(57)【要約】【課題】受像紙またはインクシートとサーマルヘッドとの温度差の如何に関わらず、常に一定の濃度の画像をプリント可能なサーマルプリンタ装置を提供する。【解決手段】インクシートの表面に塗布されたインクを、階調データに応じて選択的に発熱する複数の発熱素子を有するサーマルヘッドにより受像紙の表面に転写して画像を形成するサーマルプリンタ装置において、サーマルヘッド１の温度を測定する第１の温度測定手段３と、受像紙及びインクシートの少なくとも一方の温度を測定する第２の温度測定手段９と、第１の温度測定手段の測定結果及び第２の温度測定手段の測定結果に基づいてサーマルヘッド１に供給する階調データを補正する階調データ補正手段１６とを備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクシートの表面に塗布されたインクを、供給される階調データに応じて選択的に発熱する複数の発熱素子を有するサーマルヘッドにより受像紙の表面に転写して画像を形成するサーマルプリンタ装置において、
サーマルヘッドの温度を測定する第１の温度測定手段と、
受像紙及びインクシートの少なくとも一方の温度を測定する第２の温度測定手段と、
前記第１の温度測定手段の測定結果及び前記第２の温度測定手段の測定結果に基づいて前記サーマルヘッドに供給する階調データを補正する階調データ補正手段と
を備えることを特徴とするサーマルプリンタ装置。
【請求項２】
前記第２の温度測定手段は、受像紙及びインクシートの搬送方向に関し、前記サーマルヘッドの発熱素子の後方に配置されてい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装置。
【請求項３】
前記第２の温度測定手段は、受像紙の裏面に相対する位置に配置され、該受像紙の裏面の温度を測定することを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリンタ装置。
【請求項４】
前記第２の温度測定手段は、搬送されるインクシートと受像紙の間に配置され、該受像紙の表面の温度及び該インクシートの表面の温度のいずれかを測定することを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリンタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクシートに塗布されたインクをサーマルヘッドにより受像紙に転写して画像を形成する熱転写型サーマルプリンタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱転写型サーマルプリンタ装置は、インクシートと受像紙とをサーマルヘッドとプラテンとの間に挟み、サーマルヘッドの線状に配列された多数の発熱素子を画像データに応じて選択的に通電・発熱させることにより受像紙にインクを転写して画像をプリントするが、サーマルヘッドの温度が変化すると転写されるインクの量が変化し、画像の濃度が変化してしまう。
【０００３】
そのため、サーマルヘッドの温度を測定し、その測定結果に応じてサーマルヘッドの通電時間を補正するものもある（例えば特許文献１参照）。環境温度を測定し、その測定結果に応じてサーマルヘッドの通電時間を補正するものもある（例えば特許文献２参照）。サーマルヘッドの温度と環境温度の両方を測定し、それらの測定結果に応じてサーマルヘッドに供給するエネルギーを補正するものもある（例えば特許文献３参照）。また、サーマルヘッドの温度と環境湿度とを測定し、それらの測定結果に応じてサーマルヘッドの通電時間を補正するものもある（例えば特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−２７７２７９号公報（第１−４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平５−１５５０５９号公報（第２頁、第１図）
【特許文献３】
特開平９−１１５２３号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献４】
特開平６−３２８７６０号公報（第２−６頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、昇華性染料が塗布されているインクシートの場合、サーマルヘッドの熱により昇華性染料が昇華・熱拡散されることにより受像紙に画像がプリントされるが、サーマルヘッドの温度が低い場合には昇華性染料の熱拡散量は少なくプリントされた画像の濃度は低い。しかし、サーマルヘッドの温度が高くなると昇華性染料の熱拡散量は多くなり、プリントされた画像の濃度は高くなる。
