サーマルヘッドシステム及びサーマルヘッドの通電制御方法
【課題】駆動時の抵抗値測定や複雑な通電制御を行わず、トリミング量を増やすことなく発熱抵抗素子の発熱特性のばらつきを抑制する。
【解決手段】複数の発熱抵抗素子の抵抗値と全体の平均抵抗値との差分に応じた通電制御を各発熱抵抗素子単位で行わず、複数に区分した各単位ブロックの発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に応じた通電制御を、単位ブロックの発熱抵抗素子単位で行う。これにより、各発熱抵抗素子のばらつき幅Ｗ２が、旧来のばらつき幅Ｗ１よりも小さくなったような状態で、発熱抵抗素子を発熱させることができる。
【解決手段】複数の発熱抵抗素子の抵抗値と全体の平均抵抗値との差分に応じた通電制御を各発熱抵抗素子単位で行わず、複数に区分した各単位ブロックの発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に応じた通電制御を、単位ブロックの発熱抵抗素子単位で行う。これにより、各発熱抵抗素子のばらつき幅Ｗ２が、旧来のばらつき幅Ｗ１よりも小さくなったような状態で、発熱抵抗素子を発熱させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、孔版印刷装置における感熱孔版用マスタの製版機構など、複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体に電圧を印加して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドにおいて、サーマルヘッドに備えられた発熱抵抗素子の通電量を制御するシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、孔版印刷装置では、感熱孔版用マスタを用いたものとして、主に輪転式孔版印刷装置及び簡易押圧式孔版印刷装置がある。これらの印刷装置では、熱溶融により穿孔される熱可塑性樹脂フィルムと、このフィルムの支持体である多孔性薄葉紙等を接着剤で貼り合わせた感熱孔版印刷用（感熱孔版用）マスタが用いられる。そして、このマスタをサーマルヘッドによって加熱し、印刷画像の画線部に対応させて穿孔することで製版を行い、製版されたマスタと印刷用紙を合わせて押圧することで、マスタの支持体側から押し出されたインキがフィルムに開けられた孔を通して印刷用紙に転移し、印刷が行われる。
【０００３】
一般的に、サーマルヘッドは、ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、発熱抵抗素子を選択的に駆動することによりマスタ上に所望の印刷画像の画線部を穿孔するよう構成されている。ところで、上記サーマルヘッドでは、各発熱抵抗素子の抵抗値が全て一定でないことにより、ヘッド内で発熱量に分布が生じて、画像濃度ムラやドット抜け(穿孔不発)が生じてしまうという問題がある。この問題を解決するために、従来から、抵抗値のばらつきに応じて各発熱抵抗を補正して駆動することが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示された技術では、サーマルヘッドに設けられている複数の発熱抵抗素子の抵抗値をそれぞれ計測する計測手段と、計測された抵抗値に基づいて各発熱素子の発熱量がほぼ均一となるように各発熱素子の通電時間をそれぞれ調整する調整手段とを有することを特徴としている。これにより、サーマルヘッドの各発熱素子の発熱量が一定となり、高精度の印刷を行うことができる。
【０００５】
特許文献２に開示された技術では、各発熱抵抗素子に供給する通電パルスをそれぞれ複数に分割した分割パルスとするとともに、各発熱抵抗素子供給する各分割パルスのパルス幅を各発熱素子の抵抗値に基づいて個別に制御する。これにより、抵抗値の異なる各発熱抵抗素子のピーク温度と熱応答特性とを同一とし、温度が均一な記録ムラのない印刷を行うことができる。
【０００６】
特許文献３に開示された技術では、各発熱抵抗素子を同じ通電量で通電した場合の発熱量のばらつきを相殺する逆発熱量分布パターンを補正データとして作成し、この補正データの発熱量分布パターンとなるように、各発熱抵抗素子をブロック単位で予備駆動した上で、発熱抵抗素子を選択的に本駆動して記録を行う。これにより、発熱抵抗素子の発熱量が平均化され、記録ムラを防止することができる。
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１及び２に開示された技術では、サーマルヘッドを駆動させる都度、個々の発熱抵抗素子の抵抗値を測定したり、発熱抵抗素子の通電時間を個別に調整する手段が必要であり、抵抗値の測定などの前処理に時間を要する上に、測定のための手段が必要となり、システムの構造や制御が複雑になるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３に開示された技術にあっては、サーマルヘッドを駆動させる都度、各発熱抵抗素子をブロック単位で予備駆動した上で本駆動させる手段が必要であり、予備駆動と本駆動の二段階の駆動制御を行う手段が必要となり、システムの構造や制御が複雑になるという問題がある。
【０００９】
しかも、特許文献１乃至３に開示された技術では、全発熱抵抗素子の抵抗値とその平均値との差分に基づいて、各発熱抵抗素子の通電時間又はブロック単位の発熱抵抗素子の通電パターンを制御するので、抵抗値が平均抵抗値から大きく外れた発熱抵抗素子の通電量を他の発熱抵抗素子の通電量と大きく異ならせる必要がある。そのため、通算通電量の差による発熱抵抗素子の経年劣化のばらつきが大きいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２３２８４０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８６９１号公報
【特許文献３】特開平８−３００７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、サーマルヘッドの工場出荷時には、サーマルヘッドの抵抗値の均一化のために、各発熱抵抗素子に対してトリミング処理が施される。このトリミング処理は、発熱抵抗素子にパルス通電を複数回行うことにより発熱抵抗素子の抵抗値を変化させるものである。
【００１２】
一般的にトリミング処理は、発熱抵抗素子へのパルス通電による構造的劣化を最小限に止めるために、各発熱抵抗素子の抵抗値が大雑把に均一化される程度で止めるのが通常である。そして、残る細かな抵抗値の均一化は、上述したサーマルヘッドの駆動制御によってまかなっているのが通常である。
【００１３】
したがって、上述したサーマルヘッドの駆動制御を避けるためには、一般的な量よりもトリミング量を増やして各発熱抵抗素子の抵抗値の均一化を図る必要がある。しかし、そうすると、トリミング量の増加により構造的な劣化の度合いが大きくなって寿命が短くなる発熱抵抗素子が発生する可能性がある。
【００１４】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、ライン状に配列された複数の発熱抵抗素子を有するサーマルヘッドを備えた装置において、サーマルヘッドの駆動時における発熱抵抗素子の抵抗値の測定や複雑な通電制御などの処理を行わず、また、トリミング量の増加による耐久性の低下を招くことなく、各発熱抵抗素子の発熱特性のばらつきを抑制することができるサーマルヘッドシステム及びサーマルヘッドの通電制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために請求項１に記載した本発明のサーマルヘッドシステムは、
ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体に通電して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドシステムであって、
前記発熱抵抗体を前記ラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックが、所定数の前記発熱抵抗素子によってそれぞれ構成されており、
抵抗値を前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値とした該所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるため、前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて算出した前記所定数の発熱抵抗素子に関する通電量を、前記各単位ブロック別に記憶する通電量記憶部と、
前記サーマルヘッドの駆動時に、前記各単位ブロック毎に、前記単位ブロックの前記所定数の発熱抵抗素子を該単位ブロックに対応して前記通電量記憶部に記憶された通電量でそれぞれ駆動させる通電量制御部と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に記載した本発明のサーマルヘッドの通電制御方法は、
ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体に通電して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドの通電制御方法であって、
前記発熱抵抗体を前記ラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックを、所定数の前記発熱抵抗素子によってそれぞれ構成し、
抵抗値を前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値とした該所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるための、前記所定数の発熱抵抗素子に関する通電量を、該所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて、前記各単位ブロック別に予め決定し、
前記サーマルヘッドの駆動時に、前記各単位ブロックの前記所定数の発熱抵抗素子を、各単位ブロックに対応して予め決定した通電量でそれぞれ駆動させるようにした、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載した本発明のサーマルヘッドの抵抗値制御システム及び請求項２に記載した本発明のサーマルヘッドの抵抗値制御方法によれば、ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体をラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックについて、単位ブロック中の所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値を製造時にそれぞれ測定しておく。
【００１８】
また、測定した平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて、抵抗値が平均抵抗値である所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるための所定数の発熱抵抗素子の通電量を、各単位ブロック別に予め決めておく。
【００１９】
