(57)【要約】      （修正有）【課題】最適な放電開始電圧を求めることにより発熱素子の抵抗値を高精度に測定する。【解決手段】基準抵抗Ｒｓで第１放電開始電圧Ｅ１から比較電圧Ｖrefまで放電させ、カウント値ＣＴ１を測定する。カウンタ単位時間をｔ１からｔ１’に短くし、カウント値ＣＴ１’の測定をＬ回行い、平均値ＣＴ１aveと標準偏差σ１を計算する。Ｓ１＝σ１／ＣＴ１aveから測定再現性の尺度Ｓ１を得る。放電時間が第１放電開始電圧Ｅ１での０．５倍となる第２放電開始電圧Ｅ２を求め、カウント値ＣＴ２をＬ回測定する。平均値ＣＴ２aveと標準偏差σ２を計算し、尺度Ｓ２を求める。放電時間が第１放電開始電圧Ｅ１での２倍となる第３放電開始電圧Ｅ３を求め、カウント値ＣＴ３をＬ回測定して平均値ＣＴ３aveと標準偏差σ３を計算し、尺度Ｓ３を求める。尺度Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を比較し、最小の尺度の放電開始電圧を発熱素子の抵抗値測定用の放電開始電圧Ｅｘとして選択する。【選択図】図５
2006159642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルヘッドにライン状に配置された複数の発熱素子と並列にコンデンサを接続し、このコンデンサを充電した後コンデンサが放電して所定の放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する発熱素子の抵抗値測定方法において、
複数の異なる放電開始電圧を設定し、特定の抵抗を通して、前記コンデンサが放電して各放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間をそれぞれ複数回測定し、各放電開始電圧のうち測定した放電時間の偏差が最も小さい放電開始電圧を選択し、この放電開始電圧からコンデンサが放電して前記放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果と特定の抵抗の抵抗値とから各発熱素子毎の抵抗値を算出することを特徴とする発熱素子の抵抗値測定方法。
【請求項２】
サーマルヘッドにライン状に配置された複数の発熱素子と並列にコンデンサを接続し、このコンデンサを充電した後コンデンサが放電して所定の放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する発熱素子の抵抗値測定方法において、
特定の抵抗を通して、前記コンデンサが放電して第１放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を複数回測定して第１放電開始電圧における放電時間の第１偏差を算出し、次に第１放電開始電圧における放電時間の１／２倍となるように設定した第２放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を複数回測定し、第２放電開始電圧における放電時間の第２偏差を算出し、次に第１放電開始電圧における放電時間の２倍となるように設定した第３放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を複数回測定し、第３放電開始電圧における放電時間の第３偏差を算出し、前記第１〜３偏差のうち偏差が最も小さくなる放電開始電圧を選択し、この放電開始電圧からコンデンサが放電して前記放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果と特定の抵抗の抵抗値とから各発熱素子毎の抵抗値を算出することを特徴とする発熱素子の抵抗値測定方法。
【請求項３】
前記特定の抵抗を通して最初に測定された放電時間が、前記放電時間を測定する測定手段の所定カウントビット数を満たしていない場合には、以後の放電時間の測定で用いられる測定手段のカウンタ単位時間を測定手段がオーバーフローしない範囲で変更することを特徴とする請求項１または２記載の発熱素子の抵抗値測定方法。
【請求項４】
サーマルヘッドにライン状に配置された複数の発熱素子と、
前記発熱素子を駆動させる電源部と、
前記発熱素子に一端が接続され、前記発熱素子とサーマルヘッドの電源端子との接続をオン／オフする第１スイッチ手段群と、
それぞれの発熱素子が電源部に接続されるように第１スイッチ手段群を制御する制御回路と、
サーマルヘッドの電源端子に並列接続したコンデンサと、
前記電源部と前記コンデンサに直列に接続された第２スイッチ手段と、
第２スイッチ手段をオンにしてコンデンサを所定の放電開始電圧まで充電した後、第２スイッチ手段をオフにし、コンデンサが特定の抵抗を通して放電を開始してから所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を測定する測定手段と、
この測定手段による放電時間の測定を複数の異なる放電開始電圧毎にそれぞれ複数回行い、各放電開始電圧毎に同じ放電時間が再現される度合を示す放電時間の偏差を算出し、各偏差のうち最も小さい偏差となる放電開始電圧を選択する放電開始電圧選択手段と、
