(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルヘッドを構成するライン状に配置された複数の発熱素子の各々と充電したコンデンサとを個別に接続し、前記コンデンサに蓄えられた電荷が発熱素子を通して放電してコンデンサの端子電圧が所定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サーマルヘッドの抵抗値測定方法において、
前記放電時間を所定の第１放電時間と残りの第２放電時間とに分け、第１放電時間は所定の単位時間でカウントする第１の測定手段で測定し、第２放電時間は第１測定手段よりも細かい単位時間でカウントする第２測定手段で測定することを特徴とするサーマルヘッドの抵抗値測定方法。
【請求項２】
前記第１放電時間は、前記各発熱素子のうち最も抵抗値が小さい発熱素子が発熱することによりコンデンサが放電して所定の電圧に達するまでの時間であることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッドの抵抗値測定方法。
【請求項３】
ライン状に配置されてサーマルヘッドを構成するとともに互いに並列接続された複数の発熱素子と、
この発熱素子の各々とこれらを駆動する電源部との接続を個別にオン／オフする第１のスイッチ手段群と、
この第１のスイッチ手段群を介して各発熱素子と個別に接続されるコンデンサと、
このコンデンサと電源部との間に設けられ、コンデンサの充電をオン／オフする第２のスイッチ手段と、
前記第１のスイッチ手段群及び第２のスイッチ手段の各々をそれぞれ個別にオン／オフ制御する制御部と、
この制御部により第１のスイッチ手段群のうちいずれか１つをオンにするとともに第２のスイッチ手段をオンにしてコンデンサを充電してから第２のスイッチ手段をオフにし、コンデンサに蓄積された電荷が各発熱素子のうちいずれか１つを通して放電を開始してからコンデンサの端子電圧が所定の第１電圧に達するまでに要する所定の第１放電時間を所定の単位時間でカウントすることにより測定する第１測定手段と、
前記第１放電時間経過後コンデンサの放電が継続し、コンデンサの端子電圧が前記第１電圧よりも低い所定の第２電圧に達するまでの第２放電時間を第１測定手段よりも細かい単位時間でカウントすることにより測定する第２測定手段と、
各発熱素子毎に測定された第１放電時間と第２放電時間とを合計することによって得られる各発熱素子の放電時間に基づいて各発熱素子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サーマルヘッドの抵抗値測定装置。
【請求項４】
前記第１放電時間は、前記各発熱素子のうち最も抵抗値が小さい発熱素子が発熱することによりコンデンサが放電して前記第１電圧に達するまでの時間であることを特徴とする請求項３記載のサーマルヘッドの抵抗値測定装置。
【請求項５】
ライン状に配置された複数の発熱素子からなるサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタにおいて、
前記発熱素子の各々とこれらを駆動する電源部との接続を個別にオン／オフする第１のスイッチ手段群と、
この第１のスイッチ手段群を介して各発熱素子と個別に接続されるコンデンサと、
このコンデンサと電源部との間に設けられ、コンデンサの充電をオン／オフする第２のスイッチ手段と、
前記第１のスイッチ手段群及び第２のスイッチ手段の各々をそれぞれ個別にオン／オフ制御する制御部と、
この制御部により第１のスイッチ手段群のうちいずれか１つをオンにするとともに第２のスイッチ手段をオンにしてコンデンサを充電してから第２のスイッチ手段をオフにし、コンデンサに蓄積された電荷が各発熱素子のうちいずれか１つを通して放電を開始してからコンデンサの端子電圧が所定の第１電圧に達するまでに要する所定の第１放電時間を所定の単位時間でカウントすることにより測定する第１測定手段と、
前記第１放電時間経過後コンデンサの放電が継続し、コンデンサの端子電圧が前記第１電圧よりも低い所定の第２電圧に達するまでの第２放電時間を第１測定手段よりも細かい単位時間でカウントすることにより測定する第２測定手段と、
各発熱素子毎に測定された第１放電時間と第２放電時間とを合計することによって得られる各発熱素子の放電時間に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、
得られた各発熱素子の抵抗値に基づいて画像データを補正する補正手段と
を備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルヘッドを構成する発熱素子の抵抗値を測定する方法及び装置並びにこれを備えたサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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】
例えば、カラー感熱プリンタでは、特開昭６１ー２１３１６９号公報に記載されているように、マゼンタ感熱発色層，シアン感熱発色層，イエロー感熱発色層が支持体上に順次層設されたカラー感熱記録材料が用いられる。このカラー感熱記録材料では、各感熱発色層を選択的に発色させるために、その発色熱エネルギーが異なっており、深層の感熱発色層ほど高い発色熱エネルギーが必要である。また、次の感熱発色層を熱記録する際に、その上にある熱記録済みの感熱発色層が再度熱記録されないように、熱記録済みの感熱発色層に特有な電磁波を照射して光定着が行われる。
