(57)【要約】【課題】印刷により各発熱素子に発生する蓄熱分布のバラツキを平準化する。【解決手段】ＣＰＵ２７は、１ライン分の印刷処理ごとに履歴メモリ２８に格納された履歴データＲ（ｌ，ｎ）を読み出し、直前ラインの補正後のデータＤ’（ｌ，ｎ）と現履歴データＲ（ｌ，ｎ）とから新たな履歴データＲ（ｌ＋１，ｎ）を順次演算し、履歴メモリ２８に格納されたデータを新たな履歴データＲ（ｌ＋１，ｎ）に更新する。ＣＰＵ２７は、所定単位の印刷後に履歴メモリ２８に格納された最新の履歴データから蓄熱補正値Ｃｎを算出し、この蓄熱補正値Ｃｎに対応した熱エネルギを各発熱素子に発生させて蓄熱分布のバラツキを平準化する。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱素子が配列されたサーマルヘッドを有し、印刷データに基づいて前記各発熱素子に熱エネルギを発生させることにより記録剤を昇華させて記録媒体に印刷するサーマルプリンタにおいて、
印刷データを用いて、前記サーマルヘッドの発熱素子の蓄熱分布を補正するための補正値を算出する算出手段と、
所定単位の印刷データの印刷終了後に、前記サーマルヘッドに前記補正値を出力する出力手段とを具備することを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項２】
前記算出手段は、ラインごとに出力される印刷データに基づいて印刷データを補正する補正手段と、
前記補正された印刷データに基づいて各発熱素子ごとの蓄熱分布を表す蓄熱データを算出する蓄熱データ算出手段と、
前記所定単位の印刷終了後において、前記各発熱素子ごとの蓄熱データのうち、当該蓄熱データの最大値と各発熱素子の蓄熱データとの差から前記補正値を算出する補正値算出手段とを更に具備することを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項３】
前記ラインごとに算出された蓄熱データを順次更新して格納する格納手段を更に具備することを特徴とする請求項１又は２に記載のサーマルプリンタ。
【請求項４】
前記所定単位は、少なくとも２ライン分の印刷データ、前記記録媒体１枚分の印刷データ、印刷データが画面表示された時の一画面分の印刷データ、色ごとの印刷データのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサーマルプリンタ。
【請求項５】
複数の発熱素子が配列されたサーマルヘッドの制御装置において、
印刷データを用いて、前記サーマルヘッドの発熱素子の蓄熱分布を補正するための補正値を算出する算出手段と、
所定単位の印刷データの印刷終了後に、前記サーマルヘッドに前記補正値を出力する出力手段とを具備することを特徴とするサーマルヘッドの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、昇華型熱転写プリンタにおいて、所定ライン分の印刷データを所定単位として当該所定単位の印刷ごとに算出した補正値を用いてサーマルヘッドの発熱素子に熱エネルギを発生させることにより、所定単位の印刷終了後の各発熱素子の蓄熱分布を平準化するサーマルプリンタ及びサーマルヘッドの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サーマルヘッドの発熱素子に印刷データに基づく熱エネルギを発生させることにより各発熱素子に発生する蓄熱分布のバラツキを補正するために、発熱素子への通電を中断しているときの各発熱ドットに蓄熱される蓄熱量を算出し、その算出結果から放熱量を予想して印刷データの補正を行う方法（特開平１０−１１４０９４号公報）や、各印刷データを発熱素子の通電時間を表す通電時間データに変換し、これら各通電時間データを用いて印刷データを１ラインごとに補正する方法（特開平１０−７６６９６号公報）や、テストプリントによりサーマルヘッドの環境温度とヘッド温度とを予め測定しておき、この測定結果を用いて蓄熱補正データを算出することにより各発熱素子への熱エネルギを調節する方法（特開平９−７０９９８号公報）が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの補正方法を用いても、高速で連続的に異なる画像を印刷する場合には、直前までの印刷データに部分的に高濃度な部分が含まれていると、その部分の発熱素子の熱エネルギの蓄熱の影響により次の印刷データの印刷の際に濃度ムラが発生するという不都合がある。