JPH10286987A

JPH10286987A - サーマルプリンタ

Info

Publication number: JPH10286987A
Application number: JP9095653A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Enomoto; 寿榎本
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】各階調値と濃度の関係が変化しないようにす
る。【解決手段】所定の間隔でサーマルヘッドの環境温度と
サーマルヘッドの温度と測定し、サーマルヘッドのヘッ
ド電圧をシェーディング補正を行う。不揮発性メモリ３
１のＬＵＴ３１ａ〜３１ｃには、基準ヘッド電圧Ｖ₀の
もとで各階調値を所定のγ曲線に基づいた濃度で記録す
るための基準通電時間が階調値毎に書き込まれている。
ステップ通電時間演算手段４１は、ヘッド電圧が調節さ
れると、調節されたヘッド電圧をパラメータとして含む
演算式でプリント中の色のＬＵＴから読み出した各基準
通電時間を補正し、補正で得られる各通電時間から各階
調値に特有なステップ通電時間を表すステップ通電時間
データを演算して求め、メモリ４２に書き込む。ストロ
ーブ信号発生手段４３は、メモリ４２の各ステップ通電
時間データに基づいた時間幅のストローブパルスを順次
に発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルプリンタ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリンタには、記録するドット
の濃度を変化させることにより中間調を記録できるよう
にしたものとして、インクリボンを使用する昇華型の熱
転写プリンタと感熱記録紙を直接に加熱して発色記録す
る感熱プリンタとがある。これらのサーマルプリンタで
は、複数の発熱素子をライン状に配列したサーマルヘッ
ドが用いられており、発熱素子で発生する熱エネルギー
を制御することにより、記録される濃度を調節すること
ができる。

【０００３】例えば、感熱プリンタでは、支持体上に感
熱発色層を形成した感熱記録紙を用い、サーマルヘッド
で感熱記録紙を押圧・加熱して感熱発色層に画像を記録
してから、紫外線を照射して画像を定着する。また、支
持体上に、シアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，イ
エロー感熱発色層を順番に形成したカラー感熱記録紙も
知られている。

【０００４】カラー感熱記録紙では、最上層となるイエ
ロー感熱発色層の熱感度が最も高く、最下層となるシア
ン感熱発色層の熱感度が最も低い。この熱感度の違いを
利用して、カラー感熱記録紙を移動しながらサーマルヘ
ッドで押圧・加熱して、最上層から順番に各感熱発色層
を記録する。イエロー感熱発色層とマゼンタ感熱発色層
に対しては、記録直後に各感熱発色層に特有な波長域の
紫外線を照射して定着する。この定着によって、未発色
の発色成分が光分解されて発色能力が消失する。

【０００５】ところで、記録開始時にはサーマルヘッド
が冷えているから、記録すべき階調値に応じた電気エネ
ルギーで各発熱素子を駆動しても、記録すべき階調値に
応じた濃度に発色させることができない。また、記録が
進むにつれてサーマルヘッドは、それ自体で発生した熱
が蓄熱されて温度が高くなる。このため、記録エリアの
始めの部分の濃度が全体的に低く、記録が進むにつれて
全体的に濃度が高くなる、いわゆるシェーディングが発
生する。

【０００６】このようなサーマルヘッドの蓄熱によるシ
ェーディングの発生を防止するシェーディング補正のた
めに、サーマルヘッドの温度を測定し、この温度に応じ
てサーマルヘッドの印加電圧を調節することにより、各
発熱素子に供給する電気エネルギー、すなわち各発熱素
子の発生する熱エネルギーを制御する方法が知られてい
る。

【０００７】また、一定値のパラメータを含みと、サー
マルヘッドの温度を変数とする演算式を用い、特定の階
調値に注目して、その階調値が所定の濃度となるように
ヘッド電圧を求め、このヘッド電圧に調節してシェーデ
ィング補正を行う感熱プリンタが既に市販されている。
さらには、感熱プリンタの個体差を考慮して、サーマル
ヘッドの温度を変数とする演算式に感熱プリンタの個々
に求めたパラメータを含めたものも本出願人より提案さ
れている（特願平７−２２９１９４号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにしてヘッ
ド電圧を調節した場合には、注目した特定の階調値につ
いては、発熱素子が発生する熱エネルギーが適切な補正
量（熱エネルギー）で補正されるが、その他の階調値に
ついては、補正量に誤差が生じて階調値−濃度のγが変
化してしまい、階調値と濃度との関係が一定にならない
といった問題があった。これは、サーマルヘッドの温度
が同じならば、いずれの階調値であってもシェーディン
グ補正するための補正量を一定とするべきであるが、各
階調値毎に発熱素子の通電時間（発熱時間）が異なるた
め、特定の階調値とその他の階調値を記録するための通
電時間の差に応じた分だけ補正量が増減してしまうから
である。

【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、シェーディング補正のためにヘッド電
圧を調節しても、すべての階調値を所定の濃度で記録
し、階調値と濃度の関係を変化させないサーマルプリン
タを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、サーマルヘッドの蓄熱状態に応じて特定の階調値が
所定の濃度で記録されるようにヘッド電圧調節手段によ
って調節されたヘッド電圧に応じて各階調値を記録する
ための通電時間を調節する通電制御手段を設け、ヘッド
電圧の変化による前記特定の階調値の他の階調値の濃度
の変動を防止し、階調値と記録された濃度との関係を一
定にするようにしたものである。