【０００４】
感熱プリンタには、多数の発熱素子をライン状に配列したサーマルヘッドが設けられており、記録すべき感熱発色層に応じた発色熱エネルギーをカラー感熱記録材料に与える。この発色熱エネルギーは、発色直前の熱エネルギー（以下、これをバイアス熱エネルギーという）に、所望の濃度に発色させるための熱エネルギー（以下、これを階調表現熱エネルギーという）を加えたものである。このバイアス熱エネルギーは、感熱発色層の発色特性に応じて決まる一定な値である。他方、階調表現熱エネルギーは、高階調を表現するにはきめ細かな発熱制御を行うことが必要である。一般的には、バイアス加熱では発熱素子が数ｍｓ〜数十ｍｓ程度通電され、また階調表現加熱では数μｓ〜数十μｓの単位で発熱素子の通電を制御する。
【０００５】
ところで、このようにきめ細かな発熱制御が印画結果に正確に反映されるためには、サーマルヘッドを構成している各発熱素子の抵抗値が全て均一であることが必要である。しかしながら、発熱素子の抵抗値は、一般に５〜１０％程度のバラツキがあり、しかも経時や印画により変化していくことが知られている。したがって、同じ通電時間で各発熱素子を通電しても、各発熱素子の発生する熱エネルギーは、その発熱素子の抵抗値に応じて変化するため、記録画像に濃度ムラ等の不都合な現象が発生する。
【０００６】
これを改善するため、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、特開平６−７９８９７号公報）。このカラー感熱プリンタでは、容量が既知のコンデンサを用い、このコンデンサをフル充電した後に発熱素子を介して放電させ、コンデンサの充電電圧がある一定値、例えば、電源電圧の１／２に低下するまでの時間を測定する。そして、この放電時間が発熱素子の抵抗値に比例することを利用して、既知のコンデンサの容量を用いて発熱素子の抵抗値を求めている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような放電時間を測定する測定手段としては、カウンタ回路やマイクロコンピュータのタイマー機能が用いられる。例えば、カウンタ回路は、予め設定された単位時間でカウントすることにより放電時間に対応したカウント値を出力する。マイクロコンピュータは、このカウント値を単位時間に乗じることにより放電時間を算出する。この放電時間を正確に求めるには、カウンタ回路の単位時間を短くすればよいが、測定すべき放電時間が長い場合には、カウンタ回路が出力すべきカウント値が大きくなる。すなわち、カウンタビット幅が大きなカウント回路が必要になる。しかしながら、このようなカウンタ回路は高価であるため、装置がコスト高になる。そこで、カウンタビット幅が小さいローコストなカウンタ回路を用いると、単位時間が長くなるため、十分な精度で放電時間を測定することができないという問題点が生じる。
【０００８】
本発明は、カウンタビット幅が小さいローコストな測定手段を用いながら放電時間を高精度に測定して各発熱素子の抵抗値を正確に算出できるサーマルヘッドの抵抗値測定方法及び装置並びにこれを備えたサーマルプリンタを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のサーマルヘッドの抵抗値測定方法は、サーマルヘッドを構成するライン状に配置された複数の発熱素子の各々と充電したコンデンサとを個別に接続し、前記コンデンサに蓄えられた電荷が発熱素子を通して放電してコンデンサの端子電圧が所定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サーマルヘッドの抵抗値測定方法において、前記放電時間を所定の第１放電時間と残りの第２放電時間とに分け、第１放電時間は所定の単位時間でカウントする第１の測定手段で測定し、第２放電時間は第１測定手段よりも細かい単位時間でカウントする第２測定手段で測定するものである。また、前記第１放電時間は、前記各発熱素子のうち最も抵抗値が小さい発熱素子が発熱することによりコンデンサが放電して所定の電圧に達するまでの時間としたものである。
【００１０】
本発明のサーマルヘッドの抵抗値測定装置は、ライン状に配置されてサーマルヘッドを構成するとともに互いに並列接続された複数の発熱素子と、この発熱素子の各々とこれらを駆動する電源部との接続を個別にオン／オフする第１のスイッチ手段群と、この第１のスイッチ手段群を介して各発熱素子と個別に接続されるコンデンサと、このコンデンサと電源部との間に設けられ、コンデンサの充電をオン／オフする第２のスイッチ手段と、前記第１のスイッチ手段群及び第２のスイッチ手段の各々をそれぞれ個別にオン／オフ制御する制御部と、この制御部により第１のスイッチ手段群のうちいずれか１つをオンにするとともに第２のスイッチ手段をオンにしてコンデンサを充電してから第２のスイッチ手段をオフにし、コンデンサに蓄積された電荷が各発熱素子のうちいずれか１つを通して放電を開始してからコンデンサの端子電圧が所定の第１電圧に達するまでに要する所定の第１放電時間を所定の単位時間でカウントすることにより測定する第１測定手段と、前記第１放電時間経過後コンデンサの放電が継続し、コンデンサの端子電圧が前記第１電圧よりも低い所定の第２電圧に達するまでの第２放電時間を第１測定手段よりも細かい単位時間でカウントすることにより測定する第２測定手段と、各発熱素子毎に測定された第１放電時間と第２放電時間とを合計することによって得られる各発熱素子の放電時間に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する抵抗値算出手段とからなるものである。また、前記第１放電時間は、前記各発熱素子のうち最も抵抗値が小さい発熱素子が発熱することによりコンデンサが放電して前記第１電圧に達するまでの時間としたものである。
