JPH071757A - 熱印刷装置の熱ヘッドの加熱素子の校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱印刷装置の熱ヘッドの加熱素子の新規な校
正方法を提供する。 【構成】 少なくとも、加熱素子の最高抵抗値（Ｒmax
）または各加熱素子で消費し得る電力の最大値（Ｐmin
）についての初期構成設定を有する、熱印刷装置の熱
ヘッドの加熱素子を校正する方法であって；前記の初期
構成設定を考慮しながらシミュレートされた作動条件下
で各加熱素子を活性化し、各加熱素子を流れる電流を測
定し、次いで各加熱素子の抵抗値または消費電力を計算
してＲmax またはＰmin の新しい値を得るステップから
なる方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱昇華印刷法に関し、さ
らに詳しくは前記熱印刷装置の熱ヘッドの加熱素子の校
正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱昇華印刷法は染料転写法を利用する
が、この染料転写法では、染料を含有するキャリヤが紙
のような受容体と、加熱素子と呼ばれる複数の個々に熱
を発生する素子で形成された印刷ヘッドとの間に配置さ
れる。この受容体は回転可能なドラムに取付けられてい
る。受容体とキャリヤは一般に、固定されている印刷ヘ
ッドに対応して移動する。特定の加熱素子に電流を流す
と、その加熱素子は、加熱されて、キャリヤから染料
を、例えば昇華によって、受容体の画像ピクセルに転写
させる。印刷された染料の濃度は加熱素子の温度とキャ
リヤが加熱される時間の関数である。換言すれば、加熱
素子からキャリヤへ伝達される熱が、キャリヤに伝達さ
れる熱の量に比例して染料を転写させて画像にする。

【０００３】染料熱転写印刷機には真の“連続階調”の
染料濃度の転写を行う利点がある。各加熱素子によって
キャリヤに加えられる熱量を変えることによって、種々
の染料濃度の画像ピクセルが受容体に形成される。

【０００４】しかしこの種の熱印刷ヘッドを利用する装
置では、印刷濃度が頁を横切って不均一で線、筋および
バンドが観察されることが多い。この不均一性はいくつ
かの原因でおこるが、その原因としては、異なる加熱素
子の抵抗の変動、熱ヘッドと染料層間の機械的または熱
的接触の変動およびヘッド装置のセラミックベースとヒ
ートシンクの熱接触の変動がある。

【０００５】米国特許第４８２７２７９号には、画像の
不均一性の測定法が開示されている。この方法によれ
ば、まずフラット領域 ( flat field ) が透明な受容体
に印刷され、次いでマイクロデンシトメーターで受容体
の透過率の値を測定し、次いでそのデジタル化された値
が記憶され、最終的にこれらの値は加熱素子に送られる
加熱パルスの数を調節するのに利用される。

【０００６】上記の方法の欠点は、試験画像の印刷を行
う必要があることであり、その試験画像は特別の装置で
測定しなければならず、かつその測定値は印刷機に送ら
ねばならない。それ故にこのような校正法は補修技師し
か実施できない。したがって顧客自体が印刷機に内蔵さ
れた校正器によって印刷機の校正を実施できるか、また
はより好ましくは印刷機が定期的に自動的に印刷機自体
を校正できれば一層便利であろう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、顧客が実施できるかたまたは顧客の仲介なしで十分
に自動的に実施できる校正方法を提供することである。
本発明の他の目的と利点は以下の説明で明らかになるで
あろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは、熱
ヘッドの全加熱素子の抵抗の最大値 ( Rmax で示す）ま
たは各加熱素子が消費しうる時間平均の電力の最大値
( Pmin で示す）についての初期の構成設定を有する熱
印刷装置の熱ヘッドの加熱素子を校正する方法であっ
て、前記の初期の設定を考慮しながらシミュレートした
作動条件下で各加熱素子を活性化し、各加熱素子を通過
する電流を測定しかつ各加熱素子の抵抗または消費電力
を計算して Rmax または Pmin の新しい値を得るステッ
プからなる方法を提供することによって上記の目的が達
成できることを見出したのである。本発明のさらに好ま
しい実施態様について以下に詳細に説明する。

【０００９】

【実施例】本発明を添付図面を参照して詳細に説明する
が本発明を限定するものではない。

【００１０】図１に、本発明にしたがって使用すること
が可能でかつキャリヤすなわち染料供与部材１２から転
写された染料から受容体すなわち受容部材１１に一度に
ピクセルのラインを印刷することができる熱印刷装置の
全体の原理構成図を示す。受容体１１はシートの形態で
あり、キャリヤ１２はウェブの形態で、供給ローラ１３
から巻取りローラ１４へと駆動される。受容体１１は回
転可能なドラムすなわち圧盤１５に保持され、駆動機構
（図示せず）によって駆動される。この駆動機構がドラ
ム１５と受容体シート１１を固定熱ヘッド１６を連続的
に通過して前進させる。このヘッド１６は、キャリヤ１
２を受容体１１に対して押圧し、駆動回路の出力を受け
る。熱ヘッド１６は通常、ラインメモリ中に存在するデ
ータ中のピクセルの数に等しい数の複数の加熱素子を備
えている。染料供与素子の画像形成加熱 ( image− wis
e heating )は、形態的に、互いに並置された加熱抵抗
体と、出力濃度を徐々に作ることによって、行から行へ
のベースで実施される。これらの抵抗体は各々加熱パル
スによって付勢することができ、そのエネルギーは対応
する画像のエレメントの必要な濃度にしたがって制御さ
れる。画像の入力データの濃度が高い場合、出力エネル
ギーが増大し、その結果、受容シート上のハードコピー
画像１７の光学濃度が増大する。これとは反対に、低濃
度の画像データは加熱エネルギーを少なくして薄い画像
１７を提供する。