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、所定ライン分の印刷ごとに算出した補正値を用いて、印刷後の各発熱素子の蓄熱分布を平準化して濃度ムラを低減できるサーマルプリンタ及びサーマルヘッドの制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明のサーマルプリンタは、複数の発熱素子が配列されたサーマルヘッドを有し、印刷データに基づいて前記各発熱素子に熱エネルギを発生させることにより記録剤を昇華させて記録媒体に印刷するサーマルプリンタにおいて、印刷データを用いて、前記サーマルヘッドの発熱素子の蓄熱分布を補正するための補正値を算出する算出手段と、所定単位の印刷データの印刷終了後に、前記サーマルヘッドに前記補正値を出力する出力手段とを具備する。
【０００６】
また、好ましくは、前記算出手段は、ラインごとに出力される印刷データに基づいて印刷データを補正する補正手段と、前記補正された印刷データに基づいて各発熱素子ごとの蓄熱分布を表す蓄熱データを算出する蓄熱データ算出手段と、前記所定単位の印刷終了後において、前記各発熱素子ごとの蓄熱データのうち、当該蓄熱データの最大値と各発熱素子の蓄熱データとの差から前記補正値を算出する補正値算出手段とを更に具備する。
【０００７】
また、好ましくは、前記ラインごとに算出された蓄熱データを順次更新して格納する格納手段を更に具備する。
【０００８】
また、好ましくは、前記所定単位は、少なくとも２ライン分の印刷データ、前記記録媒体１枚分の印刷データ、印刷データが画面表示された時の一画面分の印刷データ、色ごとの印刷データのいずれかである。
【０００９】
本発明のサーマルヘッドの制御装置は、複数の発熱素子が配列されたサーマルヘッドの制御装置において、印刷データを用いて、前記サーマルヘッドの発熱素子の蓄熱分布を補正するための補正値を算出する算出手段と、所定単位の印刷データの印刷終了後に、前記サーマルヘッドに前記補正値を出力する出力手段とを具備する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な一実施形態につき、添付の図面を参照して説明する。
【００１１】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１２】
図１（ａ）は、本実施形態の昇華型熱転写プリンタの概略構成を示し，（ｂ）は本プリンタにより形成されるドット列と記録紙搬送方向との関係を示しており、記録媒体（記録紙）Ｐは、回転駆動されるグリップローラ２と、このグリップローラ２に当接する回転自在のピンチローラ３とにより挟持されつつ、グリップローラ２の回転によりライン方向Ｓ１に搬送される。
【００１３】
また、上記記録紙Ｐをグリップローラ２及びピンチローラ３により搬送方向Ｓ１に搬送させつつ、その搬送方向上流側において記録紙Ｐと記録ヘッド（サーマルヘッド）５の間にインクリボンＲを介在させて、プラテンローラ６と記録ヘッド５とでインクリボンＲと記録紙Ｐとを押圧してインクリボンＲのインクを記録紙Ｐに熱転写することでライン方向Ｓ１に対して略直交するドット列方向Ｓ２に所定ドットピッチＬｐでドット列Ｄが形成される。
【００１４】
インクリボンＲは、供給リールＲ１から記録紙Ｐの記録面に供給され、巻取リールＲ２により巻き取られる。
【００１５】
