JP2002513337A - 自動可変印字速度の記録装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 指標を記録すべき半加工製品ごとに又は半加工製品の行ごとに有効印字速度を変化させることができるように印宇速度を変化させる装置（２０）及びその方法。装置（２０）は、サーマルプリンタ（３２，３４，３６，４０，４２，４８）に動作結合し、入力端子でホストコンピュータ（２４）に応答してサーマルプリンタの印字速度を制御する制御プロセッサ（３０）を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動可変印字速度の記録装置及びその方法 発明の背景 本発明は、可変印字速度で記録する記録装置及びその方法に関する。 プラスチックカードなどの半加工製品にカラー画像を記録する場合、サーマル プリンタが使用されることが多い。半加工製品にカラー画像を記録するときには 、半加工製品で何度も記録工程を繰り返し、プリンタがカラーキャンバスとも呼 ばれる基本色をそのたびに記録することによって、カラーキャンバスが記録され るごとに合成色画像を生成する。通常、イエロー、マゼンタ及びシアンの３つの 基本色がある。カラーデータは、記録すべき画素ごとにプリンタへ送られる。こ のデータは、例えば、４ビット、８ビット、１６ビットなどの様々な大きさで送 信可能である。基本色ごとに８ビットカラーデータを使用する場合、半加工製品 に記録される各画素が所定の画素に基本色が存在しない又は光学濃度が零である ことを表す０から、所定の画素について半加工製品への染料の転写が最大である 又は光学濃度が最大であることを表す２５５までの０から２５５の陰影値を有す ることになる。０から２５５のデータ値は色陰影又は色の光学濃度を表すと言わ れることが多い。従って、８ビットカラーデータを使用している場合には、基本 色事に２５６の異なる陰影値又は光学濃度が存在しうる。３つの基本色を組み合 わせて合成色を生成するように、３回の異なる基本色工程を実行することにより 、半加工製品の画素位置ごとに千六百万を越える色（２５６³）の組み合わせを 得ることができる。 先に述べたように、プリンタで記録される基本色をそれぞれカラーキャンバス と呼ぶ。カラーキャンバスごとに（８ビットカラーデータの例のように）２５６ の色陰影を利用できるであろうが、所定のカラーキャンバスで使用される又は所 定のカラーキャンバスに存在している最大陰影値又は最大光学密度は最大可能デ ータ陰影値より小さいこともある。例えば、（８ビットカラーデータを使用する 場合に）最大可能データ陰影値が２５５であったとしても、所定のカラーキャン バスで使用される最大陰影値が１００になることもありうる だろう。 大半のサーマルプリンタでは、記録できる色陰影の数が限られている。例えば 、色ごとに８ビットカラーデータを受信していても、１２８種類の色陰影しか記 録できないプリンタもある。典型的には、サーマルプリンタは、カラー画像の画 素ごとに、その画素で記録されるべき陰影値に従って変動する回数だけ及び／又 はそれに従って長さが変化する時間にわたり動作される複数の個別のプリンタド ット要素を有する。通常、これは、プリンタドット要素が各画素で陰影値を記録 するために必要な数のクロックサイクルにわたり動作されるように、クロックの 制御の下に実行される。多くのプリンタでは、画素ごとのクロックサイクルの数 、すなわち、プリンタドット要素を動作させることができる回数に上限があり、 それに対応して、そのプリンタが記録できる色陰影の数にも限りがある。 従来、熱転写記録は、媒体（受け入れ側吸収速度）又はリボンの染料転写速度 のいずれかと、データを記録ヘッドへクロッキングすることができるであろう速 度とにより決定される一定の速度で実行されていた。プリンタは、最悪の場合を 想定した速度で記録するように設計されている。従って、プリンタは、１つのカ ラーキャンバス上の全ての画素が最大陰影値にあるときにそれらの画素を記録す るためにプリンタドット要素を動作させるのに要すると考えられる時間、待機し ていなければならない。