JP2012213977A - サーマルプリンタおよびサーマルヘッドの印画濃度の補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、濃度のばらつきのない印画が可能なサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明によるサーマルプリンタは、複数の発熱体8を有し、ドット単位で発熱制御されるサーマルヘッド1と、サーマルヘッド1を同一の階調データ(所定の階調値)で駆動して印画した際における、各ドットの濃度データ(印画階調値)あるいはそれに関連した値を記憶するRAM(Random Access Memory)7とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】本発明によるサーマルプリンタは、複数の発熱体8を有し、ドット単位で発熱制御されるサーマルヘッド1と、サーマルヘッド1を同一の階調データ(所定の階調値)で駆動して印画した際における、各ドットの濃度データ(印画階調値)あるいはそれに関連した値を記憶するRAM(Random Access Memory)7とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、印画の高画質化を図ったサーマルプリンタに関する。
サーマルプリンタのサーマルヘッドは複数の発熱体を有しており、当該発熱体の抵抗値にはばらつきが生じる。そのため、同一のサーマルヘッドにおいて主走査方向に配列された発熱体毎にばらつきが生じるだけでなく、サーマルヘッド毎の平均抵抗値にもばらつきが生じる。その結果、サーマルヘッドにエネルギー(電圧×時間)を印加しても、サーマルヘッド毎あるいはサーマルヘッドの主走査方向の1ドット毎(1ドットは、少なくとも1つの発熱体を有する。以下、サーマルヘッドの主走査方向の1ドットを、単に1ドットとも称する)に濃度違いあるいは濃度のばらつき(濃度ムラ)が発生する。濃度のばらつきが発生する要因には、各発熱体の抵抗値のばらつきだけでなく、その他の要因(例えば、サーマルヘッドの放熱特性など)もある。従って、濃度違いあるいは濃度のばらつきを防止するためには、サーマルヘッド毎あるいは1ドット毎に上記要因を排除する必要がある。
従来、サーマルヘッド毎に行う濃度のばらつきを補正する方法としては、電圧を変動させて印画濃度を手動で調整する方法、サーマルヘッドの平均抵抗値から電圧を算出して当該電圧に合わせる方法、あるいは、サーマルヘッドに記憶装置を設けて平均抵抗値を記憶させ、記憶装置に記憶した平均抵抗値をプリンタが読み込んで自動的に電圧を調整する方法などがあった。また、他に、電圧を調整する代わりに電圧の印加時間を調整することによって濃度のばらつきの補正を行う方法もある。このように、従来では、サーマルヘッド毎に制御あるいは調整によって補正が行われていたが、当該補正はサーマルヘッドメーカーがサーマルヘッドの製造時における平均抵抗値による補正に頼っていた。しかし、上記補正を経て実際に印画を行っても濃度違いや濃度のばらつきが残っており、サーマルヘッド毎の補正(例えば、平均抵抗値による補正など)だけでは十分ではなかった。
上記のようなサーマルヘッド毎の平均抵抗値による補正に加えて、従来では、サーマルヘッドの種類や特性の違いに個別に対応した複数の通電パルス幅テーブルを圧縮した状態で記憶した読み出し専用メモリ部をサーマルヘッドに設け、各種制御信号およびデータを自動的に設定してサーマルヘッドの濃度を調整する方法(例えば、特許文献1参照)や、プリンタ内の制御装置にサーマルヘッドの平均抵抗値を記憶させ、当該制御装置内に平均抵抗値とサーマルヘッドに印加するストローブパルスの幅との関係表をもたせ、当該関係表に基づいて、記憶させた平均抵抗値に対応する電圧を印加する方法(例えば、特許文献2参照)があった。
特許文献1では、サーマルヘッドの制御パラメータを圧縮して読み出し専用メモリに記憶し、1つのサーマルヘッドに対して1つのパラメータを割り当てているため、パラメータの種類をサーマルヘッドの数だけ準備する必要がありデータの管理に課題があった。また、特許文献2では、サーマルヘッドの平均抵抗値による補正を行っているため、サーマルヘッド毎の補正は可能であるが、サーマルヘッドの1ドット毎の補正ができないという問題がある。このように、従来では、サーマルヘッド毎に印画濃度の調整(補正)が行われていたが、実際に印画したときの濃度のばらつきはサーマルヘッドの性能に頼るしかないという問題があった。すなわち、サーマルヘッドの平均抵抗値によって補正を行っても、実際に印画すると濃度のばらつきが生じてしまうという問題があった。
