JPH04100861U - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーマルヘッドの畜熱効果による温度変動を
補正して画質の向上を図る。 【構成】 サーマルヘッド１０の発熱抵抗体２２付近の
温度を検出する測温素子１１と、記録用媒体の印字濃度
を検出結果と測温素子２２の検出結果に基づいて印字パ
ルス幅を制御するパルス幅制御手段としての濃度補正回
路４及び補正データ作成テーブル１３とを備えた。これ
により印字開始時における印字濃度の立上がりの遅れと
蓄熱に起因する濃度変化を防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はサーマルプリンタに関し、特に蓄熱効果による記録濃度の変化を補正 するサーマルプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、上述したようなサーマルプリンタとしては、例えば特開昭６０−１１３ ７４号公報に記載されているようにヒータ制御によって濃度の一定化を図ったも の、或いは特開昭６１−４９８６７号公報に記載されているように印字開始前の 予備加熱を行うことで立上がり部の濃度の均一化を図ったものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前者のサーマルプリンタにあっては、サーマルヘッドを強制的 に加熱するヒータの制御によって印字濃度の調整を行うので、温度検出から実際 に発熱素子が温められるまでの反応速度が遅く、印字開始時には印字濃度の立上 がり遅れがあり、印字後半部には蓄熱による温度上昇によって濃度変化があらわ れる。

【０００４】 また、後者のサーマルプリンタにあっては、印字開始前に予備加熱パルスを与 えて発熱素子を予備加熱しているので、発熱開始前の立上がりの遅れは修正され るが、蓄熱による温度上昇を防止することができない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記の課題を解決するため本考案に係るサーマルプリンタは、サーマ ルヘッドの発熱抵抗体付近の温度を検出する測温素子と、記録用媒体の印字濃度 の検出結果及び前記測温素子の検出結果に基づいて印字パルス幅を制御するパル ス幅制御手段とを備えた。

【０００６】

【作用】

サーマルヘッドの発熱抵抗体付近の温度の検出結果に基づいて印字パルス幅を 制御するとともに、この測温素子を設置することにより生じる周辺部との間の熱 伝導量の差を印字濃度を検出することによって測定し、この印字濃度の検出結果 に基づいても印字パルス幅を制御する。

【０００７】

【実施例】

以下に本考案の実施例を添付図面を参照して説明する。図１は本考案を適用し たサーマルプリンタのブロック図、図２は同プリンタの動作説明に供する波形図 、図３は同プリンタの濃度及び温度変化の説明に供する説明図、図４は図１の補 熱データ記憶部のデータ内容の説明に供する説明図、図５は図１の補正データ作 成テーブルの説明に供する説明図、図６は図１の熱履歴データ演算回路の説明に 供する説明図、図７は図１の濃度補正回路の説明に供する説明図、図８ないし図 １０は同プリンタによる印刷結果の濃度特性を示す線図である。

【０００８】 このサーマルプリンタにおいては、データ記憶部１に記憶された画データをア ドレスカウンタ２のアドレスデータに従ってパラレルデータで読み出して熱履歴 データ演算回路３に転送し、このデータ演算回路３の演算結果データを濃度補正 回路４に転送して濃度補正を行った後、データ比較回路５に送出して、階調カウ ンタ６からのカウントデータと比較し、シリアルに画データをシフトレジスタ７ に転送する。このシフトレジスタ７に格納された画データはクロックＣＫによっ て順次読み出され、アドレスカウンタ２からのキャリイ信号によって所定のタイ ミングでラッチ回路８にてラッチされ、ノア回路Ｇ１、Ｇ２……Ｇｎに図２（ｂ ）及びその拡大図である（ｅ）に示すような階調Ｎの印字データ信号ＰＤとして 出力される。

【０００９】 一方、サーマルヘッド１０には発熱抵抗体Ｒ１、Ｒ２、……Ｒｎ近傍の温度を 検出する測温素子としてのサーミスタからなる温度センサ１１を取付けて、この 温度センサ１１の検出信号に基づいて温度データ作成回路１２で温度データを作 成して補正データ作成テーブル１３に出力する。