【００１１】請求項２記載の発明では、各発熱素子は、
任意の階調値を記録する際には、記録すべき階調値より
も低い各階調値のそれぞれに特有な各ステップ通電時間
と記録すべき階調値に特有なステップ通電時間とで順次
に通電されようにされており、通電制御手段は、所定の
基準ヘッド電圧のもとで、記録すべき階調値と記録され
る濃度とが所定の関係となるようにして決められた前記
発熱素子を通電すべき基準通電時間を階調値毎に記憶し
た記憶手段と、少なくとも前記ヘッド電圧調節手段によ
って調節されたヘッド電圧をパラメータとして含む演算
式を用いて、前記記憶手段の各基準通電時間をヘッド電
圧に応じて補正し、この補正によって得られた各階調値
のそれぞれの通電時間から前記各階調値に特有なステッ
プ通電時間を階調値毎に算出する演算手段とを有し、こ
の演算手段で算出された各ステップ通電時間を用いて通
電を行うものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図２において、サーマルヘッド１
０には、多数の発熱素子をライン状に配列した発熱素子
アレイ１０ａが形成されている。このサーマルヘッド１
０は、軸１１を支点にして揺動自在であり、回動自在な
プラテンローラ１３上のカラー感熱記録紙１２を押圧す
るプリント位置と、プラテンローラ１３から離れた退避
位置との間で揺動する。

【００１３】カラー感熱記録紙１２は、周知のように、
支持体上に、シアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，
イエロー感熱発色層が順次層設されている。最上層とな
るイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エ
ネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感
熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシ
アンに発色する。また、イエロー感熱発色層は、４２０
ｎｍの近紫外線が照射されたときに、発色能力が消失す
る。マゼンタ感熱発色層は、３６５ｎｍの紫外線が照射
されたときに発色能力が消失する。各感熱発色層は、カ
ラー感熱記録紙１２に与えられる熱エネルギーの大きさ
が調節されることで、発色濃度が調節される。

【００１４】サーマルヘッド１０の下流に、搬送ローラ
対１５が配置されており、パルスモータ１６によって正
逆両方向に回転する。この搬送ローラ対１５は、カラー
感熱記録紙１２をニップして往復動させる。

【００１５】定着装置１７は、発光ピークが４２０ｎｍ
の近紫外線を発生するイエロー用紫外線ランプ１８と、
発光ピークが３６５ｎｍの紫外線を発生するマゼンタ用
紫外線ランプ１９とを備えている。これらの紫外線ラン
プ１８，１９の背後には、リフレクタ２０が配置されて
いる。

【００１６】サーマルヘッド１０の近くに、サーマルヘ
ッド１０の環境温度を測定するための環境温度センサー
２１が配置されている。また、サーマルヘッド１０の内
部には、ヘッド温度センサー２２が収納されている。こ
れらの環境温度センサー２１，ヘッド温度センサー２２
としては、例えばサーミスタが用いられている。なお、
符号２３は、カラー感熱記録紙１２の先端を検出する位
置センサーである。

【００１７】図３において、環境温度センサー２１とヘ
ッド温度センサー２２の信号は、Ａ／Ｄ変換器２５，２
６でそれぞれデジタル変換され、サーマルヘッド温度情
報としてコントローラ３０に送られる。このコントロー
ラ３０には、不揮発性メモリ３１が接続されている。こ
の不揮発性メモリ３１としては、例えば、フラッシュメ
モリが用いられている。不揮発性メモリ３１には、後述
するヘッド電圧演算式及び第１通電時間演算式の各パラ
メータが書き込まれている他、その一部がイエロー，マ
ゼンタ、シアンの基準通電時間を表した基準通電時間デ
ータのＬＵＴ（ルックアップテーブル）３１ａ，３１
ｂ，３１ｃとなっている。

【００１８】コントローラ３０は、プリント中に、不揮
発性メモリ３１に書き込まれている電圧パラメータ（Ｋ
₁，Ｋ₂），平均抵抗値（Ｒ），所定の熱エネルギー
（Ｅ_r）及び通電時間（Ｔ_r）の各パラメータを含むヘ
ッド電圧演算式に、サーマルヘッド温度情報（Ｈ_A，Ｈ
_H）を適用してヘッド電圧Ｖを算出する。このヘッド電
圧の情報は、レギュレータ３２に送られ、その出力電圧
を調節する。これによりサーマルヘッド１０の蓄熱状態
に応じてヘッド電圧が調節される。ヘッド電圧演算式
は、平均抵抗値（Ｒ）を除く各パラメータが色毎に異な
るが、各色とも共通な式が用いられる。このヘッド電圧
演算式は、例えば次の式（１）のようにされており、こ
の式（１）を満たすようにヘッド電圧Ｖが求められる_。（Ｖ²／Ｒ）・Ｔ_r＝（Ｅ_r−ΔＥ）・・・（１）但し、ΔＥ＝Ｋ₁・Ｈ_A−Ｋ₂・（Ｈ_H−Ｈ_A）

【００１９】ここで、各記号は次の通りである。Ｒ：発熱素子の平均抵抗値Ｔ_r：所定の基準ヘッド電圧Ｖ₀のもとで_、特定の階調
値Ｇ_Rを記録するための所定の通電時間Ｅ_r：絶対０度において、特定の階調値Ｇ_r（例えば
「２５５」）を所定の濃度で記録するために必要な熱エ
ネルギー ΔＥ：シェーディング補正のための補正量（熱エネルギ
ー）Ｈ_A：サーマルヘッドの環境温度Ｈ_H：サーマルヘッドの温度Ｋ₁，Ｋ₂：電圧パラメータ