【００１１】
本発明のサーマルプリンタは、ライン状に配置された複数の発熱素子からなるサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタにおいて、前記発熱素子の各々とこれらを駆動する電源部との接続を個別にオン／オフする第１のスイッチ手段群と、この第１のスイッチ手段群を介して各発熱素子と個別に接続されるコンデンサと、このコンデンサと電源部との間に設けられ、コンデンサの充電をオン／オフする第２のスイッチ手段と、前記第１のスイッチ手段群及び第２のスイッチ手段の各々をそれぞれ個別にオン／オフ制御する制御部と、この制御部により第１のスイッチ手段群のうちいずれか１つをオンにするとともに第２のスイッチ手段をオンにしてコンデンサを充電してから第２のスイッチ手段をオフにし、コンデンサに蓄積された電荷が各発熱素子のうちいずれか１つを通して放電を開始してからコンデンサの端子電圧が所定の第１電圧に達するまでに要する所定の第１放電時間を所定の単位時間でカウントすることにより測定する第１測定手段と、前記第１放電時間経過後コンデンサの放電が継続し、コンデンサの端子電圧が前記第１電圧よりも低い所定の第２電圧に達するまでの第２放電時間を第１測定手段よりも細かい単位時間でカウントすることにより測定する第２測定手段と、各発熱素子毎に測定された第１放電時間と第２放電時間とを合計することによって得られる各発熱素子の放電時間に基づいて各発熱素子の抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、得られた各発熱素子の抵抗値に基づいて画像データを補正する補正手段とを備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
カラー感熱プリンタの実施形態を示す図２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材料１１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１２が取り付けられており、カラー感熱記録材料１１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。
【００１３】
クランプ部材１２はコ字形をしており、両端部に設けた長穴１２ａ，１２ｂが、プラテンドラム軸１５，ガイドピン１６にそれぞれ嵌合している。このクランプ部材１２は、スプリング１７によってプラテンドラム１０に圧接しており、カラー感熱記録材料１１のクランプ時又はクランプ解除時に、ソレノイド１８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。
【００１４】
前記プラテンドラム１０の外周には、サーマルヘッド２０と、光定着器２１とが設けられている。サーマルヘッド２０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２２が設けられている。
【００１５】
光定着器２１は、図３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２３と、点線で示すような透過特性を持ったカットフイルタ２４とから構成されている。このカットフイルタ２４は、ソレノイド等によって紫外線ランプ２３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。
【００１６】
給排紙通路２７には、搬送ローラ対２８が配置されており、これを通ってカラー感熱記録材料１１が搬送される。また、給排紙通路２７のプラテンドラム側には、排紙時にカラー感熱記録材料１１の後端を給排紙通路２７に案内するための分離爪２９が設けられている。この実施形態では、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。
【００１７】
カラー感熱記録材料の一例を示す図４において、支持体３２の上に、シアン感熱発色層３３，マゼンタ感熱発色層３４，イエロー感熱発色層３５，保護層３６が順次層設されている。これらの各感熱発色層３３〜３５は、熱記録される順番に表面から層設されているが、例えばマゼンタ，イエロー，シアンの順番に熱記録する場合には、イエロー感熱発色層３５とマゼンタ感熱発色層３４との位置が入れ換えられる。
【００１８】
前記支持体３２としては、不透明なコート紙又はプラスチックフイルムが用いられ、そしてＯＨＰシートを作製する場合には、透明なプラスチックフイルムが用いられる。シアン感熱発色層３３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。
【００１９】