そして、サーマルヘッドの駆動時には、各単位ブロックの複数の発熱抵抗素子を、単位ブロック別に予め決めておいた通電量で駆動させることになる。
【００２０】
このため、各単位ブロックでは、所定数の発熱抵抗素子の抵抗値が全てそれらの平均抵抗値であると仮定した場合に、それら所定数の発熱抵抗素子による合計発熱量が他の単位ブロックと同じになるような通電量で、所定数の発熱抵抗素子が駆動されることになる。これにより、平均抵抗値が低い単位ブロックは平均抵抗値が高い単位ブロックよりも短い時間通電されることになる。
【００２１】
このときの各単位ブロックの合計発熱量は、各単位ブロックの平均抵抗値がいずれも目標抵抗値であると仮定した場合の、各単位ブロックを同じ時間通電した場合の合計発熱量と等しくなる。
【００２２】
よって、サーマルヘッドの駆動中には、各単位ブロックの所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値が、見かけ上は目標抵抗値に均一化された状態となる。そして、この目標抵抗値を基準にした発熱抵抗体の各発熱抵抗素子の抵抗値のばらつき幅は、発熱抵抗体の全発熱抵抗素子の平均抵抗値を基準にしたばらつき幅よりも小幅に収まる。
【００２３】
このため、各発熱抵抗素子を、全発熱抵抗素子の発熱量が目標発熱量と一致するような通電量で駆動するのに比べて、発熱抵抗素子毎の通電量のばらつき幅を小さくして、通算通電量の差による発熱抵抗素子の経年劣化のばらつきを小さくすることができる。
【００２４】
そして、サーマルヘッドを駆動する度に発熱抵抗素子の抵抗値の測定や複雑な通電制御などの処理を行う必要をなくして、制御やそれを実現する構成の簡素化を図ることができる。
【００２５】
さらに、トリミング処理におけるトリミング量を増やさなくても各発熱抵抗素子の抵抗値のばらつきをその通電制御によって実質的に小さくすることができるので、トリミング量の増加による発熱抵抗素子の耐久性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のサーマルヘッドシステムとサーマルヘッドの通電制御方法を適用した本発明の一実施形態に係る孔版印刷装置の内部構成を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態に係るサーマルヘッドユニットを示す平面図、同図（ｂ）は、（ａ）のサーマルヘッドユニットを示す側面図である。
【図３】（ａ）は、サーマルヘッドを模式的に示す平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】本実施形態に係る通電量制御に係る機構を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る各発熱抵抗素子の抵抗値のばらつきを示すグラフ図である。
【図６】各発熱抵抗素子の抵抗値をトリミング加工により共通の目標抵抗値に均一化する場合のトリミング量を示すグラフ図である。
【図７】本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を示す工程図である。
【図８】本実施形態に係るサーマルヘッドの製造工程の過程を段階的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態では、本発明のサーマルヘッドシステム、及びサーマルヘッドの通電制御方法を、孔版印刷装置における感熱孔版用マスタの製版機構に適用した場合を例に説明する。なお、本実施形態では、本発明をマスタの製版機構に適用した場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、この他、例えば、感熱式記録装置や熱転写記録装置など、発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体に電圧を印加して各発熱抵抗素子を発熱させるすべての装置に適用することができる。
【００２８】
（孔版印刷装置の全体構成）
図１は、本実施形態に係る孔版印刷装置１の内部構成を示す概略断面図である。図１において、孔版印刷装置１は、原稿読取機構２と、製版機構３と、印刷機構４と、給紙機構５と、排紙機構６と、排版機構７と、これらの各機構を制御する制御部８とから概略構成されている。
【００２９】
印刷機構４は、版胴１６及びプレスロール１７を有し、この版胴１６及びプレスロール１７は互いの外周面の一部を略近接させてそれぞれ回転自在に設けられている。版胴１６の外周面には原紙クランプ部１８が設けられ、この原紙クランプ部１８で孔版原紙の先端を把持する。また、版胴１６の内周面には、プレスロール１７の対向する位置にアウタープレス機構のスキージロール４７が設けられている。また、版胴１６の外周面には、無数の孔が形成された開口面（有効印面）が形成され、この開口面を通じて、版胴１６の内部から、外部にインキが供給される。なお、外周面には、孔版原紙が巻装され、外周面の開口部と孔版原紙の間に供給されたインキのうち、孔版原紙の穿孔面からのみ、インキが外部に供給されることになる。
【００３０】
給紙機構５は、印刷媒体である印刷用紙２２が複数枚積層される給紙台２３と、この給紙台２３から最上位置の印刷用紙２２に圧接するスクレーパ２４と、このスクレーパ２４の下流に配置され、かつ、互いに略近接状態で位置するピックアップロール２５と、このピックアップロール２５の下流に配置され、かつ、互いに略近接状態で位置するガイドロール２７及びタイミングロール２８とを有する。給紙台２３より給紙される印刷用紙はスクレーパ２４によって引き出され、ピックアップロール２５に送り出される。排紙機構６は、印刷が完了した印刷用紙２２を版胴１６から剥ぎ取る用紙剥取爪３２と、剥ぎ取られた印刷用紙２２を搬送する用紙搬送機構３３と、この用紙搬送機構３３によって搬送されてきた印刷用紙２２を積層状態で載置するスタッカ部３４とを有する。
【００３１】
排版機構７は、版胴１６の原紙クランプ部１８から解放された孔版原紙１５の前端を導く排版誘導ベルト３５と、この排版誘導ベルト３５より導かれた孔版原紙１５を版胴１６から引き剥がしながら巻き取って回収する排版ローラ３６と、孔版原紙１５の着版時に、孔版原紙１５が排版ローラ３６に接触するのを防ぐ汚染防止ガイド３８と、排版ローラ３６によって回収される孔版原紙１５を収納する排版ボックス３７とを有する。
【００３２】
原稿読取機構２は、スキャナーなど、原稿をレンズやＣＣＤ等によって光学的に読み取り、電気信号として出力する機構である。この読み取った情報は所定の指令（拡大、縮小等）に基づいて加工され、製版機構３に送出される。製版機構３は、原稿読取機構２で読み取った電気信号に基づいて長尺状原紙１０に対して製版を行うものであり、ロールに巻かれた長尺状原紙１０の搬送方向の下流に配置されたサーマルヘッドユニット１２と、このサーマルヘッドユニット１２と対向配置されたプラテンローラ１３と、長尺状原紙１０の搬送方向の下流に配置された原紙カッタ１４とを有する。
【００３３】
（サーマルヘッドの構成）
図２（ａ）は、サーマルヘッドユニット１２を示す平面図、同図（ｂ）は、（ａ）のサーマルヘッドユニット１２を示す側面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、サーマルヘッドユニット１２は、基板２０を備えている。基板２０の下面側には、アルミ放熱板１２１及びコネクタ１２２が取り付けられている。基板２０の上面側には、ＩＣカバー１３がナット１２４によって取り付けられている。基板２０の上部には、サーマルヘッド７０が形成されている。
【００３４】
図３（ａ）は、サーマルヘッド７０を模式的に示す平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、サーマルヘッド７０は、アルミナセラミックスからなる絶縁性の基板本体５６を基部として有しており、この基板本体上表面が、ガラス製のグレーズ５７で被覆されている。
【００３５】
グレーズ５７上面には、主走査方向に沿うように、平面視においてライン状の隆起部５７ａが形成されており、この隆起部分５７ａは、その横断面において外輪郭が略円弧状となるように形成されている。このグレーズ５７の隆起部分５７ａの曲面頂部には発熱抵抗体７２が設けられている。この発熱抵抗体７２は、薄膜からなる多数の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを、所定間隔をもって、主走査方向にライン状に配列することで構成されている。本実施形態において発熱抵抗素子７２１〜７２ｎは、図３（ｃ）に示すように、３６００個程度配列されている。
【００３６】
また、発熱抵抗体７２の副走査方向における両側には、厚さ約０．６μｍのアルミニウム等からなる導電層６４ａ、６４ｂが、それぞれ各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎと電気的に接続するように、グレーズ５７上に成膜されている。更に、サーマルヘッド７０では、発熱抵抗体７２と、各導電層６４ａ、６４ｂとを、一括して覆うように保護層５８が形成されている。更に、発熱抵抗体７２の両端には、コモン電極部６６，６６が配置されている。
【００３７】
発熱抵抗素子７２１〜７２ｎは、図３（ａ）に示すように、サーマルヘッド７０の長さ方向（主走査方向）に、所定の間隔で配列され、選択的に電圧がかけられ、個々に発熱が制御される。導電層６４ａ、６４ｂは、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）などの金属、又はこれらを主成分とした合金あるいはこれら金属や合金の積層体から成っている。最上層の保護層５８は、コモン電極部６６や導電層６４ａ，６４ｂ、発熱抵抗体７２を覆うように、成膜されている。
【００３８】
（通電量制御機構）
本発明のサーマルヘッドの駆動制御は、上記制御部８によって実行される。図４は、駆動制御に係る機構を示すブロック図である。なお、説明中で用いられる「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組合せなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。
【００３９】
図４に示すように、制御部８は、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの駆動制御に関するモジュールとして、通電量制御部８１と、補正データ記憶部８４とを備えている。この制御部８には、外部インターフェース８３や操作パネル８０のユーザーインターフェースが接続され、外部インターフェース８３に接続された外部機器からの信号や、操作パネル８０からのユーザー操作に基づく操作信号が入力される。更に、この制御部８には、製版機構３の駆動回路３０やサーマルヘッド７０など、製版のための駆動を制御する制御信号が送出される。
【００４０】
制御部８は、発熱抵抗体７２の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを単位ブロック毎に個別に制御する。各単位ブロックは、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎをそのライン列設方向に複数に分割したうちの一つの分割部分で構成され、それぞれ所定数の発熱抵抗素子を有している。
【００４１】