【００１１】異なる処理ステップを図２のブロック図に
示す。第一にデジタル信号の表現が画像捕捉装置２１で
得られる。次いで画像信号が、デジタルインタフェース
２２と第一記憶手段（図２に“メモリ”として示す）を
介して記録装置２３すなわち熱昇華印刷機に加えられ
る。記録装置２３において、デジタル画像信号が処理さ
れる２４。次に記録ヘッド（図１における１６）は、処
理されたデジタル画像信号値２４に対応する濃度値を各
ピクセルに生成させるように制御される。上記処理２４
および、デジタル画像信号の並列直列変換器２５の後
に、ビットの直列データの流れが、印刷されるべきデー
タの次のラインを示す他の記録手段例えばシフトレジス
タ２６にシフトされる。その後、制御された条件下、こ
れらのビットはラッチレジスタ２７の関連入力に並列に
供給される。シフトレジスタ２６からのデータのビット
が一旦ラッチレジスタ２７に記憶されると、他のライン
のビットが前記シフトレジスタ２６に順にクロックされ
る。加熱素子２８については、上部端子が正の電圧源
（図２にＶｔｈとして示してある）に接続され、一方加
熱素子の下部端子はそれぞれドライバトランジスタ２９
のコレクタに接続され、そのトランジスタのエミッタは
接地されている。これらのトランジスタ２９は、そのベ
ースに加えられる高い状態信号 ( high state signal
)（図２に“ストローブ”と記載してある）によって選
択的に導通され、それらの関連する加熱素子２８に電流
を流す。このようにして、電気画像データの熱昇華ハー
ドコピー（図１の１７）が記録される。

【００１２】図３は、図１に部品１６として示した熱ヘ
ッドの詳細断面図である。この熱ヘッドは、ヒートシン
ク３１、温度センサ３２、結合剤層３３、セラミック基
板３４、グレイズンバルブ ( glazen bulb ) ３５、加
熱素子（図３の３６、図２の２８に等しい）および耐摩
耗性層３７で構成されている。

【００１３】この種の熱印刷ヘッドを利用する装置で
は、印刷濃度がページを横切って均一ではなく、線、筋
およびバンドがページの移動方向に平行な方向に見える
のが観察されることが多い。この不均一性は、熱ヘッド
への入力がいわゆる“フラット領域”（入力が同一であ
りかつすべての加熱素子が同じ一定の入力に応答して加
熱していることを意味する）を示しているときでさえも
起こる。フラット領域について、印刷ヘッドの幅を横切
って一方の位置から他方の位置に対して光学濃度の上記
変動を図４にグラフで示す。上記問題の解決策を研究し
ている際に、本発明の発明者らは、一つの熱ヘッド内に
入っている同様に製造された加熱素子についてさえも、
同時に同タイプのパルスを受けている両方の加熱素子
の、一方が作る濃度出力と他方が作る濃度出力には初期
の変動があることを経験した。

【００１４】また本発明の発明者らは、前記濃度の変動
が各素子に加えられるパルスの数が増大するにつれて増
大することも経験した。さらに、濃度の不均一性の大き
さは、加熱量、実際の温度および熱ヘッドの寿命によっ
て変動することが観察される場合が多い。さらに、大電
力を消費するこれらの素子は、高い局部の温度ピークの
ため、すぐに、印刷された画像の光沢度を失わせる。

【００１５】印刷紙上の濃度のこれらの差は、ページの
長さ方向に垂直な縞として見えるが、加熱素子によって
消費される電力の差によってもたらされる供与体−受容
体の消耗品に存在する温度差によって説明することがで
きる。

【００１６】このような温度差と電力差は次のようない
くつもの原因で起こる。すなわち、加熱素子（図２にお
ける部品２８または図３における部品３６）の抵抗の変
動、熱ヘッドと染料層の熱的もしくは機械的接触３７の
変動、およびグレイズンバルブ３５とヘッド装置３１の
基板３４との熱接触の変動である。製造工程中の小さな
不均一性によって起こる熱ヘッド中の抵抗体素子の抵抗
値の初期の差がある。図５は熱ヘッドの個々の加熱素子
の初期抵抗値の差を示すチャートである。

【００１７】加熱部材は摩耗するにつれて、その抵抗値
は変化しその後破損する。熱ヘッドの寿命期間中、加熱
素子の抵抗値は、一般に抵抗体層（図３の３６）の熱酸
化による老化プロセスによって変化する。加熱素子の抵
抗値（Ｒｅ）は加えられる電気パルスの数によって減少
する。一般に約１０⁸ パルスの後に−１５％減少する。
また加熱素子は使用頻度が高くなればなる程その抵抗値
は速く低下する。その印刷品質を一定に保持するため
に、これらの変化は補償しなければならない。図６は、
印刷ヘッドの素子の代表的な一つの抵抗値の変化の％す
なわち△Ｒｅ／Ｒｅ％ドリフト対加熱素子がパルスされ
た回数の代表的なグラフを示す。パルス数が増大するに
つれて、熱プリントヘッドの抵抗値は約１５％までは低
下するがその後は急速に増大し始めることに留意すべき
である。

【００１８】さらに、印刷ヘッド内の各加熱素子の抵抗
は、独特の別個の方式で変化し、そのため個々の素子の
抵抗の初期のガウス分布は、印刷ヘッドの運転寿命全体
を通じて維持されない。