マゼンタ感熱発色層３４としては、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ている。このマゼンタ感熱発色層３４は、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３５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ている。このイエロー感熱発色層３５は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５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ている。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４１に書き込まれる。このラインメモリ４１の画像データは、画素毎に読み出されてコンパレータ４２に送られる。コンパレータ４２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４３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４２は、マイクロコンピュータ４３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４２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４４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４３は、「１」の階調データを発生してコンパレータ４２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４４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４４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４４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４５にラッチされる。ＡＮＤゲートアレイ４６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４５とＡＮＤゲートアレイ４６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４６の各出力端子には、トランジスタＴｒ１〜ＴｒＮ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５０が接続されており、このコンデンサ５０は電源部５１に接続されている。この電源部５１は、スイッチＳｂ，整流回路５２，電圧安定化回路５３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４３によって開閉が制御される。
【００２６】
コンデンサ５０の一方の端子にはコンパレータ５５の非反転入力端子が接続されている。また、コンパレータ５５の比較電圧Ｖref としては、電源電圧Ｅを抵抗値ｒａ，ｒｂの抵抗６２，６３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４３の抵抗測定部４３ａは、図１に示すように、スタート信号発生部５７，遅延回路５８，カウンタ回路５９及び抵抗値算出部６０から構成されている。スタート信号発生部５７は、抵抗測定モード時にスイッチＳｂをオンにしてコンデンサ５０を充電し、コンパレータ５５の非反転入力端子の電圧が電源電圧と同じＥになった後（コンデンサ５０がフル充電された状態）、スイッチＳｂをオフにすると同時に遅延回路５８にスタート信号を出力する。
【００２８】
遅延回路５８は、スタート信号発生部５７からのスタート信号を受けて第１放電時間である最小放電時間Ｔmin を測定した後、カウンタ回路５９にスタート信号を出力する。なお、最小放電時間Ｔmin は、発熱素子Ｒ１〜ＲＮのうち抵抗値が最も小さい発熱素子の発熱によってコンデンサ５０が放電し、コンパレータ５５の非反転入力端子の電圧がＥから低下して比較電圧Ｖref に一致するまでの放電時間である（図６参照）。また、図６に示す最大放電時間Ｔmax は、発熱素子Ｒ１〜ＲＮのうち抵抗値が最も大きい発熱素子の発熱による放電時間である。すなわち、発熱素子Ｒ１〜ＲＮによる各放電時間は、最小放電時間Ｔmin から最大放電時間Ｔmax までの間に含まれる。また、最大放電時間Ｔmax ，最小放電時間Ｔmin は、いくつかのサーマルヘッド（サンプルサーマルヘッドという）を測定して実験的に決める。この最小放電時間Ｔmin （実際にはこれによりも少し小さな値）を第１放電時間とする。
【００２９】
カウンタ回路５９は遅延回路５８からのスタート信号を受けて、最小放電時間Ｔmin 経過後の第２放電時間を遅延回路５８より短い単位時間ｔ０で高精度にカウントする。コンパレータ５５の非反転入力端子の電圧が低下して比較電圧Ｖref に一致すると、コンパレータ５５の出力端子の電圧が正から負に変化し、これがストップ信号としてカウンタ回路５９に入力される。カウンタ回路５９は、遅延回路５８からのスタート信号を受けてからストップ信号を受けるまでのカウント値Ｑを抵抗値算出部６０に出力する。抵抗値算出部６０は、単位時間ｔ０にカウント値Ｑを乗じて第２放電時間を算出し、これに最小放電時間Ｔmin を加えて発熱素子の放電時間Ｔを算出する。そして、抵抗値算出部６０は放電時間Ｔに基づいて発熱素子の抵抗値を算出する。
【００３０】
抵抗測定部４３ａによる発熱素子の抵抗値測定について、以下に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５０の静電容量をＣ，発熱素子の抵抗値をｒ，コンパレータ５５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。