【００２０】また、電圧パラメータの決定は、工場での
組み立て調整時にテストプリントを作成し、これに基づ
いて個々の感熱プリンタに対して最適なシェーディング
補正を可能にする。この電圧パラメータの決定は、次の
ようにして行う。まず、個々の感熱プリンタでテストプ
リントが作成される。このテストプリントは、記録エリ
ア内に、イエロー，マゼンタ，シアンを一定の熱エネル
ギーでヘッド電圧Ｖを補正することなく記録する。そし
て、この記録エリアで予め決めた２つの測定点Ａ，Ｂの
３色についての濃度ＤＡ，ＤＢと、この記録中での環境
温度Ｈ_Aとヘッド温度Ｈ_Hとが測定される。

【００２１】次に、濃度と熱エネルギー（Ｖ²／Ｒ）と
の関係を示す所定のテーブルデータに基づいて、２つの
測定点Ａ，Ｂの濃度ＤＡ，ＤＢから、２つの熱エネルギ
ーを求める。そして、このテーブルデータから求めた２
つの熱エネルギー、２つの温度（Ｈ_A，Ｈ_H）、一定な
熱エネルギーＥ_r、所定の通電時間Ｔ_rを、前述したヘ
ッド電圧演算式に代入して、電圧パラメータＫ₁，Ｋ₂
を求める。得られた電圧パラメータは、不揮発性メモリ
３１に書き込まれる。なお、濃度と熱エネルギー（Ｖ²
／Ｒ）との関係を示すテーブルデータは、イエロー，マ
ゼンタ，シアンの３種類分があり、決定すべき色に応じ
たテーブルデータを用いて、各色毎に電圧パラメータＫ
₁，Ｋ₂が求められる。

【００２２】画像メモリ３３には、ビテオカメラやスキ
ャナーから取り込んだ１フレーム分のイエロー画像デー
タ，マゼンタ画像データ，シアン画像データが記憶され
ている。これらの画像データは、プリントすべき色に応
じて１ラインずつ読み出されて駆動データ発生回路３４
に送られる。

【００２３】この駆動データ発生回路３４は、コントロ
ーラ３０からの各階調（比較）データのもとで、１ライ
ン分の画像データを比較して、１個の画像データに対し
て、階調数に応じた個数のシリアルな駆動データに変換
する。例えば、５１２階調数（階調値「０」〜「５１
１）の場合には、階調値「１」〜「５１１」について発
熱素子を通電して記録するから、「１」〜「５１１」の
階調データにより、各画像データが５１１ビットの駆動
データに変換される。各比較において、駆動データ発生
回路３４は、画像データが比較データよりも大きい場合
か同じ場合には「Ｈ」の駆動データを発生し、小さい場
合には「Ｌ」の駆動データを発生する。

【００２４】各駆動データは、所定のタイミングでゲー
トアレイ３５に送られる。このゲートアレイ３５の各Ａ
ＮＤ回路は、駆動データが「Ｈ」のときに、コントロー
ラ３０からのストロープ信号が「Ｈ」となると、すなわ
ちストローブパルスが入力されると、このストローブパ
ルスが入力されている間にドライバ回路３６の対応する
トランジスタをＯＮにする。

【００２５】ドライバ回路３６の各トランジスタには、
発熱素子アレイ１０ａを構成する各発熱素子（抵抗素
子）が接続されている。各発熱素子には、レギュレータ
３５からのヘッド電圧Ｖが印加されており、対応するト
ランジスタがＯＮすると通電されて発熱する。したがっ
て、発熱素子は、ストローブパルスと同じ幅（時間）だ
け通電され、この１回通電されている時間が、階調値に
特有なステップ通電時間となる。そして、発熱素子は、
それが記録する階調値よりも低い各階調値にそれぞれに
特有な各ステップ通電時間と、記録する階調値に特有な
スップ通電時間とで順次に通電される。

【００２６】例えば、階調値「３」に対応する濃度で画
素（ドット）を記録する場合には、階調値「１」，階調
値「２」のそれぞれに特有な第１ステップ通電時間と第
２ステップ通電時間とで通電された後に、階調値「３」
に特有な第３ステップ通電時間で通電されることによ
り、この階調値「３」に応じた通電時間で発熱素子が通
電される。

【００２７】画像データに表される階調値とカラー感熱
記録紙１２に発色される濃度との関係は、予め決められ
ており、例えば図４の実線で示すγ曲線５０となってい
る。また、発熱素子は、記録する画素の階調値に応じた
通電時間だけ断続的に通電される。しかし、ヘッド電圧
Ｖを調節されている時に、シェーディング補正を行って
いない基準ヘッド電圧Ｖ₀に応じて決められた通電時間
（以下、基準通電時間という）で発熱素子を通電する
と、特定の階調値Ｇ_rについては、γ曲線５０に基づい
た所定の濃度に記録されるが、他の階調値については、
特定の階調値Ｇ_rとの基準通電時間との差の分だけ補正
量が多くなったり、少なくなるため、γ曲線５０に基づ
いた所定の濃度で記録されない。

【００２８】このため、コントローラ３０は、ＬＵＴ３
１ａ〜３１ｃの基準通電時間を表す各基準通電時間デー
タを、調節されたヘッド電圧Ｖに応じて補正し、この補
正により得られる通電時間データから各ステップ通電時
間データを求める。そして、このステップ通電時間デー
タに表されるステップ通電時間のパルス幅のストローブ
パルスを発生することで、各階調値に特有なステップ通
電時間を調節して、全ての階調値に対して補正量が適正
となるようにし、階調値と濃度の関係がγ曲線５０とな
るようにする。

【００２９】不揮発性メモリ３１内の各ＬＵＴ３１ａ〜
３１ｃのそれぞれには、階調値「０」〜「５１１」とし
た場合には、そのうちの発熱素子を通電する階調値
「１」〜「５１１」に対応させて、アドレス「１」〜
「５１１」に第１〜第５１１基準通電時間データが１個
ずつ書き込まれている。なお、ＬＵＴ３１ａ〜３１ｃに
書き込まれている基準通電時間データは、階調数に応じ
てその個数及び内容が変えられるのはいうまでもない。