【００１９】実際の数値によって前記の変動を示すため
に、本発明の発明者らは、抵抗体要素毎の抵抗値Ｒｅ
（例えば呼称上２６００Ω）が異なっていることを経験
した。すなわち、いくつかの熱ヘッド間には、呼称抵抗
値について約±１５％の初期の“ヘッド間変動 ( betwe
en− variation )" があり（例えば２２１０Ω〜２９９
０Ω）、また一つのヘッドの中には“ヘッド内変動 ( w
ithin variatoin )" 例えば前記の同じ呼称抵抗値につ
いて−５％〜＋１０％の非対称の差がある。またその後
老化のために個々の加熱素子の抵抗値は−１５％まで変
化することがある。

【００２０】画像の不均一性を起こす極めて重要なパラ
メータは、加熱素子の実際の抵抗値または実際の電力の
初期の設定値からの偏差であることが分かったのであ
る。したがって、熱印刷装置内の加熱素子の実際の抵抗
値と電力を測定することによって、印刷機に記憶させる
ことが可能で不均一性を補償するのに使用することがで
きる新しい設定を得ることができる。

【００２１】本発明によって、本発明の発明者らは、少
なくとも、抵抗の最高値 ( Rmax )または全加熱素子に
よって消費されうる時間平均電力の最大値（以後 Pmin
と呼称する）についての初期構成設定を有する、熱印刷
装置の熱ヘッドの加熱素子を校正する方法であって；各
加熱素子を、前記の初期の設定を考慮しながらシミュレ
ートされた条件下で活性化し、各加熱素子を流れる電流
を測定し、各加熱素子の抵抗値または消費電力を計算し
て Rmax または Pmin に対する新しい値を得るステップ
からなる方法を提供するものである。

【００２２】加熱素子の抵抗値と消費電力は、それ自体
の温度（それ自体正確には分かっていない）に強く左右
され、かつ第二に室温と作動温度の数値間の分析的関連
のパラメータの正確な値は得られていないので、室温で
測定を行ってその後に他の温度についても結果を再計算
する場合は、結果を高い正確さで保証することは容易で
はない。したがって本発明の発明者らは、ほぼ実際の印
刷条件下好ましくはヘッドとドラムを消耗品なしで接触
させて測定することによってこの方法を行った。このこ
とは、本発明による測定法で補償できる。得られた、シ
ミュレートされた作動条件は、印刷機が工場を出るとき
装置校正に規定されているのと同じ、構成設定による温
度（例えばＴｅ＝１５０℃）を熱ヘッドの各加熱素子に
もたらすのに役立つ。

【００２３】勿論、供与体と受容体の消耗品の存在下で
の校正は本発明によって行うことができるのでより正確
になり、前記校正中、消耗品が存在しないことに対して
特別の補償を必要としない。しかし本発明に記載されて
いるように消耗品が存在しない場合に校正を実施できる
ことは、消耗品を無駄使いしなくてもよく、その結果校
正の費用が低くなりさらに生態学的なごみが少なくなる
という大きな利益を消費者にもたらす。

【００２４】加熱素子の温度は、加熱素子が電圧Ｖで電
源によって活性化されるときに各加熱素子で消費される
電力によってもたらされるから、本発明の発明者らは公
知の式［１］： Ｐｅ＝（Ｖ² ）：Ｒｅ （１） を引用する。この式は、一般に、加熱素子の抵抗の測定
値（Ｒｅ）は電力（Ｐｅ）に逆比例し、したがって加熱
素子の温度（Ｔｅ）に逆比例していることを明らかに示
している。

【００２５】したがって数学的な最小電力（熱ヘッドの
全加熱素子によって生成しうる最大のパワーである）
は、略記号Rmaxで表される最高抵抗値で生成し、下記式
［２］： Ｐｍｉｎ＝（Ｖ² ）：Ｒｍａｘ （２） で表される。

【００２６】本発明の方法は、フラット領域の状態を含
むシミュレートされた行動条件下で校正することを目的
としているので、全加熱素子の活性化パワーは等しくな
ければならない。このことは、好ましくは、各加熱素子
のパワーを、最高抵抗値 ( Rmax ) を有する加熱素子で
消費されるパワー ( Pmin ) まで制限することによって
達成され、その最高抵抗値はそれ自体、各加熱素子を流
れる電流を測定することによって求めることができる。

【００２７】本発明の好ましい実施態様において、加熱
素子の活性化は図７に示す特別の方法でパルスで行わ
れ、図７は単一の加熱素子（図２における２８）に加え
られる電流パルスを示す。繰返しストローブ期間（ｔ
_s ）は、図７に示すように一つの加熱サイクル（ｔ
_son ）と一つの冷却サイクル（ｔ_s −ｔ_son ）とで構成
されている。ストローブパルス幅（ｔ_son ）は、イネー
ブルストローブ信号（図２中の“ストローブ”）がｏｎ
の時間である。加熱素子のデューティサイクルはパルス
幅（ｔ_son ）：繰返しストローブ期間（ｔ_s ）の比率で
ある。本発明に関する印刷機において、ストローブ期間
（ｔ_s ）は好ましくは一定であるが、パルス幅（ｔ
_son ）は後で説明する厳密な規則にしたがって調節可能
である。したがってデューティサイクルは変えることが
できる。得ることが可能な濃度値の最大数がＮレベルを
達成すると仮定すると、ラインタイム ( line time )
(t_l)は、図７に示すように、各々が繰返しストローブ期
間ｔ_s を有する（Ｎ）個のストローブパルスに分割され
る。例えば１０２４濃度値の場合（対応する電気画像信
号値の１０ビット・ホーマットに従って）最大の拡散時
間は、１０２４の逐次ストローブ期間の後に到達される
であろう。

