JP2004017341A - サーマルヘッドの蓄熱量補正装置及びサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】尾引き現象を抑制し、画像パターン及び印画速度の如何に拘わらず、常に高品位の画像を印画できるサーマルプリンタを提供する。
【解決手段】サーマルヘッドに蓄積される熱量に応じて該サーマルヘッドに供給する印刷データを補正する蓄熱量補正装置は、印刷すべきラインの注目画素の階調値を、該注目画素の属する列と同じ列に属する画素の階調値の前記印刷すべきラインの直前のラインまでの累積和に応じて補正する手段３，５を備え、蓄熱量の補正を画素単位で行うことを特徴とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタに搭載されるサーマルヘッドに蓄積される熱量に応じて該サーマルヘッドに供給する印刷データを補正する蓄熱量補正装置及びサーマルプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルプリンタは、発熱抵抗体が配列されてなるサーマルヘッドを有し、これらの発熱抵抗体に印刷データに従って通電することにより印字が行われるが、印字を繰り返すことによりサーマルヘッドに熱が蓄積して行き、そのままでは印字濃度が濃くなるので、これを補正する必要がある。
【０００３】
そのため、例えば特開平６−７９９０１号公報に記載のサーマルプリンタは、第１ラインを印字する際の通電時間は温度センサで検出したサーマルヘッドの温度に基づいて決定し、第２ライン以降の印字の際は累計印字数（画素数）に基づいて通電時間を補正する構成を有する。
【０００４】
また、特開２０００−７１５０６号公報に記載のサーマルプリンタは、各ラインの印字の際に、サーマルヘッドに蓄積された熱量に応じて印字階調データを補正する構成を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のサーマルプリンタにおいて濃度の非常に濃い領域の直下に濃度が急激に薄くなる領域が存在する画像を印画する場合、濃度の薄い領域内に薄く色のついた部分が延びる、いわゆる尾引き現象が発生するという問題がある。これは、従来のサーマルプリンタでは通電時間の補正または印字階調データの補正はライン単位で行うので、領域単位では十分な補正効果が得られないという理由によるものであり、印画速度を速めた場合には尾引き現象は更に大きくなる。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、上記の尾引き現象を抑制し、画像パターン及び印画速度の如何に拘わらず、常に高品位の画像を印画できるサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明は、サーマルヘッドに蓄積される熱量に応じて該サーマルヘッドに供給する印刷データを補正する蓄熱量補正装置において、
印刷すべきラインの注目画素の階調値を、該注目画素の属する列と同じ列に属する画素の階調値の前記印刷すべきラインの直前のラインまでの累積和に応じて補正する手段を備え、蓄熱量の補正を画素単位で行うことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成すべく、請求項２に記載の発明は、サーマルヘッドに蓄積される熱量に応じて該サーマルヘッドに供給する印刷データを補正する蓄熱量補正装置において、
印刷すべきラインの注目画素の階調値を、該注目画素の属する列と同じ列に属する画素の階調値の前記印刷すべきラインの直前のラインまでの累積和と、前記同じ列に隣接する所定数の列にそれぞれ属する画素の階調値の前記直前のラインまでのそれぞれの累積和とに応じて補正する手段を備え、蓄熱量の補正を画素単位で行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記手段が、各列の画素の階調値の累積和にそれぞれ重み係数を乗算して重み付けし、重み付けされた累積和の総和に基づいて前記注目画素の階調値を補正するように構成され、前記重み係数は、前記注目画素の属する列から離れるほど小さくなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載のサーマルプリンタは、請求項１から３のいずれか一項に記載のサーマルヘッドの蓄熱量補正装置を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１に本発明の実施の形態１に係るサーマルヘッドの蓄熱量補正装置の構成を示す。本実施形態の蓄熱量補正装置は、元の画像データ（各画素の階調値）を記憶する記憶素子１と、後述の熱履歴データを演算により求める積算演算部２と、補正後の画像データを演算により求める印刷データ補正演算部５と、サーマルヘッド７への通電及び駆動制御を行う信号処理ヘッド駆動部６とから構成される。