通電量制御部８１は、例えば、ＣＰＵ等の各種演算処理を実行する演算処理装置で実現され、ここでは、製版動作時において、サーマルヘッド７０を駆動する際に、補正データを補正データ記憶部８４から読み出し、読み出された補正データに応じた通電量により各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを発熱させるモジュールとして機能する。本実施形態では、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎに対する通電時間を制御することにより、通電量を調整し、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの発熱量を変化させる。なお、通電量の調整としては、通電時間の制御の他、電圧や電流を制御して通電量を変化させるようにしてもよい。
【００４２】
この通電量制御部８１には、補正データ記憶部８４が接続されており、補正データ記憶部８４には、上述した各単位ブロック毎の補正データが記憶されている。各単位ブロック毎の補正データは、外部Ｉ／Ｆ８３を通じて、ラベル値記憶部９から入力される各単位ブロックのラベル値に基づいて作成される。ラベル値記憶部９には、各単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値が、各単位ブロックのラベル値として記憶されている。各単位ブロックのラベル値（各単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値）は、サーマルヘッド７０の製造時に外部の抵抗値測定装置（図示せず）によって測定された各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値に基づいて作成される。
【００４３】
補正データは、ラベル値記憶部９に記憶された各単位ブロック毎のラベル値（各単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値）と、所定の目標抵抗値との差分に基づいて算出した、各単位ブロック別のデータである。そして、各単位ブロックの補正データは、単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎへの通電量を補正するデータである。この補正データの作成は、ラベル値記憶部９が行ってもよく、装置１の演算処理モジュールを用いて行ってもよい。
【００４４】
（補正データの作成）
次いで、上述したサーマルヘッドの製造時における補正データの作成について、図５を参照して説明する。まず、本実施形態の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎが、図５（ａ）に示すような抵抗値のばらつき幅Ｗ１を有しているものとする。
【００４５】
ここで、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電量を制御して、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値が実質的に全発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値を平均した平均抵抗値に一致するように、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの発熱量を一致させるには、Ｗ１／２以上の幅で抵抗値を補正するのに相当する補正を通常の通電量に対して行う必要のある発熱抵抗素子が、最低でも１つは発生することになる。
【００４６】
このばらつき幅Ｗ１に亘ってばらついた抵抗値を有する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの発熱量が一致するように通電制御するには、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電時間を個別に調整する手段が必要であり、抵抗値の測定などの前処理に時間を要する上に、測定のための手段が必要となり、システムの構造や制御が複雑になるという問題がある。また、通電量を大きく増やすように通電制御する必要がある発熱抵抗素子７２１〜７２ｎほど、そうでない他の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎと比べて、通算通電量の差による発熱抵抗素子の経年劣化のばらつきが大きくなってしまう。
【００４７】
かといって、全発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値をトリミング量の増減によって一定の目標抵抗値にそれぞれ一致させるとなると、図６のグラフに示すように、トリミング量が多い発熱抵抗素子７２１〜７２ｎほど、トリミング量が少ない発熱抵抗素子７２１〜７２ｎに比べて、構造的な劣化の度合いが大きくなって寿命が短くなってしまう。
【００４８】
一方、例えば、図５（ｂ）に示すように、全発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを４つの単位ブロックに区分し、各単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値をそれぞれ求めると、各単位ブロックの平均抵抗値どうしのばらつき幅Ｗ２は、図５（ａ）に示すばらつき幅Ｗ１よりも小さい幅となる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、各単位ブロックに属する所定数の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを、それらの発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの実際の抵抗値から求めた平均抵抗値であるものと仮定して、それら所定数の発熱抵抗素子による合計発熱量が所定の目標発熱量となるような通電量を、各単位ブロックについて決定している。そして、決定した通電量で対応する単位ブロックの所定数の発熱抵抗素子が駆動されるように、標準的な通電量を決定した通電量に補正するための補正データを、各単位ブロックの補正データとして補正データ記憶部８４に記憶するようにしている。
【００５０】
このようにして決定される各単位ブロックの補正データにより補正した通電量で、対応する単位ブロックの所定数の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎをそれぞれ駆動することにより、図５（ｃ）に示すように、各単位ブロックの発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値が同じ抵抗値となったのと同じ状態で、発熱抵抗体７２の各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを発熱させることができる。
【００５１】
なお、上述した目標抵抗値は、４つの単位ブロックの平均抵抗値の例えば中間値や、４つの平均抵抗値をさらに平均した抵抗値としてもよい。また、平均抵抗値との差の最大値が最も少なくなるように目標抵抗値を決定してもよい。
【００５２】
次に、上述した手順で決定する補正データを用いた単位ブロック別の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電制御を含む、サーマルヘッド７０の製造から駆動までの手順について、図７の工程図と図８の断面図とを参照して説明する。
【００５３】
同図に示すように、まず、ステップＳ１０１のグレーズ基板の作製工程で、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）に示す基板本体５６上に、スクリーン印刷等により、グレーズ５７を形成する。このとき、グレーズ５７上面において、外輪郭が略円弧状の隆起部５７ａをライン状に形成する。次いで、図８（ｃ）に示すように、ステップＳ１０２の発熱抵抗素子成膜工程において、グレーズ５７の上に発熱抵抗体７２を形成する。この発熱抵抗体７２の形成は、例えば、真空蒸着やスパッタリング等の薄膜形成技術を用いて行う。更に、ステップＳ１０３のフォトリソグラフィー及びエッチング工程で、フォトリソグラフィーとエッチングにより、成膜された発熱抵抗素子７２１〜７２ｎが、図３（ａ）で示したように、グレーズ５７の長さ方向に、所定の間隔で配列されることとなる。
【００５４】
そして、ステップＳ１０４の電極層成膜工程において、図８（ｄ）に示すように、発熱抵抗体７２上の全面に、所望の厚さの導電層６４を形成する。導電層６４は、スパッタリング等の薄膜形成技術により形成されてもよいし、スクリーン印刷工法により形成されてもよい。次いで、ステップＳ１０５のフォトリソグラフィー及びエッチング工程で、フォトリソグラフィーとエッチングによってパターニングし所望の領域の導電層６４を除去する。より具体的には、図３（ａ）で示したように、サーマルヘッド７０の長さ方向に、所定の間隔で配列されて形成され、かつ、発熱抵抗体７２の頂部領域が露出するように、導電層６４を除去する。この工程によって、導電層６４は、コモン電極部６６側の第１の導電層６４ａと反対側の第２の導電層６４ｂとに電気的に分離される。その後、ステップＳ１０６の保護膜形成工程では、図８（ｅ）に示すように、最上層に保護層５８を形成する。
【００５５】
更に、次いで加熱処理を行う。具体的には、ステップＳ１０７のアニール処理工程において、発熱抵抗体全体に加熱する。このアニール処理により、製造過程において発熱抵抗体７２に生じた局所的な結晶の歪みを解消し、発熱抵抗体７２全体の発熱素子の結晶性を高めることで、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの膜構造が安定化する。このアニール処理に次いで、ステップＳ１０８のトリミング工程で、作製された各発熱抵抗体７２の抵抗値を調整するためにトリミングを行う。
【００５６】
このトリミング処理では、各画素を構成する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎについて、導電層６４ａと６４ｂとの間にパルス通電を複数回行うことにより、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値を変化させ、各ドットでの発熱抵抗体７２の抵抗値を所望の抵抗値に調整する。なお、本実施形態において、このステップＳ１０８では、抵抗値のばらつきの程度（抵抗値の分布幅）を、図５（ａ）に示す程度まで大まかに縮めておけばよい。
【００５７】
そして、このようにしてトリミング処理を完了した後、次いで、発熱抵抗体７２の抵抗値の測定を行い（ステップＳ１０９）、単位ブロック毎の平均抵抗値を算出する（Ｓ１１０）。なお、本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎは３６００個あり、これを４等分して単位ブロックを形成する。しかし、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの等分数は、４等分に限らず任意である。例えば、単位ブロック内での発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値の目標ばらつき幅を先に設定し、そのばらつき幅に収まる範囲を一単位ブロックとするように、単位ブロック内の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの数を決定してもよい。