【００２８】上記のように、印刷機を顧客に送る前に、
各装置は工場で校正される。したがって印刷機が構成さ
れている初期の設定には参照抵抗値が含まれ、これは全
加熱素子の中で実際に最高値を有する加熱素子の抵抗値
（例えば Rmax ＝２６００Ω）および／または参照時間
平均電力（例えばPmin=62mW)である。印刷機が構成され
ている前記の初期設定はさらに次のものを含んでいる。 −参照電圧（例えばＶ_th＝１４．７Ｖ） −参照ストローブ期間（例えばｔ_s ＝１７．５８マイク
ロsec) −参照ストローブパルス時間（例えばｔ_son ＝１３．２
マイクロsec)または参照デューティサイクル（例えば７
５％） −参照周囲温度（例えばＴ_a ＝２５℃） −参照熱ヘッド温度（例えばＴ_th＝２５℃） −小さなフラット領域の印刷パターン（例えば１００ド
ット×１００ドット） −印刷装置に内蔵された電気ファンによる熱ヘッドの冷
却 −印刷機に用いられる消耗品の種類

【００２９】いくつかの設定について、その初期の設定
からの偏差が、上記の影響を与えるパラメータの１種以
上のために起こり、そのため、いくらかの時間運転した
後、初期設定の再構成が必要になる。

【００３０】例えば、パルス幅変調によってむしろ連続
的に活性化するヨーロッパ特許第0458507 号に記載の従
来技術とは逆に、本発明の好ましい実施態様では、加熱
素子のパルスによる活性化は図７にすでに示したように
不連続に用いられる。それ故、抵抗値の代わりに、デュ
ーティサイクルを組込むためには、時間平均電力（Pave
として示す）を測定することがはるかに厳密になり、か
つ第二にフラット領域の状態を達成するためには、全加
熱素子が消費しうる時間平均電力については上記式を適
応させる必要がある。 Ｐ_min ＝［（Ｖ² ）：Ｒ_max ］・（ｔ_son ：ｔ_s ） （３）

【００３１】本発明で述べる時間平均電力の測定を導入
することによって達成される方法が進展すると、切換え
特性（例えば、時間遅れ、指数立上り時間など）の固有
の差のために起こる可能性がある濃度の不均一が自動的
にウエイトアウト ( weightout )されるという別の利点
がもたらされる。前記の差によってパルスの形状が異な
るようになりそのためのストローブ−オンタイムが特に
例えば約９０ナノ秒まで異なるようになることは経験さ
れているので、パルス数変調の従来技術のこれらの時間
の差によって濃度の差が生じ、蓄積するかもしれない。
好ましい実施態様に示すように、本発明の方法は、時間
平均電力を測定し、前記の差を直ちに修正するので、蓄
積は全く起こらずかつ濃度の望ましくない差は全く生じ
ない。

【００３２】本発明の次の好ましい実施態様では、印刷
作動条件、特に加熱素子の温度について非常に近い前記
のシミュレートされた作動条件にはさらに、熱ヘッドに
印加される、予め決められた電圧値（Ｖ_th）、熱ヘッド
の予め決められた温度値（Ｔ_th）、および周囲温度の予
め決められた値（Ｔ_a ）が含まれている。

【００３３】このことは、約３〜５の熱時定数にしたが
ってほぼ到達される最大素子温度Temax は、熱ヘッド
と、消耗品（図１の１２のキャリヤもしくは供与体また
は図１の受容体１１）の熱特性および印加される電圧と
付随するストローブのデューティサイクルに依存してい
るという知見に基づいている。

【００３４】 Ｔｅ，_max ＝［（ｋ₁ ）×（Ｔ_th）］＋［（ｋ₂ ）×（Ｔ_a ）］＋ ｛（ｋ₃ ）×［（Ｖ_th−Ｖ_1s）² ／Ｒｅ］×（ｔ_son ／ｔ_s ）｝ （４） ここで（Ｖ_th−Ｖ_1s）は加熱素子を活性化する実電圧で
あって、電源（Ｖ_th、図２参照）−切換えトランジスタ
（図２の２９）で図式的に示されている論理切換え回路
を通じて低下した電圧（例えばＶ_1s＝０．２ボルト）に
等しく、Ｒｅは加熱素子の抵抗値である。

【００３５】加熱素子の上記パルスによる活性化は、準
備ステップで定義された測定デューティサイクルで行い
次いで数学的モデルで計算するのが好ましい。前記モデ
ルは、加熱素子で消費される時間平均電力を下記電子式
に基づいて規定している。 Ｐ_min ＝［（Ｖ_th−Ｖ_1s）² ：Ｒ_max ］・（ｔ_son ：ｔ_s ） （５） ここでＲmax は、初期の設定に含まれている加熱素子の
最高抵抗値を示す。

【００３６】別の観点から、本発明の発明者らは、加熱
素子が消費する時間平均電力は下記の式で表すことがで
きることを経験した。 Ｐ_ave ＝ｃ₁ ・Ｔ_th＋ｃ₂ ・Ｔ_a ＋ｃ₃ ・（Ｖ_th）² （６）

