JPH0592599A - サーマルヘツドを用いる画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間にわたり印画品質を改善することがで
きるサーマルヘッドを用いる画像記録装置を提供するこ
とである。 【構成】 画像記録装置３の制御装置１３は、予め定め
られるパルス数が経過する毎に各発熱抵抗体４の抵抗値
を計測し、メモリ１７の抵抗値データ記憶領域１６に記
憶する。印画動作を行うにあたり、各発熱抵抗体４毎の
印画データに当該発熱抵抗体４の抵抗値データから得ら
れる補正データを加算し、補正後の画像データを駆動回
路素子９に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーマルヘッドを用い
る画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種ワードプロセッサやコンピュータの
印画出力装置として、小形軽量の点でサーマルヘッドを
用いるサーマルプリンタが多く用いられている。このサ
ーマルヘッドは、セラミックなどから成る絶縁基板上に
多数の発熱素子を直線状に配列し、各発熱素子に通電す
るための共通電極と複数の個別電極とを形成して構成さ
れる。このようなサーマルヘッドを用いるサーマルプリ
ンタでは、たとえば階調画像信号をデジタルデータに変
換し、データ処理を行った後、サーマルヘッドの各発熱
素子に印画データに対応する信号を供給して感熱記録紙
などに画像を形成している。

【０００３】しかしながら、サーマルヘッドは製造過程
や構成材料の特性ばらつきなどに起因して抵抗値がばら
つき、したがって同一電圧を印加しても発熱量がばらつ
き、画像に濃度むらが生じるという不具合を有してい
る。このような不具合を解決しようとする従来技術は、
サーマルヘッド製造後の各発熱素子の初期の抵抗値を測
定し、この抵抗値データをメモリに記憶し、実際の印画
動作時には記憶された抵抗値データに基づいて補正デー
タを作成し、印画データに加えて濃度むらを解消しよう
とするものである。例として下記の技術が挙げられる。

【０００４】サーマルヘッドと独立したＥＰＲＯＭ
（書込み／消去可能なリードオンリメモリ）に前記初期
の抵抗値データを予め記憶させ、これをサーマルプリン
タに装着し、サーマルプリンタ内でたとえばワードプロ
セッサなどからの印画データを読込み、補正データを加
える。

【０００５】サーマルヘッドを前記サーマルプリンタ
などの画像記憶装置に組込んだ状態で、サーマルヘッド
の初期の抵抗値を測定し、この測定値データを記憶し、
これを用いて補正データを作成し、印画データに加え
る。このような技術として特開平２−２３５７６９が挙
げられる。

【０００６】サーマルヘッド内に前記抵抗値データを
記憶したＥＰＲＯＭなどを実装してサーマルプリンタな
どの画像記録装置側からこの抵抗値データを読取り、こ
れを用いて補正データを作成して印画データに加える。
このような技術として特開平３−１２６５６０が挙げら
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のいずれの補正方
式でも、補正データ作成の基礎になる抵抗値データは、
サーマルヘッドが製造されて使用に供される以前のいわ
ゆる初期データである。本件発明者の計測によれば、サ
ーマルヘッドに備えられる発熱素子の電気抵抗値はサー
マルヘッドを実際に使用している間に変化することが確
認された。この変化の状態は図８のラインＬ１に示され
る。すなわち、使用開始から所定期間の間はほぼ安定し
た抵抗値を有するが、使用期間が長くなり、各発熱素子
に印加されるパルス数が次第に増大すると、パルス印加
による発熱素子の昇温により発熱素子を構成する材料に
アニールが施されることになる。このアニール現象によ
り、前記構成物の結晶化が進み、電気抵抗値が次第に減
少する。その後、さらに昇温現象が積み重なると発熱素
子を構成する前記構成物の酸化状態が次第に増大し、こ
れにより抵抗値が漸増する。

【０００８】このように、サーマルヘッドを使用する期
間が長くなるほど発熱素子の抵抗値は初期の抵抗値から
次第にずれてくることになる。したがって、使用開始前
の初期抵抗値データでは、濃度むらの発生を長期間にわ
たって防止することは困難であるという課題を有してい
る。

【０００９】本発明の目的は、上述の技術的課題を解消
し、長期間にわたり印画品質を向上することができるサ
ーマルヘッドを用いる画像記録装置を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、サーマルヘッ
ドを搭載した画像記録装置において、サーマルヘッドに
備えられる複数の発熱抵抗体の各抵抗値を、予め定める
タイミングで計測して記憶する計測記憶手段と、入力さ
れる画像データと前記計測記憶手段から読出される抵抗
値データとに基づいて、各発熱抵抗体による画像濃度が
均一となるように各発熱抵抗体への通電条件を調整する
調整手段とを含むことを特徴とするサーマルヘッドを用
いる画像記録装置である。