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、濃度のばらつきのない印画が可能なサーマルプリンタを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明によるサーマルプリンタは、複数の発熱体を有しドット単位で発熱制御されるサーマルヘッドと、サーマルヘッドを所定の階調値で駆動し印画した際における、各ドットの印画階調値あるいはそれに関連した値を記憶する記憶部とを備える。
本発明によると、複数の発熱体を有しドット単位で発熱制御されるサーマルヘッドと、サーマルヘッドを所定の階調値で駆動し印画した際における、各ドットの印画階調値あるいはそれに関連した値を記憶する記憶部とを備えるため、濃度のばらつきのない印画が可能となる。
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。
図1は、本発明の実施形態によるサーマルプリンタの構成を示すブロック図である。図1に示すように、サーマルヘッド1は複数の発熱体を有しドット単位で発熱制御しており、当該発熱体の熱によって溶融または昇華される塗料が塗布されたインクリボンによって、印画紙に画像が印画される。印刷制御ブロック2は、参照用色変換データメモリ4に記憶されている色階調データに基づいてストローブパルスを制御することによって、サーマルヘッド1の発熱を制御している。メカ制御ブロック3は、インクリボンや印画紙の搬送を制御している。参照用色変換データメモリ4は、色階調データを記憶している。参照用色変換データは、色の補正を行う際にCPU5によって読み出される。CPU5は、メインバス6を介してサーマルヘッド1、印刷制御ブロック2、メカ制御ブロック3、参照用色変換データメモリ4と接続されてこれらの制御を行う。RAM(Random Access Memory)7(記憶部)は、サーマルヘッド1に設けられており、後述の濃度データを記憶している。なお、RAM7は、データの書き込みおよび読み出しが可能であり、例えば、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)である。
図2は、本実施形態によるサーマルヘッド1の発熱体8の配置の一例を示す図である。また、図9は、従来のサーマルプリンタのサーマルヘッド12の構造を示す図である。本実施形態によるサーマルヘッド1の発熱体8の配列パターンは、図9に示す従来のサーマルヘッド12の発熱体13の配列パターンと同様である。なお、図9(b)は、図9(a)のA部分の拡大図を示しており、発熱体13は主走査方向に配列されている。
図2に示すように、発熱体8は、サーマルヘッド1の主走査方向にn個配列されており、紙面左側から順に1、2、・・・、n−1、n番目とする。発熱体8の数は、使用するプリンタや用途によって異なる。また、n個の発熱体8の各々の抵抗値はR1、R2、・・・、Rn-1、Rnであり、発熱体毎の抵抗値はサーマルヘッドの製造段階で決定されている。発熱体8毎の抵抗値はサーマルヘッドの初期調整段階で測定され、測定の結果得られた全ての発熱体8の平均抵抗値は、例えばサーマルヘッド1に設けられたバーコードなどに記憶されている。実際に、サーマルヘッドメーカーでも発熱体毎の抵抗値の調整が行われているが、抵抗値の調整を行った後でもサーマルヘッドの放熱特性やその他の要因によって、印画時に濃度のばらつき(濃度ムラ)が生じる。そのため、本実施形態では、従来のように平均抵抗値に基づく補正ではなく、各発熱体に対応する印画濃度に基づく補正を行うことによって濃度のばらつきのない印画を可能とする。
図3は、本実施形態によるサーマルヘッド1の発熱体8の濃度補正の動作を示すフローチャートである。図3に示すように、まず、サーマルヘッド1の1ドット毎の濃度のばらつきを把握するために、濃度が同一の階調データ(所定の階調値)をプリンタに入力して印画を行う(ステップS31)。ステップS31の後、出力された印画結果をスキャナー等で測色して、各ドットに対応する濃度(階調)のデータである濃度データ(印画階調値)を取得し、取得した濃度データをサーマルヘッド1に設けられたRAM7に記憶する(ステップS32)。
ステップS32の後、サーマルヘッド1をサーマルプリンタに搭載し、RAM7に記憶された濃度データに基づいて濃度(階調)を補正する補正パラメータを演算により求める(ステップS33)。ステップS33の後、演算により求めた補正パラメータを、印画の際に印画データとともにサーマルヘッド1に入力し(ステップS34)、印画を行う(ステップS35)。