【００３０】図５にＬＵＴ３１ａの内容を示すように、
ＬＵＴ３１ａのアドレス「１」〜「５１１」には、イエ
ロー用の第１〜第５１１基準通電時間データが書き込ま
れており、各基準通電時間データは、基準ヘッド電圧Ｖ
₀のもとで、各階調値をγ曲線５０に基づいたイエロー
濃度に発色させるのに必要な基準通電時間Ｔ_0i（ｉは、
１〜５１１）を表している。

【００３１】例えばアドレス「１」の第１基準通電時間
データは、発熱素子で画素を階調値「１」のイエロー濃
度に発色させるのに必要な第１基準通電時間Ｔ₀₁を表し
ており、この第１基準通電時間Ｔ₀₁は、基準ヘッド電圧
Ｖ₀のもとでの階調値「１」に特有な第１基準ステップ
通電時間ΔＴ₀₁と等しい。また、アドレス「２」の第２
基準通電時間データは、画素を階調値「２」のイエロー
濃度に発色させるのに必要な第２基準通電時間Ｔ₀₂を表
しており、この第２基準通電時間Ｔ₀₂は、基準ヘッド電
圧Ｖ₀のもとで、階調値「１」の濃度に画素を発色させ
た後さらに通電すべき時間、すなわち階調値「２」に特
有な第２基準ステップ通電時間ΔＴ₀₂を第１基準通電時
間Ｔ₀₁に加算した値（Ｔ₀₁＋ΔＴ₀₂）となっている。

【００３２】同様にして、第ｊ基準通電時間データ（ｊ
は、３〜５１１）は、画素を階調値「ｊ」のイエロー濃
度に発色させるのに必要な第ｊ基準通電時間Ｔ_0jを表
し、この第ｊ基準通電時間Ｔ_0jは、階調値「ｊ−１」の
濃度で画素を発色させた後さらに通電すべき時間、すな
わち第ｊ基準ステップ通電時間ΔＴ_0jを第（ｊ−１）基
準通電時間Ｔ_0(j-1)に加算した値（Ｔ_0(j-1)＋ΔＴ_0j）
となっている。

【００３３】コントローラ３０は、ヘッド電圧Ｖを調節
する毎に、第１通電時間演算式にプリント中の色のＬＵ
Ｔの各基準通電時間データを適用して、ヘッド電圧Ｖに
応じて補正した各階調値毎の通電時間Ｔ_1iを表す通電時
間データをそれぞれ求める。さらに、求めた各通電時間
データを第２通電時間演算式に適用し、ヘッド電圧Ｖに
応じて補正されたステップ通電時間ΔＴ_1iを求める。第
１及び第２通電時間演算式は、それぞれ次の式（２），
（３）のようにされている。Ｔ_1i＝Ｔ_0i＋Ｐ_i（（Ｖ₀ ²−Ｖ²）／Ｖ²）（Ｔ_0i−Ｔ_0r）・・・（２） ΔＴ_1i＝Ｔ_1i−Ｔ_1(i-1)・・・・・（３）

【００３４】ここで各記号は次の通りである。ｉ：階調値（１〜５１１）Ｖ₀：所定の基準ヘッド電圧Ｖ：ヘッド電圧Ｔ_0i：基準ヘッド電圧Ｖ₀のもとで、階調値Ｇ_iを記録
するための第ｉ基準通電時間なお、Ｔ₁₀＝０とするＴ_0r：基準ヘッド電圧Ｖ₀のもとで、特定の階調値Ｇ_i
を記録するための第ｒ基準通電時間（＝Ｔ_r）Ｐ_i：記録する色毎及び階調値毎に決められた時間パラ
メータ

【００３５】上記第１及び第２通電時間演算式によって
作成されるステップ通電時間データの例を図６に示す。
なお、図６のステップ通電時間は、その長さの変化を説
明するための便宜的な値であり、実際のものとは異なっ
ている。例えば、ヘッド電圧Ｖが基準ヘッド電圧Ｖ₀に
調節された時には、各基準通電時間Ｔ_0iがそのまま通電
時間Ｔ_0iとなるから、各ステップ通電時間ΔＴ_1iは、図
６（ａ）のように、対応する基準ステップ通電時間ΔＴ
_0iと等しくなる。

【００３６】また、調節されたヘッド電圧Ｖが基準ヘッ
ド電圧Ｖ₀よりも高い時には_、図６（ｂ）に示すよう
に、特定の階調値Ｇ_rより大きい階調値の各補正ステッ
プ通電時間ΔＴ_1iが対応する基準ステップ通電時間ΔＴ
_0iより短くされ、小さい階調値の各ステップ通電時間Δ
Ｔ_1iが長くされたステップ通電時間データが作成され
る。これにより、図４のγ曲線５１に示すように、ヘッ
ド電圧Ｖが基準ヘッド電圧Ｖ₀よりも高い時に記録する
階調値が特定の階調値Ｇ_rよりも大きい場合にその濃度
が高くなり、記録する階調値が特定の階調値Ｇ_rよりも
小さい場合にその濃度が低くなってしまといった不都合
を防止する。