【００５８】
次いで、算出された平均抵抗値に基づき、各単位ブロックの算出された平均抵抗値が実質的に所定の目標抵抗値となるような、記録時における通電制御用の補正データを、先に説明した手順で各単位ブロック別に作成する（Ｓ１１１）。なお、本実施形態では、この目標抵抗値は、各ブロックの平均抵抗値のうち最も低い値とし、ここでは、２０４０Ωとしている。
【００５９】
その後、この作成された補正データは、抵抗値測定装置９から、制御部８の外部インターフェース８３を通じて孔版印刷装置１へ送信され、補正データ記憶部８４に格納される。なお、ここでは、補正データの作成を、抵抗値測定装置９で行ったが、孔版印刷装置１の演算処理モジュールを用いて行ってもよい。
【００６０】
（製版動作）
次に、以上の構成を有する孔版印刷装置１における製版動作について説明する。
【００６１】
先ず、製版機構３において、プラテンローラ１３と原紙送りローラの回転により長尺状原紙１０を搬送し、サーマルヘッドユニット１２へと送り出す。サーマルヘッドユニット１２では、原稿読取機構２で読み取った画像情報に基づきサーマルヘッド７０の各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎが選択的に発熱することによって、長尺状原紙１０に対し、感熱穿孔し、孔版原紙１５を製版する。
【００６２】
このとき、サーマルヘッド７０の駆動時には、補正データを補正データ記憶部８４から読み出し、通電量制御部８１において、読み出された補正データに応じた通電量となるように通電時間を調整し、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを発熱させる。詳述すると、補正データは、サーマルヘッドの製造過程において、抵抗値測定装置９により測定された抵抗値に基づいて、単位ブロック毎の平均抵抗値を算出し、算出された平均抵抗値が所定の目標抵抗値となるように、単位ブロック単位で作成されている。
【００６３】
通電量制御部８１は、原稿読取機構２で読み込まれた画像データを解析し、印刷画像の画線部に対応させて穿孔するために、各画素のドットに応じた通電量となるように、画素毎の通電時間を算出する。このとき、補正データを参照し、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値に応じて、通電時間を伸縮させる。具体的には、抵抗値測定装置９により、製造過程において測定された抵抗値（図５（ａ））に基づき、単位ブロック毎の平均抵抗値を算出し（同図（ｂ））、サーマルヘッド７０の駆動中において、各単位ブロックの平均抵抗値が全て所定の目標抵抗値と実質的に一致した状態となるように、単位ブロック単位で各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電量を補正する。なお、この目標抵抗値は、各ブロックの平均抵抗値のうち最も低い値とし、本実施形態では、目標抵抗値を、２０４０Ωとしている。
【００６４】
したがって、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの全体についての平均抵抗値を基準にして各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電制御を個別に行う場合（図５（ａ））は、±５％以上の抵抗値のばらつき幅Ｗ１を補う大きさで通電量補正幅のばらつきが生じる。一方、本実施形態のように、単位ブロック毎に平均抵抗値を目標抵抗値に一致させるような通電制御をその単位ブロックに属する発熱抵抗素子に一律に行う場合には、各単位ブロックの平均抵抗値どうしのばらつき幅Ｗ２を補う大きさに、通電量補正幅のばらつきが収まり、本実施形態の方が小さくなっている。
【００６５】
そして、この補正された通電時間に従って、サーマルヘッドによって加熱し、印刷画像の画線部に対応させて穿孔し、製版を行う。なお、印刷駆動時にあっては、製版された孔版原紙１５の先端を版胴１６の原紙クランプ部１８でクランプし、このクランプした状態で版胴１６が回転されて孔版原紙１５を版胴１６の外周面に巻き付け装着する。そして、印刷用紙２２がスキージロール４７とプレスロール１７との間で版胴１６及び孔版原紙１５とともに押圧され、印刷用紙２２に孔版原紙１５の穿孔部分からインクが転写されて画像が印刷される。
【００６６】
（作用・効果）
サーマルヘッド７０の製造時において、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値の平均抵抗値を算出し、各単位ブロックの発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値が所定の目標抵抗値となった状態で各単位ブロックの発熱抵抗素子７２１〜７２ｎが発熱するように、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電量を単位ブロック別に補正する補正データを作成する。そして、サーマルヘッド７０の駆動時には、その補正データに応じて各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎに対する通電量（例えば、通電時間）を増減（伸縮）させる。このため、サーマルヘッド７０の駆動時における発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値の測定や、通電時間の制御などの処理をなくし、前処理による駆動時間の長時間化、及びシステム・制御の複雑化を回避しつつ、画像濃度ムラやドット抜け(穿孔不発)の発生を回避することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、サーマルヘッド７０の製造時において、複数の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを所定の単位ブロックに区分するとともに、各単位ブロックの抵抗値を測定し、単位ブロック毎に、平均抵抗値を算出し、各素子が属するブロックの平均抵抗値が所定の目標抵抗値となるように、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎに対する通電量（例えば、通電時間）を増減（伸縮）させる。このため、通電量制御によって補う抵抗値のばらつき幅を、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの全体についての平均抵抗値を基準とした場合と比べて小さい幅に抑制させることができる。具体的には、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの全体についての平均抵抗値を基準にした場合には、図５（ａ）に示すように、±５％以上の抵抗値のばらつき幅Ｗ１を補う通電量制御を行う必要があるが、本実施形態では、同図（ｂ）に示すように、各単位ブロックの平均抵抗値どうしのばらつき幅Ｗ２を補う程度の小幅な通電量制御を行えばすむようにすることができる。
【００６８】
また、このように通電量を補正することで、各単位ブロックの平均抵抗値を全て同じ抵抗値としたのと実質的に同じ状態にすることができるので、発熱抵抗体７２の全体における各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値のばらつき幅を、各単位ブロックにおける平均抵抗値と発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値とのばらつき幅Ｗ３の最大値である±３％以下に抑えることができる。
【００６９】
これにより、工場出荷時のトリミング量を増やすことなく、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値のばらつきを抑制できるとともに、駆動時における補正量のばらつきも抑制できる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 孔版印刷装置
２ 原稿読取機構
３ 製版機構
４ 印刷機構
５ 給紙機構
６ 排紙機構
７ 排版機構
８ 制御部
９ ラベル値記憶部
１０ 長尺状原紙
１２ サーマルヘッドユニット
１３ プラテンローラ
１４ 原紙カッタ
１５ 孔版原紙
１６ 版胴
１７ プレスロール
１８ 原紙クランプ部
２０ 基板
２２ 印刷用紙
２３ 給紙台
２４ スクレーパ
２５ ピックアップロール
２７ ガイドロール
２８ タイミングロール
３０ 駆動回路
３２ 用紙剥取爪
３３ 用紙搬送機構
３４ スタッカ部
３５ 排版誘導ベルト
３６ 排版ローラ
３７ 排版ボックス
３８ 汚染防止ガイド
４７ スキージロール
５６ 基板本体
５７ グレーズ
５７ａ 隆起部
５８ 保護層
６４ 導電層
６４ａ 第１の導電層
６４ｂ 第２の導電層
６６ コモン電極部
７０ サーマルヘッド
７２ 発熱抵抗体
８０ 操作パネル
８１ 通電量制御部
８３ 外部インターフェース
８４ 補正データ記憶部
１２１ アルミ放熱板
１２２ コネクタ
１２４ ナット
７２１〜７２ｎ 発熱抵抗素子
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 抵抗値のばらつき幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、孔版印刷装置における感熱孔版用マスタの製版機構など、複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体に電圧を印加して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドにおいて、サーマルヘッドに備えられた発熱抵抗素子の通電量を制御するシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、孔版印刷装置では、感熱孔版用マスタを用いたものとして、主に輪転式孔版印刷装置及び簡易押圧式孔版印刷装置がある。これらの印刷装置では、熱溶融により穿孔される熱可塑性樹脂フィルムと、このフィルムの支持体である多孔性薄葉紙等を接着剤で貼り合わせた感熱孔版印刷用（感熱孔版用）マスタが用いられる。そして、このマスタをサーマルヘッドによって加熱し、印刷画像の画線部に対応させて穿孔することで製版を行い、製版されたマスタと印刷用紙を合わせて押圧することで、マスタの支持体側から押し出されたインキがフィルムに開けられた孔を通して印刷用紙に転移し、印刷が行われる。
【０００３】
一般的に、サーマルヘッドは、ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、発熱抵抗素子を選択的に駆動することによりマスタ上に所望の印刷画像の画線部を穿孔するよう構成されている。ところで、上記サーマルヘッドでは、各発熱抵抗素子の抵抗値が全て一定でないことにより、ヘッド内で発熱量に分布が生じて、画像濃度ムラやドット抜け(穿孔不発)が生じてしまうという問題がある。この問題を解決するために、従来から、抵抗値のばらつきに応じて各発熱抵抗を補正して駆動することが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示された技術では、サーマルヘッドに設けられている複数の発熱抵抗素子の抵抗値をそれぞれ計測する計測手段と、計測された抵抗値に基づいて各発熱素子の発熱量がほぼ均一となるように各発熱素子の通電時間をそれぞれ調整する調整手段とを有することを特徴としている。これにより、サーマルヘッドの各発熱素子の発熱量が一定となり、高精度の印刷を行うことができる。