この放電開始電圧選択手段より選択された放電開始電圧からコンデンサが放電して前記放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果と特定の抵抗の抵抗値とから各発熱素子毎の抵抗値を算出する抵抗値算出手段と
からなることを特徴とする発熱素子の抵抗値測定装置。
【請求項５】
前記測定手段によって最初に測定された特定の抵抗による第１放電時間が測定手段の所定カウントビット数を満たしているか否かを判定する判定手段と、
この判定手段により第１放電時間が測定手段の所定カウントビット数を満たしていないと判定された場合は、以後の放電時間の測定に際して用いる測定手段のカウンタ単位時間を測定手段がオーバーフローしない範囲で変更する単位時間変更手段と
を設けることを特徴とする請求項４記載の発熱素子の抵抗値測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッド等を構成する発熱素子の抵抗値測定方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリンタには、インクフイルムを使用する熱転写プリンタと、感熱記録材料を直接に加熱して画像を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、多数の発熱素子（抵抗素子）をライン状に配列したサーマルヘッドが用いられている。
【０００３】
上記のようなサーマルヘッドでは、発熱素子の抵抗値にばらつきがあると、濃度ムラ等が発生して正確な階調表現が損なわれるため、各発熱素子の抵抗値を測定し、この測定結果に基づいて画像データを補正して、濃度ムラ等の発生を防止するようにしたカラー感熱プリンタが知られている（例えば特許文献１，２）。
【０００４】
前記カラー感熱プリンタでは、発熱素子及び抵抗値が既知の基準抵抗に並列にコンデンサを接続する。まず、基準抵抗の発熱でコンデンサが放電して所定の放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を測定する。そして、各発熱素子の発熱でコンデンサが放電して所定の放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を測定し、基準抵抗による放電時間との比から、各発熱素子の抵抗値を算出している。
【特許文献１】特開平６−０７９８９７号公報
【特許文献２】特開２００１−１６２８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、図８に示すように、放電時間の長短によって抵抗値の測定精度に相違があることが実験によって判明した。具体的には、放電終了電圧を一定とした場合、放電開始電圧の相違によって抵抗値の測定精度が変化するため、抵抗値の高い測定精度を得るためには、最適な放電開始電圧を求める必要があることが分かった。
【０００６】
本発明は、最適な放電開始電圧を求めることにより発熱素子の抵抗値を高精度に測定できる発熱素子の抵抗値測定方法及び装置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】
【０００７】
本発明の発熱素子の抵抗値測定方法は、サーマルヘッドにライン状に配置された複数の発熱素子と並列にコンデンサを接続し、このコンデンサを充電した後コンデンサが放電して所定の放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する発熱素子の抵抗値測定方法において、複数の異なる放電開始電圧を設定し、特定の抵抗を通して、前記コンデンサが放電して各放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間をそれぞれ複数回測定し、各放電開始電圧のうち測定した放電時間の偏差が最も小さい放電開始電圧を選択し、この放電開始電圧からコンデンサが放電して前記放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果と特定の抵抗の抵抗値とから各発熱素子毎の抵抗値を算出することを特徴とする。
【０００８】
また、サーマルヘッドにライン状に配置された複数の発熱素子と並列にコンデンサを接続し、このコンデンサを充電した後コンデンサが放電して所定の放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する発熱素子の抵抗値測定方法において、特定の抵抗を通して、前記コンデンサが放電して第１放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を複数回測定して第１放電開始電圧における放電時間の第１偏差を算出し、次に第１放電開始電圧における放電時間の１／２倍となるように設定した第２放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を複数回測定し、第２放電開始電圧における放電時間の第２偏差を算出し、次に第１放電開始電圧における放電時間の２倍となるように設定した第３放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を複数回測定し、第３放電開始電圧における放電時間の第３偏差を算出し、前記第１〜３偏差のうち偏差が最も小さくなる放電開始電圧を選択し、この放電開始電圧からコンデンサが放電して前記放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果と特定の抵抗の抵抗値とから各発熱素子毎の抵抗値を算出することを特徴とする。