受け入れ側吸収速度と染料転写速度が絶対高速最終記録 速度を規定するのであるが、プリンタが最悪の場合の速度で記録しなければなら ないために、効率はかなり無駄に失われてしまう。 本発明は、既存の記録装置及び方法と関連する上記の問題及びその他の問題を 解決する。 発明の概略 本発明は、可変速度で記録するサーマルプリンタ装置及び方法に関する。 一実施例においては、本発明は、サーマルプリンタと、サーマルプリンタに動 作結合し、通常、 tpreheat shades＝予備加熱サイクルの時間、 nshades＝現在カラーキャンバスに関わる可能色陰影の最大数、 tper shade＝記録陰影当たりの時間（クロック速度）、及び Ｋ＝オーバヘッド時間処理定数として、 印字速度＝tpreheat shades＋（nshades ＊ tpershade）＋Ｋ のアルゴリズムに従って、サーマルプリンタの印字速度を制御する制御プロセッ サとを含む可変速度記録装置に関する。 好ましい実施例では、印字速度は、記録を形成すべき半加工製品ごとにカラー キャンバスごとに調整される。 別の好ましい実施例では、印字速度は記録行ごとにカラーキャンバスごとに調 整される。 本発明によれば、他の利点に加えて、印字速度を相対的に増すように印字速度 の自動調整を実行することができる。 本発明の好ましい実施例においては、所定のカラーキャンバスの中の陰影値の 最大数は、プリンタが記録を実行すべく設定(configured)されている陰影の最大 数に基づいて設定(configured)最大陰影値に正規化される。 本発明の特徴を成す上記の利点及び新規な特徴、並びにその他の様々な利点及 び新規な特徴は、本発明の一部を構成する添付の請求の範囲の中で特定性をもっ て指摘されている。しかしながら、本発明、その利点及び本発明の利用によって 達成される目的を更に良く理解するためには、同様に本発明の一部を形成し且つ 本発明の好ましい一実施例を図示し、説明する添付の図面及び関連する説明を参 照すべきである。 図面の簡単な説明 図１は本発明の一実施例のブロック線図である。 好適な実施形態の説明 図面中、いくつかの図を通して、同じ図中符号は、概して、対応する部分を指 示する。 好ましい一実施例においては、本発明の原理に従って使用される記録装置及び その方法は、カラーキャンバスとも呼ばれる基本色（イエロー、マゼンタ、シア ン又は単色）ごとに、指標が記録されている所定の半加工製品に記録されるべき データに基づいて印字速度を計算し、その最適印字速度に調整する。十分な分解 能が与えられ且つシステムが急速に応答するものであれば、本発明の記録装置及 び方法により、記録行ごとに記録されるべき最大陰影値を確定し且 つそれに相応して行ごとの印字速度を調整することによって、半加工製品に記録 すべき記録行ごとの速度を調整することができる。また、本発明の記録装置及び 方法は、半加工製品の所定の行に記録が行われない場合、例えば、所定の記録行 についてはプリンタ要素、すなわち、ドットがオンしていない場合に、その行を 全て有効に飛び越すというオプションを実行することもできる。１つの行の記録 から次の行の記録までの時間は、記録装置及び方法が次の記録行に備えてセット アップするのに要する時間である時間値定数Ｋ（多くの場合、値Ｋをオーバヘッ ド処理時定数という）より短いのが好ましい。Ｋが使用される特定の記録装置に よって異なることは理解されるであろう。 図１は、本発明の原理に従って構成されたサーマルプリンタ２０を示すブロッ ク線図である。概して、サーマルプリンタ２０は受け入れ基板に図形画像を記録 する記録エンジン２２と、記録エンジン２２に図形画像を供給するホストコンピ ュータ２４とを含む。記録エンジン２２と、ホストコンピュータ２４との間では 、インタフェース２８によりデータと指令が受け渡される。 記録エンジン２２は、記録エンジン２２全体の動作を制御する記録プロセッサ ３０を含む。記録プロセッサ３０は送り制御装置３２、ヘッド制御装置３４及び リボン制御装置３６とインタフェースする。タイミング／制御プロセッサ３８は 記録プロセッサ３０と協働して、送り制御装置３２、ヘッド制御装置３４及びリ ボン制御装置３６の動作を協調させ且つ同期させる。また、記録エンジン２２は 、オプションとして、集積回路化個人識別(Personalization)インタフェース３ ５と、磁気ストライプ個人識別インタフェース３７とを含む。 