンタでは、電
圧降下が無視できる状態で各階調レベルiに対して所望
の濃度0Diが得られるように通電パルスの幅tiを決定
し、このデータに対して最大負荷時の最大濃度が所望の
濃度となるように、全階調で一率にかつ負荷変動に対し
て直線的に通電パルス幅を延長することで、負荷変動に
対する濃度むら補正を行なっていた。
以下に、この補正方法について第7図〜第10図を用いて
説明する。この補正法は、次の3段階に分けることがで
きる。
基本通電データの作成 まず、理想的な印字濃度(0Di)と階調レベルiとの関
係を示す曲線(以下、理想0D−i曲線という)を設定す
る[第7図(a)]。この理想0D−i曲線は、所望の色
調に応じて選択されるもので、曲線のみならず直線であ
ってもよい。
次に、電圧降下△Viがほとんど無視できる程度の数(例
えば全発熱体の1/10以下)の発熱体にのみ通電して、第
7図(a)に示すように、i=1のときの印字濃度が0D
1となるように通電時間T1=t1を決める。同様、i=i
のときの印字濃度が0Diとなるように通電時間Ti=Σiti
を決める[第7図(b)]。この結果、各階調レベルi
を1段階進めるのに必要な通電パルス幅tiが決まる。以
下、このようにして決められた通電パルス幅t1,t2,…tn
を基本通電データという。
延長係数Kの決定 次に、負荷が最も大きく、電圧降下△Viが最大(△
VMAX)となる様に、全発熱体を用い、これに上記で得た
基本通電データに従って通電を行ない0D−i曲線を得る
[第8図(a)]。このときの0D−i曲線 は、電圧降下△VMAXの影響で前記理想0D−i曲線 より印字濃度が低くなる。そこで、各階調にける通電時
間ti′を一率(ti′=Σiti′=Σ(1+K)ti)に
延長していき、階調レベルの最大値iMAX(=n)におけ
る印字濃度0DAが所定濃度0Dnとなる延長係数Kを求め
る。この時の通電データ(1+K)t1,(1+K)t2,…
(1+K)tnを用いて得られる補正後の0D−i曲線を第
8図(a)に実線で示した。上記したように、延長係数
Kを最大階調レベルiMAXの濃度から求め、このKをすべ
ての通電データに一率に用いているので、得られる0D−
i曲線は、理想0D−i曲線に対し、階調レベルiの中間
域において、過補正になったり、補正不足になったりし
ている。
負荷が中位の場合 今、階調レベルiの時の電圧降下△ViをNビットのA/D
変換器で検出したとすると、A/D変換器の出力diは無負
荷の時di=φ、最大負荷の時di=2N−1=mとなる。
そこで、負荷が中位時、つまりφ<di<mの時の通電時
間Tiは、で求めた基本通電データtiとで求めた延長
係数Kを用いて、次式の様に決定する。
Ti=Σ{1+(di/m)K}ti (I) つまり、無負荷時の通電時間をTi、最大負荷時を(1+
K)tiとし、その間の電圧降下に対しては等間隔(リニ
ア)に通電時間を延長していく。
第10図に、(I)式を実現するためのブロック図を示
す。11はインクの種類Vごとにによって予め求められ
た基本通電データtiを格納したメモリ、12は(I)式の
tiの係数{1+(di/m)K}をによって予め求められ
た延長係数Kと電圧降下検出器出力diとから演算し出力
する係数発生器(メモリ)、13は乗算器を示す。つま
り、階調レベルiにおける基本通電データtiがメモリ11
から乗算器13に送られ、また、この時の電圧降下検出器
出力diから係数{1+(di/m)K}が決定され、この乗
算結果が通電パルス幅データとして出力される。
この時の通電パルスと0D−i曲線を第9図に示す。
この図から分かるように、従来は最大濃度一致条件から
求めた延長係数を全階調レベルで一率に使用し、また、
電圧降下に対して通電時間を直線的に延長しているの
で、各階調での負荷変動に対して適正な補正がかかって
いない。
〔発明が解決しようとする課題〕 熱転写インクの供給電力に対する濃度特性は、インク種
類(v)ごとに異なり、更に階調レベルiによっても異
なるので、上記した従来方式におけるようにインクの種
類vや階調レベルiに係わりなくヘッド電源の電圧降下
の△Viが同一であれば通電時間を一率にかつ電圧降下量
に対して通電時間を直線的に補正する制御方式では、特
定のインク、特定の濃度、特定の負荷変動に対してだけ
有効に印字濃度むらが補正できることになり、第8図
(a)及び第9図で示したように、それ以外の条件域で
は補正量に過不足を生じてしまう。
本発明は、ヘッド電源電圧降下△Viに伴う印字濃度むら
を可能な限り除去することができるカラーサーマルプリ
ンタの階調制御方式を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、サーマルプリンタのヘッド電源電圧降下量を
検出し、この降下量に応じて発熱体への通電パルス幅を
所定量延長することにより印字濃度むらを補正しつつ印
字を行なうカラーサーマルプリンタの階調制御方式にお
いて、階調レベルとインク種類とによって決定される基