【００１１】

【作用】本発明に従う画像記録装置では、備えられるサ
ーマルヘッドを使用するに従い、予め定めるタイミング
で計測記憶手段によりサーマルヘッドの発熱抵抗体の抵
抗値を計測して記憶する。入力される画像データと前記
計測記憶手段から読出される抵抗値データとに基づい
て、各発熱抵抗体への通電条件を調整手段で調整し、各
発熱抵抗体による画像濃度が均一となるようにする。

【００１２】このような画像濃度の均一化を図るため
に、補正データを作成する基礎となる発熱抵抗体の抵抗
値データはサーマルヘッドの使用に伴い、予め定めるタ
イミングで繰返し計測して更新しつつ記憶される。

【００１３】したがって、使用中のサーマルヘッドに関
して、最新の抵抗値データを用いて各発熱素子が有する
抵抗値のばらつきを補正する補正データを作成し、画像
データと加える。すなわち、サーマルヘッドの使用に伴
い発熱素子の電気抵抗値が変動しても、変動後の新たな
電気抵抗値に関するデータを用いて補正を行うことがで
きるため、前記発熱素子の電気抵抗値が変動する長期間
にわたって濃度むらを防止することができ、画像品質を
長期間にわたって改善することができる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例のサーマルヘッド１
を備えるサーマルプリンタなどの画像記録装置３のブロ
ック図である。サーマルヘッド１は共通電極２にそれぞ
れ発熱抵抗体４が接続され、各発熱抵抗体４の他端部に
はそれぞれ個別電極５を介して、たとえばパワートラン
ジスタなどのスイッチング素子６が個別に接続される。
各スイッチング素子６の出力端子は、共通に接地配線７
に接続され、各スイッチング素子６の制御信号入力端子
にはＡＮＤ素子８がそれぞれ接続される。

【００１５】前記スイッチング素子６およびＡＮＤ素子
８は、集積回路技術によって形成される駆動回路素子９
内に形成され、駆動回路素子９内にはさらに全てのＡＮ
Ｄ素子８の数と同一のビット数のシフトレジスタ１０お
よびラッチ回路１１が形成される。

【００１６】本従来例では、発熱抵抗体４がｎ個である
場合を想定し、これを配列順にＫ個ずつ４つのグループ
Ｇ１〜Ｇ４の４つのブロックに区分する場合を想定す
る。したがってスイッチング素子６、ＡＮＤ素子８はそ
れぞれｎ個ずつ用いられ、ＡＮＤ素子８には、前記ブロ
ックＧ１〜Ｇ４毎にストローブ信号ＳＢ１〜ＳＢ４がそ
れぞれ入力される。

【００１７】各ストローブ信号ＳＢ１〜ＳＢ４は、ロー
アクチブな信号であり、したがって各ストローブ信号Ｓ
Ｂ１〜ＳＢ４ごとに反転素子１２がそれぞれ接続され
る。

【００１８】前記ストローブ信号ＳＢ１〜ＳＢ４および
ラッチ回路１１に入力されるラッチ信号ＬＴ、シフトレ
ジスタ１０に入力される印画データＤおよびクロック信
号ＣＫは、サーマルヘッド１とは別に画像記録装置３側
に設けられた制御装置１３から出力される。制御装置１
３には、印画動作時に各発熱抵抗体４に印加されたパル
ス数を積算するカウンタ１４が備えられ、また当該カウ
ンタ１４のカウント値を記憶するパルス数記憶領域１５
とともに、後述するように計測される各発熱抵抗体４の
抵抗値データを記憶する抵抗値データ記憶領域１６とが
設定される、たとえばＥＥＰＲＯＭ（電気的にデータの
書込み／消去が可能なリードオンリメモリ）などから実
現されるメモリ１７が接続される。またサーマルヘッド
１の前記共通電極２には、電源電圧Ｖ０の定電圧電源１
８が電流計１９を介して接続され、電流計１９の出力は
アナログ／デジタル変換器２０でデジタル信号に変換さ
れ、制御装置１３に入力され、抵抗値データとして前記
メモリ１７の抵抗値データ記憶領域１６に各発熱抵抗体
４毎に記憶される。

【００１９】図２は本実施例の動作を説明するフローチ
ャートである。ステップａ１では画像記録装置３の電源
が投入され、ステップａ２では制御装置１３がメモリ１
７のパルス数記憶領域１５に記憶されたデータ参照し
て、この記憶されたパルス数が規定パルス数に到達して
いるかどうかを判断する。この判断が肯定であれば、制
御装置１３は後述するように各発熱抵抗体４の抵抗値を
個別に計測する。この規定パルス数は、たとえば各発熱
抵抗体４の抵抗値の時間変化が図８を参照して説明した
ように変化するならば、１×１０⁶パルス、１×１０⁷パ
ルスを規定値とし、１×１０⁷パルス経過以降は１×１
０⁷パルス毎にステップａ２の判断が肯定となる。ステ
ップａ２の判断が肯定になるとステップａ３に移り、各
発熱抵抗体４の抵抗値を後述するように測定し、ステッ
プａ４では各発熱抵抗体４の抵抗値を抵抗値データとし
てメモリ１７に記憶する。