記録プロセッサ３０は、送り制御装置３２を介して、カードなどの基板を通過 移動させる送りシステム４０を制御する。送りシステム４０は複数の案内面、送 りローラ、センサ及びステッパモータを含んでいるのが好ましい。基板がシステ ムを通って進んで行く様子は、送り制御装置３２により監視され、送りシステム ４０のステッパモータ信号及びセンサ信号を介して制御される。更に、記録プロ セッサ３０は、リボン制御装置３６を介して、熱に反応するインク又は染料をカ ードなどの所定の基板に転写する熱転写リボンを含むリボンシステム４８を制御 する。 記録エンジン２２は、熱記録ヘッド４４と、記録ヘッド４４に隣接して装着 されるプリント回路基板などの不揮発性メモリ４６の実装場所とを有する記録モ ジュール４２を更に含む。記録ヘッド４４と不揮発性メモリ４６の実装場所は、 システムから容易に取り外すことができ、別のパッケージ又はモジュールと交換 できるパッケージ又はモジュールを構成しているのが好ましい。記録ヘッド４４ は、ドット要素の行又は列を含むのが好ましい。一実施例では、記録ヘッド４４ は６７１個のドット要素を含む。ドット要素は、動作されたときに、転写リボン を加熱することにより、熱に反応するインク又は染料をキャリアリボンから基板 上の所望の場所に転写させる抵抗要素である。記録ヘッド４４の動作は、記録プ ロセッサ３０によりヘッド制御装置３４を介して制御される。 一実施例では、記録プロセッサ３０は、 tpreheat shades＝予備加熱サイクルの時間、 nshades＝現在カラーキャンバスに関わる可能色陰影の最大数、 tper shade＝記録陰影当たりの時間（クロック速度）、及び Ｋ＝オーバヘッド時間処理定数として、 印字速度＝tpreheat shades＋（nshades ＊ tpershade）＋Ｋ のように記録ヘッド４４の印字速度を自動的に調整するためのプログラム論理を 含む。 予備加熱サイクルの時間であるtpreheat shadesは、記録すべき各列の画素の 記録を開始する前にプリンタを予備加熱するのに要する時間である。予備加熱サ イクルは、記録ヘッドが染料を転写するのに必要な温度に近くなるように温度を 確保するために使用される。この予備加熱は、各記録列の初めに一度ずつ実行さ れる。予備加熱値は、記録ヘッドを１００％デューティサイクルに起動するため の回数（サイクル又は行程）を特定する。本発明の好ましい一実施例では、予備 加熱サイクルは０から最大値３１までの範囲にある。列の数は、半加工製品の大 きさ、プリンタの分解能などによって決まる。例えば、１インチ当たり３００ド ット（３００ｄｐｉ）で記録する場合、各列の幅は１／３００インチである。半 加工製品の記録領域が４インチであれば、１２００列が記録されることになる。 先に述べた通り、記録すべき現在カラーキャンバスのどの画素の最大陰影値 も、カラーデータにより表される最大陰影値より小さくて良い。例えば、８ビッ トのカラー画素データの場合、陰影の数は２５６個（０から２５５）、すなわち 、最大陰影値は２５５であるが、現在カラーキャンバスに現れている最大陰影値 又は最大光学濃度は、２５５より小さい９９又は他の何らかの値になると考えら れる。現在カラーキャンバスに関わる可能色陰影の最大数であるnshadesは、現 在カラーキャンバスの最大陰影値に１を加算した値である。従って、nshadesの 値は、現在カラーキャンバスの８ビットカラーデータを評価して、現在カラーキ ャンバスの最大８ビットカラーデータ値を確定することにより確定される。 本発明の好ましい一実施例では、所定のカラーキャンバスの中の可能色陰影値 の最大数は、プリンタが記録を形成すべく構成されている陰影の最大数に基づい て、設定最大陰影値に正規化される。例えば、８ビットカラー画素値は０から２ ５５までの陰影値を含むことができるであろう。この値を、プリンタが記録を形 成すべく構成されている陰影の最大数に基づいて正規化するのである。例えば、 プリンタが色の１２８の陰影を記録すべく構成されている場合、８ビットカラー 画素値を２で除算して、プリンタが記録できる色の１２８の陰影を獲得する。