【０００９】
前記特定の抵抗を通して最初に測定された放電時間が、前記放電時間を測定する測定手段の所定カウントビット数を満たしていない場合には、以後の放電時間の測定で用いられる測定手段のカウンタ単位時間を測定手段がオーバーフローしない範囲で変更することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の発熱素子の抵抗値測定装置は、サーマルヘッドにライン状に配置された複数の発熱素子と、前記発熱素子を駆動させる電源部と、前記発熱素子に一端が接続され、前記発熱素子とサーマルヘッドの電源端子との接続をオン／オフする第１スイッチ手段群と、それぞれの発熱素子が電源部に接続されるように第１スイッチ手段群を制御する制御回路と、サーマルヘッドの電源端子に並列接続したコンデンサと、前記電源部と前記コンデンサに直列に接続された第２スイッチ手段と、第２スイッチ手段をオンにしてコンデンサを所定の放電開始電圧まで充電した後、第２スイッチ手段をオフにし、コンデンサが特定の抵抗を通して放電を開始してから所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間を測定する測定手段と、この測定手段による放電時間の測定を複数の異なる放電開始電圧毎にそれぞれ複数回行い、各放電開始電圧毎に同じ放電時間が再現される度合を示す放電時間の偏差を算出し、各偏差のうち最も小さい偏差となる放電開始電圧を選択する放電開始電圧選択手段と、この放電開始電圧選択手段より選択された放電開始電圧からコンデンサが放電して前記放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果と特定の抵抗の抵抗値とから各発熱素子毎の抵抗値を算出する抵抗値算出手段とからなることを特徴とする。
【００１１】
前記測定手段によって最初に測定された特定の抵抗による第１放電時間が測定手段の所定カウントビット数を満たしているか否かを判定する判定手段と、この判定手段により第１放電時間が測定手段の所定カウントビット数を満たしていないと判定された場合は、以後の放電時間の測定に際して用いる測定手段のカウンタ単位時間を測定手段がオーバーフローしない範囲で変更する単位時間変更手段とを設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の異なる放電開始電圧を設定し、特定の抵抗を通してコンデンサが放電して各放電開始電圧から所定の放電終了電圧に達するまでの放電時間をそれぞれ複数回測定し、各放電開始電圧のうち測定した放電時間の偏差が最も小さい放電開始電圧を選択し、この放電開始電圧からコンデンサが放電して前記放電終了電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定し、この測定結果と特定の抵抗の抵抗値とから各発熱素子毎の抵抗値を算出するから、最適な放電開始電圧を求めることができ、発熱素子の抵抗値を高精度に測定できる。
【００１３】
また、前記特定の抵抗を通して最初に測定された放電時間が放電時間を測定する測定手段の所定カウントビット数を満たしていない場合には、以後の放電時間の測定で用いられる測定手段のカウンタ単位時間を測定手段がオーバーフローしない範囲で変更するので、測定手段のダイナミックレンジを最大限に活かすことができ、測定精度の向上に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
カラー感熱プリンタの実施形態を示す図１において、プラテンドラム１０は、その外周にカラー感熱記録紙（以下記録紙という）１２を保持し、熱記録時にパルスモータ（図示せず）によって回転される。このプラテンドラム１０にクランプ部材１４が取り付けられており、記録紙１２の少なくとも一箇所，例えば先端をプラテンドラム１０に固定する。
【００１５】
クランプ部材１４はコ字形をしており、両端部に設けた長穴１４ａ，１４ｂが、プラテンドラム軸１６，ガイドピン１８にそれぞれ嵌合している。このクランプ部材１４は、スプリング２０によってプラテンドラム１０に圧接しており、記録紙１２のクランプ時又はクランプ解除時に、ソレノイド２２によってプラテンドラム１０から離れる方向に移動される。
【００１６】
前記プラテンドラム１０の外周には、サーマルヘッド２４と、光定着器２６とが設けられている。サーマルヘッド２４には、一定のバイアス熱エネルギーと、画素の発色濃度に応じた階調表現熱エネルギーとを順次発生する発熱部２４ａが設けられている。
【００１７】
光定着器２６は、図２の実線で示すように、ほぼ３６５ｎｍと４２０ｎｍに発光ピークを持った棒状の紫外線ランプ２８と、点線で示すような透過特性を持ったカットフィルタ２９とから構成されている。このカットフィルタ２９は、ソレノイド等によって紫外線ランプ２８の前に入れられたときに、ほぼ４２０ｎｍ付近の近紫外線を透過する。