図4は、本実施形態によるRAM7における濃度データの記憶動作を示すフローチャートである。図4に示すフローチャートは、図3のステップS31,32に対応しており、サーマルヘッドの1ドット毎の濃度データをRAM7に記憶する動作を示している。なお、本実施形態において、図4に示すRAM7への濃度データの記憶は、例えばプリンタの製造ラインでPC等を用いて行うものとする。
図4に示すように、プリンタの製造ラインにて実施されている印画テストにおいて、図5に示すような同一の階調データをプリンタに入力して印画を行う(ステップS41)。例えば、図5に示すように、256階調中の128階調で印画物9の全面を印画する。なお、印画はサーマルヘッドメーカーにおいて感熱紙に印画する際であってもよい。
ステップS41の後、印画によって得られた印画物9を、例えばスキャナーなどで測色する。なお、本実施形態では、スキャナーで3ライン(図5に示す3ラインの濃度サンプリング)を測色し、測色したドット毎の階調の平均値(ドット毎の3ラインの平均値)を濃度データ(印画階調値)としている。例えば、図6に示すように、濃度データは、サーマルヘッド1のドット毎に1ドット目は129階調、2ドット目は130階調、3ドット目は128階調というように、印画時の階調である128階調付近でばらつく。本来では、いずれのドットも128階調であるグレーが印画されるはずであるが、濃度のばらつきが原因となって入力が同じであっても出力が異なる。本実施形態では、サーマルヘッド1のドット数がn個であるため、n個の階調データを1ドット毎の濃度データとして取得する(ステップS42)。ステップS42の後、取得した1ドット毎の濃度データをRAM7に記憶させる(ステップS43)。このようにして得られた濃度データは、1ドット毎にD1、D2、・・・、Dn-1、Dnとする。なお、本実施形態では、1ドット毎の濃度データそのものをRAM7に記憶させたが、後の利用の仕方に応じて濃度データに関連した値を記憶してもよい。また、RAM7に濃度データを記憶する工程は、サーマルヘッドのメーカーで行なってもよい。
図7は、本実施形態によるサーマルプリンタにおける濃度補正の動作を示すフローチャートである。図7に示すフローチャートは、図3のステップS33〜35に対応しており、RAM7に記憶させた1ドット毎の濃度データを用いたプリンタ側での濃度補正の動作を示している。なお、本実施形態において、図7に示すプリンタにおける補正動作は、サーマルヘッド1がプリンタに搭載された状態で行われることを前提としている。
図7に示すように、1ドット毎の濃度データ(印画階調値)は、CPU5の制御によってRAM7から読み出される(ステップS71)。CPU5は、RAM7から読み出された全ドットの濃度データの平均値を演算により求める(ステップS72)。ここで、全ドット(nドット)の濃度データの平均値は、1ドット毎の濃度データがD1、D2、・・・、Dn-1、Dnであるため、下記の式(1)にて算出される。
次に、式(1)にて算出されたnドットの濃度データの平均値と、1ドット毎の濃度データとに基づいて、各ドットの濃度データが均一となるような濃度補正パラメータ(補正パラメータ)を求める(ステップS73)。各ドットの濃度補正パラメータは、下記の式(2)〜(4)にてCPUの演算(制御パラメータ演算手段)によって算出される。算出された補正パラメータは、プリンタ内部のメモリ(図示せず)にデータテーブルとして記憶される。
上記の式(2)〜(4)に示すように、nドットのサーマルヘッド1では、n個の濃度補正パラメータが算出され、各ドットに対応する補正パラメータに基づいて、印画時の印画データの補正(すなわち、サーマルヘッドの発熱制御の補正)をCPU5の演算(階調値補正手段)によって行う(ステップS74)。まず、プリンタにUSB等を介して印画する印画データ(m×nドット)が転送され、プリンタ内部のメモリ(図示せず)に記憶される。次に、印画データの各ドットに対して、図8に示すように濃度補正パラメータを用いて補正を行う。図8では、補正を行わずに印画した場合に得られる1ラインの濃度データ11(I1、I2、I3、・・・、In)に対して、濃度補正パラメータ(C1、C2、C3、・・・、Cn)を用いて補正を行っている。濃度のばらつき(濃度ムラ)が発生し得るnドット毎の未補正印画データ(I1、I2、I3、・・・、In)に対して、各ドットごとの濃淡(濃度ムラ)をなくして濃度が一定となるような濃度補正パラメータ(C1、C2、C3、・・・、Cn)を用いて、1ドット毎に濃度が補正された印画データ(I’1、I’2、I’3、・・・、I’n)が得られる。濃度補正パラメータに基づいて補正された印画データは、印刷制御ブロック2において印画エネルギーが制御されて、サーマルヘッド1の駆動によって印画される(ステップS75)。