図２（ａ）は、本実施形態の昇華型熱転写プリンタに搭載されるサーマルヘッドの概略構成を示し、（ｂ）はサーマルヘッドの発熱素子の断面構成を示す（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、サーマルヘッド５の発熱素子７は、アルミナ基板１１上に、発熱体１４に通電することにより発生する熱エネルギを基板１１側に逃さないための断熱性の高いガラスのグレーズ層１２が形成され、このグレーズ層１２上に電極１３及び発熱体（抵抗体）１４が形成されている。また、この電極１３及び発熱体１４上には表面を保護するための保護膜１５が形成されている。
【００１６】
サーマルヘッド５は、上記のように構成された発熱素子７が１次元的に複数（例えば、７６０〜３０００素子）配列され、これら発熱素子７の配列方向（ドット列方向Ｓ２）に対してライン方向Ｓ１に相対的に記録紙Ｐを搬送しながら、各発熱素子７への通電と搬送とを同期させることによりカラーやモノクロの２次元画像を印刷することができる。
【００１７】
グレーズ層１２は断熱のために熱伝導率が低く、その内部でも熱が拡散して均一化し難い特性を持つ。
【００１８】
ここで、高濃度の印刷が時間的に連続する画素に対応する発熱素子は、低濃度の印刷が連続する画素に対応する発熱素子に比べてその近傍に熱が蓄積されやすく、また、グレーズ層１２は熱が拡散しにくい特性を持っているため、印刷終了時点で発熱素子のドット列方向Ｓ２には印刷パターンに依存して蓄熱分布にバラツキが発生している。
【００１９】
本実施形態では、この蓄熱分布のバラツキを平準化するために、少なくとも所定ライン分の印刷データを一単位（以下、所定単位という）として当該所定単位の印刷ごとに蓄熱分布のバラツキを補正する蓄熱補正値を推定演算し、この推定演算された蓄熱補正値に基づいて蓄熱分布のバラツキを補償するように、所定単位の印刷後の記録紙搬送時などに各発熱素子に熱エネルギを発生させる（以下、後加熱ともいう）。
【００２０】
尚、上記所定単位は、少なくとも２ライン分の印刷データ、前記記録媒体１枚分の印刷データ、印刷データが画面表示された時の一画面分の印刷データ、色ごとの印刷データのいずれかである。
【００２１】
図３は、本実施形態の蓄熱補正処理を実施するためのサーマルヘッドを駆動する回路ブロック図であり、画像メモリ２６は外部のコンピュータなどからＣ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）からなる画素データで送られてくる全ての又は所定単位の印刷データＤ（ｌ，ｎ）（ｌはライン数、ｎは発熱素子の（ドット）位置）を受け取り、ＣＰＵ（中央演算処理回路）２７は画像メモリ２６から１ラインごとの印刷データＤ（ｌ，ｎ）を読み出し、ヘッド制御回路２９に送出すると同時に、この印刷データに所定の補正を施した補正後のデータＤ’（ｌ＝１，ｎ）に基づいて蓄熱補正値Ｃｎを算出するための履歴データＲ（ｌ，ｎ）を算出して履歴メモリ２８に格納する。
【００２２】
ヘッド制御回路２９はＣＰＵ２７から送出された１ラインごとの補正後のデータＤ’（ｌ，ｎ）に基づいてサーマルヘッド５の各発熱素子に通電して所定の熱エネルギを発生させることにより、記録紙に所定濃度の画像を１ラインごとに形成させる。更に、ＣＰＵ２７は、１ライン分の印刷処理ごとに履歴メモリ２８に格納された履歴データＲ（ｌ，ｎ）を読み出し、直前ラインの補正後のデータＤ’（ｌ，ｎ）と現履歴データＲ（ｌ，ｎ）とから新たな履歴データＲ（ｌ＋１，ｎ）を順次演算し、履歴メモリ２８に格納されたデータを新たな履歴データＲ（ｌ＋１，ｎ）に更新する。
【００２３】
また、ＣＰＵ２７は、所定単位の印刷後に履歴メモリ２８に格納された最新の履歴データから蓄熱補正値Ｃｎを算出し、この蓄熱補正値Ｃｎに対応した熱エネルギを各発熱素子に発生させて蓄熱分布のバラツキを平準化する。
【００２４】
以下に、上記補正後のデータＤ’（ｌ，ｎ）、履歴データＲ（ｌ，ｎ）、蓄熱補正値Ｃｎの算出方法について説明する。
【００２５】
先ず、画像メモリ２６から最初の１ライン目の印刷データＤ（ｌ＝１，ｎ）を読み出し、ヘッド制御回路２９に出力すると同時に、この印刷データＤ（ｌ＝１，ｎ）に対して通電による熱エネルギの発生中に各発熱素子に蓄熱される割合を表す係数ｃ１を掛け、更に１ライン分の印刷時間による温度拡散に相当する１次元平均化フィルタｆ１を作用させてフィルタ処理（補正）後のデータＤ’（ｌ＝１，ｎ）を算出し、履歴メモリ８に格納する。
