JPH023348A - カラーサーマルプリンタの階調制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、８１〜Ｓ
２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ｔ、
、ｉは階調レベルを示す）、ＶＴ）Ｉ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ＳＴＢがＬ°゛の期間（１＋　）のみヘッド電圧Ｖ
７Ｈ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ｖＨが一定であれば、単に通電時間（
Ｔ、＝Σ１＋）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（ｐ＋）に応し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
る電圧降下かパら、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ｔｌの他にヘッド電源電圧Ｖ７
Ｈ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△■１を生じる。この
電圧降下△Ｖ１の程度は、負荷か大きい程、すなわち同
時通電発熱体個数ｐ１が多い程大きい。従って、この同
時通電発熱体個数ｐ＋が多い場合は通電時間ｔ、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
圧降下か無視できる状態で各階調レベルｉに対して所望
の濃度ＯＤｌが得られるように通電パルスの幅ｔ１を決
定し、このデータに対して最大負荷時の最大濃度か所望
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（ＯＤＩ　）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かほとんど無視できる程度の数（
例えば全発熱体の工／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ｏＤｌとなるように通電時間Ｔ　＋　＝　ｔ　Ｉを
決める。同様、ｉ＝ｉのときの印字濃度がＯＤ、となる
ように通電時間Ｔ、＝Σｔｌ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ｔ＋、ｔ２．・・・ｔｎを基本通電
データという。

■延長係数にの決定 次に、負荷が最も大きく、電圧降下△Ｖｌが最大（△Ｖ
ＭＡＸ）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（−・
−一一一一・−）は、電圧降下△ＶＭＡＸの影響で前記
理想０Ｄ−ｉ曲線（−ｍ−−−”）より印字濃度が低く
なる。

そこで、各階調にける通電時間ｔｌ’を一率（Ｔ、’＝
Σｔ、’＝Σ（１＋Ｋ）ｔ、　）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
ＯＤＡが所定濃度ＯＤｎとなる延長係数Ｋを求める。こ
の時の通電データ（１＋Ｋ）ｆ；、、　（１＋Ｋ）ｔ２
・・・（１＋Ｋ）ｔ、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ｉ　ＭＡＸ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−１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△■、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ｄ
ｌは無負荷の時ｄ＋＝φ、最大負荷の時ｄ、＝２’　−
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Ｔ１は、■で求めた基本通電データ１＋　と■で
求めた延長係数Ｋを用いて、次式の様に決定する。

Ｔ＋＝Σ（＋＋（ａｔ／ｍ）Ｋ）＋＋　　　　　（Ｉ　
）つまり、無負荷時の通電時間をｔｌ、最大負荷時を（
＋＋Ｋ）＋＋　とじ、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ｔｌを格納したメモリ、１２は（Ｉ
）式のｔｌの係数（Ｄ　（ｄ　１７ｍ）　Ｋ）を■によ
って予め求められた延長係数にと電圧降下検出器出力ｄ
１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１＋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ｄ、から係数（Ｄ（ｄ＋
／ｍ）に）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、インクの
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△ｖｌ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
た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△Ｖ１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、前記通電パルス幅の延長量を、使用するサーマル
ヘッドごとに、かつ、所定の印字濃度となるようにヘッ
ド電源電圧降下量、インクの種類及び階調レベルごとに
設定した補正データ（係数データテーブル）に基づいて
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ｔ１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■及び階調レ
ベル１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△ｖｌ、各階調レ
ベル１における通電パルス幅係数ｋｖｌｄを格納したメ
モリで、補正された通電パルス幅はｋｖｚ・１．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（Ｒ，〜Ｒ４）、電圧降下△ｖｌを検出
するＡ／Ｄ変換器の出力が４段階（ｄ、＝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（ｄｌ＝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（ＯＤ、〜０Ｄ８）が得
られるように基本通電データ（ｔＡｌ”ｔＡｇ、　ｔａ
＋〜ｔＢａ）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１１＋を、電圧降下検出器の出力がｄ
ｉ　＝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△Ｖｌが無視できる
ときと同じ所定濃度ＯＤ＋になるように通電パルス幅係
数ｋＡＩｌｋ　Ａｌ１　ｋ　Ａｌ１を設定する。次に階
調レベルな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ＯＤ２になるように通電パルス幅
係数ｋ　Ａ２＋、　ｋ　Ａ□２．　ｋ　Ａ２３を設定す
る。第３図にこのときの（ａ）電圧降下△ｖｌ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ｋＡ＋ａ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ｐ１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ｄ１の説明図である。今の例では、電圧降下検出
器か２ビツトであるので電圧降下△Ｖ１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１−１）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ｄ１が増加）しても通電
パルス幅係数ｋ　ｖｌｄ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ｋｖｌｄ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ｋｖｌｄも
これに応じて異なった値か必要となる。

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１、インクの種類■、電圧降下検出器出力ｄ１
に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
、’ｄ＋　）の組み合わせに対応する通電パルス幅係数
ｋ　ｖｌｄと（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ｋｖ＋ａ・ｊｖ＋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
ライン中に入力データｉ＝３の発熱体が２個（Ｒ＋　、
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１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（Ｒ，〜Ｒ４）の全てに通電さ
れ、これにより電圧降下量は最大（ａ、＝］となる［第
４図（ａ）］。このとき、通通電パルス係数はｋ　Ａｌ
１が選ばれ通電パルス幅はｋＡ＋３・ｔＡｌ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”ｋＡ＋３・ｔ＋＋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ＯＤ３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）］、このときの通通電パルス
係数はｋＡ４１が選ばれる。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ｊ＝４に対する所定の印字濃度ＯＤ
、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＝ｏ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（ＯＤ、）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（
リート・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、との階調レベル
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。

【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ｄ、の関係を示す図、第３図は電圧降下
△Ｖ１と通電パルスの一例を示す図で、（ａ）図は各ｄ
＋におけるヘッド電圧Ｖ７Ｈを、（ｂ）図は各ｄ、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
スを示す図で、（ａ）図は階調レベルｉとＶＴＨと電圧
降下検出出力ｄＩとの関係を、（ｂ）図は各発熱体Ｒ，
−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
ｖＨ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、■・・・インクの種類、△Ｖ１・
・・電圧降下、ｄ＋・・・電圧降下検出器出力、ｐｌ・
・・同時通電発熱体個数、ｋ　ｖｌｄ・・・通電パルス
幅係数、ｔｖｌ・・・基本通電データ。 特許出願人　日本ビクター株式会社 代表者垣木邦夫 Ｏ 〉　□ く ｒ−一一′−一□−一 １す１−ρ°ぐ奇に γ γ 丑が１８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、前記
   通電パルス幅の延長量を、使用するサーマルヘッドごと
   に、かつ、所定の印字濃度となるようにヘッド電源電圧
   降下量、インクの種類及び階調レベルごとに設定した補
   正データに基づいて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。