【００３７】逆に、調節されたヘッド電圧Ｖが基準ヘッ
ド電圧Ｖ₀よりも低い時には_、図６（ｃ）に示すよう
に、特定の階調値Ｇ_rより大きい階調値の各ステップ通
電時間ΔＴ_1iが対応する基準ステップ通電時間ΔＴ_0iよ
りより長くされ、小さい階調値の各ステップ通電時間Δ
Ｔ_1iが短くされたステップ通電時間データが作成され
る。これにより、図４のγ曲線５２に示すように、ヘッ
ド電圧Ｖが基準ヘッド電圧Ｖ₀よりも低い時に記録する
階調値が特定の階調値Ｇ_rよりも大きい場合にその濃度
が低くなり、記録する階調値が特定の階調値Ｇ_rよりも
小さい場合にはその濃度が高くなってしまうといった不
都合を防止する。なお、特定の階調値Ｇ_rに対応するス
テップ通電時間ΔＴ_1rは、時間パラメータＰ_iにより必
ずしも同じ値になるとは限らない。

【００３８】図１は、コントローラ３０の機能ブロック
を示すものである。ヘッド電圧演算手段４０は、シェー
ディングの発生を防止するために、プリント中に所定の
ライン数を記録する毎にヘッド電圧演算式を演算して、
プリント中の色のヘッド電圧Ｖを算出する。この演算に
際しては、不揮発性メモリ３１から読み出した各パラメ
ータＫ₁，Ｋ₂，Ｅ_r，Ｔ_r，Ｒが用いられ、そしてプ
リント中の環境温度Ｈ _Aとヘッド温度Ｈ_Hとから、特定
の階調値Ｇ_rをγ曲線５０で決まる濃度で記録するよう
にして、ヘッド電圧Ｖを算出する。このヘッド電圧Ｖの
情報はレギュレータ３５に送られ、発熱素子アレイ１０
ａにヘッド電圧Ｖが印加されるようにする。このヘッド
電圧Ｖの演算は数ライン毎に行われるから、その都度ヘ
ッド電圧Ｖが調節される。また、ヘッド電圧値Ｖの情報
は、ステップ通電時間演算手段４１にも送られる。

【００３９】ステップ通電時間演算手段４１は、ヘッド
電圧Ｖが調節される毎に第１及び第２通電時間演算式を
演算して、プリント中の色の第１〜第５１１ステップ通
電時間データを算出する。この演算に際しては、不揮発
性メモリ３１から読み出したプリント中の色の各時間パ
ラメータＰ_i及び基準ヘッド電圧Ｖ₀と、プリント中の
色のＬＵＴから読み出した第ｒ基準通電時間データ（Ｔ
_0r）と、ヘッド電圧演算手段４０からのヘッド電圧Ｖの
情報とをパラメータとした第１通電時間演算式に、プリ
ント中の色のＬＵＴから読み出した各基準通電時間デー
タ（Ｔ_0i）を適用し、得られた通電時間データを第２通
電時間演算式に適用することで、各階調値毎の第１〜第
５１１ステップ通電時間データ（ΔＴ_1i）を算出する。

【００４０】メモリ４２には、ステップ通電時間演算手
段４１によって算出された、第１〜第５１１ステップ通
電時間データが書き込まれる。ストローブ信号発生手段
４３は、メモリ４２内の第１〜第５１１ステップ通電時
間データを順番に読み出し、読み出したステップ通電時
間データに表されるステップ通電時間ΔＴ_1iだけストロ
ーブ信号を「Ｈ」する。これにより、発熱素子アレイ１
０ａの各発熱素子の通電時間が印加されているヘッド電
圧Ｖに応じて調節される。

【００４１】この例では、上記の環境温度センサー２
１，ヘッド温度センサー２２各Ａ／Ｄ変換器２５，２
６，レギュレータ３２，ヘッド電圧演算手段４０がヘッ
ド電圧調節手段を構成している。また、ＬＵＴ３１ａ〜
３１ｃ，ステップ通電時間演算手段４０，メモリ４２，
ストローブ信号発生手段４３が通電制御手段を構成して
いる。

【００４２】次に、上記実施形態の作用について説明す
る。プリントを行う場合には、スキャナーやビデオカメ
ラ等から取り込んだ３色の画像データが画像メモリ３３
に書き込まれる。この後、プリントキーを操作すれば、
コントローラ３０は給紙装置を作動させ、カラー感熱記
録紙１２を給紙カセット（図示せず）から送り出す。こ
の給紙中は、サーマルヘッド１０がプラテンローラ１３
から離れた退避位置にセットされている。カラー感熱記
録紙１２は、サーマルヘッド１０とプラテンローラ１３
との間を通過して搬送ローラ対１５にニップされる。

【００４３】搬送ローラ対１５のニップ後に、パルスモ
ータ１６が回転してカラー感熱記録紙１２を搬送する。
この搬送中に、カラー感熱記録紙１２の先端が位置セン
サー２３で検出されると、イエロープリント工程が開始
される。まず、サーマルヘッド１０が時計方向に揺動し
て、カラー感熱記録紙１２を押圧したプリント位置へ移
動する。

【００４４】次に、ヘッド電圧演算手段４０は、環境温
度センサー２２とヘッド温度センサー２７でそれぞれ測
定された温度Ｈ_A，Ｈ_Hを取り込む。また、イエローの
パラメータＫ₁，Ｋ₂，Ｅ_r，Ｔ_rと_、平均抵抗値Ｒと
を不揮発性メモリ３１から読み出す。そして、これらの
パラメータを含むヘッド電圧演算式に、取り込んだ温度
Ｈ_A，Ｈ_Hを適用してイエローのヘッド電圧Ｖを求め、
このヘッド電圧Ｖが出力されるようにレギュレータ３２
を制御する。これにより、サーマルヘッド１０には、求
められたヘッド電圧Ｖが印加される。