【０００５】
特許文献２に開示された技術では、各発熱抵抗素子に供給する通電パルスをそれぞれ複数に分割した分割パルスとするとともに、各発熱抵抗素子供給する各分割パルスのパルス幅を各発熱素子の抵抗値に基づいて個別に制御する。これにより、抵抗値の異なる各発熱抵抗素子のピーク温度と熱応答特性とを同一とし、温度が均一な記録ムラのない印刷を行うことができる。
【０００６】
特許文献３に開示された技術では、各発熱抵抗素子を同じ通電量で通電した場合の発熱量のばらつきを相殺する逆発熱量分布パターンを補正データとして作成し、この補正データの発熱量分布パターンとなるように、各発熱抵抗素子をブロック単位で予備駆動した上で、発熱抵抗素子を選択的に本駆動して記録を行う。これにより、発熱抵抗素子の発熱量が平均化され、記録ムラを防止することができる。
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１及び２に開示された技術では、サーマルヘッドを駆動させる都度、個々の発熱抵抗素子の抵抗値を測定したり、発熱抵抗素子の通電時間を個別に調整する手段が必要であり、抵抗値の測定などの前処理に時間を要する上に、測定のための手段が必要となり、システムの構造や制御が複雑になるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３に開示された技術にあっては、サーマルヘッドを駆動させる都度、各発熱抵抗素子をブロック単位で予備駆動した上で本駆動させる手段が必要であり、予備駆動と本駆動の二段階の駆動制御を行う手段が必要となり、システムの構造や制御が複雑になるという問題がある。
【０００９】
しかも、特許文献１乃至３に開示された技術では、全発熱抵抗素子の抵抗値とその平均値との差分に基づいて、各発熱抵抗素子の通電時間又はブロック単位の発熱抵抗素子の通電パターンを制御するので、抵抗値が平均抵抗値から大きく外れた発熱抵抗素子の通電量を他の発熱抵抗素子の通電量と大きく異ならせる必要がある。そのため、通算通電量の差による発熱抵抗素子の経年劣化のばらつきが大きいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２３２８４０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８６９１号公報
【特許文献３】特開平８−３００７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、サーマルヘッドの工場出荷時には、サーマルヘッドの抵抗値の均一化のために、各発熱抵抗素子に対してトリミング処理が施される。このトリミング処理は、発熱抵抗素子にパルス通電を複数回行うことにより発熱抵抗素子の抵抗値を変化させるものである。
【００１２】
一般的にトリミング処理は、発熱抵抗素子へのパルス通電による構造的劣化を最小限に止めるために、各発熱抵抗素子の抵抗値が大雑把に均一化される程度で止めるのが通常である。そして、残る細かな抵抗値の均一化は、上述したサーマルヘッドの駆動制御によってまかなっているのが通常である。
【００１３】
したがって、上述したサーマルヘッドの駆動制御を避けるためには、一般的な量よりもトリミング量を増やして各発熱抵抗素子の抵抗値の均一化を図る必要がある。しかし、そうすると、トリミング量の増加により構造的な劣化の度合いが大きくなって寿命が短くなる発熱抵抗素子が発生する可能性がある。
【００１４】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、ライン状に配列された複数の発熱抵抗素子を有するサーマルヘッドを備えた装置において、サーマルヘッドの駆動時における発熱抵抗素子の抵抗値の測定や複雑な通電制御などの処理を行わず、また、トリミング量の増加による耐久性の低下を招くことなく、各発熱抵抗素子の発熱特性のばらつきを抑制することができるサーマルヘッドシステム及びサーマルヘッドの通電制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために請求項１に記載した本発明のサーマルヘッドシステムは、
ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体に通電して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドシステムであって、
前記発熱抵抗体を前記ラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックが、所定数の前記発熱抵抗素子によってそれぞれ構成されており、
抵抗値を前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値とした該所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるため、前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて算出した前記所定数の発熱抵抗素子に関する通電量を、前記各単位ブロック別に記憶する通電量記憶部と、
前記サーマルヘッドの駆動時に、前記各単位ブロック毎に、前記単位ブロックの前記所定数の発熱抵抗素子を該単位ブロックに対応して前記通電量記憶部に記憶された通電量でそれぞれ駆動させる通電量制御部と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に記載した本発明のサーマルヘッドの通電制御方法は、
ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体に通電して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドの通電制御方法であって、
前記発熱抵抗体を前記ラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックを、所定数の前記発熱抵抗素子によってそれぞれ構成し、
抵抗値を前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値とした該所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるための、前記所定数の発熱抵抗素子に関する通電量を、該所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて、前記各単位ブロック別に予め決定し、
前記サーマルヘッドの駆動時に、前記各単位ブロックの前記所定数の発熱抵抗素子を、各単位ブロックに対応して予め決定した通電量でそれぞれ駆動させるようにした、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載した本発明のサーマルヘッドの抵抗値制御システム及び請求項２に記載した本発明のサーマルヘッドの抵抗値制御方法によれば、ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体をラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックについて、単位ブロック中の所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値を製造時にそれぞれ測定しておく。
【００１８】
また、測定した平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて、抵抗値が平均抵抗値である所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるための所定数の発熱抵抗素子の通電量を、各単位ブロック別に予め決めておく。
【００１９】
そして、サーマルヘッドの駆動時には、各単位ブロックの複数の発熱抵抗素子を、単位ブロック別に予め決めておいた通電量で駆動させることになる。
【００２０】
このため、各単位ブロックでは、所定数の発熱抵抗素子の抵抗値が全てそれらの平均抵抗値であると仮定した場合に、それら所定数の発熱抵抗素子による合計発熱量が他の単位ブロックと同じになるような通電量で、所定数の発熱抵抗素子が駆動されることになる。これにより、平均抵抗値が低い単位ブロックは平均抵抗値が高い単位ブロックよりも短い時間通電されることになる。
【００２１】
このときの各単位ブロックの合計発熱量は、各単位ブロックの平均抵抗値がいずれも目標抵抗値であると仮定した場合の、各単位ブロックを同じ時間通電した場合の合計発熱量と等しくなる。
【００２２】
よって、サーマルヘッドの駆動中には、各単位ブロックの所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値が、見かけ上は目標抵抗値に均一化された状態となる。そして、この目標抵抗値を基準にした発熱抵抗体の各発熱抵抗素子の抵抗値のばらつき幅は、発熱抵抗体の全発熱抵抗素子の平均抵抗値を基準にしたばらつき幅よりも小幅に収まる。
【００２３】
このため、各発熱抵抗素子を、全発熱抵抗素子の発熱量が目標発熱量と一致するような通電量で駆動するのに比べて、発熱抵抗素子毎の通電量のばらつき幅を小さくして、通算通電量の差による発熱抵抗素子の経年劣化のばらつきを小さくすることができる。
【００２４】
そして、サーマルヘッドを駆動する度に発熱抵抗素子の抵抗値の測定や複雑な通電制御などの処理を行う必要をなくして、制御やそれを実現する構成の簡素化を図ることができる。
【００２５】
さらに、トリミング処理におけるトリミング量を増やさなくても各発熱抵抗素子の抵抗値のばらつきをその通電制御によって実質的に小さくすることができるので、トリミング量の増加による発熱抵抗素子の耐久性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のサーマルヘッドシステムとサーマルヘッドの通電制御方法を適用した本発明の一実施形態に係る孔版印刷装置の内部構成を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態に係るサーマルヘッドユニットを示す平面図、同図（ｂ）は、（ａ）のサーマルヘッドユニットを示す側面図である。
【図３】（ａ）は、サーマルヘッドを模式的に示す平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】本実施形態に係る通電量制御に係る機構を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る各発熱抵抗素子の抵抗値のばらつきを示すグラフ図である。
【図６】各発熱抵抗素子の抵抗値をトリミング加工により共通の目標抵抗値に均一化する場合のトリミング量を示すグラフ図である。
【図７】本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を示す工程図である。
