JP2008087453A - サーマル印刷装置及び関連方法 - Google Patents
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- B41J2/355—Control circuits for heating-element selection
- B41J2/36—Print density control
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Abstract
【課題】 データ伝送量を有効に削減するサーマル印刷装置及び関連方法を提供する。
【解決手段】 方法は、0から2n−1を範囲とする画素の階調値に対応するnビット数値を提供し、nビット数値のうち目的ビットの有意性に基づき、該目的ビットに対応する総印刷時間を定め、目的ビットが所定値であれば、該目的ビットに対応する印刷時間において、加熱素子を間欠的に駆動してインクリボンを加熱するステップからなる。
【選択図】 図2
【解決手段】 方法は、0から2n−1を範囲とする画素の階調値に対応するnビット数値を提供し、nビット数値のうち目的ビットの有意性に基づき、該目的ビットに対応する総印刷時間を定め、目的ビットが所定値であれば、該目的ビットに対応する印刷時間において、加熱素子を間欠的に駆動してインクリボンを加熱するステップからなる。
【選択図】 図2
Description
この発明はサーマル印刷技術に関し、特にサーマル印刷装置及び関連の印刷方法に関する。
現在のプリンターはドットマトリックス式、インクジェット式、レーザー式及びサーマル式などの種類がある。そのうちサーマル式は直接感熱式と熱転写式に分けられ、熱転写式は更に昇華型と溶融型(サーマルワックス)に分けることができる。熱転写技術は、連続諧調の画像を印刷できるため、その他の技術より画像品質が優れている。周知のとおり、熱転写式プリンターはサーマル印字ヘッドでインクリボンを加熱し、リボン上のインクを印刷対象物に転写することを原理とするものであり、加熱時間や温度を調節することで連続諧調を表現する。
従来の技術による熱転写プリンターで256階調の画像を出力しようとすれば、制御回路は各列にある画素の画像値を、階調の異なる256個のデータに変換し、これを256回にわたって印字ヘッドに順次送信しなければならない。印字ヘッドは、これらの階調データに基づいて印刷を256回行い、全体画像を完成させる。このような印刷方法は、制御回路と印字ヘッド間の階調データ伝送量が莫大であるため、所要時間が長いのみならず、ファームウェア制御に負担をかけ、プリンター全体の印刷機能を低下させるおそれがある。
この発明は前述の問題を解決するためのサーマル印刷装置及び関連の印刷方法を提供することを課題とする。
この発明はサーマル印刷装置の印刷方法を提供する。該方法は、0から2n−1を範囲とする画素の階調値に対応するnビット数値を提供し、nビット数値のうち目的ビットの有意性に基づき、該目的ビットに対応する総印刷時間を定め、目的ビットが所定値であれば、該目的ビットに対応する印刷時間において、加熱素子を間欠的に駆動してインクリボンを加熱するステップからなる。
この発明は更にサーマル印刷装置を提供する。該装置は、0から2n−1を範囲とする画素の階調値に対応するnビット数値を提供する制御回路と、nビット数値のうち目的ビットの有意性に基づいて該目的ビットに対応する印刷時間を定め、加熱素子を有するサーマル印字ヘッドとを含む。そのうち目的ビットが所定値であれば、サーマル印字ヘッドは、該印刷時間において加熱素子を間欠的に駆動し、インクリボンを加熱する。
この発明による第二のサーマル印刷装置は、0から2n−1を範囲とする画素の階調値に対応するnビット数値を提供する制御回路と、nビット数値のうち目的ビットの有意性に基づいて該目的ビットに対応する総印刷時間を定め、更に総印刷時間を複数の非連続的な印刷時間に分け、加熱素子を有するサーマル印字ヘッドとを含む。そのうち目的ビットが所定値であれば、サーマル印字ヘッドは、該複数の印刷時間において加熱素子を間欠的に駆動し、インクリボンを加熱する。
この発明による印刷方法は、印字ヘッドの加熱素子での熱の累積と分布状態を改善するとともに、温度補償を改善して印刷品質を向上させる。のみならず、放熱の待ち時間を減らし、システム放熱に費やすコストを減少する(例えばファンや放熱フィンの数量を減らすかサイズを縮小する)効果がある。
かかる装置及び方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。
本明細書及び特許請求の範囲に記載されている素子については、周知のとおり、当業者によって別の用語で呼称されることもありうる。そのため、本発明は用語にとらわれず、もっぱら機能を基準として素子を特定することにする。なお、本明細書及び特許請求の範囲に用いられる「含む」、「有する」などは限定的にとらえるべきでなく、例示以外のものも含めると理解すべきである。また、「結合」という用語は、すべて直接的または間接的な電気的接続手段を指す。したがって、「第一装置が第二装置に結合されている」とは、第一装置が第二装置に直接に電気的に接続されているか、またはその他の装置や接続手段を介して第二装置に電気的に接続されていることを指す。