【００１２】
積算演算部２は、第ｎラインの画素の印刷の際、下記の式（１）に従い、同じ列に属する画素の階調値を第１ラインから直前の第ｎ−１ラインまで累積し、熱履歴データＳ_ｎを求める。ここでは、画素はそれぞれ２５６階調のＲ，Ｇ，Ｂ系の画素であり、例えば赤のデータの場合、階調０が最も濃い赤を表し、階調２５６が白を表すものとする。
Ｓ_ｎ＝（２５５−Ａ_ｎ−１）＋α・Ｓ_ｎ−１　　　（１）
【００１３】
（１）式において、Ａ_ｎ−１は第ｎ−１ライン上の同じ列に属する画素の画素データ（画素の階調値）、Ｓ_ｎ−１は第ｎ−１ラインの印刷の際に求めた熱履歴データ（但しＳ_０は０とする）、αは重み係数である。
【００１４】
蓄熱エネルギーは階調値が小さいほど大きく、逆に階調値が大きいほど蓄熱エネルギーは小さい。熱履歴データＳ_ｎ−１の影響は、前のラインの印刷から時間が経過するにつれ小さくなるので、熱履歴データＳ_ｎ−１には経過時間に応じた値の重み係数α（０＜α＜１）を乗算している。
【００１５】
積算演算部２は、画素データＡ_ｎ−１と熱履歴データＳ_ｎ−１の値の種々の組み合わせについて熱履歴データＳ_ｎを予め演算して求め、その結果を格納したテーブル３を備えており、該テーブル３を参照して熱履歴データＳ_ｎを得るようにしている。
【００１６】
印刷データ補正演算部４は、積算演算部２から供給される熱履歴データＳ_ｎと記憶素子１から供給される画素データＡ_ｎとから、下記の式（２）に従い補正後の画素データＡｎ’を求める。
Ａ_ｎ’＝Ａ_ｎ＋Ｋ・Ｓ_ｎ　　　（２）
【００１７】
（２）式において、Ｋ（０＜Ｋ＜１）は重み係数であり、Ｋ・Ｓ_ｎは元の画素の濃度、即ちその階調値から減算すべき値（但し、階調値は０が最大濃度を表すため、（２）式では加算の形を取る）を表している。この減算すべき値はサーマルヘッドの蓄熱量に相当するものであり、図２に示すように印画開始から印画終了まで次第に増加して行く。
【００１８】
印刷データ補正演算部４は、画素データＡ_ｎと熱履歴データＳ_ｎの値の種々の組み合わせについて補正後の画素データＡ_ｎ’を予め演算して求め、その結果を格納したテーブル５を備えており、該テーブル５を参照して補正後の画素データＡ_ｎ’を得るようにしている。
【００１９】
以上の蓄熱補正処理により、図３に示すように、第１ライン〜第ｎラインの元の画素データＡ_０〜Ａ_ｎは、Ａ_０’〜Ａ_ｎ’に補正されることになる。信号処理ヘッド駆動部６は印刷データ補正演算部４から供給される補正後の画素データＡ_０’〜Ａ_ｎ’に基づき、サーマルヘッド７の発熱抵抗体に印加する電圧値あるいはパルス幅を制御することにより、印刷用紙に画像を印画する。
【００２０】
本実施の形態１の蓄熱量補正装置は、蓄熱補正の演算を画素単位で行い、蓄熱補正処理を画素単位で精密に行うので、蓄熱補正処理をライン単位で行う従来の装置で発生していた尾引き現象が抑制され、画像パターン及び印画速度の如何に拘わらず、常に高品位の画像を印画することができる。
【００２１】
実施の形態２．
次に本発明の実施の形態２に係るサーマルヘッドの蓄熱量補正装置を説明する。本実施の形態２は、画素データの補正を、同じ列に属する画素の画素データのみならず、右側に隣接するｍ本の列にそれぞれ属する画素の画素データ及び左側に隣接するｍ本の列にそれぞれ属する画素の画素データも参照して行うようにした点で実施の形態１と異なる。但しｍは、（１ラインの画素数）／２より小さい正の整数である。
【００２２】
図４は、本実施の形態２において第ｎライン上の第ｌ列の画素データＡ_ｎ ^ｌの補正の際に参照する画素の範囲を示している。図４では、第ｎラインにおける第（ｌ−ｍ）列から第（ｌ＋ｍ）列の熱履歴データを、Ｓ_ｎ ^ｌ−ｍ，Ｓ_ｎ ^{ｌ−（ｍ−１）}，．．．，Ｓ_ｎ ^ｌ＋ｍで表している。
【００２３】
各列の熱履歴データＳ_ｎ ^{ｌ−ｍ〜ｌ＋ｍ}は、下記の式（３）で求められる。
Ｓ_ｎ ^{ｌ−ｍ〜ｌ＋ｍ}＝（２５５−Ａ_ｎ−１ ^{ｌ−ｍ〜ｌ＋ｍ}）＋α・Ｓ_ｎ−１ ^{ｌ−ｍ〜ｌ＋ｍ}　　（３）
【００２４】
補正後の画素データＡ_ｎ ^ｌ’は、下記の式（４）から求められる。
Ａ_ｎ ^ｌ’＝Ａ_ｎ ^ｌ＋Ｋ_０・Ｓ_ｎ ^ｌ＋Ｋ_１・（Ｓ_ｎ ^ｌ＋１＋Ｓ_ｎ ^ｌ−１）＋Ｋ_２・（Ｓ_ｎ ^ｌ＋２＋Ｓ_ｎ ^ｌ−２）＋…＋Ｋ_ｍ・（Ｓ_ｎ ^ｌ＋ｍ＋Ｓ_ｎ ^ｌ−ｍ）　　　（４）
【００２５】