【００１８】
給排紙通路３０には、搬送ローラ対３２が配置されており、これを通って記録紙１２が搬送される。また、給排紙通路３０のプラテンドラム側には、排紙時に記録紙１２の後端を給排紙通路３０に案内するための分離爪３４が設けられている。本実施形態では、１つの通路が給紙通路と排紙通路に兼用されているが、これらは別個に設けてもよい。
【００１９】
記録紙１２は、支持体の上に、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，保護層が順次層設されている。シアン感熱発色層は、電子供与性染料前駆体と電子受容性化合物を主成分として含有し、加熱されたときにシアンに発色する。マゼンタ感熱発色層は、最大吸収波長が約３６５ｎｍであるジアゾニウム塩化合物と、これに熱反応してマゼンタに発色するカプラーとを含有し、熱記録後に３６５ｎｍ付近の紫外線を照射するとジアゾニウム塩化合物が光分解して発色能力が失われる。イエロー感熱発色層は、最大吸収波長が約４２０ｎｍであるジアゾニウム塩化合物と、これと熱反応してイエローに発色するカプラーとを含有し、４２０ｎｍの近紫外線を照射すると光定着して発色能力が失われる。
【００２０】
カラー感熱プリンタの電気回路を示す図３において、フレームメモリ４０には、１フレームの画像データが色毎に分離された状態で書き込まれる。階調表現加熱に際して、フレームメモリ４０からプリントすべき色の画像データが１ラインずつ読み出されてラインメモリ４２に書き込まれる。このラインメモリ４２の画像データは、画素毎に読み出されてコンパレータ４４に送られる。コンパレータ４４は、各画素の画像データと階調データ（比較データ）とを比較し、画像データの方が大きい場合には「１」の信号を出力する。
【００２１】
マイクロコンピュータ４６は、例えば６４階調の場合に、１６進法で「０」〜「３Ｆ」の階調データを順番に発生する。コンパレータ４４は、マイクロコンピュータ４６から「０」の階調データが送られると、この階調データに対して各画素の画像データを順番に比較する。これにより、１ライン分の比較結果がシリアル信号としてコンパレータ４４から出力され、プリントモードと抵抗測定モードを切り換えるスイッチＳａを介してシフトレジスタ４８に送られる。
【００２２】
１ライン分の画像データの比較が終了すると、マイクロコンピュータ４６は、「１」の階調データを発生してコンパレータ４４に送る。したがって、「０」〜「３Ｆ」の階調データを用いることにより、各画素の画像データは６４回比較され、６４ビットの駆動データに変換される。そして、この６４ビットの駆動データは、６４回に分けてシフトレジスタ４８に送られる。
【００２３】
シリアルな駆動データは、クロックによってシフトレジスタ４８内でシフトされてパラレル信号に変換される。シフトレジスタ４８でパラレル信号に変換された駆動データは、ラッチ信号に同期してラッチアレイ５０にラッチされる。ＡＮＤゲートアレイ５２は、ストローブ信号が入力されたときに、入力されている駆動信号が「１」の場合に「Ｈ」の信号を出力する。これらのラッチアレイ５０とＡＮＤゲートアレイ５２は、各画素毎に回路素子が設けられている。
【００２４】
ＡＮＤゲートアレイ５２の各出力端子には、トランジスタＴｒ１〜ＴｒＮ（Ｎは自然数）がそれぞれ接続されており、出力信号が「Ｈ」の場合にトランジスタがオンする。これらのトランジスタＴｒ１〜ＴｒＮには、発熱素子Ｒ１〜ＲＮが直列に接続されている。各発熱素子Ｒ１〜ＲＮとしては抵抗素子が用いられている。そして、発熱素子Ｒ１〜ＲＮ及びトランジスタＴｒ１〜ＴｒＮと並列に基準抵抗Ｒｓ及びトランジスタＴｒｓが接続してある。この基準抵抗Ｒｓとしては抵抗値ｒｓが既知で誤差１％程度のものを使用する。
【００２５】
発熱素子Ｒ１〜ＲＮ及び基準抵抗Ｒｓと並列にノイズ吸収用のコンデンサ５４が接続されており、このコンデンサ５４は電源部５６に接続されている。この電源部５６は、スイッチＳｂ，整流回路５８，電圧安定化回路６０からなる。スイッチＳｂは、プリントモード時には常時閉じられており、抵抗測定モード時には、発熱素子Ｒ１〜ＲＮの各抵抗値ｒ１〜ｒＮを測定する毎にマイクロコンピュータ４６によって開閉が制御される。
【００２６】
コンデンサ５４の一方の端子にはコンパレータ６２の非反転入力端子が接続されている。また、後述する放電時間測定時の放電終了電圧であるコンパレータ６２の比較電圧Ｖref としては、電源電圧Ｅを抵抗値ｒａ，ｒｂの抵抗６４，６６により抵抗分圧した｛ｒａ／（ｒａ＋ｒｂ）｝Ｅを用いる。
【００２７】
マイクロコンピュータ４６には、抵抗測定部４６ａが設けられている。この抵抗測定部４６ａは、内部にカウンタ回路６８と抵抗値算出部７０とを備え、抵抗測定モード時に発熱素子Ｒ１〜ＲＮの各抵抗値ｒ１〜ｒＮを求め、この抵抗値ｒ１〜ｒＮをＲＡＭ４６ｂに書き込む。このＲＡＭ４６ｂに書き込まれた抵抗値ｒ１〜ｒＮは電池７２によってバックアップされる。
【００２８】