【図８】本実施形態に係るサーマルヘッドの製造工程の過程を段階的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態では、本発明のサーマルヘッドシステム、及びサーマルヘッドの通電制御方法を、孔版印刷装置における感熱孔版用マスタの製版機構に適用した場合を例に説明する。なお、本実施形態では、本発明をマスタの製版機構に適用した場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、この他、例えば、感熱式記録装置や熱転写記録装置など、発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体に電圧を印加して各発熱抵抗素子を発熱させるすべての装置に適用することができる。
【００２８】
（孔版印刷装置の全体構成）
図１は、本実施形態に係る孔版印刷装置１の内部構成を示す概略断面図である。図１において、孔版印刷装置１は、原稿読取機構２と、製版機構３と、印刷機構４と、給紙機構５と、排紙機構６と、排版機構７と、これらの各機構を制御する制御部８とから概略構成されている。
【００２９】
印刷機構４は、版胴１６及びプレスロール１７を有し、この版胴１６及びプレスロール１７は互いの外周面の一部を略近接させてそれぞれ回転自在に設けられている。版胴１６の外周面には原紙クランプ部１８が設けられ、この原紙クランプ部１８で孔版原紙の先端を把持する。また、版胴１６の内周面には、プレスロール１７の対向する位置にアウタープレス機構のスキージロール４７が設けられている。また、版胴１６の外周面には、無数の孔が形成された開口面（有効印面）が形成され、この開口面を通じて、版胴１６の内部から、外部にインキが供給される。なお、外周面には、孔版原紙が巻装され、外周面の開口部と孔版原紙の間に供給されたインキのうち、孔版原紙の穿孔面からのみ、インキが外部に供給されることになる。
【００３０】
給紙機構５は、印刷媒体である印刷用紙２２が複数枚積層される給紙台２３と、この給紙台２３から最上位置の印刷用紙２２に圧接するスクレーパ２４と、このスクレーパ２４の下流に配置され、かつ、互いに略近接状態で位置するピックアップロール２５と、このピックアップロール２５の下流に配置され、かつ、互いに略近接状態で位置するガイドロール２７及びタイミングロール２８とを有する。給紙台２３より給紙される印刷用紙はスクレーパ２４によって引き出され、ピックアップロール２５に送り出される。排紙機構６は、印刷が完了した印刷用紙２２を版胴１６から剥ぎ取る用紙剥取爪３２と、剥ぎ取られた印刷用紙２２を搬送する用紙搬送機構３３と、この用紙搬送機構３３によって搬送されてきた印刷用紙２２を積層状態で載置するスタッカ部３４とを有する。
【００３１】
排版機構７は、版胴１６の原紙クランプ部１８から解放された孔版原紙１５の前端を導く排版誘導ベルト３５と、この排版誘導ベルト３５より導かれた孔版原紙１５を版胴１６から引き剥がしながら巻き取って回収する排版ローラ３６と、孔版原紙１５の着版時に、孔版原紙１５が排版ローラ３６に接触するのを防ぐ汚染防止ガイド３８と、排版ローラ３６によって回収される孔版原紙１５を収納する排版ボックス３７とを有する。
【００３２】
原稿読取機構２は、スキャナーなど、原稿をレンズやＣＣＤ等によって光学的に読み取り、電気信号として出力する機構である。この読み取った情報は所定の指令（拡大、縮小等）に基づいて加工され、製版機構３に送出される。製版機構３は、原稿読取機構２で読み取った電気信号に基づいて長尺状原紙１０に対して製版を行うものであり、ロールに巻かれた長尺状原紙１０の搬送方向の下流に配置されたサーマルヘッドユニット１２と、このサーマルヘッドユニット１２と対向配置されたプラテンローラ１３と、長尺状原紙１０の搬送方向の下流に配置された原紙カッタ１４とを有する。
【００３３】
（サーマルヘッドの構成）
図２（ａ）は、サーマルヘッドユニット１２を示す平面図、同図（ｂ）は、（ａ）のサーマルヘッドユニット１２を示す側面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、サーマルヘッドユニット１２は、基板２０を備えている。基板２０の下面側には、アルミ放熱板１２１及びコネクタ１２２が取り付けられている。基板２０の上面側には、ＩＣカバー１３がナット１２４によって取り付けられている。基板２０の上部には、サーマルヘッド７０が形成されている。
【００３４】
図３（ａ）は、サーマルヘッド７０を模式的に示す平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、サーマルヘッド７０は、アルミナセラミックスからなる絶縁性の基板本体５６を基部として有しており、この基板本体上表面が、ガラス製のグレーズ５７で被覆されている。
【００３５】
グレーズ５７上面には、主走査方向に沿うように、平面視においてライン状の隆起部５７ａが形成されており、この隆起部分５７ａは、その横断面において外輪郭が略円弧状となるように形成されている。このグレーズ５７の隆起部分５７ａの曲面頂部には発熱抵抗体７２が設けられている。この発熱抵抗体７２は、薄膜からなる多数の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを、所定間隔をもって、主走査方向にライン状に配列することで構成されている。本実施形態において発熱抵抗素子７２１〜７２ｎは、図３（ｃ）に示すように、３６００個程度配列されている。
【００３６】
また、発熱抵抗体７２の副走査方向における両側には、厚さ約０．６μｍのアルミニウム等からなる導電層６４ａ、６４ｂが、それぞれ各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎと電気的に接続するように、グレーズ５７上に成膜されている。更に、サーマルヘッド７０では、発熱抵抗体７２と、各導電層６４ａ、６４ｂとを、一括して覆うように保護層５８が形成されている。更に、発熱抵抗体７２の両端には、コモン電極部６６，６６が配置されている。
【００３７】
発熱抵抗素子７２１〜７２ｎは、図３（ａ）に示すように、サーマルヘッド７０の長さ方向（主走査方向）に、所定の間隔で配列され、選択的に電圧がかけられ、個々に発熱が制御される。導電層６４ａ、６４ｂは、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）などの金属、又はこれらを主成分とした合金あるいはこれら金属や合金の積層体から成っている。最上層の保護層５８は、コモン電極部６６や導電層６４ａ，６４ｂ、発熱抵抗体７２を覆うように、成膜されている。
【００３８】
（通電量制御機構）
本発明のサーマルヘッドの駆動制御は、上記制御部８によって実行される。図４は、駆動制御に係る機構を示すブロック図である。なお、説明中で用いられる「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組合せなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。
【００３９】
図４に示すように、制御部８は、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの駆動制御に関するモジュールとして、通電量制御部８１と、補正データ記憶部８４とを備えている。この制御部８には、外部インターフェース８３や操作パネル８０のユーザーインターフェースが接続され、外部インターフェース８３に接続された外部機器からの信号や、操作パネル８０からのユーザー操作に基づく操作信号が入力される。更に、この制御部８には、製版機構３の駆動回路３０やサーマルヘッド７０など、製版のための駆動を制御する制御信号が送出される。
【００４０】
制御部８は、発熱抵抗体７２の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを単位ブロック毎に個別に制御する。各単位ブロックは、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎをそのライン列設方向に複数に分割したうちの一つの分割部分で構成され、それぞれ所定数の発熱抵抗素子を有している。
【００４１】
通電量制御部８１は、例えば、ＣＰＵ等の各種演算処理を実行する演算処理装置で実現され、ここでは、製版動作時において、サーマルヘッド７０を駆動する際に、補正データを補正データ記憶部８４から読み出し、読み出された補正データに応じた通電量により各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを発熱させるモジュールとして機能する。本実施形態では、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎに対する通電時間を制御することにより、通電量を調整し、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの発熱量を変化させる。なお、通電量の調整としては、通電時間の制御の他、電圧や電流を制御して通電量を変化させるようにしてもよい。
【００４２】
この通電量制御部８１には、補正データ記憶部８４が接続されており、補正データ記憶部８４には、上述した各単位ブロック毎の補正データが記憶されている。各単位ブロック毎の補正データは、外部Ｉ／Ｆ８３を通じて、ラベル値記憶部９から入力される各単位ブロックのラベル値に基づいて作成される。ラベル値記憶部９には、各単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値が、各単位ブロックのラベル値として記憶されている。各単位ブロックのラベル値（各単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値）は、サーマルヘッド７０の製造時に外部の抵抗値測定装置（図示せず）によって測定された各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値に基づいて作成される。
【００４３】
補正データは、ラベル値記憶部９に記憶された各単位ブロック毎のラベル値（各単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値）と、所定の目標抵抗値との差分に基づいて算出した、各単位ブロック別のデータである。そして、各単位ブロックの補正データは、単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎへの通電量を補正するデータである。この補正データの作成は、ラベル値記憶部９が行ってもよく、装置１の演算処理モジュールを用いて行ってもよい。
【００４４】
（補正データの作成）
次いで、上述したサーマルヘッドの製造時における補正データの作成について、図５を参照して説明する。まず、本実施形態の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎが、図５（ａ）に示すような抵抗値のばらつき幅Ｗ１を有しているものとする。
【００４５】