【００４５】また、ヘッド電圧演算手段４０によって算
出されたヘッド電圧Ｖの情報がステップ通電時間演算手
段４１にも送られる。そして、ヘッド電圧Ｖの情報が入
力されるとヘッド電圧演算手段４０は、イエローの各時
間パラメータＰ_iと基準ヘッド電圧Ｖ₀とを不揮発性メ
モリ３１から読み出す。次に、ＬＵＴ３１ａから特定の
階調値第Ｇ_rに対応した第ｒ基準通電時間Ｔ_0rを表す第
ｒ基準通電時間データを読み出してから、第１〜第５１
１基準通電時間データ（Ｔ_{0(1,2,...511)}）を順番に読
み出す。

【００４６】そして、これらの各時間パラメータＰ_i，
基準ヘッド電圧Ｖ₀，ヘッド電圧Ｖ，第ｒ基準通電時間
データ（Ｔ_0r）を含む第１通電時間演算式に、ＬＵＴ３
１ａから読み出したイエローの第１〜第５１１基準通電
時間データ（Ｔ_0(1,2,...511 ₎）を適用して、第１〜第
５１１通電時間データ（Ｔ_{1(1,2,...511)}）を求める。
そして、これらの第１〜第５１１通電時間データを第２
通電時間演算式に適用して、このイエローの第１〜第５
１１ステップ通電時間データ（ΔＴ_1(1,2,...5 ₁₁₎）を
求める。

【００４７】例えば、第１ステップ通電時間データ（Δ
Ｔ₁₁）を求める場合には、階調値「１」に対応するイエ
ローの時間パラメータＰ₁と、基準ヘッド電圧Ｖ₀と、
ヘッド電圧Ｖと、第ｒ基準通電時間Ｔ_0rとを含む第１通
電時間演算式に第１基準通電時間データ（Ｔ₀₁）を適用
して、第１通電時間データ（Ｔ₁₁）を求める。次に、こ
の第１通電時間データ（Ｔ₁₁）と、値Ｔ₁₀としての値
「０」とを第２通電時間演算式に適用して、第１ステッ
プ通電時間データ（ΔＴ₁₁）が求められる。

【００４８】次に、第２ステップ通電時間データ（ΔＴ
₁₂）を求める場合には、階調値「２」に対応するイエロ
ーの時間パラメータＰ₂と、基準ヘッド電圧Ｖ₀と、ヘ
ッド電圧Ｖと、第ｒ基準通電時間Ｔ_0rとを含む第１通電
時間演算式に第２基準通電時間データ（Ｔ₀₂）を適用し
て、第２通電時間データ（Ｔ₁₂）を求める。この第２通
電時間データ（Ｔ₁₂）と、先に求めた第１通電時間デー
タ（Ｔ₁₁）とを第２通電時間演算式に適用して、第２ス
テップ通電時間データ（ΔＴ₁₂）が求められる。以降_、
同様にして、第３〜５１１ステップ通電時間データを算
出する。算出された第１〜５１１ステップ通電時間デー
タは、順次にメモリ４２に送られ書き込まれる。

【００４９】この後、コントローラ３０は、画像メモリ
３３から第１ラインのイエロー画像データを読み出し、
駆動データ発生回路３４に送る。また、コントローラ３
０から「１」の階調データが駆動データ発生回路３４に
送られる。駆動データ発生回路３４は、第１ラインの各
イエロー画像データを「１」の階調データと比較するこ
とにより、１ライン分の各駆動データに変換し、これら
の各駆動データをゲートアレイ３５の対応するＡＮＤ回
路に送る。

【００５０】駆動データがＡＮＤ回路に入力されると、
ストローブ信号発生手段４３は、メモリ４２から第１ス
テップ通電時間データを読み出し、この第１ステップ通
電時間データ表される第１ステップ通電時間ΔＴ₁₁のパ
ルス幅の１番目のストローブパルスをゲートアレイ３５
に送る。これにより、この１番目のストローブパルスが
入力されている間に、「Ｈ」の駆動データが入力されて
いるＡＮＤ回路は、その出力が「Ｈ」となるから、対応
する発熱素子が通電されて発熱する。結果として、
「Ｈ」の駆動データに対応する各発熱素子は、ヘッド電
圧Ｖによりこのヘッド電圧Ｖに応じた第１ステップ通電
時間ΔＴ₁₁だけ通電される。

【００５１】この１番目のストローブパルスの発生中
に、コントローラ３０は、階調データを「２」として、
この階調データを駆動データ発生回路３４に送る。ま
た、コントローラ３０は、画像メモリ３３から第１ライ
ンのイエロー画像データを再び読み出し、駆動データ発
生回路３４に送る。上記同様にして、階調データを
「２」のもとで、各イエロー画像データが駆動データに
変換され、１番目のストローブパルスの停止後に、ゲー
トアレイ３５に出力される。

【００５２】一方、ストローブ信号発生手段４３は、１
番目のストローブパルスの停止後、メモリ４２から第２
ステップ通電時間データを読み出す。そして、「２」の
階調データをのもとで作成された駆動データがゲートア
レイ３５に出力された後で、１番目のストローブパルス
の停止から所定時間が経過すると、ストローブ信号発生
手段４３は、第２ステップ通電時間データに表される第
２ステップ通電時間ΔＴ₁₂のパルス幅の２番目のストロ
ーブパルスを発生する。これにより、「２」の階調デー
タのもとで変換された「Ｈ」の駆動データに対応する各
発熱素子は、ヘッド電圧Ｖによりこのヘッド電圧Ｖに応
じた第２ステップ通電時間ΔＴ₁₂だけ通電される。