【００２０】ステップａ５では、この抵抗値データに基
づいて後述するような補正データが作成され、ステップ
ａ６ではサーマルヘッド１を用いて印画すべき画像デー
タが取込まれる。ステップａ７では前記補正データと画
像データとを加えて、駆動回路素子９に出力される出力
画像データが決定され、ステップａ８ではこの出力画像
データに基づいて印画動作が行われる。

【００２１】この印画動作は図１に示すように、クロッ
ク信号ＣＫとともにシフトレジスタ１０に出力画像デー
タが格納され、ラッチ信号ＬＴの入力に同期してラッチ
回路１１にラッチされる。ラッチ回路１１からのデータ
は、後述するようなストローブ信号ＳＢ１〜ＳＢ４の入
力によりＡＮＤ素子８を介してスイッチング素子６に与
えられ、各発熱抵抗体４は前記出力画像データに対応す
る期間だけ通電される。このうちステップａ９では今回
の印画動作に用いられたパルス数をカウンタ１４が計数
し、計数結果を前記メモリ１７のパルス数記憶領域１５
に更新して記憶する。

【００２２】図３は図２のステップａ３，ａ４の計測記
憶処理の詳細を示すフローチャートであり、図４は抵抗
値測定に用いられるデータの図である。図３ステップｂ
１では、図１に示す第１番目の発熱抵抗体４の抵抗値を
計測するために、ｎ個の発熱抵抗体４のうち第１番目の
発熱抵抗体４のみが通電されるように図４（１）に示す
データＤ１を駆動回路素子９に入力する。前述したよう
な駆動回路素子９の動作により、第１番目の発熱抵抗体
４のみが通電され、この発熱抵抗体４を流れる電流の電
流値が電流計１９およびアナログ／デジタル変換器２０
を介してステップｂ２において制御装置１３で読取られ
る。

【００２３】ステップｂ３では、定電圧電源１８の電圧
値Ｖ０と計測された電流値Ｉとから第ｉ番目の発熱抵抗
体４の抵抗値Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ）。

【００２４】

【数１】Ｒｉ＝Ｖ０／Ｉｉ が演算される。ステップｂ４ではこの抵抗値Ｒｉが抵抗
値データとしてメモリ１７に書込まれ、ステップｂ５で
は変数ｉが＋１インクリメントされ、ステップｂ６で
は、このときの変数ｉの値が図１に示した発熱抵抗体４
の個数ｎ個を超過したかどうかを判断する。超過してい
なければステップｂ１に戻り、２番目の発熱抵抗体４に
対して図４（２）に示すデータＤ２を駆動回路素子９に
供給し、当該第２番目の発熱抵抗体４の抵抗値を前述し
たように計測する。このようにして、第ｎ番目の発熱抵
抗体４の抵抗値を計測するためには図４（３）に示すよ
うにデータＤｎが駆動回路素子９に入力され、前述する
ようにして当該発熱抵抗体４の電気抵抗値Ｒｎが計測さ
れ、メモリ１７に記憶される。

【００２５】図５は図２のステップａ５〜ステップａ７
の補正処理の詳細を示すフローチャートであり、図６は
サーマルヘッド１の動作を示すタイミングチャートであ
る。図５ステップｃ１では、たとえばすべての発熱抵抗
体４で規定される幅の１ラインの印画動作を行うための
画像データを制御装置１３が外部から取込む。ステップ
ｃ２では第ｉ（ｉ＝１）番目の発熱抵抗体４に関する抵
抗値データをメモリ１７から読出し、初期抵抗値からの
変動分に対応する通電期間±Δｔとしての補正データを
作成し、ステップａ１で外部から取込まれた画像データ
にこの補正データを加算する。すなわち、第１番目の発
熱抵抗体４の本来の印画データが、たとえば６４階調表
現が可能なデータ形式であって、図７に示す通電期間ｔ
０〜ｔｉの通電期間に対応する濃度である場合、補正デ
ータの加算により通電時間は（ｔｉ＋△ｔ）あるいは
（ｔｉ−△ｔ）となる。

