JP2012213977A

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

Info

Publication number: JP2012213977A
Application number: JP2011081735A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yamamoto; 義典山本; Takashi Hatanaka; 貴志畠中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2012-11-08

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（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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。

特開平４−０５２１５０号公報特開平６−１４３６４１号公報

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よるサーマルプリンタの構成を示すブロック図である。本発明の実施形態によるサーマルヘッドの発熱体の配置の一例を示す図である。本発明の実施形態によるサーマルヘッドの発熱体の濃度補正の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態によるＲＡＭ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。本発明の実施形態による濃度データの取得の一例を示す図である。本発明の実施形態による濃度データの一例を示す図である。本発明の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。本発明の実施形態による印画データの補正を示す図である。従来のサーマルプリンタのサーマルヘッドの構造を示す図である。

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（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）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、・・・、Ｒ_n-1、Ｒ_n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、・・・、Ｄ_n-1、Ｄ_n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、・・・、Ｄ_n-1、Ｄ_n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、・・・、Ｉ_n）に対して、濃度補正パラメータ（Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、・・・、Ｃ_n）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、・・・、Ｉ_n）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、・・・、Ｃ_n）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、５ＣＰＵ、６メインバス、７ＲＡＭ、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

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。