図1を参照する。図1はこの発明によるサーマル印刷装置100を表す簡素化されたブロック図である。図に示すように、サーマル印刷装置100は制御回路110と、サーマル印字ヘッド120と、インクリボン送出端130と、インクリボン回収端140とを含み、そのうちサーマル印字ヘッド120は、インクリボン150を加熱する複数の加熱素子(非表示)を含む。加熱素子はインクリボン150の、各画素に対応する領域を個別に加熱するのが一般である。インクリボン150はリボン送出端130からリボン回収端140へ巻かれ、その間に印字ヘッド120は制御回路110による階調データに基づいて加熱素子を選択的に駆動し、インクリボン150を加熱してリボン上のインクを対象物160(例えば紙やカード)に転写して、印刷を完成させる。
カラー印刷の場合、インクリボン150には色の異なる複数のインク領域、例えば黄、マジェンタ、シアン及びオーバーコーティング領域が順次並んでいる。リボン回収端140は印字ヘッド120に加熱されたインクリボンを回収する。リボン送出端130とリボン回収端140としてローラーを用いることができるが、本発明はそれに限らない。以下は図2を参照しながらサーマル印刷装置100の動作を説明する。
図2はこの発明の実施例1によるサーマル印刷方法を表すフローチャート200である。印字ヘッド120における各加熱素子の動作はいずれも同様であるので、下記はその1つのみ取り上げて説明する。
ステップ210において、サーマル印刷装置100の制御回路110は、画素の階調値を表すnビット数値を印字ヘッド120に提供する。画素の階調値の範囲は0から2n−1とする。例えば、画素の階調値範囲を0〜255とすれば、nは8となり、画素の階調値範囲を0〜511とすれば、nは9となる。本実施例では、nビット数値はbnbn−1bn−2…b1とされ、そのうちbnは最上位ビット(MSB)であり、b1は最下位ビット(LSB)である。n=8とすれば、画素の階調値が0である場合、nビット数値は00000000となり、画素の階調値が128である場合、nビット数値は10000000となり、画素の階調値が255である場合、nビット数値は11111111となる。そして制御回路110は、このnビット数値を印字ヘッド120に直列または並列方式で伝送する。
実際の応用では、nビット数値は、対象物160に印刷する画像データに基づいて制御回路110が生成したもの、または制御回路110が外部装置(コンピューターもしくはカメラなど)から受信したデータである。制御回路110は、サーマル印刷装置100のマイクロプロセッサー、または上記機能を実現させる専用ASIC(特定用途向け集積回路)である。
ステップ220において、印字ヘッド120はnビット数値における各ビットbiの有意性(bit significance)に基づき、該ビットbiに対応する総印刷時間Tiを定める。nビット数値における各ビットの有意性は互いに異なっているため、それに対応する総印刷時間もまちまちである。例えば本実施例では、各ビットbiに対応する総印刷時間Tiは、有意性のより低い隣接ビットbiー1に対応する総印刷時間Ti−1の2倍である。したがって、ビットb2に対応する総印刷時間T2はビットb1に対応する総印刷時間T1の2倍であり、ビットb3に対応する総印刷時間T3はビットb2に対応する総印刷時間T2の2倍であり、ビットb4に対応する総印刷時間T4はビットb3に対応する総印刷時間T3の2倍であり、以下も同然である。そのため、nビット数値の中の最上位ビットbnに対応する総印刷時間Tnは、最下位ビットb1に対応する総印刷時間T1の2n−1倍である。
本実施例による印字ヘッド120は、ビットbiに対応する総印刷時間Tiに基づき、該ビットbiに対応する印刷時間Piを定める。
ステップ230において、印字ヘッド120は各ビットbiの値に基づいて後続の動作を決定する。詳しく言えば、ビットbiが所定値であれば、印字ヘッド120はステップ240を実行し、そうでなければステップ250を実行する。本実施例は所定値を1とする。
ステップ240において、印字ヘッド120はビットbiに対応する印刷時間(すなわち印刷時間Pi)において、画素に対応する加熱素子を間欠的に駆動してインクリボン150を加熱し、リボン上のインクを対象物160の画素に対応する箇所に転写する。例えば、クロック信号(非表示)に基づいて印字ヘッド120の加熱素子を交互にイネーブル/ディセーブルすることで、上記のような間欠的駆動を実現させることが可能である。注意すべきは、印字ヘッド120が毎回加熱素子を駆動する時間長は同一または別々であり、いずれか2回の間の間隔時間は一定値とするか、または要求に応じて変更することができる。加熱素子を間欠的に駆動する理由は、加熱素子の連続駆動による過熱を防止するためである。詳しく言うと、加熱素子の温度は印字ヘッド120が加熱素子を駆動する時間と関係する。具体的には、印字ヘッド120が加熱素子を連続的に駆動する時間が1倍増えれば、加熱素子の温度は1倍以上あがる。それに鑑み、本発明は印字ヘッド120の加熱素子駆動を間欠的にし、加熱素子の加熱温度と印刷時間の直線性を向上させる。
一方、ビットbiが0であれば、印字ヘッド120は、該ビットbiに対応する印刷時間(すなわち印刷時間Pi)においては、画素に対応する加熱素子を駆動しない(ステップ250参照)。