ここで、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電量を制御して、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値が実質的に全発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値を平均した平均抵抗値に一致するように、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの発熱量を一致させるには、Ｗ１／２以上の幅で抵抗値を補正するのに相当する補正を通常の通電量に対して行う必要のある発熱抵抗素子が、最低でも１つは発生することになる。
【００４６】
このばらつき幅Ｗ１に亘ってばらついた抵抗値を有する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの発熱量が一致するように通電制御するには、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電時間を個別に調整する手段が必要であり、抵抗値の測定などの前処理に時間を要する上に、測定のための手段が必要となり、システムの構造や制御が複雑になるという問題がある。また、通電量を大きく増やすように通電制御する必要がある発熱抵抗素子７２１〜７２ｎほど、そうでない他の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎと比べて、通算通電量の差による発熱抵抗素子の経年劣化のばらつきが大きくなってしまう。
【００４７】
かといって、全発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値をトリミング量の増減によって一定の目標抵抗値にそれぞれ一致させるとなると、図６のグラフに示すように、トリミング量が多い発熱抵抗素子７２１〜７２ｎほど、トリミング量が少ない発熱抵抗素子７２１〜７２ｎに比べて、構造的な劣化の度合いが大きくなって寿命が短くなってしまう。
【００４８】
一方、例えば、図５（ｂ）に示すように、全発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを４つの単位ブロックに区分し、各単位ブロックに属する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値をそれぞれ求めると、各単位ブロックの平均抵抗値どうしのばらつき幅Ｗ２は、図５（ａ）に示すばらつき幅Ｗ１よりも小さい幅となる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、各単位ブロックに属する所定数の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを、それらの発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの実際の抵抗値から求めた平均抵抗値であるものと仮定して、それら所定数の発熱抵抗素子による合計発熱量が所定の目標発熱量となるような通電量を、各単位ブロックについて決定している。そして、決定した通電量で対応する単位ブロックの所定数の発熱抵抗素子が駆動されるように、標準的な通電量を決定した通電量に補正するための補正データを、各単位ブロックの補正データとして補正データ記憶部８４に記憶するようにしている。
【００５０】
このようにして決定される各単位ブロックの補正データにより補正した通電量で、対応する単位ブロックの所定数の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎをそれぞれ駆動することにより、図５（ｃ）に示すように、各単位ブロックの発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値が同じ抵抗値となったのと同じ状態で、発熱抵抗体７２の各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを発熱させることができる。
【００５１】
なお、上述した目標抵抗値は、４つの単位ブロックの平均抵抗値の例えば中間値や、４つの平均抵抗値をさらに平均した抵抗値としてもよい。また、平均抵抗値との差の最大値が最も少なくなるように目標抵抗値を決定してもよい。
【００５２】
次に、上述した手順で決定する補正データを用いた単位ブロック別の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電制御を含む、サーマルヘッド７０の製造から駆動までの手順について、図７の工程図と図８の断面図とを参照して説明する。
【００５３】
同図に示すように、まず、ステップＳ１０１のグレーズ基板の作製工程で、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）に示す基板本体５６上に、スクリーン印刷等により、グレーズ５７を形成する。このとき、グレーズ５７上面において、外輪郭が略円弧状の隆起部５７ａをライン状に形成する。次いで、図８（ｃ）に示すように、ステップＳ１０２の発熱抵抗素子成膜工程において、グレーズ５７の上に発熱抵抗体７２を形成する。この発熱抵抗体７２の形成は、例えば、真空蒸着やスパッタリング等の薄膜形成技術を用いて行う。更に、ステップＳ１０３のフォトリソグラフィー及びエッチング工程で、フォトリソグラフィーとエッチングにより、成膜された発熱抵抗素子７２１〜７２ｎが、図３（ａ）で示したように、グレーズ５７の長さ方向に、所定の間隔で配列されることとなる。
【００５４】
そして、ステップＳ１０４の電極層成膜工程において、図８（ｄ）に示すように、発熱抵抗体７２上の全面に、所望の厚さの導電層６４を形成する。導電層６４は、スパッタリング等の薄膜形成技術により形成されてもよいし、スクリーン印刷工法により形成されてもよい。次いで、ステップＳ１０５のフォトリソグラフィー及びエッチング工程で、フォトリソグラフィーとエッチングによってパターニングし所望の領域の導電層６４を除去する。より具体的には、図３（ａ）で示したように、サーマルヘッド７０の長さ方向に、所定の間隔で配列されて形成され、かつ、発熱抵抗体７２の頂部領域が露出するように、導電層６４を除去する。この工程によって、導電層６４は、コモン電極部６６側の第１の導電層６４ａと反対側の第２の導電層６４ｂとに電気的に分離される。その後、ステップＳ１０６の保護膜形成工程では、図８（ｅ）に示すように、最上層に保護層５８を形成する。
【００５５】
更に、次いで加熱処理を行う。具体的には、ステップＳ１０７のアニール処理工程において、発熱抵抗体全体に加熱する。このアニール処理により、製造過程において発熱抵抗体７２に生じた局所的な結晶の歪みを解消し、発熱抵抗体７２全体の発熱素子の結晶性を高めることで、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの膜構造が安定化する。このアニール処理に次いで、ステップＳ１０８のトリミング工程で、作製された各発熱抵抗体７２の抵抗値を調整するためにトリミングを行う。
【００５６】
このトリミング処理では、各画素を構成する発熱抵抗素子７２１〜７２ｎについて、導電層６４ａと６４ｂとの間にパルス通電を複数回行うことにより、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値を変化させ、各ドットでの発熱抵抗体７２の抵抗値を所望の抵抗値に調整する。なお、本実施形態において、このステップＳ１０８では、抵抗値のばらつきの程度（抵抗値の分布幅）を、図５（ａ）に示す程度まで大まかに縮めておけばよい。
【００５７】
そして、このようにしてトリミング処理を完了した後、次いで、発熱抵抗体７２の抵抗値の測定を行い（ステップＳ１０９）、単位ブロック毎の平均抵抗値を算出する（Ｓ１１０）。なお、本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎは３６００個あり、これを４等分して単位ブロックを形成する。しかし、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの等分数は、４等分に限らず任意である。例えば、単位ブロック内での発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値の目標ばらつき幅を先に設定し、そのばらつき幅に収まる範囲を一単位ブロックとするように、単位ブロック内の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの数を決定してもよい。
【００５８】
次いで、算出された平均抵抗値に基づき、各単位ブロックの算出された平均抵抗値が実質的に所定の目標抵抗値となるような、記録時における通電制御用の補正データを、先に説明した手順で各単位ブロック別に作成する（Ｓ１１１）。なお、本実施形態では、この目標抵抗値は、各ブロックの平均抵抗値のうち最も低い値とし、ここでは、２０４０Ωとしている。
【００５９】
その後、この作成された補正データは、抵抗値測定装置９から、制御部８の外部インターフェース８３を通じて孔版印刷装置１へ送信され、補正データ記憶部８４に格納される。なお、ここでは、補正データの作成を、抵抗値測定装置９で行ったが、孔版印刷装置１の演算処理モジュールを用いて行ってもよい。
【００６０】
（製版動作）
次に、以上の構成を有する孔版印刷装置１における製版動作について説明する。
【００６１】
先ず、製版機構３において、プラテンローラ１３と原紙送りローラの回転により長尺状原紙１０を搬送し、サーマルヘッドユニット１２へと送り出す。サーマルヘッドユニット１２では、原稿読取機構２で読み取った画像情報に基づきサーマルヘッド７０の各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎが選択的に発熱することによって、長尺状原紙１０に対し、感熱穿孔し、孔版原紙１５を製版する。
【００６２】
このとき、サーマルヘッド７０の駆動時には、補正データを補正データ記憶部８４から読み出し、通電量制御部８１において、読み出された補正データに応じた通電量となるように通電時間を調整し、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを発熱させる。詳述すると、補正データは、サーマルヘッドの製造過程において、抵抗値測定装置９により測定された抵抗値に基づいて、単位ブロック毎の平均抵抗値を算出し、算出された平均抵抗値が所定の目標抵抗値となるように、単位ブロック単位で作成されている。
【００６３】
通電量制御部８１は、原稿読取機構２で読み込まれた画像データを解析し、印刷画像の画線部に対応させて穿孔するために、各画素のドットに応じた通電量となるように、画素毎の通電時間を算出する。このとき、補正データを参照し、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値に応じて、通電時間を伸縮させる。具体的には、抵抗値測定装置９により、製造過程において測定された抵抗値（図５（ａ））に基づき、単位ブロック毎の平均抵抗値を算出し（同図（ｂ））、サーマルヘッド７０の駆動中において、各単位ブロックの平均抵抗値が全て所定の目標抵抗値と実質的に一致した状態となるように、単位ブロック単位で各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電量を補正する。なお、この目標抵抗値は、各ブロックの平均抵抗値のうち最も低い値とし、本実施形態では、目標抵抗値を、２０４０Ωとしている。
【００６４】