【００３７】本発明によれば、実際に印加される熱ヘッ
ド電圧（Ｖ_th）が測定され、実際の周囲温度（Ｔ_a ）が
測定され（例えばドラムの温度によって）、および実際
の熱ヘッドの温度（Ｔ_th）が測定される。これらの測定
値を上記の数学モデル［６］に導入すればＰ_ave の数値
が計算され、次に式［５］に導入できる。これから、特
定の測定デューティサイクル（ｔ_son ／ｔ_s ）が、スト
ローブパルス幅（ｔ_{so n} ）を適応させ、印刷装置の初期
設定に含めることができるストローブ期間（ｔ _s ）につ
いての固定値を知っていることによって定義することが
できる。その結果、測定しながら加熱素子を活性化する
ので、各加熱素子に利用できる電力は初期設定に含まれ
ているＰ_min に制限されて同じ作動温度（Ｔ_e,_max ）が
得られる。

【００３８】加熱素子の測定中、各加熱素子のパルスに
よる活性化は特定の電気的試験画像パターンにしたがっ
て行うのが好ましく、この試験画像パターンによってあ
らゆる加熱部材を試験することができる。このパターン
（図８に記号で示してある）は好ましくはドットのライ
ンを含み、各ドットは加熱素子を示し、各ラインに対し
て一つのピクセルが活性化され、一方各ラインの前記活
性化されたドットはパターンを横切って順に移動する。

【００３９】本発明の好ましい実施態様において、熱ヘ
ッドは例えば2880個の加熱素子で構成され、そしてその
試験画像パターンは基本的に２８８０のラインを有する
ホワイトページであり、すべてのラインが正確に一つの
加熱されたピクセルを含み、さらに“試験ドット”とし
て示される。すべてのライン中の前記ピクセルの位置
は、そのラインの番号に等しく（例えば０〜２８７
９）、その結果、得られた測定経路は試験ページを横切
って対角線上に延びている（図８参照）。

【００４０】図１０は、本発明にしたがって、加熱素子
を測定中の電気的試験画像パターン信号のチャートであ
り、（ソフト）ページの頂部左から底部右へと各ライン
に対して一つの試験ドットが割付けられている。

【００４１】本発明の方法によって、各試験ドットは、
受容材料上に出力されたプリントにおける、その濃度値
のまわりの濃度差の視覚に対してヒトの眼が最高の感度
をもっている濃度値に対応するデジタル値で付勢するこ
とが好ましい。本発明の発明者らは、白黒の透明フィル
ムに出力されたプリントに対して、前記最高の感度は約
１の光学濃度に存在しているようである。

【００４２】さらに詳しく述べると、一つの好ましい実
施態様では以下の信号によって前記試験画像パターンの
生成を完了する。すなわち、前記試験ドットに対し、同
じラインで、生成した中心ドットの左右の隣接ドットの
いくつかのスイッチのオンおよびオフが行われる。その
結果、上記の対角線の試験ライン（図８）が実際には対
角線の試験バンド（図９）になる。図１０は前記対角線
の試験ラインに対応する主要な電気試験画像パターン信
号を示すが、一方図１１は、好ましい実施態様の電気試
験画像パターン信号を実際に各中心試験ドットに加えた
ときの該信号のチャートであり、この場合該ドットは、
例えば、測定濃度値としてはいくぶん低い画像信号値
（例えば９２３）を有する５０個のピクセルで左側と右
側が囲まれている。近隣素子の活性化、ならびに熱ヘッ
ドの対角線試験パターンおよび熱慣性または時定数の総
合的結果として、本発明の測定法は、工場における校正
にも用いられたフラット領域の状態をシミュレートす
る。

【００４３】受容体に試験ページを印刷することなしに
電気試験画像パターンを生成させるという方式であるた
め、本発明の測定法は消耗品をなにも必要とせずに実施
することができる。このことは、本発明の顧客に対する
大きな利点である。また別の利点は、校正が保守技術者
を必要とせずに十分自動的に行えるということと、各加
熱素子の抵抗値と消費電力についての新しい設定を装置
に自動的に導入できることである。

【００４４】測定中に熱ヘッドとドラムが全く接触しな
い場合は、熱ヘッドはキャリヤまたは受容体によって熱
的な負荷を受けないので、温度Ｔe,max は印刷中よりも
いくぶん高い。この望ましくない温度上昇を避けるため
に、ストローブパルス幅は、好ましくは、３０〜５０℃
の温度の一定の温度にしたがってまたは電力量によって
好ましくは約３０％減少させる。この修正は消耗品の実
際のタイプを一層考慮しながら、数学的モデルで完成さ
れる。

【００４５】本発明によれば、生成した電気試験画像パ
ターンにしたがって各加熱素子をパルスで活性化してい
る間に、加熱素子の電力消費量と抵抗値を得るために各
加熱素子を流れる電流が測定される。

【００４６】第一に中心試験ドットについて（図８と図
１０に示す）、ストローブパルスが活性化されている間
に（図７に示すＴ_son)、前記試験ドットに対応する加熱
素子の電流（Ｉ_e ）の瞬間値が測定される。物理的にこ
の電流は次式で定義される。 Ｉ_e ＝（Ｖ_th−Ｖ_1s）／Ｒｅ ［７］ 同じストローブ期間（図７に示すｔ_s ）中に、電流の平
均値Ｉ_ave が測定される。物理的にこの電流は次式で定
義される。 Ｉ_ave ＝Ｐ_ave ／（Ｖ_th−Ｖ_1s） ［８］ I_eとＩ_ave の前記測定（中心ドットについて）の後およ
び（Ｖ_th−Ｖ_1s）はすでに測定されていたので、時間平
均電力（Ｐ_ave ）は次の関係式で計算することができ
る。 Ｐ_ave ＝（Ｖ_th−Ｖ_1s）×（Ｉ_ave ） ［９］

【００４７】最後に、各々別個の加熱素子（Ｒｅ）の抵
抗値が、式［７］を再整理することによって、電流の上
記測定値から求めることができる。 Ｒｅ＝（Ｖ_th−Ｖ_1s）／Ｉｅ ［１０］