【００５３】以下同様にして、「３」〜「５１１」まで
の比較データを用いて、駆動データを作成するととも
に、第３〜第５１１ステップ通電時間データに表される
第３〜第５１１ステップ通電時間ΔＴ_1(3,4...511)のパ
ルス幅を持った３番目〜５１１番目までのストローブパ
ルスを断続的に順次発生することにより、発熱素子アレ
イ１０ａの発熱素子を選択的に通電する。これにより、
各発熱素子は、０〜５１１回の範囲内で、イエロー画像
データに応じた回数で通電されるとともに、イエロー画
像データ、すなわち記録すべき階調値及び印加されてい
るヘッド電圧Ｖに応じた通電時間で通電される。

【００５４】第１ラインの記録後には、第２ライン以降
のイエロー画像データを用いて、上記と同様な手順でイ
エロー画像の第２ライン以降を１ラインずつ順次に記録
する。

【００５５】そして、このイエロー画像のプリント中に
は、コントローラ３０は、所定のライン数が記録される
毎に、環境温度センサー２２からの環境温度Ｈ_Aと、ヘ
ッド温度センサー２７からのヘッド温度Ｈ_Hとを取り込
み、また不揮発性メモリ３１からイエローのパラメータ
Ｋ₁，Ｋ₂，Ｅ_r，Ｔ_r，Ｒを読み出して、これらのパ
ラメータを含むヘッド電圧演算式から、その時点でのサ
ーマルヘッド１０の蓄熱状態に応じたヘッド電圧Ｖを求
め、このヘッド電圧Ｖが出力されるようにレギュレータ
３２を制御する。

【００５６】また、このようにしてヘッド電圧Ｖが調節
されると、コントローラ３０は、上記同様にして、不揮
発性メモリ３１から読み出したイエローの時間パラメー
タＰ _i，基準ヘッド電圧Ｖ₀，第ｒ基準通電時間データ
と、ＬＵＴ３１ａから読み出した第１〜第５１１基準通
電時間データと、ヘッド電圧演算手段４０からのヘッド
電圧Ｖと用い、調節されたヘッド電圧Ｖに応じて補正さ
れた第１〜第５１１ステップ通電時間データを求め、こ
れらの第１〜第５１１ステップ通電時間データをメモリ
４２に書き込む。

【００５７】例えばイエロー画像の第４ラインの記録後
に、環境温度Ｈ_Aとヘッド温度Ｈ_Hとからヘッド電圧Ｖ
が調節されると、この調節されたヘッド電圧Ｖに応じた
第１〜第５１１ステップ通電時間データにメモリ４２の
内容が書き換えられる。これにより、第５ライン以降の
記録では、新たに調節されたヘッド電圧Ｖに応じた第１
〜第５１１ステップ通電時間データに基づいたパルス幅
の５１１個のストローブパルスが発生され、このストロ
ーブパルスによって各発熱素子が選択的に通電される。

【００５８】このようにして、数ライン毎にサーマルヘ
ッド１０の蓄熱を考慮してヘッド電圧を調節するととも
に、このヘッド電圧の調節毎に、調節されたヘッド電圧
に応じて各ステップ通電時間データが書き換えられ、こ
れらの各ステップ通電時間データに基づいて発熱素子の
通電される。これにより、イエロー画像は、シェーディ
ングの発生が防止されるとともに、各階調値は、図４の
所定のγ曲線５０にしたがった濃度で記録される。な
お、所定の時間間隔でヘッド電圧を制御し、これに応じ
てステップ通電時間データを書き換えてもよい。

【００５９】また、イエロー画像の記録時に、コントロ
ーラ３２は、イエロー用紫外線ランプ１８を点灯する。
そして、記録エリア内のイエロー画像が記録された部分
がくると、イエロー用紫外線ランプ１８から放出された
発光ピークが４２０ｎｍの近紫外線が照射されて定着さ
れる。

【００６０】カラー感熱記録紙１２の搬送量は、パルス
モータ１６の駆動パルスをカウントすることで測定され
る。このカウント値から、カラー感熱記録紙１２の後端
が搬送ローラ対１５に近接した戻し開始位置に達したこ
とが検知されると、イエロー画像のプリント工程が終了
する。

【００６１】次に、コントローラ３２は、イエロー用紫
外線ランプ１８を消灯するとともに、サーマルヘッド１
０を反時計方向に揺動させて退避位置へ移動する。これ
とともに、パルスモータ１６の逆転を開始させ、カラー
感熱記録紙１２の先端が位置センサー２３で検出される
プリント開始位置へ戻す。

【００６２】カラー感熱記録紙１２がプリント開始位置
に戻されると、パルスモータ１６が正転を開始するとと
もに、サーマルヘッド１０がプリント位置へ移動して、
マゼンタプリント工程が開始される。このマゼンタプリ
ント工程では、イエロープリント工程と同様にして、マ
ゼンタ画像データに基づいてマゼンタ画像が１ラインず
つ記録される。そして、このときにも、所定のライン数
を記録する毎にヘッド電圧Ｖが調節されるとともに、こ
の調節されたヘッド電圧Ｖに応じたマゼンタ用の各ステ
ップ通電時間データが作成され、この作成された各ステ
ップ通電時間データに基づいたステップ通電時間で発熱
素子が選択的に通電される。この時に、マゼンタ用の各
パラメータと、マゼンタ用のＬＵＴ３１ｂに書き込まれ
た各基準通電時間データが用いられる。

【００６３】マゼンタ画像が記録された部分がマゼンタ
用紫外線ランプ１９を通過する間に、マゼンタ用紫外線
ランプ１９から放出された発光ピークが３６５ｎｍの紫
外線でマゼンタ画像が定着される。このマゼンタ用紫外
線ランプ１９は、排紙が終了するまで点灯している。