【０００６】
このように画像の濃度はサーマルヘッドの温度に依存するが、画像の濃度は受像紙またはインクシートとサーマルヘッドとの温度差にも依存する。具体的には、受像紙またはインクシートとサーマルヘッドとの温度との差が大きい時にはプリントされた画像の濃度は低く、差が小さい時にはプリントされた画像の濃度は高くなる。
【０００７】
そのため、連続プリントを行った場合、サーマルヘッドに熱が蓄積し、温度が上昇して行くので受像紙またはインクシートとサーマルヘッドとの温度差が次第に大きくなり、画像の濃度が低下して行くという問題がある。上記特許文献１〜４に記載の構成では、サーマルヘッドの温度変化に起因する濃度変化は補償されるが、受像紙またはインクシートとサーマルヘッドとの温度差に起因する濃度変化については考慮していないので、特に低温環境下で連続プリントを行う場合、プリント開始時の画像の濃度とプリントを複数回繰り返した後の画像の濃度との間には差異が生じてしまう。
【０００８】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、受像紙またはインクシートとサーマルヘッドとの温度差の如何に関わらず、常に一定の濃度の画像をプリント可能なサーマルプリンタ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、インクシートの表面に塗布されたインクを、供給される階調データに応じて選択的に発熱する複数の発熱素子を有するサーマルヘッドにより受像紙の表面に転写して画像を形成する本発明のサーマルプリンタ装置は、サーマルヘッドの温度を測定する第１の温度測定手段と、受像紙及びインクシートの少なくとも一方の温度を測定する第２の温度測定手段と、前記第１の温度測定手段の測定結果及び前記第２の温度測定手段の測定結果に基づいて前記サーマルヘッドに供給する階調データを補正する階調データ補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１に本発明の実施の形態１に係るサーマルプリンタ装置の構造を示す。この、サーマルプリンタ装置は、昇華性染料が塗布されているインクシート５を巻装するインクシート供給ローラ７、インクシート供給ローラ７から繰り出されたインクシート５を巻き取るインクシート巻き取りローラ６、発熱素子２を有するサーマルヘッド１、ゴム等からなるプラテンローラ８、受像紙４の温度を検出する温度検出手段９を含む。
【００１１】
発熱素子２は例えば抵抗体であって、サーマルヘッド１の表面に線状に配列されている。また、サーマルヘッド１には発熱素子２の発熱に伴う温度上昇を検出するため、サーミスタ３が備えられている。
【００１２】
例えばサーミスタからなる温度検出手段９は、受像紙４の搬送方向に関し、サーマルヘッド１の発熱素子２の後方に配置され、受像紙４の裏面に対向する。温度検出手段９は、加熱される直前の受像紙４の裏面の中央付近の温度を検出する。
【００１３】
プリント時にはサーマルヘッド１とプラテンローラ８で受像紙４とインクシート５を挟み込んで圧力を与え、インクシート５をインク巻き取りローラ６で巻き取り、受像紙４とインクシート５を左方向に搬送させる。
【００１４】
このとき、インクシート５に塗布されている昇華性染料がサーマルヘッド１の熱により昇華・熱拡散され、それにより、受像紙４に画像がプリントされる。
【００１５】
カラープリンタの場合には、イエロー、マゼンダ、シアンの各色の昇華性染料が塗布された部分と、耐光性を高めるためのオーバーコートが塗布された部分を含むインクシート５を巻装するインクシート供給ローラを用いる。インクシートのイエロー、マゼンダ、シアン、オーバーコートのそれぞれの部分についてサーマルヘッド１によりインクシート５に熱を加えながら搬送することで、受像紙４にカラー画像をプリントすることができる。
【００１６】
図２に、上記構造のサーマルプリンタ装置の回路部分の構成を示す。サーマルプリンタ装置の全体の動作はコントローラ１０により制御される。コントローラ１０は、サーマルヘッド１のサーミスタ３のアナログ出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１４、受像紙４の温度検出手段９のアナログ出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１５、Ａ／Ｄ変換器１４，１５の出力データに基づき温度補正データを生成する温度補正テーブル１６、画像の画素データと階調データとの関係を記憶している階調テーブル１２を含む。