こ れにより、各々の陰影を記録するのに要するクロックサイクルの数が相応して二 分の一に減少するため、印字速度は速くなる。この例においては、最大陰影値を 表す８ビットカラー画素データも二分の一に減少するので、nshadesは半減する 結果になるであろう。 各陰影を記録するための時間であるtper shadeは、クロック速度に応じて決ま る。例えば、８ＭＨｚのクロックを使用し、プリンタにデータを入力するための ポート又はチャネルが２つあるプリンタにおいて個別の記録要素が７０４個ある 場合、tper shadeは８ＭＨｚ ｘ ７０４／２，すなわち、４４マイクロ秒（μｓ ）である。これがプリンタによって異なることは理解されるであろう。 オーバヘッド時間処理定数Ｋは、いくつかの方法により確定できる。本発明の 好ましい一実施例では、Ｋは各陰影を記録するための時間であるtper shadeの５ ％、この場合は２μｓに設定される。この値は、２μｓのような固定値に設定さ れても良いであろう。 動作中、カラーキャンバス陰影値が正規化されたならば、最大陰影値を求めて カラーキャンバス画素データを走査する。この値に設定予備加熱サイクル数を加 算した値を、先に述べたように、印字速度を確定するための制御論理に供給する 。印字速度が基本処理要求時間を越えるのを防止するために、計算上の速度をあ らかじめ設定されている最大印字速度と比較する。 本発明の一実施例においては、キャンバスの種類ごとに異なる記録電圧レベル を特定する能力が与えられている。例えば、カラーキャンバス及び白黒キャンバ ス＝画素ごとに１ビット、階調キャンバス＝画素ごとに８ビット、トップコート レイヤ＝画素ごとに１ビットとなっている。従って、より少ない数の陰影を記録 することにより失われるエネルギーに対応するために、記録電圧を調整すること ができる。最大陰影数をより少なくし、記録電圧を上げるという方法で、印字速 度の増加を利用しても良い。 以上の説明においては、本発明の構造及び機能の詳細と共に、本発明の数多く の特徴及び利点を挙げたが、それらの開示は単なる例であり、本発明の原理の中 で、添付の特許請求の範囲が表現されている用語の広い普遍的な意味により指示 されている範囲内で、特に各要素の形状、大きさ及び配置に関して、詳細にわた り変更を実施しても差し支えない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． サーマルプリンタと、 サーマルプリンタに動作結合し、通常記録すべきカラーキャンバスに関わる記 録陰影の最大可能数に従って印字速度を変化させることにより、サーマルプリン タの印字速度を制御する制御プロセッサ、 とを具備する可変速度記録装置。 ２． 印字速度を確定するために、 tpreheat shades＝予備加熱サイクルの時間、 nshades＝現在カラーキャンバスに関わる可能記録陰影の最大数、 tper shade＝記録陰影当たりの時間（クロック速度）、及び Ｋ＝オーバヘッド時間処理定数として、 印字速度＝tpreheat shades＋（nshades ＊ tpershade）＋Ｋ のアルゴリズムを利用する請求項１記載の装置。 ３． 制御プロセッサは、記録を形成すべき半加工製品ごとにカラーキャンバス ごとの印字速度を調整する論理を含む請求項１記載の装置。 ４． 制御プロセッサは、記録行ごとにカラーキャンバスごとの印字速度を調整 する論理を含む請求項１記載の装置。 ５． 制御プロセッサは、ある記録行に記録を実行すべきでない場合にその記録 行を飛び越す論理を含む請求項１記載の装置。 ６． 所定のカラーキャンバスの中の陰影値は、プリンタが記録を実行すべく構 成されている陰影の最大数に基づいて正規化される請求項１記載の装置。 ７． サーマルプリンティングの速度を変化させる方法において、 予備加熱サイクルの時間であるtpreheat shadesを確定する過程と、 現在カラーキャンバスに関わる記録陰影の最大可能数であるnshadesを確 定する過程と、 記録陰影ごとの時間であるtper shadeを確定する過程と、 オーバヘッド時定数Ｋを確定する過程と、 印字速度＝tpreheat shades＋（nshades ＊ tpershade）＋Ｋに従って印字速 度を確定する過程とからなる方法。