【００６４】マゼンタ画像のプリント工程が終了する
と、パルスモータ１６を逆転させて、カラー感熱記録紙
１２をプリント開始位置に戻す。次に、シアンプリント
工程が開始されると、パルスモータ１６が再び正転して
カラー感熱記録紙１２を一定速度で搬送する。

【００６５】この搬送中に、サーマルヘッド１０は、シ
アン画像データに基づいて、シアン画像を１ラインずつ
記録エリア内に記録する。そして、この場合にも、この
調節されたヘッド電圧Ｖに応じたシアン用の各ステップ
通電時間データが作成され、この作成された各ステップ
通電時間データに基づいたステップ通電時間で発熱素子
が選択的に通電される。この時に、シアン用の各パラメ
ータと、シアン用のＬＵＴ３１ｃに書き込まれた各基準
通電時間データが用いられる。

【００６６】このようにして、３色面順次でカラー画像
が記録されたカラー感熱記録紙１２は、カラー感熱プリ
ンタから排紙される。カラー感熱記録紙１２に記録され
たカラー画像は、シェーデイングの発生が防止されてい
るのはもちろんとして、シェーデイング補正のために調
節したヘッド電圧Ｖに応じて各色の各階調値を記録する
ための通電時間を調節しているから、階調値と濃度との
関係が予め決められたものとなる。したがって、高画質
なカラー画像となっている。

【００６７】上記実施形態では、ストローブパルスによ
り各発熱素子を断続的に通電しているが連続的に通電し
てもよい。また、１ライン分の各画像データをそれぞれ
ダウンカンタにセットしておき、ステップ時間毎にクロ
ックを発生させて、このクロックの発生毎にダウンカウ
ンタの内容を１ずつデクリメントすることにより、ダウ
ンカウンタの内容が「１」以上になっている間に発熱素
子を通電することもできる。

【００６８】また、上記実施形態では、画像を記録する
際に、カラー感熱記録紙を往復動させているが、サイズ
が大きなプラテンドラムを用い、この外周にカラー感熱
記録紙を巻き付けて、１回転毎に１色を記録してもよ
い。更に、色毎にサーマルヘッドを設けて、１回の搬送
でフルカラー画像を記録してもよい。また、カラー感熱
記録紙は、イエロー感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，
シアン感熱発色層の他に、ブラック感熱発色層を設けた
４層構造であってもよい。勿論、１色の感熱発色層を記
録した感熱記録紙を用いることができる。

【００６９】さらに、上記実施形態では、環境温度，サ
ーマルヘッドの温度に基づいてサーマルヘッドの蓄熱状
態を調べているが、過去に記録された画像データに基づ
いてサーマルヘッドの蓄熱状態を調べてもよい。また、
感熱プリンタについて説明したが、昇華型の熱転写プリ
ンタにも本発明を適用することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、サーマ
ルヘッドの蓄熱状態に応じて特定の階調値が所定の濃度
で記録されるようにヘッド電圧を調節した際に、調節さ
れたヘッド電圧に応じて各階調値を記録するための通電
時間を調節し、ヘッド電圧の変化による前記特定の階調
値の他の階調値の濃度の変動を防止するから、シェーデ
ィング補正が行われるのはもちろんとして、階調値と記
録された濃度との関係を一定にすることできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コントローラの機能ブロック図である。

【図２】本発明のカラー感熱プリンタの一例を示す概略
図である。

【図３】カラー感熱プリンタの電気構成を示すブロック
図である。

【図４】階調値と記録される濃度の関係を示すグラフで
ある。

【図５】基準通電時間データが書き込まれたＬＵＴの内
容を示す説明図である。

【図６】通電時間演算式によって作成されるステップ通
電時間データの例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０サーマルヘッド１０ａ発熱素子アレイ１２カラー感熱記録紙２１環境温度センサー２２ヘッド温度センサー３０コントローラ３１不揮発性メモリ３１ａ〜３１ｃＬＵＴ４０ヘッド電圧演算手段４１ステップ通電時間演算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発熱素子がライン状に配列され、
各発熱素子を記録すべき階調値に応じた通電時間で通電
して発熱させることにより階調値に応じた濃度でドット
を記録するサーマルヘッドと、プリント中に、サーマル
ヘッドの蓄熱状態に応じてサーマルヘッドに印加するヘ
ッド電圧を調節するヘッド電圧調節手段とを備え、特定
の階調値が所定の濃度で記録されるようにヘッド電圧を
調節することによりシェーディング補正を行うサーマル
プリンタにおいて、前記ヘッド電圧調節手段によって調節されたヘッド電圧
に応じて各階調値を記録するための通電時間を調節する
通電制御手段を設け、ヘッド電圧の変化による前記特定
の階調値の他の階調値の濃度の変動を防止することを特
徴とするサーマルプリンタ。
【請求項２】前記各発熱素子は、任意の階調値を記録
する際には、記録すべき階調値よりも低い各階調値のそ
れぞれに特有な各ステップ通電時間と記録すべき階調値
に特有なステップ通電時間とで順次に通電されようにさ
れており、前記通電制御手段は、所定の基準ヘッド電圧
のもとで、記録すべき階調値と記録される濃度とが所定
の関係となるようにして決められた前記発熱素子を通電
すべき基準通電時間を階調値毎に記憶した記憶手段と、
少なくとも前記ヘッド電圧調節手段によって調節された
ヘッド電圧をパラメータとして含む演算式を用いて、前
記記憶手段の各基準通電時間をヘッド電圧に応じて補正
し、この補正によって得られた各階調値のそれぞれの通
電時間から前記各階調値に特有なステップ通電時間を階
調値毎に算出する演算手段とを有し、この演算手段で算
出された各ステップ通電時間を用いて通電を行うことを
特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。