本通電データを格納する第1のテーブルと、階調レベル
とインク種類とヘッド電源電圧降下量とによって決定さ
れる係数データを格納する第2のテーブルとを有し、前
記第1のテーブルからの基本通電データと前記第2のテ
ーブルからの係数データとを演算して得られた補正デー
タに基づいて、前記通電パルス幅の延長量を決定するよ
うにしたことを特徴とするカラーサーマルプリンタの階
調制御方式である。
〔作用〕
本発明に係る補正データは、サーマルプリンタのヘッド
電源電圧降下量の実測値△Viに基づいて、通電パルス幅
tiに最適の延長量を決定する機能を有する。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第1図は、本発明方式における通電パルス幅決定のため
のフローチャートで、21はインクの種類v及び階調レベ
ルiごとに用意した基本通電データを格納したメモリ、
22はインクの種類v、各電圧降下△Vi、各階調レベルi
における通電パルス幅係数kvidを格納したメモリで、補
正された通電パルス幅はkvid・tiにより決定する。
次に本発明を、階調レベルが8段階(i=1〜8)、発
熱体総数が4個(R1〜R4)、電圧降下△Viを検出するA/
D変換器の出力が4段階(di=0〜3)。インクの種類
vが2種類(A,B)の場合を例に第2図〜第4図を用い
て説明する。
まず、従来方式と同様にして、電圧降下△Viが無視でき
る状態(di=0,本例では同時通電発熱体個数piが1の場
合)で所定の印字濃度(0D1〜0D8)が得られるように基
本通電データ(tA1〜tA8,tB1〜tB8)を設定する(第7
図参照)。
次に、インクAにおいて、階調レベルi=1として、同
時通電発熱体個数piを、電圧降下検出器の出力がdi=1,
2,3となるように順次増加させて行き、この各々の場合
の印字濃度が電圧降下△Viが無視できるときと同じ所定
濃度0D1になるように通電パルス幅係数kA11,kA12,kA13
を設定する。次に階調レベルをi=2として上記と同様
に負荷を変えても印字濃度は常に所定濃度0D2になるよ
うに通電パルス幅係数kA21,kA22,kA23を設定する。第3
図にこのときの(a)電圧降下△Viと(b)通電パルス
の一例を示す。以下、順次階調レベルがi=8になるま
で同様の操作を繰り返し、全ての(i,di)の組み合わせ
における通電パルス係数kAidの行列を得る(以下、これ
を係数データテーブルという)。また同様にして、イン
クBについても係数データテーブルを得る。
なお、第2図は同時通電発熱体個数piの増加に伴うヘッ
ド電源の電圧降下△Viと、このときの電圧降下検出器出
力diの説明図である。今の例では、電圧降下検出器が2
ビットであるので電圧降下△Viの検出感度は低いが、実
際は更に高感度の検出器が使用されることは言うまでも
ない。
また、一般に低濃度域(例えばi=1)での印字濃度
は、印加電圧の変動に対し変化が少ないので、同時通電
発熱体個数piが増加(その結果diが増加)しても通電パ
ルス幅係数kvidの変化は小さい。これに対し、中濃度域
では、印加電圧に対して印字濃度が大きく変化するの
で、係数kvidでの差異は大きい。また、高濃度域では、
使用するサーマルヘッドあるいはインクの種類ごとで大
きく印字特性が異なるので、係数kvidもこれに応じて異
なった値が必要となる。
本発明方式は、上記の如くして得られた補正データを用
いて次のようにして使用される。従来方式と同様に、階
調レベルi、インクの種類v、電圧降下検出器出力di
基づいて通電パルス幅データを決定しつつ印字を行な
う。本発明方式では、1回の通電パルス幅は、(v,i,
di)の組み合わせに対応する通電パルス幅係数kvid
(v,i)で決まる基本通電時間tviの積で決まる。各発熱
体の総通電時間Tiは各通電パルス幅kvid・tviの総和と
して与えられる。
次に、本発明方式を用いた印字動作につき、第4図を用
いて具体的に説明する。今、インクはAが選択され、1
ランク中に入力データi=3の発熱体が2個(R1,
R2)、i=4の発熱体が1個(R3)、i=6の発熱体が
1個(R4)あるものとする。始めに、階調レベルiが1
のときは、入力データが全てこのレベルより大きいの
で、4個の発熱体(R1〜R4)の全てに通電され、これに
より電圧降下量は最大(d1=3)となる[第4図
(a)]。このとき、通電パルス幅係数はkA13が選ばれ
通電パルス幅はkA13・tA1となる。以下、階調レベルi
=3までは4個全ての発熱体に通電されるので、通電時
間は第4図(b)に示すように、 T3=kA13・tA1+kA23・tA2+kA33・tA3 となり、入力データi=3の発熱体(R1,R2)では所定
の印字濃度0D3が得られる。次に階調レベルがi=4に
なると、このとき通電される発熱体は2個(R3,R4)と
なるので、電圧降下検出器出力はd4=1となり[第4図
(a)]、このときの通電パルス幅係数はkA41で選ばれ
る。従って、入力データi=4の発熱体(R3)への通電