【００３１】
【数１】
Ｖref ＝Ｅ exp｛−Ｔ／（Ｃ・ｒ）｝
【００３２】
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。
【００３３】
【数２】
ｒ＝−Ｔ／Ｃ／ln（Ｖref ／Ｅ）
【００３４】
この数式２により、コンデンサ５０の静電容量Ｃが既知ならば、放電時間Ｔを測定することで発熱素子の抵抗値ｒを算出できる。また、コンデンサ５０の静電容量Ｃが既知でなくとも抵抗値ｒｓの基準抵抗Ｒｓで放電させた放電時間Ｔｓを測定することで、次の数式３から発熱素子の抵抗値ｒを算出できる。
【００３５】
【数３】
ｒ＝ｒｓ・Ｔ／Ｔｓ
【００３６】
また、上記数式１から、放電時間Ｔは、次の数式４で表される。
【００３７】
【数４】
Ｔ＝−Ｃ・ｒ・ ln（Ｖref ／Ｅ）
【００３８】
この数式４から、最大放電時間Ｔmax と最小放電時間Ｔmin は、次の数式５，６で表される。なお、数式５，６中のＴmax ，Ｃmax ，ｒmax ，Ｖrefmax，Ｅmax はＴ，Ｃ，ｒ，Ｖref ，Ｅの各最大値を表し、Ｔmin ，Ｃmin ，ｒmin ，Ｖrefmin，Ｅmin はＴ，Ｃ，ｒ，Ｖref ，Ｅの各最小値を表す。また、本実施形態では、Ｔmax ，Ｃmax ，ｒmax ，Ｖrefmax，Ｅmax 及びＴmin ，Ｃmin ，ｒmin ，Ｖrefmin，Ｅmin はそれぞれ既知であるとする。
【００３９】
【数５】
Ｔmax ＝−Ｃmax ・ｒmax ・ ln（Ｖrefmin／Ｅmax ）
【００４０】
【数６】
Ｔmin ＝−Ｃmin ・ｒmin ・ ln（Ｖrefmax／Ｅmin ）
【００４１】
カウンタ回路５９の測定精度に必要なビット数を例えば１６ビットとすると、数式５，６から測定に用いられるカウンタ回路５９の単位時間ｔ０は、次の数式７で表される。
【００４２】
【数７】
ｔ０＝（Ｔmax −Ｔmin ）／２16
【００４３】
この単位時間ｔ０は、例えば、遅延回路５８の単位時間が５秒であるのに対し、０．１秒である。カウンタ回路５９のカウンタ値をＱとすると、所定の発熱素子の発熱による放電時間Ｔは、次の数式８で算出される。
【００４４】
【数８】
Ｔ＝Ｔmin ＋ｔ０・Ｑ
【００４５】
この数式８により算出された放電時間Ｔを数式３に代入すれば、所定の発熱素子の抵抗値ｒが得られる。抵抗値算出部６０は、このようにして順次に得られた発熱素子Ｒ１〜ＲＮの抵抗値ｒ１〜ｒＮをＲＡＭ４３ｂに書き込む。このＲＡＭ４３ｂに書き込まれた抵抗値ｒ１〜ｒＮは電池５６によってバックアップされる。
【００４６】
このように構成されたカラー感熱プリンタの作用について図７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４４がマイクロコンピュータ４３に接続される。マイクロコンピュータ４３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。
【００４７】
コンデンサ５０の充電電圧がＥに達した後、スイッチＳｂがオフにされると同時に遅延回路５８が作動を開始し、予め設定してある最小放電時間Ｔmin の経過後にカウンタ回路５９が作動を開始する。最小放電時間Ｔmin が経過してからコンパレータ５５の非反転入力端子の電圧がＶref に一致するまでのカウント値が抵抗値算出部６０に入力され、基準抵抗Ｒｓによる放電時間Ｔｓが数式８により算出される。
【００４８】
次に、マイクロコンピュータ４３は、トランジスタＴｒ１がオン、他のトランジスタＴｒ２〜ＴｒＮがオフの状態となる１ライン分のデータを出力する。そして、抵抗測定部４３ａによってスイッチＳｂがオンされ、コンデンサ５０の充電が開始される。コンデンサ５０の充電電圧がＥに達した後、スタート信号発生部５７からスイッチＳｂ及び遅延回路５８にスタート信号が出力される。これにより、スイッチＳｂがオフにされ、発熱素子Ｒ１の発熱によるコンデンサ５０の放電が開始されると同時に遅延回路５８が作動を開始し、最小放電時間Ｔmin を長い単位時間でカウントする。最小放電時間Ｔmin が経過した後にカウンタ回路５９が作動を開始し、遅延回路５８より短い単位時間ｔ０でカウントを行う。
【００４９】
コンパレータ５５の非反転入力端子の電圧が低下してゆき比較電圧Ｖref に一致すると、カウンタ回路５９は最小放電時間Ｔmin 経過後からコンパレータ５５の非反転入力端子の電圧が比較電圧Ｖref に達するまでの第２放電時間をカウントしたカウント値Ｑ１を抵抗値算出部６０に入力する。抵抗値算出部６０は数式８を用いて発熱素子Ｒ１による放電時間Ｔ１を算出し、さらに数式３を用いて発熱素子Ｒ１の抵抗値ｒ１を算出する。そして、この抵抗値ｒ１はＲＡＭ４３ｂに書き込まれる。
【００５０】
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。抵抗測定部４３ａによって発熱素子Ｒ２による放電時間Ｔ２が測定され、これにより発熱素子Ｒ２の抵抗値ｒ２が算出されてＲＡＭ４３ｂ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ＲＡＭ４３ｂに書き込まれる。これらの抵抗値ｒ１〜ｒＮは、以後電池５６が消耗するまで保持される。
【００５１】
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４４がコンパレータ４２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。