抵抗測定部４６ａによる発熱素子の抵抗値測定について、以下に数式を用いて説明する。放電開始電圧をＥ，比較電圧をＶref ，コンデンサ５４の静電容量をＣ，発熱素子の抵抗値をｒ，コンパレータ６２の非反転入力端子の電圧がＥからＶref に変化するまでの放電時間をＴとすると、これらの関係は次の数式１で表される。
【００２９】
〔数１〕
Ｖref ＝Ｅ exp｛−Ｔ／（Ｃ・ｒ）｝
【００３０】
この数式１から、発熱素子の抵抗値ｒは、次の数式２で表される。
【００３１】
〔数２〕
ｒ＝−Ｔ／Ｃ／ln（Ｖref ／Ｅ）
【００３２】
既知の抵抗値ｒｓを有する基準抵抗Ｒｓで放電させた放電時間Ｔｓと各発熱素子毎の放電時間Ｔとを測定することにより、次の数式３から各発熱素子毎の抵抗値ｒを算出できる。
【００３３】
〔数３〕
ｒ＝ｒｓ・Ｔ／Ｔｓ
【００３４】
また、上記数式１から、放電開始電圧Ｅは、次の数式４で表される。
【００３５】
〔数４〕
Ｅ＝Ｖref ／ exp｛−Ｔ／（Ｃ・ｒ）｝
【００３６】
この数式４において、コンデンサ５４の静電容量Ｃ（≦Ｃmax ），放電開始電圧Ｅ（Ｅmin ≦Ｅ≦Ｅmax ），比較電圧Ｖref（Ｖrefmin≦Ｖref ≦Ｖrefmax）は、コンデンサ５４，電源部５６，コンパレータ６２の固体（具体的な部品）が決まれば、温度特性を除いて大きくは変化しない。また、発熱素子の抵抗値ｒ（ｒmin ≦ｒ≦ｒmax ）は、その仕様により上限（ｒmax ），下限（ｒmin ）は確定できる。放電時間Ｔが最大のＴmax となるのは、放電開始電圧Ｅ，静電容量Ｃ及び抵抗値ｒが最大、比較電圧Ｖref が最小の時であるから、次の数式５が成り立つ。
【００３７】
〔数５〕
Ｅ≦Ｅmax ＝Ｖrefmin／exp｛−Ｔmax ／（Ｃmax ・ｒmax ）｝
【００３８】
カウンタ回路６８のビット数をＣＴ、カウンタ単位時間をｔ１、Ｔmaxをカウンタ回路６８で計れる最大時間（＝（２Q−１）・ｔ１）として上式に代入すれば、最大放電開始電圧Ｅmax が求められ、公差を考慮して最大放電開始電圧Ｅmax から放電開始電圧Ｅを設定することで、カウンタ回路６８のカウントビット数Ｑがオーバーフローしないような放電開始電圧Ｅの設定が可能となる。このときのオーバーフローしない１回目の放電開始電圧をＥ１とする（図４参照）。
【００３９】
基準抵抗Ｒｓでの放電により放電開始電圧Ｅ１から比較電圧Ｖrefに低下するまでの放電時間Ｔ1を測定する。放電開始電圧Ｅ１，比較電圧Ｖref，放電時間Ｔ1の関係は、次の数式６で表される。
【００４０】
〔数６〕
Ｅ１＝Ｖref ／ exp｛−Ｔ１／（Ｃ・ｒｓ）｝
【００４１】
このとき、放電時間Ｔ１のカウンタカウント値（以下カウント値という）ＣＴ１は、カウンタ回路６８のダイナミックレンジを十分に活かしていない場合が多く（例えば１６ビットのカウンタ回路で１２ビット分しか有効桁数がない場合など）、図４に示すように、カウンタ単位時間ｔ１をｔ１’に変化させて、再度、放電時間の測定、すなわちカウント値ＣＴ１’の測定を行う。
【００４２】
基準抵抗Ｒｓの抵抗値ｒｓの公差最小値をｒｓminとすると、ｔ１とｔ１’との関係は次の数式７で表される。
【００４３】
〔数７〕
ｔ１’＝（ＣＴ１／２Q−１）・ｔ１）・ｒmax／ｒｓmin
【００４４】
この数式７から明らかなように、カウント値ＣＴ１’はカウント値ＣＴ１よりも大きい値となり、カウンタ回路６８のダイナミックレンジを活かすことができる。
【００４５】
基準抵抗Ｒｓの放電時間測定は，複数回（＝Ｌ（自然数）回）行い、カウント値ＣＴ１ｉ’（ｉ＝１〜Ｌ）の平均値ＣＴ１aveと標準偏差σ１を計算し、次の数式８で表されるＳ１を同じカウント値が得られる度合を示す測定再現性の尺度とする。すなわち、Ｓ１が小さい程、測定精度が高い。
【００４６】
〔数８〕
Ｓ１＝σ１／ＣＴ１ave
【００４７】
放電開始電圧ＥをＭ種類変化させて測定再現性の尺度Sｉ（ｉ＝１〜Ｍ（自然数））を求め、最小となる尺度Sｉの放電開始電圧Ｅを選定する。これにより、発熱素子の抵抗値を高精度に測定するための最適な放電開始電圧Ｅを設定することができる。なお、最適な放電開始電圧を選定する段階までは、必ずしも抵抗値が既知の基準抵抗を用いる必要はなく、例えばサーマルヘッドの発熱素子のうち特定の発熱素子（例えば発熱素子Ｒ１）を用いてもよい。
【００４８】
このように構成されたカラー感熱プリンタの作用を図５に示すフローチャートを参照して説明する。カラー感熱プリンタの最初のセットアップ時に、スイッチＳａにより抵抗測定モードに切り換えられ、シフトレジスタ４８がマイクロコンピュータ４６に接続される。マイクロコンピュータ４６は、トランジスタＴｒ１〜ＴｒＮをオフにしたままトランジスタＴｒｓだけをオンにしてスイッチＳｂをオンにする。
【００４９】
カウンタ回路６８のカウンタビット数を測定精度に必要なビット数，例えば１６ビットに設定する。まず、数式５から最大放電開始電圧Ｅmaxを計算し、公差を含んでも最大放電開始電圧Ｅmaxよりも小さい第１放電開始電圧Ｅ１を設定する。なお、カウンタ回路６８のカウンタ単位時間をｔ１とすれば、最大時間Ｔmaxは次の数式９で表される。
【００５０】
〔数９〕
Ｔmax＝（２16−１）・ｔ１
【００５１】