【００１７】
階調テーブル１２は、温度補正テーブル１６から出力される温度補正データに基づき階調データを補正して、ヘッド駆動回路１３に転送する。ヘッド駆動回路１３は転送された階調データに基づき、サーマルヘッド１の発熱素子２に供給する駆動パルス（電圧または電流パルス）を生成する。
【００１８】
図３は、サーマルヘッド１の温度と受像紙４にプリントされた画像の濃度との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、サーマルヘッド１の温度が低い場合は、インクシート５の昇華性染料の熱拡散量が少ないため画像の濃度は低く、サーマルヘッド１の温度が上昇すると昇華性染料の熱拡散量が増加するため画像の濃度は高くなる。通常、サーマルヘッド１の熱により、最高濃度ＯＤ（オプティカルデンシティ）２．０程度が得られる。サーミスタ３を用いて予めサーマルヘッド１の温度を検出し、必要な濃度を得るためにサーマルヘッド１が到達すべき温度との差を計算することにより、サーマルヘッド１の発熱素子２に供給すべき駆動パルス数を求めることができる。
【００１９】
図４は、サーマルヘッド１の温度が一定である場合の、受像紙４またはインクシート５の温度とプリントされた画像の濃度との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、サーマルヘッド１の温度が一定であっても、受像紙４またはインクシート５の温度が変わると、画像の濃度が変化することがわかる。具体的には、受像紙４またはインクシート５の温度が低く、受像紙４またはインクシート５とサーマルヘッド１との温度差が大きい場合には昇華性染料の熱拡散量が少なくなるので濃度が低くなる。逆に受像紙４またはインクシート５の温度が高く、受像紙４またはインクシート５とサーマルヘッド１との温度差が小さい場合には、昇華性染料の熱拡散量が多くなり濃度が高くなる。
【００２０】
図５は、連続プリントを行った場合、サーマルヘッド１の温度（発熱素子２が発熱する直前の温度）及び受像紙４またはインクシート５の温度がプリント枚数に応じてそれぞれどのように変化するかを示すグラフである。このグラフに示すようにプリント開始時には、サーマルヘッド１の温度と受像紙４またはインクシート５の温度は共にサーマルプリンタ内部の温度にほぼ等しく互いに一致している。
【００２１】
連続プリントを行う場合、発熱素子２の発熱により温度の上昇したサーマルヘッド１が元の温度に戻る前に次のプリントが開始されるため、蓄熱効果によってサーマルヘッド１の温度は上昇して行く。それに対し、受像紙４またはインクシート５の温度はほとんど変化しない。例えば、室温１０℃で連続プリントを行った場合には、サーマルヘッド１の温度は６０℃近くまで上昇するが、受像紙４またはインクシート５の温度はほとんど室温のままである。
【００２２】
すでに説明したように、一定の濃度を得るためにはサーマルヘッド１の温度に応じて駆動パルス数を制御すればよいが、図４のグラフに示したようにサーマルヘッド１の温度は一定であっても、インクシート５や受像紙４の温度が低い場合は、プリントされた画像の濃度は低くなる。受像紙４またはインクシート５の温度が低く、受像紙４またはインクシート５とサーマルヘッド１との温度差が大きい場合は濃度が低く、反対に受像紙４またはインクシート５の温度が高く、受像紙４またはインクシート５とサーマルヘッド１との温度差が小さい場合は濃度が高くなる。例えば、受像紙４またはインクシート５とサーマルヘッド１との温度差が０℃の時と５０℃の時とでは、濃度に約１０％の差が生じることが分かっている。
【００２３】
以上説明したように、画像の濃度を一定にするには、サーマルヘッド１の温度と、受像紙４またはインクシート５とサーマルヘッド１との温度差の両方に応じてヘッド駆動回路１３に転送する階調データを補正する必要がある。従って本実施形態では、温度補正テーブル１６はＡ／Ｄ変換器１４の出力データとＡ／Ｄ変換器１５の出力データの両方に基づいて温度補正データを生成し、階調テーブル１２に出力する。
【００２４】
具体的には、Ａ／Ｄ変換器１４の出力データに基づいて決定された温度補正データの値を、Ａ／Ｄ変換器１４の出力データとＡ／Ｄ変換器１５の出力データの差に応じた値だけ補正する。Ａ／Ｄ変換器１４の出力データに基づいて決定された温度補正データの値を、Ａ／Ｄ変換器１４の出力データとＡ／Ｄ変換器１５の出力データの差が所定の閾値を超えた場合、即ち、受像紙４またはインクシート５とサーマルヘッド１との温度差が所定の閾値を超えた場合に、温度補正データを一定量補正し、濃度の低下を補償するようにしてもよい。尚、サーマルヘッド１の温度よりも受像紙４またはインクシート５の温度が高くなる場合はないので、この場合を考慮する必要はない。