【００２６】本実施例では各発熱抵抗体４により階調表
現を実現する場合、図６（４）〜（７）に示すようにス
トローブ信号ＳＢ１〜ＳＢ４による通電時間Ｔ１〜Ｔ４
を微小間隔な単位パルス２１の個数で決定する。したが
って、図７で得られた画像データと補正データとで加算
されて得られた通電時間データは、ステップｃ３で駆動
回路素子９に出力すべき単位パルス数に変換される演算
が行われる。一例としてｊ階調（ｊ＝０〜６４）の濃度
の印画を行うには、前記単位パルス２１をｊ個連続して
ストローブ信号ＳＢを構成する。

【００２７】したがって、発熱抵抗体４のストローブ信
号ＳＢ１が共通に印加される第１のブロック内におい
て、第１番目の発熱抵抗体４を駆動するに、図６（４）
に示されるストローブ信号ＳＢ１ｉ（ｉ＝１）が前記通
電期間に対応する単位パルス２１のパルス数で規定され
る通電期間Ｔ１ｉ（ｉ＝１）で出力され、発熱抵抗体４
が発熱駆動される。

【００２８】ステップｃ４では変数ｉが＋１インクリメ
ントされ、ステップｃ５では変数ｉが１ブロック内の発
熱抵抗体４の数Ｋを超過したかどうかが判断される。超
過していなければステップｃ１に戻り、第２番目の発熱
抵抗体４に関して同様な処理が行われる。ステップｃ５
の判断が肯定になると、次ぎのブロック内の複数個の発
熱抵抗体４の第１番目のものに対して同様な処理が繰返
される。以下、４つのブロックの発熱抵抗体４を順次駆
動するに際して、図６（４）〜（７）に示されるストロ
ーブ信号ＳＢ１ｉ〜ＳＢ４ｉ（ｉ＝１〜Ｋ）が印加さ
れ、各発熱抵抗体４毎に階調を有する印画が実現され
る。

【００２９】以上のようにして本実施例では、発熱抵抗
体４による印画動作を行うに際して濃度むらを解消する
ために、図２ステップａ２で説明したようなパルス数毎
に各発熱抵抗体４の抵抗値を計測し、これをメモリ１７
に記憶するようにしている。したがって図８を参照して
説明したように、使用に伴い発熱抵抗体４の抵抗値が変
動する場合でも、常に最新の抵抗値データを用いて補正
データを作成するので、長期間にわたり画像記録装置３
の印画品質を改善することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明に従えば、備えられ
るサーマルヘッドを使用するに従い、予め定めるタイミ
ングで、計測記憶手段によりサーマルヘッドの発熱抵抗
体の抵抗値を計測して記憶する。入力される画像データ
と前記計測記憶手段から読出される抵抗値データとに基
づいて、各発熱抵抗体への通電条件を調整手段で調整
し、各発熱抵抗体による画像濃度が均一となるようにす
る。

【００３１】このような画像濃度の均一化を図るために
補正データを作成する基礎となる発熱抵抗体の抵抗値デ
ータはサーマルヘッドの使用に伴い、予め定めるタイミ
ングで繰返し計測して更新しつつ記憶される。

【００３２】したがって、使用中のサーマルヘッドに関
して最新の抵抗値データを用いて各発熱素子が有する抵
抗値のばらつきを補正する補正データを作成し、画像デ
ータと加える。すなわち、サーマルヘッドの使用に伴い
発熱素子の電気抵抗値が変動しても、変動後の新たな電
気抵抗値に関するデータを用いて補正を行うことができ
るため、前記発熱素子の電気抵抗値が変動する長期間に
わたって濃度むらを防止することができ、画像品質を長
期間にわたって改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像記録装置３のブロック
図である。

【図２】本実施例の全体の処理工程を説明するフローチ
ャートである。

【図３】本実施例の抵抗値計測処理を説明するフローチ
ャートである。

【図４】この計測処理に用いられるデータを説明する図
である。

【図５】本実施例の補正処理を説明するフローチャート
である。

【図６】本実施例の印画動作を説明するタイミングチャ
ートである。

【図７】通電時間と濃度との関係を示すグラフである。

【図８】印加パルス数と抵抗値変化率との関係を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ サーマルヘッド ３ 画像記録装置 ４ 発熱抵抗体 １３ 制御装置 １４ カウンタ １５ パルス数記憶領域 １６ 抵抗値データ記憶領域 １７ メモリ １９ 電流計 ２０ アナログ／デジタル変換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーマルヘッドを搭載した画像記録装置
   において、 サーマルヘッドに備えられる複数の発熱抵抗体の各抵抗
   値を、予め定めるタイミングで計測して記憶する計測記
   憶手段と、 入力される画像データと前記計測記憶手段から読出され
   る抵抗値データとに基づいて、各発熱抵抗体による画像
   濃度が均一となるように各発熱抵抗体への通電条件を調
   整する調整手段とを含むことを特徴とするサーマルヘッ
   ドを用いる画像記録装置。