次に、基準抵抗Ｒｓによって第１放電開始電圧Ｅ１から比較電圧Ｖrefまで放電させ、カウンタ回路６８によりカウント値ＣＴ１を測定する（ｓｔ１）。次に、カウンタ回路６８のダイナミックレンジを最大限に活かすように、カウンタ単位時間をｔ１からｔ１’（数式７及び図４参照）に短くし（ｓｔ２）、基準抵抗Ｒｓを発熱し、第１放電開始電圧Ｅ１から比較電圧Ｖrefに達するまでのカウント値ＣＴ１’を測定する。
【００５２】
そして、前記カウント値ＣＴ１’の測定をＬ回行い（ｓｔ３）、得られたカウント値ＣＴ１’ｉ（ｉ＝１〜Ｌ）の平均値ＣＴ１aveと、標準偏差σ１とを計算する。そして、次の数式１０から、同じカウント値が得られる度合を示す測定再現性の尺度Ｓ１を得る（ｓｔ４）。
【００５３】
〔数１０〕
Ｓ１＝σ１／ＣＴ１ave
【００５４】
次に、図６に示すように、放電時間が第１放電開始電圧Ｅ１での（１／２）倍となるように第２放電開始電圧Ｅ２を次の数式１１により求め（ｓｔ５）、この第２放電開始電圧Ｅ２により再測定を行う。なお、カウンタ単位時間ｔ２も第１放電開始電圧Ｅ１におけるカウンタ単位時間ｔ１’の（１／２）倍とする（ｔ２＝（１／２）・ｔ１’）。
【００５５】
〔数１１〕
Ｅ２＝Ｖref ／ exp｛（１／２）・ln（Ｖref ／Ｅ１）｝
【００５６】
コンデンサ５４が放電して基準抵抗Ｒｓを発熱し、第２放電開始電圧Ｅ２から比較電圧Ｖrefに達するまでのカウント値ＣＴ２をＬ回測定する（ｓｔ６）。そして、このカウント値ＣＴ２ｉ（ｉ＝１〜Ｌ）の平均値ＣＴ２aveと標準偏差σ２を計算し、次の数式１２により測定再現性の尺度Ｓ２を求める（ｓｔ７）。
【００５７】
〔数１２〕
Ｓ２＝σ２／ＣＴ２ave
【００５８】
次に、図７に示すように、放電時間が第１放電開始電圧Ｅ１での２倍となるように第３放電開始電圧Ｅ３を次の数式１３により求め（ｓｔ８）、この第３放電開始電圧Ｅ３により再測定を行う。なお、カウンタ単位時間ｔ３も第１放電開始電圧Ｅ１におけるカウンタ単位時間ｔ１’の２倍とする（ｔ３＝２・ｔ１’）。
【００５９】
〔数１３〕
Ｅ３＝Ｖref ／ exp｛２・ln（Ｖref ／Ｅ１）｝
【００６０】
コンデンサ５４が放電して基準抵抗Ｒｓを発熱し、第３放電開始電圧Ｅ３から比較電圧Ｖrefに達するまでのカウント値ＣＴ３をＬ回測定する（ｓｔ９）。そして、このカウント値ＣＴ３ｉ（ｉ＝１〜Ｌ）の平均値ＣＴ３aveと標準偏差σ３を計算し、次の数式１４により測定再現性の尺度Ｓ３を求める（ｓｔ１０）。
【００６１】
〔数１４〕
Ｓ３＝σ３／ＣＴ３ave
【００６２】
前記数式１０，１２，１４で得られた尺度Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を比較し、最も小さい尺度に対応した放電開始電圧が最も再現性が高いから、その放電開始電圧を発熱素子Ｒｎの抵抗値ｒｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を測定するための放電開始電圧Ｅｘとして選択する（ｓｔ１１）。また、放電開始電圧Ｅｘに対応するカウンタ単位時間ｔｘを採用する。この設定で発熱素子Ｒｎを発熱し、カウント値ＣＴｎを測定する（ｓｔ１２）。そして、次の数式１５により発熱素子Ｒｎの抵抗値ｒｎを算出する（ｓｔ１３）。
【００６３】
〔数１５〕
ｒｎ＝ｒｓ・ＣＴｎ／ＣＴｘave
【００６４】
例えば、Ｓ２＜Ｓ１＜Ｓ３であれば、放電開始電圧Ｅｘとして放電開始電圧Ｅ２，カウンタ単位時間ｔｘとしてカウンタ単位時間ｔ２を採用する。
【００６５】
マイクロコンピュータ４６は、トランジスタＴｒｓをオフにした後、トランジスタＴｒ１をオン，トランジスタＴｒ２〜ＴｒＮをオフにしてからスイッチＳｂを閉じてコンデンサ５４を充電する。コンパレータ６２の非反転入力端子の電圧が放電開始電圧Ｅ２に達した後、スイッチＳｂが開かれ、発熱素子Ｒ１の発熱によりコンデンサ５４が放電される。
【００６６】
カウンタ回路６８は、スイッチＳｂの開動作と同時にカウントを開始し、コンパレータ６２の非反転入力端子の電圧が放電開始電圧Ｅ２から低下してＶref に至るまでのカウント値ＣＴ１を測定する。抵抗値算出部７０は、このカウント数ＣＴ１を次の数式１６に代入して発熱素子Ｒ１の抵抗値ｒ１を算出し、ＲＡＭ４６ｂに書き込む。
【００６７】
〔数１６〕
ｒｎ＝ｒｓ・ＣＴｎ／ＣＴ２ave
【００６８】
続いて、トランジスタＴｒ２がオン，他のトランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ３〜ＴｒＮがオフにされる。カウンタ回路６８によって発熱素子Ｒ２によるカウント値ＣＴ２が測定され、これに基づいて発熱素子Ｒ２の抵抗値ｒ２が抵抗値算出部７０により算出されてＲＡＭ４６ｂに書き込まれる。以下同様に、発熱素子Ｒ３〜ＲＮの抵抗値ｒ３〜ｒＮが算出されてＲＡＭ４６ｂに書き込まれる。これらの抵抗値ｒ１〜ｒＮは、以後電池７２が消耗するまで保持される（ｓｔ１４）。
【００６９】
プリントモードでは、スイッチＳａによってシフトレジスタ４８がコンパレータ４４に接続される。このプリントモードにおいては、まずフレームメモリ４０に３色の画像データが取り込まれる。これらの画像データは、発熱素子Ｒ１〜ＲＮが完全に均一である場合の理想抵抗値と実際に測定された抵抗値ｒ１〜ｒＮとの差から補正データを算出し、発熱素子Ｒ１〜ＲＮによって記録すべき画像が正確に印画されるように、補正データによって画像データを補正する。