【００２６】
次に、２ライン目の印刷データＤ（ｌ＝２，ｎ）を読み出し、ヘッド制御回路２９に出力すると同時に、この印刷データＤ（ｌ＝２，ｎ）に対して通電による熱エネルギの発生中に各発熱素子に蓄熱される割合を表す係数ｃ１を掛け、更に１ライン分の印刷時間による温度拡散に相当する１次元平均化フィルタｆ１を作用させてフィルタ処理（補正）後のデータＤ’（ｌ＝２，ｎ）を算出し、先に履歴メモリ８に格納された履歴データＲ（ｌ＝１，ｎ）｛＝Ｄ’（ｌ＝１，ｎ）｝に対して各発熱素子の近傍に残存する熱量の割合を表す係数ｃ２を掛け、更に１ライン分の印刷時間による温度拡散に相当する１次元平均化フィルタｆ２を作用させ、このフィルタ処理後の履歴データＲ’（ｌ＝１，ｎ）と２ライン目の補正後のデータＤ’（ｌ＝２，ｎ）とを加算して新たな履歴データＲ（ｌ＝２，ｎ）として履歴メモリ８を更新する。
【００２７】
同様の手順により、３ライン目の印刷データＤ（ｌ＝３，ｎ）を読み出し、ヘッド制御回路２９に出力すると同時に、この印刷データＤ（ｌ＝３，ｎ）に対して通電による熱エネルギの発生中に各発熱素子に蓄熱される割合を表す係数ｃ１を掛け、更に１ライン分の印刷時間による温度拡散に相当する１次元平均化フィルタｆ１を作用させてフィルタ処理（補正）後のデータＤ’（ｌ＝３，ｎ）を算出し、先に履歴メモリ８に格納された履歴データＲ（ｌ＝２，ｎ）に対して各発熱素子の近傍に残存する熱量の割合を表す係数ｃ２を掛け、更に１ライン分の印刷時間による温度拡散に相当する１次元平均化フィルタｆ２を作用させ、このフィルタ処理後の履歴データＲ’（ｌ＝２，ｎ）と３ライン目の補正後のデータＤ’（ｌ＝３，ｎ）とを加算して新たな履歴データＲ（ｌ＝３，ｎ）として履歴メモリ８を更新する。
【００２８】
尚、上記フィルタ係数に上記係数ｃ１、ｃ２を掛けたものを予め用意してフィルタ処理の際に乗算処理も同時に行う方が効率がよい場合には、そのように構成してもよい。
【００２９】
一般に、拡散現象において熱の分布の時間的変化は分布の２階微分に比例する。従って、フィルタｆ１による処理に係数ｃ１を掛けた場合、ｌライン目における発熱素子の位置ｎでの補正後のデータＤ’（ｌ，ｎ）と履歴データＲ（ｌ，ｎ）は下記の式１，２により表される。
【００３０】
Ｄ’（ｌ，ｎ）＝ｃ１×｛ｆ１｛Ｄ（ｌ，ｎ＋１）＋Ｄ（ｌ，ｎ−１）｝＋｛１−２ｆ１｝Ｄ（ｌ，ｎ）｝・・・（１）
Ｒ（ｌ，ｎ）＝Ｄ’（ｌ，ｎ）＋ｃ２×｛ｆ２｛Ｒ（ｌ−１，ｎ＋１）＋Ｒ（ｌ−１，ｎ−１）｝＋（１−２ｆ２）Ｄ（ｌ，ｎ）｝＝Ｄ’（ｌ，ｎ）＋Ｒ’（ｌ−１，ｎ）・・・（２）
但し、上記式１，２において、ｎは発熱素子のドット列方向の位置である。
【００３１】
また、上記式１において、Ｄ（ｌ，ｎ）がｌライン目におけるフィルタ処理（補正）前のドット位置ｎでのデータ、Ｄ’（ｌ，ｎ）がｌライン目のフィルタ処理（補正）後のドット位置ｎでのデータ、ｆ１は拡散速度を示す係数である。
【００３２】
また、上記式２において、Ｒ（ｌ，ｎ）がｌライン目のドット位置ｎでの履歴データ、Ｒ’（ｌ，ｎ）がｌライン目のフィルタ処理後のドット位置ｎでの履歴データ、ｆ２は拡散速度を示す係数である。
【００３３】
フィルタ係数ｆ１、ｆ２の大きさが隣接する発熱素子（画素）への拡散の程度を表し、数値的に安定であるためにはｆ１、ｆ２＜１／２である必要がある。また、フィルタ係数ｆ１、ｆ２は物性値と時間的・空間的な代表寸法により定まるが実際には物性値は未知であり、実験的に適当な値を求めればよい。他の係数ｃ１、ｃ２も実験的に定められる。
【００３４】
上記算出手順にて所定単位の最終ラインまで履歴データＲ（ｌ＝ｍａｘ，ｎ）の演算が実行されたときに、履歴メモリ８には最終ラインの１つ前のラインで発生した熱エネルギに対して発熱体の熱拡散の影響が考慮された履歴データＲ（ｌ＝ｍａｘ，ｎ）が最新値として格納されている。この最新の履歴データＲ（ｌ＝ｍａｘ，ｎ）の値が大きい発熱素子（画素）は蓄熱量の累積値が大きいことを意味し、蓄熱補正値を用いた通電による加熱は必要とはならない。一方、この値の小さい発熱素子（画素）は蓄熱量の累積値が小さく、蓄熱補正値を用いた通電による加熱（後加熱）が必要となる。従って、各発熱素子ごとに算出された最新の履歴データＲ（ｌ＝ｍａｘ，ｎ）のうち、最大値となる発熱素子の履歴データと各々の発熱素子の履歴データとの差を求めることにより各発熱素子で必要となる蓄熱補正値Ｃｎが下記式３から算出できる。