【００５２】
給紙時には、プラテンドラム１０はクランプ部材１２が図２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１８が通電されると、クランプ部材１２がクランプ解除位置にセットされる。搬送ローラ対２８は、カセット（図示せず）から供給されたカラー感熱記録材料１１をニップしてプラテンドラム１０に向けて搬送する。この搬送ローラ対２８は、カラー感熱記録材料１１の先端がプラテンドラム１０とクランプ部材１２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１８がオフすると、クランプ部材１２はスプリング１７によって戻され、カラー感熱記録材料１１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２８とが回転するから、カラー感熱記録材料１１がプラテンドラム１０の外周に巻き付けられる。
【００５３】
プラテンドラム１０が一定ステップずつ間欠回転して、カラー感熱記録材料１１の記録エリアの先端がサーマルヘッド２０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４１にいったん書き込まれる。
【００５４】
次に、ラインメモリ４１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４２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４２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４４に送られ、そしてクロックによってシフトレジスタ４４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４５でラッチされてから、ＡＮＤゲートアレイ４６に送られる。
【００５５】
マイクロコンピュータ４３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４６に送る。ＡＮＤゲートアレイ４６は、ストローブ信号とラッチアレイ４５の出力信号との論理積を出力するから、ＡＮＤゲートアレイ４６の各出力端子のうち、ラッチアレイ４５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４６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カラー感熱記録材料１１に与える。
【００５６】
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４３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４２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４４に書き込まれる。バイアス加熱が終了すると、マイクロコンピュータ４３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４６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、イエロー感熱発色層３５を階調レベル「１」の濃度に発色させる。以下、マイクロコンピュータ４３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４２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、カラー感熱記録材料１１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。
【００５７】
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、カラー感熱記録材料１１に第２ライン目が熱記録される。イエロー画像を熱記録した部分が光定着器２１に達すると、ここでイエロー感熱発色層３５が光定着される。この光定着器２１は、カットフイルタ２４が紫外線ランプ２３の前にセットされているから、４２０ｎｍ付近の近紫外線がカラー感熱記録材料１１に照射される。これにより、イエロー感熱記録材料１１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。
【００５８】
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２０の位置にくると、マゼンタ画像が１ラインずつマゼンタ感熱発色層３４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３５は既に光定着されているので、このイエロー感熱発色層３５が再度発色することはない。マゼンタ画像を記録したカラー感熱記録材料１１は、前述したように定着器２１で光定着される。この場合には、カットフイルタ２４が紫外線ランプ２３の前から退避しているので、紫外線ランプ２３から放射された全ての電磁波がカラー感熱記録材料１１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マゼンタ感熱発色層３４が光定着される。
【００５９】