【００７０】
給紙時には、プラテンドラム１０はクランプ部材１４が図１において垂直となった状態で停止しているので、ソレノイド２２が通電されると、クランプ部材１４がクランプ解除位置にセットされる。搬送ローラ対３２は、カセット（図示せず）から供給された記録紙１２をニップしてプラテンドラム１０に向けて搬送する。
【００７１】
前記搬送ローラ対３２は、記録紙１２の先端がプラテンドラム１０とクランプ部材１４との間に入り込んだときにいったん停止する。その後、ソレノイド２２がオフすると、クランプ部材１４はスプリング２０によって戻され、記録紙１２の先端をクランプする。このクランプ後に、プラテンドラム１０と搬送ローラ対３２とが回転するから、記録紙１２がプラテンドラム１０の外周に巻き付けられる。
【００７２】
プラテンドラム１０が一定ステップずつ間欠回転して、記録紙１２の記録エリアの先端がサーマルヘッド２４に達すると熱記録が開始される。この熱記録に際しては、フレームメモリ４０からイエロー画像の画像データが１ライン分読み出されてラインメモリ４２にいったん書き込まれる。
【００７３】
次に、ラインメモリ４２から各画素の補正済み画像データを順番に読み出してコンパレータ４４に送り、ここで階調レベル「０」の階調データと比較される。イエロー画像を記録する画素ではコンパレータ４４の出力が「１」となり、イエロー画像を記録しない画素では「０」となる。この各画素の比較結果は、シリアルな駆動データとしてシフトレジスタ４８に送られ、そしてクロックによってシフトレジスタ４８内でシフトされてパラレルな駆動データに変換される。このパラレルな駆動データは、ラッチアレイ５０でラッチされてから、ＡＮＤゲートアレイ５２に送られる。
【００７４】
マイクロコンピュータ４６は、幅が長いバイアス加熱用パルスを発生させ、ストローブ信号としてＡＮＤゲートアレイ５２に送る。ＡＮＤゲートアレイ５２は、ストローブ信号とラッチアレイ５０の出力信号との論理積を出力するから、ＡＮＤゲートアレイ５２の各出力端子のうち、ラッチアレイ５０の出力端子が「１」となっているものが「１」を出力する。例えば、ＡＮＤゲートアレイ５２の第１番目の出力端子が「１」の場合には、トランジスタＴｒ１がオンするから、発熱素子Ｒ１が通電されて発熱する。これにより、発熱素子Ｒ１がバイアス加熱用パルスに応じた時間だけ通電され、バイアス熱エネルギーを記録紙１２に与える。
【００７５】
前記バイアス加熱が終了する前に、マイクロコンピュータ４６は階調レベルが「０」の階調データを発生してコンパレータ４４に送り、再び各画素の画像データと比較する。この比較によってシリアルな駆動データが形成され、この駆動データがシフトレジスタ４８に書き込まれる。
【００７６】
バイアス加熱が終了すると、マイクロコンピュータ４６は、パルス幅が短い階調表現用パルスを発生する。この階調表現用パルスはストローブ信号としてＡＮＤゲートアレイ５２に送られる。このストローブ信号によって発熱素子が短時間通電され、記録紙１２のイエロー感熱発色層を階調レベル「１」の濃度に発色させる。
【００７７】
以下、マイクロコンピュータ４６が階調レベルを「１」から「３Ｆ」まで順番に変化させるために、各階調レベルに応じた駆動データがコンパレータ４４から出力される。これにより、各発熱素子Ｒ１〜ＲＮが補正された画像データに応じた回数だけ通電され、記録紙１２に階調表現熱エネルギーを与えて所望の濃度に発色させる。例えば、６４階調の場合には、最大濃度の画素に対しては、階調表現のために６４個のパルス電流が発熱素子に供給される。
【００７８】
イエロー画像の第１ラインが記録されると、プラテンローラ１０が１画素分ステップ回転し、これとともにフレームメモリ４０からイエロー画像の第２ライン目の画像データが読み出される。このイエロー画像の第２ライン目の画像データに基づいて、記録紙１２に第２ライン目が熱記録される。
【００７９】
イエロー画像を熱記録した部分が光定着器２６に達すると、ここで記録紙１２のイエロー感熱発色層が光定着される。この光定着器２６は、カットフィルタ２９が紫外線ランプ２８の前にセットされているから、４２０ｎｍ付近の近紫外線が記録紙１２に照射される。これにより、イエロー感熱発色層に含有されたジアゾニウム塩化合物が分解して発色能力が消失する。
【００８０】
プラテンドラム１０が１回転して記録エリアが再びサーマルヘッド２４の位置にくると、マゼンタ画像が１ラインずつ記録紙１２のマゼンタ感熱発色層に記録される。このマゼンタ画像の発色熱エネルギーは、イエロー画像の発色熱エネルギーよりも大きいが、イエロー感熱発色層は既に光定着されているので、このイエロー感熱発色層が再度発色することはない。
【００８１】
マゼンタ画像を記録した記録紙１２は、前述したように光定着器２６で光定着される。この場合には、カットフィルタ２９が紫外線ランプ２８の前から退避しているので、紫外線ランプ２８から放射された全ての電磁波が記録紙１２に照射される。この電磁波のうち、３６５ｎｍ付近の紫外線によって記録紙１２のマゼンタ感熱発色層が光定着される。