以上のことから、本実施形態によれば、サーマルヘッド1の1ドット毎の濃度データに基づいて濃度補正パラメータを算出し、印画時に印画データに対して濃度補正パラメータを用いて補正することによって、濃度のばらつき(濃度ムラ)のない高画質が印画が可能となる。
また、本実施形態によるサーマルプリンタでは、RAM7をサーマルヘッド1に設けているため、消耗品であるサーマルヘッド1の交換時にサーマルヘッド1の濃度調整を不要とすることができ、濃度ムラのない高画質な印画が可能となる。また、サーマルプリンタにサーマルヘッド1を搭載した後であっても、PC等を使用して、サーマルヘッド1に設けたRAM7の濃度データを変更することが可能である。なお、RAM7はサーマルヘッド1に限らず、サーマルプリンタ側に設けてもよい。
また、本実施形態では、サーマルプリンタ内で演算が行われているが、サーマルプリンタに接続されたPCによってサーマルヘッド1の濃度データの読み出しを可能とすることによって、PC側で濃度補正パラメータの演算を行い、補正後のデータをプリンタに送るようにしても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
1 サーマルヘッド、2 印刷制御ブロック、3 メカ制御ブロック、4 参照用色変換データメモリ、5 CPU、6 メインバス、7 RAM、8 発熱体、9 印画物、10 印画データ、11 濃度データ、12 サーマルヘッド、13 発熱体。
Claims (5)
- 複数の発熱体を有しドット単位で発熱制御されるサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドを所定の階調値で駆動し印画した際における、各ドットの印画階調値あるいはそれに関連した値を記憶する記憶部と、
を備える、サーマルプリンタ。 - 前記記憶部に記憶されている値に基づき、各ドットの印画階調値が均一となるような補正パラメータを演算する補正パラメータ演算手段と、
前記補正パラメータ演算手段にて演算された前記補正パラメータに基づいて、前記サーマルヘッドの発熱制御の補正を行う階調値補正手段と、
をさらに備える、請求項1に記載のサーマルプリンタ。 - 前記記憶部は、前記サーマルヘッドに設けられていることを特徴とする、請求項1または2に記載のサーマルプリンタ。
- 複数の発熱体を有しドット単位で発熱制御されるサーマルヘッドの印画濃度の補正方法であって、
(a)前記サーマルヘッドを所定の階調値で駆動し印画した際における、各ドットの印画階調値あるいはそれに関連した値を予め求める工程と、
(b)前記工程(a)で予め求めた値に基づき、各ドットの印画階調値が均一となるような補正パラメータを求める工程と、
(c)前記工程(b)で求めた前記補正パラメータに基づいて、前記サーマルヘッドの発熱制御の補正を行う工程と、
を備える、サーマルヘッドの印画濃度の補正方法。 - 前記工程(a)で予め求めた値は、前記サーマルヘッドに設けられた記憶部に記憶されることを特徴とする、請求項4に記載のサーマルヘッドの印画濃度の補正方法。
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JP2011081735A JP2012213977A (ja) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | サーマルプリンタおよびサーマルヘッドの印画濃度の補正方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10677783B2 (en) | 2012-09-27 | 2020-06-09 | Corning Incorporated | Method for evaluating effect of cytokine on metabolic activity of cytochrome P450, and drug screening method |
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2011
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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