上記の式（４）において、重み係数Ｋ_０〜Ｋ_ｍは、例えば、Ｋ_ｍ＝１，Ｋ_ｍ−１＝２，Ｋ_ｍ−２＝４…，Ｋ_１＝１００とし、各列の熱履歴データの重み係数が補正すべき画素の存在する列から水平方向に離れるにつれて大きくなるように設定することにより、離れた位置にある列の熱履歴データの影響を補正に反映しながらもその影響を小さくしている。尚、画素データの値が大きいほど熱転写エネルギーは小さく白レベルに近づくので、重み係数Ｋ_０〜Ｋ_ｍの値を大きくすれば蓄熱補正への影響は大きくなり、重み係数Ｋ_０〜Ｋ_ｍの値を小さくすれば蓄熱補正への影響は小さくなる。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態２においては、補正すべき画素から離れるにつれ、蓄熱補正に及ぼす熱履歴データの影響が徐々に小さくなるようにしており、従って重み係数Ｋ_０〜Ｋ_ｍは、以下の式で表される関係を満たしている。
Ｋ_０≧Ｋ_１≧Ｋ_２≧…≧Ｋ_ｍ　　　（５）
【００２７】
尚、（４）の演算は、実施の形態１と同様、画素データ及び熱履歴データの値の種々の組み合わせについて補正後の画素データを予め演算により求め、その結果を格納したテーブルを参照して行うことができるが、本実施の形態２では組み合わせの種類の数は非常に多いのでテーブルのメモリ容量は非常に大きくなる。テーブルのメモリ容量が限られており、大きくできない場合には、ｍの値を小さくするかあるいはＫ１＝Ｋ２、Ｋ３＝Ｋ４＝…＝Ｋｍとすればよい。
【００２８】
本実施の形態２によれば、同じ列のみならず、隣接の複数の列の熱履歴データも参照して蓄熱補正処理を行うので、尾引き現象がより効果的に抑制される。また、サーマルプリンタの印画速度、印画濃度等の仕様に応じてテーブルのメモリ容量を設定できるという柔軟性も備えている。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、蓄熱補正の演算を画素単位で行い、蓄熱補正処理を画素単位で精密に行うので、蓄熱補正処理をライン単位で行う従来の装置で発生していた尾引き現象が抑制され、画像パターン及び印画速度の如何に拘わらず、常に高品位の画像を印画することができる。
【００３０】
請求項２及び３に記載の発明によれば、隣接の複数の列の熱履歴データも参照して蓄熱補正処理を行うので、尾引き現象がより効果的に抑制される。
【００３１】
請求項４に記載の発明によれば、尾引き現象を抑制し、画像パターン及び印画速度の如何に拘わらず、常に高品位の画像を印画できるサーマルプリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るサーマルヘッドの蓄熱量補正装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１において、演算により求めた蓄熱補正量の印画開始から印画終了までの変化の一例を示すグラフである。
【図３】実施の形態１における、蓄熱補正前及び蓄熱補正後の画素データを比較して示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るサーマルヘッドの蓄熱量補正装置において、補正画素データの演算の際に参照する画素の範囲を示す図である。
【符号の説明】
１　記憶素子、　２　積算演算部、　３，５　テーブル、　４　印刷データ補正演算部、　６　信号処理ヘッド駆動部、　７　サーマルヘッド。

Claims (4)

1. サーマルヘッドに蓄積される熱量に応じて該サーマルヘッドに供給する印刷データを補正する蓄熱量補正装置であって、
   印刷すべきラインの注目画素の階調値を、該注目画素の属する列と同じ列に属する画素の階調値の前記印刷すべきラインの直前のラインまでの累積和に応じて補正する手段を備え、蓄熱量の補正を画素単位で行うことを特徴とするサーマルヘッドの蓄熱量補正装置。
2. サーマルヘッドに蓄積される熱量に応じて該サーマルヘッドに供給する印刷データを補正する蓄熱量補正装置であって、
   印刷すべきラインの注目画素の階調値を、該注目画素の属する列と同じ列に属する画素の階調値の前記印刷すべきラインの直前のラインまでの累積和と、前記同じ列に隣接する所定数の列にそれぞれ属する画素の階調値の前記直前のラインまでのそれぞれの累積和とに応じて補正する手段を備え、蓄熱量の補正を画素単位で行うことを特徴とするサーマルヘッドの蓄熱量補正装置。
3. 前記手段は、各列の画素の階調値の累積和にそれぞれ重み係数を乗算して重み付けし、重み付けされた累積和の総和に基づいて前記注目画素の階調値を補正するように構成され、前記重み係数は、前記注目画素の属する列から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項２に記載のサーマルヘッドの蓄熱量補正装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のサーマルヘッドの蓄熱量補正装置を備えることを特徴とするサーマルプリンタ。

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