【００８２】
プラテンドラム１０が更に１回転して記録エリアが再びサーマルヘッド２４の位置にくると、シアン画像が１ラインずつ記録紙１２のシアン感熱発色層に記録される。このシアン感熱発色層は、発色熱エネルギーが通常の保管状態では発色しない値になっているので、シアン感熱発色層に対しては光定着性が与えられていない。そこで、シアン感熱発色層の熱記録では、光定着器２６はオフ状態になっている。
【００８３】
イエロー画像，マゼンタ画像，シアン画像の熱記録が終了した後に、プラテンドラム１０と搬送ローラ対３２とが逆転する。このプラテンドラム１０の逆転により、記録紙１２の後端が分離爪３４によって給排紙通路３０に案内され、そして搬送ローラ対３２にニップされる。その後にプラテンドラム１０が給紙位置に達すると、ソレノイド２２が通電されるとともに、プラテンドラム１０が停止する。ソレノイド２２の通電により、クランプ部材１４がスプリング２２に抗して移動するから、記録紙１２の先端のクランプが解除される。これにより、熱記録済みの記録紙１２は、給排紙通路３０を経てトレイに排出される。
【００８４】
以上説明した実施形態では、第２放電開始電圧をその放電時間が第１放電開始電圧の放電時間の１／２となるように設定し、第３放電開始電圧をその放電時間が第１放電開始電圧の放電時間の２倍となるように設定したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、第２放電開始電圧をその放電時間が第１放電開始電圧の放電時間の２／３となるように設定し、第３放電開始電圧をその放電時間が第１放電開始電圧の放電時間の１．５倍となるように設定してもよい。また、放電開始電圧を３種類としたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば５種類としてもよい。
【００８５】
発熱素子Ｒ１〜ＲＮの抵抗値ｒ１〜ｒＮは、経時や印画頻度によって変化するから、例えばカラー感熱プリンタをセットアップする毎に新たに抵抗値ｒ１〜ｒＮの測定を行い、ＲＡＭ４６ｂに書き込む。なお、電池７２を使用せずに、バックアップ用の電源を例えば電源部５６から供給するようにしてもよい。また、ＲＡＭ４６ｂをバックアップ用の電源が不要なフラッシュメモリ等に置き換えてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態の説明では、予め発熱素子又は基準抵抗をオンさせた後、コンデンサを充電するような順序であったが、逆に、始めにコンデンサを充電し、その後発熱素子又は基準抵抗をオンさせて放電をさせてもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、カラー感熱プリンタを例にしたが、本発明は、モノクロの感熱プリンタやカラー熱転写プリンタ等にも適用することができる。また、カラー感熱記録材料とサーマルヘッドとを一次元に相対移動させるラインプリンタについて説明したが、本発明は、相対移動が二次元であるシリアルプリンタに対しても利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、サーマルプリンタに適用される他に、以上説明したカラー感熱プリンタからサーマルヘッドの発熱素子の抵抗値を測定する機能のみを取り出し、サーマルヘッドの抵抗測定装置として独立させることも可能である。この場合には、例えばサーマルヘッドを検査する際の試験器として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】カラー感熱プリンタの一例を示す概略図である。
【図２】光定着器の紫外線ランプとカットフイルタの特性を示すグラフである。
【図３】カラー感熱プリンタの電気回路を示すブロック図である。
【図４】第１放電開始電圧におけるカウンタ単位時間ｔ１，ｔ１’の関係を示すグラフである。
【図５】抵抗測定モードのフローチャートである。
【図６】第２放電開始電圧におけるカウンタ単位時間ｔ２，ｔ１’の関係を示すグラフである。
【図７】第３放電開始電圧におけるカウンタ単位時間ｔ３，ｔ１’の関係を示すグラフである。
【図８】コンデンサの放電時間と抵抗値の測定精度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
２４  サーマルヘッド
４６  マイクロコンピュータ
４６ａ  抵抗測定部
４６ｂ  ＲＡＭ
５４  コンデンサ
５６  電源部
６２  コンパレータ
６８  カウンタ回路
７０  抵抗値算出部
Ｒ１〜ＲＮ  発熱素子
Ｒｓ  基準抵抗
Ｓａ，Ｓｂ  スイッチ
【図１】
2006159642.tif 000003
【図２】
2006159642.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006159642.tif 000006
【図５】
2006159642.tif 000007
【図６】
2006159642.tif 000008
【図７】
2006159642.tif 000009
【図８】
2006159642.tif 000010