【００４８】要約すると、好ましくは電気試験画像パタ
ーンにしたがって加熱素子が活性化され、これに続い
て、中心ドットについて瞬間電流（Ｉ_e ）と対応する時
間平均電流（Ｉ_ave ）が測定されて中心ドットについて
時間平均電力（Ｐ_ave ）が計算され、次いで対応する加
熱素子の抵抗値（Ｒｅ）を中心ドットについて計算す
る。

【００４９】図１３に、必要な数値を測定する好ましい
実施態様を記載する機能回路図を示す。熱ヘッドの加熱
素子（図１３のＲ₁ とＲ₂ または図１３の１３１、これ
は図２の２８と図３の３６と均等である）を流れる電流
を測定するために、電力線１３３ａ，１３３ｂは電力継
電器１３４ａによって切断することができる。電源１３
２に対して並列のコンデンサ１３５（それ事態調節可能
であるが電子調整器１３６で安定化される）も継電器１
３４ｂによって切断することができる。熱ヘッドのマイ
ナス電線１３３ｃは演算増幅器１３８の仮想接地１３７
に接続される。加熱素子１３１を流れる電流（Ｉ_e ）
は、帰還抵抗器として用いられる抵抗Ｒ_{pr ec}を有する高
精度抵抗器１３９を通じて前記演算増幅器に送られ、こ
の高精度抵抗器による電圧降下（Ｖ₀ ）は２種の異なる
方法で測定される。すなわち瞬間的と時間平均的に、 Ｖ₀₁＝Ｉ_e ×Ｒ_prec ［１１］ および Ｖ₀₂＝Ｉ_ave ×Ｒ_prec ［１２］ によって測定される。

【００５０】時間を節約するために、Ｉe とＩ_ave の二
つの測定は同時に行うことが好ましい。それ故、これら
の値は、中心試験ドット（例えばストローブパルス１０
２３）を加えたときにサンプル及びホールド装置１４１
ａ，１４１ｂに保持することが好ましい。次いで前記測
定値はアナログデジタル変換器１４０によってアナログ
値からデジタル値に変換されメモリ手段に記憶される。
電流（Ｉ_e ，Ｉ_ave ）の瞬間値と時間平均値を得るため
に、低域フィルタを用いることができる。これについて
は、図１３は、Ｉ_ave 測定に用いる低域フィルタ１４２
ｂと、Ｉ_e を測定するのに用いる切換え可能な低域フィ
ルタ１４２ａを示す。本発明の方法のこの段階では、熱
ヘッドの各加熱素子について、Ｐ_ave の数値（式９で計
算された数値）とＲｅの数値（式１０で計算された数
値）がすでに知られているので、Ｒ_max またはＰ_min に
ついての新しい値が、印刷された濃度に優れた均一性を
得るために求められて、用いることができる。

【００５１】ピクセルの拡散工程はその温度の関数であ
るから、印刷された濃度は加えられた電力の関数であ
る。等しい濃度を得るために、すべての加熱素子に対し
て利用しうる時間平均電力は等しくし、好ましくは最低
の時間平均電力（Ｐ_min ）を実際に生成する加熱素子の
電力に等しくし、次いで前記測定手順で測定した。加熱
素子の電力を等しくすることは、二つの連続ステップで
行うことができる。これについて説明する。

【００５２】第一に、最低のパワーを有する素子が消費
する電力は熱ヘッドの寿命期間中は増大することがで
き、かつ他の素子は、測定法の前記詳細な説明の項で広
く説明されているように、次の校正の段階で参照素子に
なりうるので、実際の参照素子の最終的に増大した電力
は、ストローブパルスのパルス幅を減少させ、したがっ
てデューティサイクルを減らすことによって（図７参
照）一定に保持することができる。したがって、印刷
中、すべての加熱素子が、減少された共通のデューティ
サイクルで活性化される。

【００５３】第二に、他のすべての加熱素子が実際の参
照素子としてより大きな電力を消費できた場合は、前記
他の素子の電力のそれ以上の個々の減少は、いくつかの
加熱パルスをスキップすることによって実施することが
好ましい（図１２参照）。非常に大きな瞬間電力を生成
するこれら加熱素子の加熱サイクルのいくつかを前記の
ようにスキップすることによって、全加熱素子の時間平
均電力は等しくなりその結果素子の温度が等しくなる。
それ故、本発明の好ましい実施態様において、その校正
方法には、さらに、第一に、全加熱素子のストローブデ
ューティサイクルを共通して減らすことにより、第二に
各加熱素子について、個々の適切な数のストローブパル
スをスキップすることによって各加熱素子の印刷電力を
制限する連続ステップが含まれる。

【００５４】図７において、得ることができる濃度値
（または“加熱値”）の最大数がＮレベルになれば、ラ
イン時間ｔ_l （例えばｔ_l ＝１６msec）は、繰返しスト
ローブ期間ｔ_s （例えばｔ_s ＝１６マイクロsec)によっ
て、多数のストローブパルスに分割される。例えば加熱
値が１０２４の場合、最大の拡散時間は１０２４の逐次
ストローブ期間（Ｎ＝１０２４）の後に到達されるであ
ろう。

【００５５】あらゆるライン中および与えられた印刷濃
度に対して、個々のピクセル定数当り利用できるエネル
ギーを保つために、加熱素子の個々に補償されるエネル
ギー（Ｅ_ic）は参照エネルギー（Ｅ_ref ）に等しくなけ
ればならない。ライン当りの前記参照エネルギーは、印
刷装置の（加熱素子の寿命、キャリヤまたは受容体の消
耗品の溶融もしくは燃焼、印刷材料のつやの喪失に関す
る）物理的拘束によって定義される物理的上限エネルギ
ー（Ｅ_limit ）より小さく制限され、初期の構成設定に
入れることができる。 Ｅ_ic＝Ｅ_ref ＜Ｅ_limit ［１３］