時間は第4図(b)に示すように、 T4=T3+kA41・tA4 となり、入力データi=4に対する所定の印字濃度0D4
が得られる。更に、階調レベルがi=5,6のときは、通
電される発熱体の数が1個(R4)となるので、電圧降下
検出器出力はd5,d6=0となり[第4図(a)]、この
ときの係数はどちらも1となるので、入力データがi=
6の発熱体(R4)では T6=T3+kA41・tA4+tA5+tA6 の時間だけ通電され、所定の印字濃度(0D6)が得られ
る[第4図(b)]。
なお、本実施例第1図では、2種類のデータテーブルと
乗算器を用いたが、これらの演算結果を1つのROM(リ
ード・オンリ・メモリ)に格納してサーマルヘッドごと
にこのROMを交換して補正を行なうことが可能である。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ヘッド電
源電圧降下時の通電時間の延長量を、前記した補正デー
タに基づいて決定するようにしたので、どの階調レベル
においても、負荷の大小によらず一定の印字濃度が得ら
れる。しかも、基本通電データを格納するテーブルと係
数データを格納するテーブルとを別々に設け、これらの
基本通電データと係数データとを演算して得られた補正
データに基づいて通電パルス幅の延長量を決定するの
で、テーブルの容量が膨大となることなく、少ない情報
量で精度の高い補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方式における通電パルス幅決定のための
フローチャート、第2図は同時通電発熱体個数p1と電圧
降下検出器出力diの関係を示す図、第3図は電圧降下△
Viと通電パルスの一例を示す図で、(a)図は各diにお
けるヘッド電圧VTHを,(b)図は各diにおける通電パ
ルスを示し、第4図はヘッド電圧と通電パルス示す図
で、(a)図は階調レベルiとVTHと電圧降下検出出力d
iとの関係を,(b)図は各発熱体R1〜R4への通電パル
スを示す図、第5図はサーマルヘッドの概略説明図、第
6図はサーマルヘッドの通電によるVTHの電圧降下を示
す図で、(a)図は発熱体への通電パルスを,(b)図
は通電時の電圧降下を示す図、第7図(a)は理想0D−
i曲線,第7図(b)は基本通電データを示す図、第8
図(a)は高負荷時の0D−i曲線,第8図(b)は補正
後の通電パルスを示す図、第9図(a)は負荷が中位の
ときの0D−i曲線,第9図(b)は補正後の通電パルス
を示す図、第10図は従来方式における通電パルス幅決定
のためのフローチャートである。 i……階調レベル、v……インクの種類、△Vi……電圧
降下、di……電圧降下検出器出力、pi……同時通電発熱
体個数、kvid……通電パルス幅係数、tvi……基本通電
データ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 宏記 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 溝口 豊 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 寺田 克彦 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 二部 徹 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 審査官 森 竜介 (56)参考文献 特開 昭63−77758(JP,A) 特開 昭61−58763(JP,A) 特開 昭61−79678(JP,A) 特開 昭61−123362(JP,A) 特開 昭60−90779(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サーマルプリンタのヘッド電源電圧降下量
    を検出し、この降下量に応じて発熱体への通電パルス幅
    を所定量延長することにより印字濃度むらを補正しつつ
    印字を行なうカラーサーマルプリンタの階調制御方式に
    おいて、 階調レベルとインク種類とによって決定される基本通電
    データを格納する第1のテーブルと、階調レベルとイン
    ク種類とヘッド電源電圧降下量とによって決定される係
    数データを格納する第2のテーブルとを有し、 前記第1のテーブルからの基本通電データと前記第2の
    テーブルからの係数データとを演算して得られた補正デ
    ータに基づいて、前記通電パルス幅の延長量を決定する
    ようにしたことを特徴とするカラーサーマルプリンタの
    階調制御方式。
JP63151929A 1988-06-20 1988-06-20 カラーサーマルプリンタの階調制御方式 Expired - Lifetime JPH07102710B2 (ja)

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