【００１０】 この補正データ作成テーブル１３は、階調カウンタ６からのカウントデータに 基づいて基準パルス長を発生する基準パルス長作成テーブル１４からのデータ、 ラインパルスＬＰをカウントするラインカウンタ１５からのラインデータ及びカ ラーコードＣＣをも入力して、基準パルス長データを補正した階調パルス長デー タを作成してパルス幅制御手段としての印字パルス発生回路１６に出力する。こ の印字パルス発生回路１６は補熱データ記憶部１７からの補熱データをも入力し て、階調パルス長データ及び補熱データに基づいて図２（ａ）及びその拡大図で ある（ｄ）に示すような印字パルス幅設定のためのストローブ信号ＳＴＢをノア 回路Ｇ１、Ｇ２……Ｇｎに出力する。

【００１１】 そして、ノア回路Ｇ１、Ｇ２……Ｇｎから出力される図２（ｃ）及びその拡大 図である（ｆ）に示すような信号をトランジスタ駆動信号ＤＲＶとしてサーマル ヘッド１０の発熱抵抗体Ｒ１、Ｒ２、……Ｒｎの給電路に介装したスイッチング トランジスタＴ１、Ｔ２、……Ｔｎに出力してオン・オフさせることによって、 発熱抵抗体Ｒ１、Ｒ２、……Ｒｎの発熱を制御して印字する。

【００１２】 次に、図３を参照して、同一データをベタ印字した場合の副走査方向（印字す るページの最初のラインから最後のラインの方向）の濃度変動について説明する と、サーマルヘッド１０は同図（ａ）に示すようにセラミックベース２１上に発 熱抵抗体２２（Ｒ１、Ｒ２、……Ｒｎの総称である。）を形成し、セラミックベ ース２１をアルミベース２３で固定するように構成し、アルミベース２３を加熱 するヒータ２４及びアルミベース２３を冷却するためのファン２５を備えている 。

【００１３】 このサーマルヘッド１０を構成する各部は、蓄熱に対してそれぞれ固有の時定 数をもって温度変化する。即ち、セラミックベース２１、発熱抵抗体２２及びア ルミベース２３は固有の時定数をもった温度変動を示し、これらの温度変動が複 合した形で濃度に影響を与え、濃度補正を行わない場合には同図（ｂ）に示すよ うに印字ラインが増加するにつれて濃度が濃くなる。

【００１４】 ところで、アルミベース２３は同図（ｃ）に示すように印字開始位置と１ペー ジ終了位置とでの温度変化は殆どないのに対し、セラミックベース２１は同図（ ｄ）に示すように時間の経過に従って徐々に温度が上昇し、発熱抵抗体２２は同 図（ｅ）に示すように印字開始時に急に温度上昇するが、その後はほぼ一定にな る。

【００１５】 そこで、アルミベース２３の温度変動に対しては加熱用ヒータ２４及び冷却用 ファン２５によって温度管理することによって対応できる。

【００１６】 次に、セラミックベース２１の温度変動に対しては、印字パルス発生回路１６ で発生するストローブ信号ＳＴＢによる補正によって対処する。即ち、印字パル ス発生回路１６は補熱データ記憶部１７からの補熱データ及び基準パルス長テー ブル１４から補正データ作成テーブル１３を介して送られる階調パルスデータに 基づいてストローブ信号ＳＴＢを生成するが、このとき補熱データは、発熱抵抗 体２１に与える最低階調印字に必要な熱量に対応しており、図２（ａ）に示す補 熱期間を変化させる。

【００１７】 この補熱による蓄熱効果を補正するため、補熱データ記憶部１７はラインカウ ンタ１５からのラインパルスＬＰのカウント値に応じて補熱データを図４に示す ように変化させて出力する。即ち、補熱期間は、印字開始後急速に減少して以後 ほぼ一定にする。この補熱期間の補熱によって最低階調付近の印字濃度はほぼ一 定に保たれる。

【００１８】 次に、階調パルス長データは、各階調ごとに固有の印字期間を与えるものであ って、図２（ｆ）に示す各階調毎の通電期間として印字信号に現れる。この階調 印字による蓄熱を補正するため、補正データ作成テーブル１３は、基準パルス長 テーブル１４が階調カウンタ６のカウント値に対応して発生する基準階調パルス 長データを、温度データ作成回路１２からの温度データ、ラインカウンタ１５か らのラインデータ及びカラーコードＣＣに応じて変化させる。