【００５６】この式［１３］は下記式によって明確にな
る。 （Ｐ_iave）×（Ｎ_c ）×（ｔ_S ）＝（Ｐ_ref ）×（Ｎ_ref ）×（ｔ_s ） ［１ ４ａ］ 式中、Ｐ_iaveは、指数ｉを有する加熱素子で消費される
時間平均電力であり、Ｐ_ref ＝Ｐ_min は参照加熱素子で
消費された時間平均電力であり、例えばＮ_ref ＝１０２
４はラインタイムについてのストローブ期間の数であ
る。ストローブ期間（ｔ_s ）が一定の場合（初期設定参
照）、式［１４ａ］は次式に約分される。 Ｐ_iave×Ｎ_c ＝Ｐ_ref ×Ｎ_ef ［１４ｂ］ この式から下記式が得られる。 Ｎ_c ＝（Ｐ_ref ／Ｐ_iave）×（Ｎ_ref ） ［１５］

【００５７】エネルギー量子の数（Ｎ_ref −Ｎ_c ）は、
図１２のタイミングダイアグラムに示すように、指数ｉ
の抵抗器素子には加えられずスキップされる。この図１
２は、本発明による、加熱素子を活性化するストローブ
パルス（典型的なデューティサイクルと典型的なスキッ
ピングを有する）を実際に示すチャートである。

【００５８】前記図１２の上の部分には、参照加熱素子
（Ｒ_max またはＰ_min を有する）を活性化するときのパ
ルス列が画かれている。このパルス列は、寿命期間中の
抵抗の減少に対して電力を補償することが必要なときに
は共通のデューティサイクルを減らした後に、実際の印
刷サイクルに利用できるように、制限された電力を生成
する。図１２の下側の部分には、例えばＲｅ＝0.75Ｒma
x を有する他の加熱素子を活性化する場合の修正された
パルス列が画かれている。本発明が存在しない場合、前
記の他の加熱素子は前記参照加熱素子より例えば２５％
多いエネルギー（したがって１２５％Ｅ_ref ）を消費す
るであろう。図１２に示すように、第４番目のストロー
ブパルス毎にスキップすることができる。このようにし
て、等しい画像信号データに対して等しい濃度を得るた
めに、すべての加熱素子に対して利用しうる時間平均電
力は等しくすることができ、特に、最低の時間平均電力
（Ｐ_min ）または最高の抵抗値（Ｒ_max)を実際に有する
加熱素子の電力に等しくするのが好ましい。

【００５９】すべての加熱素子に対する電力を等しくす
ることによって、個々の温度の状態も等しくなり、この
ことは、加熱素子の温度が拡散時間の関数で発生すると
同じ曲線を示すことを意味する（例えばＴ_e は約３０ms
で１５０℃まで指数関数的に上昇する）。

【００６０】本発明は、好ましい実施態様について説明
してきたが、その実施態様に限定されるものではなく、
本願の特許請求の範囲で定義される本発明の目的とする
適用範囲内で変更と改変を行うことができる。

【００６１】本発明にしたがって測定しながら同時に、
抵抗器が範囲を外れたときを検出できることは明らかで
ある。加熱素子の実際の抵抗値が初期値の例えば１５％
の許容誤差を越えている場合は、“抵抗器誤差範囲はみ
出し”の指示を顧客に表示することができるであろう。

【００６２】各加熱抵抗器の抵抗値の測定は、Ｒ測定試
験パターンによって行われるが、消耗品などを変えた
後、いくつかの数（例えば３００）の印刷を行った後、
装置をパワーアップした時に行われる。

【００６３】本発明に記載の校正法は、初期の構成設定
に規定されている、各加熱素子の抵抗値または消費電力
の偏差を同じ範囲にしているので、加熱素子への供給電
力の電圧低下、校正中の周囲温度の上昇などのような他
のパラメータに対して優れた印刷の均一性を確保するた
めに補償も行うことができる。

【００６４】本発明は、グレイ・スケール熱昇華印刷お
よびカラー熱昇華印刷に同様に使用できる。さらにその
印刷法は、医学の画像化におけるグラフィック表現、文
書のファクシミリ送信などに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱昇華印刷機の原理図である。