【００２５】
本実施形態によれば、低温環境下において連続プリントを行う場合にも、常に濃度が一定の画像を得ることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図６に、本発明の実施の形態２に係るサーマルプリンタ装置の構造を示す。実施の形態１では、受像紙４の温度検出手段９は受像紙４の裏面の温度を検出するが、図６に示すように温度検出手段９を受像紙４とインクシート５の間に設け、受像紙４の表面の温度を検出するようにしてもよい。この場合には、温度検出手段９はサーマルヘッド１の後方に配置し、加熱される直前の受像紙４の温度を検出することが望ましい。
【００２７】
本実施形態のサーマルプリンタ装置の動作は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。本実施形態によれば実施の形態１と同様、低温環境下において連続プリントを行う場合にも、常に濃度が一定の画像を得ることができる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態２では、温度検出手段９は受像紙４の温度を検出するが、受像紙４ではなくインクシート５の温度を検出するようにしてもよい。この場合にも温度検出手段９はサーマルヘッド１の後方に配置し、加熱される直前のインクシート５の温度を検出することが望ましい。
【００２９】
本実施形態のサーマルプリンタ装置の動作は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。本実施形態によれば、実施の形態１及び２と同様、低温環境下において連続プリントを行う場合にも、常に濃度が一定の画像を得ることができる。
【００３０】
以上、本発明の幾つかの実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態を組み合わせ、受像紙４の両側に温度検出手段９を設置し、２つの温度検出手段９により受像紙４の裏面の温度とインクシート５の温度をそれぞれ検出し、サーマルヘッド１、受像紙４、インクシート５の３つの温度に基づいて階調データを補正するようにしてもよい。この場合、コントローラ１０内のＡ／Ｄ変換器の数が１つ増え、温度補正テーブル１６に入力されるデータが３種類になるが、装置の動作は実施の形態１と同様である。この構成においても、低温環境下において連続プリントを行う場合にも、常に濃度が一定の画像を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、受像紙またはインクシートとサーマルヘッドとの温度差の如何に関わらず、常に一定の濃度の画像をプリント可能なサーマルプリンタ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るサーマルプリンタ装置の構造を示す図である。
【図２】実施の形態１のサーマルプリンタ装置の回路部分の構成を示すブロック図である。
【図３】サーマルヘッドの温度とプリントされる画像の濃度との関係を示すグラフである。
【図４】受像紙またはインクシートの温度とプリントされる画像の濃度との関係を示すグラフである。
【図５】プリント枚数とサーマルヘッドの温度及び受像紙またはインクシートの温度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態２に係るサーマルプリンタ装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１  サーマルヘッド、  ２  発熱素子、  ３  サーミスタ、  ４  受像紙、  ５  インクシート、  ６  インクシート巻取りローラ、  ７  インクシート供給ローラ、  ８  プラテン、  ９  温度検出手段、  １０  コントローラ、  １１メモリ、  １２  階調テーブル、  １３  ヘッド駆動回路、  １４，１５  Ａ／Ｄ変換器、  １６  温度補正テーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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