【００１９】 即ち、この補正データ作成テーブル１３は図５（ａ）に示すように２つのテー ブル１３ａ及び１３ｂによって構成し、テーブル１３ａには同図（ｂ）に示すよ うな中間データを格納し、テーブル１３ｂには同図（ｃ）に示すように補正階調 パルス長データを格納している。

【００２０】 テーブル１３ａは、温度データ、ラインデータ及びカラーコードＣＣに基づい て中間データを生成出力する。この場合、中間データは温度データの増加に従っ て増加し、また温度データ対中間データの関係はラインデータによって変化する 。即ち、ラインデータの増加に従って同一温度に対する中間データの値が増加す るようにしている。これは、温度データ中に含まれる補熱のみによる温度上昇の 要素を排除するためである。また、この温度データ対中間データの関係は、各色 について設定できるようにしており、カラーコードＣＣを受けてそれぞれの色に 対応した中間データを生成する。

【００２１】 また、テーブル１３ｂは、基準階調パルス長データ及びテーブル１３ａからの 中間データに基づいて補正階調パルス長データを生成する。補正階調パルス長デ ータは、基準階調パルス長データに比例して増加するとともに、中間データの増 加に従って同一基準階調パルス長データに対する補正階調パルス長データを減少 する。

【００２２】 この場合、中間データ値が中間値ＭＩＤのとき（中間データ＝ＭＩＤのとき） には、基準階調パルス長データＳＤ＝補正階調パルス長データＲＤの関係が成立 し、基準パルス長テーブル１４から生成出力された基準階調パルス長データは補 正することなく、印字パルス発生回路１６に送られ、基準値とおりの階調パルス 幅の印字通電を行う。また、中間データ値が中間値ＭＩＤより大きいとき（中間 データ値＞ＭＩＤのとき）には、基準階調パルス長データＳＤ＞補正階調パルス 長データＲＤとなり、階調パルス幅は基準値より減少する。更に、中間データ値 が中間値ＭＩＤより小さいとき（中間データ値＜ＭＩＤのとき）には、基準階調 パルス長データＳＤ＜補正階調パルス長データＲＤとなり、階調パルス幅は基準 値より増加する。

【００２３】 このようにテーブル１３ａ及びテーブル１３ｂの組合せによって、温度データ 、ラインデータ及びカラーコードのパラメータを受けて階調パルス幅を補正し、 図３（ａ）に示すサーマルヘッド１０のセラミックベース２１における温度変動 に対する補正を行う。

【００２４】 次に、サーマルヘッド１０の発熱抵抗体２２における温度変動に対しては、画 データ信号に対する補正によって対処する。熱履歴データ演算回路３は例えば図 ６（ａ）に示すように構成し、データ記憶部１から読み出した画データを直接テ ーブル３１に直接入力するとともに、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２を介して テーブル３１に入力している。

【００２５】 この熱履歴データ演算回路３は、例えば同図（ｂ）に示すように所定の値から 他の所定の値に変化した後、再び元の値に戻る画データが入力されたとき、ＬＰ Ｆ３２から同図（ｃ）に示すように立上がり及び立下がりエッジがなまったデー タを出力し、テーブル３１からは画データ及びＬＰＦ３２の出力に基づいて同図 （ｄ）に示すようにデータ変化部分を強調する方向に補正したデータを出力する 。

【００２６】 したがって、例えば、画データが同図（ｅ）に示すように最初から最後まで所 定の値のデータ（ベタ印字の場合のデータ）であるとき、ＬＰＦ３２からは同図 （ｆ）に示すようなデータを出力し、ＬＰＦ３２からは同図（ｇ）に示すような データが出力される。

【００２７】 このように、テーブル３１からは、ゲイン値Ｇの設定に対し、｛（画データ− ＬＰＦ出力）・Ｇ＋画データ｝の演算を行って補正データを出力する。 また、サーマルヘッド１０の発熱抵抗体２２に温度センサ１１を付加すること によって、サーマルヘッド１０が例えば図７（ａ）に示すような構成のときには 、補正前の濃度特性は同図（ｂ）に示すように、発熱抵抗体２２による濃度変化 に温度センサ１１による濃度変化を生じる。