【００３５】
Ｃｎ＝ｃ３×｛Ｒｍａｘ−Ｒ（ｌ＝ｍａｘ，ｎ）｝・・・（３）
上記式３において、Ｃｎはドット位置ｎでの蓄熱補正値、Ｒｍａｘは履歴データの最大値、Ｒ（ｌ＝ｍａｘ，ｎ）は最終ライン目のドット位置ｎでの履歴データである。また、ｃ３は効果の強度を決定するための係数であり、実験的に求められる。
【００３６】
そして、所定単位ごとに算出された蓄熱補正値Ｃｎに応じて、例えば、所定単位の印刷後の記録紙の搬送時間などを利用して補正が必要な発熱素子に後加熱を施すことにより、各発熱素子の加熱量の累積値の差による印刷時の濃度ムラの影響を軽減することができる。
【００３７】
本実施形態では、印刷データの送出と同期して蓄熱補正値を算出する例を説明したが、印刷データの送出に先行して印刷データから算出してもよい。また、ＣＰＵの演算性能がそれほど高くない場合には、画像メモリ２６に印刷データを供給する上位装置側で蓄熱補正値を算出してプリンタ側に送る構成としてもよい。
【００３８】
また、図４に本実施形態の蓄熱補正処理を実施するためのサーマルヘッドを駆動する他の回路ブロック図を示すように、１ラインごとに印刷データと履歴データを算出すると共に、履歴メモリ８に順次上書きして格納させる履歴データ生成回路３１を追加し、ＣＰＵ２７の演算処理負荷を軽減することもできる。この履歴データ生成回路３１としては、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）や専用のロジック回路などが適用できる。尚、図４において、図３と同一の機能を有する回路には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
上記実施形態によれば、所定単位の印刷ごとに印刷データから算出した蓄熱補正値を用いて、この所定単位の印刷後の記録紙搬送時などにその所定単位での蓄熱補正値に基づいて補正が必要な発熱素子に熱エネルギを発生させるので、所定単位の印刷ごとに各発熱素子の蓄熱分布を平準化し、濃度ムラを低減できるという効果がある。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定ライン分の印刷データを所定単位として当該所定単位の印刷ごとに算出した補正値を用いてサーマルヘッドに熱エネルギを発生させることにより、所定単位の印刷後の各発熱素子の蓄熱分布を平準化して濃度ムラを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本実施形態の昇華型熱転写プリンタの概略構成を示す図であり，（ｂ）は本プリンタにより形成されるドット列と記録紙搬送方向との関係を示す図である。
【図２】（ａ）は本実施形態の昇華型熱転写プリンタに搭載されるサーマルヘッドの概略構成図であり、（ｂ）はサーマルヘッドの発熱素子の断面構成を示す（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本実施形態の蓄熱補正処理を実施するためのサーマルヘッドを駆動する回路ブロック図である。
【図４】本実施形態の蓄熱補正処理を実施するためのサーマルヘッドを駆動する他の回路ブロック図である。
【符号の説明】
２　グリップローラ
３　ピンチローラ
５　記録ヘッド（サーマルヘッド）
６　プラテンローラ
７　発熱素子
１１　アルミナ基板
１２　グレーズ層
１３　電極
１４　発熱体（抵抗体）
１５　保護膜
２６　画像メモリ
２７　ＣＰＵ
２８　履歴メモリ
２９　ヘッド制御回路
３１　履歴データ生成回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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