したがって、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの全体についての平均抵抗値を基準にして各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電制御を個別に行う場合（図５（ａ））は、±５％以上の抵抗値のばらつき幅Ｗ１を補う大きさで通電量補正幅のばらつきが生じる。一方、本実施形態のように、単位ブロック毎に平均抵抗値を目標抵抗値に一致させるような通電制御をその単位ブロックに属する発熱抵抗素子に一律に行う場合には、各単位ブロックの平均抵抗値どうしのばらつき幅Ｗ２を補う大きさに、通電量補正幅のばらつきが収まり、本実施形態の方が小さくなっている。
【００６５】
そして、この補正された通電時間に従って、サーマルヘッドによって加熱し、印刷画像の画線部に対応させて穿孔し、製版を行う。なお、印刷駆動時にあっては、製版された孔版原紙１５の先端を版胴１６の原紙クランプ部１８でクランプし、このクランプした状態で版胴１６が回転されて孔版原紙１５を版胴１６の外周面に巻き付け装着する。そして、印刷用紙２２がスキージロール４７とプレスロール１７との間で版胴１６及び孔版原紙１５とともに押圧され、印刷用紙２２に孔版原紙１５の穿孔部分からインクが転写されて画像が印刷される。
【００６６】
（作用・効果）
サーマルヘッド７０の製造時において、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値の平均抵抗値を算出し、各単位ブロックの発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの平均抵抗値が所定の目標抵抗値となった状態で各単位ブロックの発熱抵抗素子７２１〜７２ｎが発熱するように、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの通電量を単位ブロック別に補正する補正データを作成する。そして、サーマルヘッド７０の駆動時には、その補正データに応じて各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎに対する通電量（例えば、通電時間）を増減（伸縮）させる。このため、サーマルヘッド７０の駆動時における発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値の測定や、通電時間の制御などの処理をなくし、前処理による駆動時間の長時間化、及びシステム・制御の複雑化を回避しつつ、画像濃度ムラやドット抜け(穿孔不発)の発生を回避することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、サーマルヘッド７０の製造時において、複数の発熱抵抗素子７２１〜７２ｎを所定の単位ブロックに区分するとともに、各単位ブロックの抵抗値を測定し、単位ブロック毎に、平均抵抗値を算出し、各素子が属するブロックの平均抵抗値が所定の目標抵抗値となるように、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎに対する通電量（例えば、通電時間）を増減（伸縮）させる。このため、通電量制御によって補う抵抗値のばらつき幅を、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの全体についての平均抵抗値を基準とした場合と比べて小さい幅に抑制させることができる。具体的には、発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの全体についての平均抵抗値を基準にした場合には、図５（ａ）に示すように、±５％以上の抵抗値のばらつき幅Ｗ１を補う通電量制御を行う必要があるが、本実施形態では、同図（ｂ）に示すように、各単位ブロックの平均抵抗値どうしのばらつき幅Ｗ２を補う程度の小幅な通電量制御を行えばすむようにすることができる。
【００６８】
また、このように通電量を補正することで、各単位ブロックの平均抵抗値を全て同じ抵抗値としたのと実質的に同じ状態にすることができるので、発熱抵抗体７２の全体における各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値のばらつき幅を、各単位ブロックにおける平均抵抗値と発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値とのばらつき幅Ｗ３の最大値である±３％以下に抑えることができる。
【００６９】
これにより、工場出荷時のトリミング量を増やすことなく、各発熱抵抗素子７２１〜７２ｎの抵抗値のばらつきを抑制できるとともに、駆動時における補正量のばらつきも抑制できる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 孔版印刷装置
２ 原稿読取機構
３ 製版機構
４ 印刷機構
５ 給紙機構
６ 排紙機構
７ 排版機構
８ 制御部
９ ラベル値記憶部
１０ 長尺状原紙
１２ サーマルヘッドユニット
１３ プラテンローラ
１４ 原紙カッタ
１５ 孔版原紙
１６ 版胴
１７ プレスロール
１８ 原紙クランプ部
２０ 基板
２２ 印刷用紙
２３ 給紙台
２４ スクレーパ
２５ ピックアップロール
２７ ガイドロール
２８ タイミングロール
３０ 駆動回路
３２ 用紙剥取爪
３３ 用紙搬送機構
３４ スタッカ部
３５ 排版誘導ベルト
３６ 排版ローラ
３７ 排版ボックス
３８ 汚染防止ガイド
４７ スキージロール
５６ 基板本体
５７ グレーズ
５７ａ 隆起部
５８ 保護層
６４ 導電層
６４ａ 第１の導電層
６４ｂ 第２の導電層
６６ コモン電極部
７０ サーマルヘッド
７２ 発熱抵抗体
８０ 操作パネル
８１ 通電量制御部
８３ 外部インターフェース
８４ 補正データ記憶部
１２１ アルミ放熱板
１２２ コネクタ
１２４ ナット
７２１〜７２ｎ 発熱抵抗素子
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 抵抗値のばらつき幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体に通電して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドシステムであって、
前記発熱抵抗体を前記ラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックが、所定数の前記発熱抵抗素子によってそれぞれ構成されており、
抵抗値を前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値とした該所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるため、前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて算出した前記所定数の発熱抵抗素子に関する通電量を、前記各単位ブロック別に記憶する通電量記憶部と、
前記サーマルヘッドの駆動時に、前記各単位ブロック毎に、前記単位ブロックの前記所定数の発熱抵抗素子を該単位ブロックに対応して前記通電量記憶部に記憶された通電量でそれぞれ駆動させる通電量制御部と、
を備えることを特徴とするサーマルヘッドシステム。
【請求項２】
ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体に通電して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドの通電制御方法であって、
前記発熱抵抗体を前記ラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックを、所定数の前記発熱抵抗素子によってそれぞれ構成し、
抵抗値を前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値とした該所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるための、前記所定数の発熱抵抗素子に関する通電量を、該所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて、前記各単位ブロック別に予め決定し、
前記サーマルヘッドの駆動時に、前記各単位ブロックの前記所定数の発熱抵抗素子を、各単位ブロックに対応して予め決定した通電量でそれぞれ駆動させるようにした、
ことを特徴とするサーマルヘッドの通電制御方法。
【請求項１】
ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体に通電して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドシステムであって、
前記発熱抵抗体を前記ラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックが、所定数の前記発熱抵抗素子によってそれぞれ構成されており、
抵抗値を前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値とした該所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるため、前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて算出した前記所定数の発熱抵抗素子に関する通電量を、前記各単位ブロック別に記憶する通電量記憶部と、
前記サーマルヘッドの駆動時に、前記各単位ブロック毎に、前記単位ブロックの前記所定数の発熱抵抗素子を該単位ブロックに対応して前記通電量記憶部に記憶された通電量でそれぞれ駆動させる通電量制御部と、
を備えることを特徴とするサーマルヘッドシステム。
【請求項２】
ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体に通電して各発熱抵抗素子を発熱させるサーマルヘッドの通電制御方法であって、
前記発熱抵抗体を前記ラインの延在方向に複数に区分した各単位ブロックを、所定数の前記発熱抵抗素子によってそれぞれ構成し、
抵抗値を前記所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値とした該所定数の発熱抵抗素子に通電したときの合計発熱量を所定の目標発熱量と一致させるための、前記所定数の発熱抵抗素子に関する通電量を、該所定数の発熱抵抗素子の平均抵抗値と目標抵抗値との差分に基づいて、前記各単位ブロック別に予め決定し、
前記サーマルヘッドの駆動時に、前記各単位ブロックの前記所定数の発熱抵抗素子を、各単位ブロックに対応して予め決定した通電量でそれぞれ駆動させるようにした、
ことを特徴とするサーマルヘッドの通電制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１３９８３９（Ｐ２０１２−１３９８３９Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２３９５（Ｐ２０１０−２９２３９５）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
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