【図２】熱昇華印刷機のデータ流れ図である。

【図３】熱ヘッドの断面図である。

【図４】フラット領域印刷物のページを横ぎる印刷濃度
の変動を示すチャートである。

【図５】熱ヘッドの個々の加熱素子の初期抵抗の変動を
示すチャートである。

【図６】加熱素子の抵抗の変化の百分率：加熱素子の使
用された回数の関係を示すチャートである。

【図７】典型的なデューティサイクルを有する加熱素子
の活性化ストローブパルスを主として示すチャートであ
る。

【図８】主として本発明による試験画像パターンのチャ
ートである。

【図９】本発明の好ましい実施態様において主として用
いられる試験画像パターンのチャートである。

【図１０】主として本発明による試験画像パターン信号
のチャートである。

【図１１】本発明の好ましい実施態様で実際に使用され
る試験画像パターン信号のチャートである。

【図１２】本発明にしたがって、典型的なデューティサ
イクルと典型的なスキッピングを有する加熱素子の活性
化ストローブパルスを実際に示すチャートである。

【図１３】本発明の測定法を示す回路図である。

【符号の説明】

１１ 受容体 １２ キャリヤ １３ 供給ローラ １４ 巻取りローラ １５ ドラム １６ 熱ヘッド １７ ハードコピー画像 ２１ 画像捕捉装置 ２２ デジタルインタフェース ２３ 記録装置 ２４ 処理装置 ２５ 直列変換器 ２６ シフトレジスタ ２７ ラッチレジスタ ２８，３６，１３１，Ｒ₁ ，Ｒ₂ 加熱素子 ２９ ドライバトランジスタ ３１ ヒートシンク ３２ 温度センサ ３３ 結合剤層 ３４ セラミック基板 ３５ グレイズンバルブ( glazen bulb ) ３６ 抵抗体層 ３７ 耐摩耗性層 １３３ａ，１３３ｂ 電力線 １３４ａ 電力継電器 １３５ コンデンサ １３６ 電子調整器 １３７ 仮想接地 １３８ 演算増幅器 １３９ 高精度抵抗器 １４０ アナログ／デジタル変換器 １４２ａ，１４２ｂ 低域フィルタ

フロントページの続き (72)発明者 アンリ・タック ベルギー国モートゼール、セプテストラー ト 27 アグファ・ゲヴェルト・ナームロ ゼ・ベンノートチャップ内 (72)発明者 エリク・カエルト ベルギー国モートゼール、セプテストラー ト 27 アグファ・ゲヴェルト・ナームロ ゼ・ベンノートチャップ内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、全加熱素子の最高抵抗値
   ( Rmax ) または各加熱素子で消費しうる電力の最大値
   ( Pmin ) についての初期構成設定を有する、熱印刷装
   置の熱ヘッドの加熱素子を校正する方法であって；前記
   の初期構成設定を考慮しながらシミュレートされた作動
   条件下で各加熱素子を活性化し、各加熱素子を流れる電
   流を測定し、次いで各加熱素子の抵抗値または消費電力
   を計算して Rmax または Pmin の新しい値を得るステッ
   プからなる方法。
2. 【請求項２】 加熱素子の活性化がパルスで行われるこ
   とを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 加熱素子の活性化が電気試験画像パター
   ンにしたがって行われることを特徴とする請求項２記載
   の方法。
4. 【請求項４】 前記のシミュレートされた作動条件が、
   各加熱素子で消費し得る時間平均電力の最大値 ( Pmin
   ) を含んでいることを特徴とする請求項２記載の方
   法。
5. 【請求項５】 前記のシミュレートされた作動条件がさ
   らに、熱ヘッドに印加される電圧と熱ヘッドの温度およ
   び周囲の温度もしくはドラムの温度の予め決められた値
   を含んでいることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 加熱素子のパルスによる活性化が、測定
   しながら、実際の測定によって定義される熱ヘッドに印
   加される電圧値を、前の測定によって定義された抵抗値
   および初期構成設定に含まれているストローブ繰り返し
   期間の固定値とともに考慮しながら、加熱素子で消費さ
   れる時間平均電力について数学的モデルから計算したデ
   ューティサイクルで行われることを特徴とする請求項２
   記載の方法。
7. 【請求項７】 電気試験画像パターンの前記生成が、ペ
   ージの頂部左から下部右へまたはその逆のラインに対す
   る一つの中心試験ドットの割付けと、前記試験ドットに
   よる、同じラインにおける生成した中心ドットの左右に
   隣接するいくつかのドットのスイッチオンとスイッチオ
   フとからなる請求項３記載の方法。
8. 【請求項８】 熱印刷装置の熱ヘッドにおける各加熱素
   子の利用しうる電力を、印刷しながら等しくする方法で
   あって；各加熱素子の利用し得る印刷電力を、すべての
   加熱素子のうちの最高抵抗値 ( Rmax ) を有する加熱素
   子が消費しうる電力かまたは各加熱素子が消費しうる最
   大電力値 ( Pmin ) に、第一にすべての加熱素子に対し
   て共通にストローブデューティサイクルを減らすことに
   より、第二に各加熱素子に対して個々に適切な数のスト
   ローブパルスをスキップさせることによって制限するス
   テップからなる方法。
9. 【請求項９】 各加熱素子に対する個々に適切な数のス
   トローブパルスの前記スピッキングが時間同一間隔スキ
   ッピングである請求項８記載の方法。
10. 【請求項１０】 多数の加熱素子を有する熱ヘッドを備
    えた熱印刷機であって；各加熱素子を選択的に活性化す
    る手段が、改良されて、Rmaxまたは Pmin について初期
    構成設定が含まれている手段、前記初期構成設定を考慮
    しながらシミュレートされた作動条件下で各加熱素子を
    活性化する手段、各加熱素子を流れる電流を測定して各
    加熱素子の抵抗値または消費電力を計算する手段、およ
    び Rmax または Pmin について新しい値を得る手段を備
    えている熱印刷機。
11. 【請求項１１】 加熱素子の活性化が、調節可能なスト
    ローブデューティサイクルでパルスによって行われ、さ
    らに、各加熱素子の印刷電力を、第一にすべての加熱素
    子に対して前記ストローブのデューティサイクルを共通
    に減らすことにより第二に各加熱素子に対して個々に適
    切な数のストローブパルスをスキップされることによ
    り、制限することによって、各加熱素子の利用しうる電
    力を、印刷しながら等しくする手段を備えている請求項
    ９記載の熱印刷機。
12. 【請求項１２】 各加熱素子に対する、個々に適切な数
    のストローブパルスの前記スキッピングが時間同一間隔
    のスキッピングである請求項１１記載の熱印刷機。