【００２８】 そこで、まずデータ比較回路５に同一印字データを入力してこれを印字し、こ の印字結果による記録用媒体上の印字濃度を測定することによって例えば上述し た同図（ｂ）に示すような濃度特性が得られる。そこで、この濃度特性を元にし て補正後の濃度特性が同図（ｃ）に示すように平坦になるように同図（ｄ）に示 すような濃度補正回路４のテーブル４１に入力する。補正データは補正前の濃度 データの変動分を抽出し、これに所定の定数を掛けて作成する。

【００２９】 例えば、濃度データをｄｎとすると、変動分ｄｖｎは、

【数１】 となる。尚、数１中ｍは変動分の平滑画素数である。したがって、定数をＫとす ると、補正データＤｎ＝Ｋｄｖｎとなる。

【００３０】 このように、画データを熱履歴データ演算回路３を通すことによって補正し、 図３（ｅ）に示す発熱抵抗体２２における固有の温度変動成分に起因する印字濃 度変動を補正する。

【００３１】 以上のように、図３に示すアルミベース２３、セラミックベース２１及び発熱 抵抗体２２の各部における固有の温度変動成分に対する補正を行い、印字濃度の 変動を抑えることが可能になる。このような補正を行った場合の印字サンプルの 濃度測定結果を図８乃至図１０に示す。各図の横軸は副走査方向のライン数、縦 軸は光学的反射濃度をそれぞれ表している。サンプルは同一データでベタ印字を 行ったものである。

【００３２】 図８はアルミベース２３の温度管理のみを行った場合、図９はこれに補正デー タ作成テーブル１３によるストローブ信号ＳＴＢの補正を加えた場合、図１０は 更に熱履歴データ演算回路３による補正を加えた場合をそれぞれ示している。尚 、階調はすべて２５６階調で、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各昇華性 インクを重ね印字した。

【００３３】 このように、この実施例では、サーマルヘッドの蓄熱効果による濃度変動を温 度変動の各要素に対して補正することができ、補正効果大きいとともに、測温素 子を発熱抵抗体近傍に設置することによって生じる濃度変化を発熱抵抗体による 濃度変化と同様に簡単に補正することができる。

【００３４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、サーマルヘッドの発熱抵抗体付近の温度 を検出結果に基づいて印字パルス幅を制御するとともに、この測温素子を設置す ることによって生じる周辺部との間の熱伝導量の差を印字濃度を検出することに よって測定し、この印字濃度の検出結果に基づいても印字パルス幅を制御するよ うにしたので、サーマルヘッドの各構成部固有の温度変動にそれぞれ対応した印 字濃度の補正ができるとともに、測温素子を発熱抵抗体近傍に設置することによ って生じる濃度変化を発熱抵抗体による濃度変化と同様に簡単に補正することが でき、蓄熱による副走査方向の印字濃度をページ単位で補正して高画質の印字を 行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用したサーマルプリンタのブロック
図

【図２】同プリンタの動作説明に供する波形図

【図３】同プリンタの濃度及び温度変化の説明に供する
説明図

【図４】図１の補熱データ記憶部のデータ内容の説明に
供する説明図

【図５】図１の補正データ作成テーブルの説明に供する
説明図

【図６】図１の熱履歴データ演算回路の説明に供する説
明図

【図７】図１の濃度補正回路の説明に供する説明図

【図８】同プリンタによる印刷結果の濃度特性の一例を
示す線図

【図９】同プリンタによる印刷結果の濃度特性の他の例
を示す線図

【図１０】同プリンタによる印刷結果の濃度特性の更に
他の例を示す線図

【符号の説明】

１…データ記憶部、３…熱履歴データ演算回路、４…濃
度補正回路、６…階調カウンタ、１０…サーマルヘッ
ド、１１…温度センサ（測温素子）、１２…温度データ
作成回路、１３…補正データ作成テーブル、１４…基準
パルス長テーブル、１６…印字パルス発生回路、１７…
補熱データ記憶部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱抵抗体を備えたサーマルヘッドによ
   って記録用媒体に印刷するサーマルプリンタにおいて、
   このサーマルプリンタは前記発熱抵抗体付近の温度を検
   出する測温素子と、前記記録用媒体の印字濃度の検出結
   果及び前記測温素子の検出結果に基づいて印字パルス幅
   を制御するパルス幅制御手段とを備えたことを特徴とす
   るサーマルプリンタ。