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２０の位置にくると、シアン画像が１ラインずつシアン感熱発色層３３に記録される。このシアン感熱発色層３３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３３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３３の熱記録では、光定着器２１はオフ状態になっている。
【００６０】
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２８とが逆転する。このプラテンドラム１０の逆転により、カラー感熱記録材料１１の後端が分離爪２９によって給排紙通路２７に案内され、そして搬送ローラ対２８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１８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１８の通電により、クランプ部材１２がスプリング１７に抗して移動するから、カラー感熱記録材料１１の先端のクランプが解除される。これにより、熱記録済みカラー感熱記録材料１１は、給排紙通路２７を経てトレイに排出される。
【００６１】
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、ＲＡＭ４３ｂに書き込む。なお、電池５６を使用せずに、バックアップ用の電源を例えば電源部５１から供給するようにしてもよい。また、ＲＡＭ４３ｂ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。
【００６２】
また、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使用することができる。
【００６３】
上記実施形態では、カウンタ回路のカウンタビット幅を１６ビットとしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば３２ビットでもよい。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。
【００６４】
また、上記実施形態では、遅延させる時間（第１放電時間）を最小抵抗値の発熱素子による最小放電時間としたが、本発明はこれに限定されることなく、第１放電時間経過後の第２放電時間がカウンタ回路のカウンタビット幅でカウント可能な時間になるのであれば、第１放電時間を最小放電時間より短い所定時間に置き替えることができる。また、上記実施形態では、発熱素子及び基準抵抗の各抵抗値を測定する際に、コンデンサをフル充電したが、例えばコンパレータの非反転入力端子の電圧がフル充電の電圧Ｅより低く比較電圧Ｖref より高い所定値になった時点でコンデンサの充電を停止してもよい。この場合には、各発熱素子による放電時間の測定にかかる時間が短縮される。
【００６５】
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。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、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接続されたコンデンサが放電して所定の電圧に達するまでの放電時間を各発熱素子毎に測定する際に、この放電時間を第１，第２の放電時間に分け、第１放電時間は所定の単位時間でカウントする第１測定手段で測定し、第２放電時間は第１測定手段よりも細かい単位時間でカウントする第２測定手段で測定するようにしたので、カウンタビット幅が小さいローコストな測定手段を用いながら放電時間を高精度に測定でき、各発熱素子の抵抗値を正確に算出できる。また、本発明の抵抗測定装置を備えたサーマルプリンタでは、サーマルヘッドの抵抗値を自動的に測定し、これによって画像データが補正されるから、出荷前に面倒な調整を行うことなく、記録画像に濃度ムラ等が発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】抵抗測定部の構成を示すブロック図である。
【図２】カラー感熱プリンタの一例を示す概略図である。
【図３】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４】カラー感熱記録材料の層構造を示す説明図である。
【図５】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６】コンデンサの充電電圧と放電時間との関係を示すグラフである。
【図７】抵抗測定モードのフローチャートである。
【符号の説明】
１１  カラー感熱記録材料
２０  サーマルヘッド
２１  光定着器
４３  マイクロコンピュータ
４３ａ  抵抗測定部
４３ｂ  ＲＡＭ
５０  コンデンサ
５１  電源部
５５  コンパレータ
５７  スタート信号発生部
５８  遅延回路
５９  カウンタ回路
６０  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】
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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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【図７】
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