注意すべきは、前記ステップの順序は例示に過ぎず、この発明を限定するものではない。
したがって、サーマル印刷装置100の出力階調値が2nであれば、前記制御回路110と印字ヘッド120間の階調データはn回のみ伝送すればよい。その結果、低階調データの伝送に費やす時間は削減され、サーマル印刷装置100の機能は向上される。
前記は、印字ヘッド120が各ビットbiに対応する総印刷時間Tiに基づいて、該ビットbiに対応する印刷時間Piを定める方法を示しているが、本発明はそれに限らない。その代わりに、各ビットbiに対応する総印刷時間Tiを複数の非連続的な印刷時間に分け、個別のビットに対応する印刷時間を交互配置(interleave)し、印字ヘッド120が加熱素子を駆動する時間を更に分散させることも可能である。
図3を参照する。図3はこの発明の実施例2によるサーマル印刷方法を表すフローチャート300である。そのうちステップ310と320は、前記ステップ210と220と実質的に同一であるので、ここでその説明を省略とする。
ステップ330において、印字ヘッド120は、図4のタイミング図400に示すように、各ビットbiに対応する総印刷時間Tiを複数の非連続的な印刷時間に分ける。図4は個別のビットに対応する印刷時間を別々の網掛け模様で表示する。例えば縦縞はビットbnに対応する印刷時間を示し、ドットはビットbn−1に対応する印刷時間を示し、横縞はビットbn−2に対応する印刷時間を示す。本実施例では、ビットbiに対応する複数の印刷時間はすべて実質的に同一である。また別の実施例として、複数の印刷時間のうち少なくとも1つを、他の印刷時間と時間長を異にすることも可能である。言い換えれば、本発明は印刷時間につき一定の時間長を要求しない。実際、印字ヘッド120の各印刷時間の時間長を微調整して、所望どおりに熱補償を行うことも可能である。
ステップ340において、印字ヘッド120は各ビットbiの値に基づいて後続の動作を決定する。詳しく言えば、ビットbiが所定値であれば、印字ヘッド120はステップ350を実行し、そうでなければステップ360を実行する。本実施例は所定値を1とする。
ステップ350において、印字ヘッド120はビットbiに対応する複数の印刷時間において、画素に対応する加熱素子を間欠的に駆動してインクリボン150を加熱し、リボン上のインクを対象物160の画素に対応する箇所に転写する。実施例1と同じように、クロック信号(非表示)に基づいて印字ヘッド120の加熱素子を交互にイネーブル/ディセーブルし、間欠的駆動を実現させることができる。
一方、ビットbiが0であれば、印字ヘッド120は該ビットbiに対応する複数の印刷時間においては、画素に対応する加熱素子を駆動しない(ステップ360参照)。
また、図4に示すように、個別のビットに対応する印刷時間を交互配置し、印字ヘッド120が加熱素子を駆動する時間を分散させることで、加熱素子の加熱温度と印刷時間間の直線性を更に向上させることもできる。或いは、同一のビットbiに対応する複数の印刷時間の間に、長さ一定の空白時間を差し込むこともできる。空白時間においては印字ヘッド120は加熱素子を駆動しない。
実際の応用として、ビットbiの有意性が一定程度に達する場合にのみ、該ビットbiに対応する総印刷時間Tiを複数の印刷時間に分けることもできる。例えば、ビットbiがnビット数値におけるm個の最上位ビットの中のいずれかにあたるときにだけ、該ビットbiに対応する総印刷時間Tiを複数の印刷時間に分けることができる。そのうちmはnより小さい。
前掲印刷方法は、印字ヘッド120の加熱素子での熱の累積と分布状態を改善するとともに、温度補償を改善して印刷品質を向上させることができる。のみならず、放熱の待ち時間を減らし、システム放熱に費やすコストを減少する(例えばファンや放熱フィンの数量を減らすかサイズを縮小する)効果がある。
注意すべきは、前記サーマル印刷装置100の構造及び関連の印刷方法は、印刷機能を有するすべての電子装置、例えば複写機、写真プリンター、カードプリンターまたは事務機に適する。
以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
本発明の利用する素子はいずれも当業者に周知されているもので、当然実施可能である。
100 サーマル印刷装置
110 制御回路
120 サーマル印字ヘッド
130 インクリボン送出端
140 インクリボン回収端
150 インクリボン
160 対象物
110 制御回路
120 サーマル印字ヘッド
130 インクリボン送出端
140 インクリボン回収端
150 インクリボン
160 対象物
Claims (6)
- サーマル印刷装置の印刷方法であって、
0から2n−1を範囲とする画素の階調値に対応するnビット数値を提供し、
nビット数値のうち目的ビットの有意性に基づき、該目的ビットに対応する総印刷時間を定め、
目的ビットが所定値であれば、該目的ビットに対応する印刷時間において、加熱素子を間欠的に駆動してインクリボンを加熱するステップからなることを特徴とする印刷方法。 - 前記印刷方法は更に、
目的ビットに対応する総印刷時間を複数の非連続的な印刷時間に分けるステップを含むことを特徴とする請求項1記載の印刷方法。 - 前記複数の印刷時間は、その他のビットに対応する印刷時間と交互配置されることを特徴とする請求項2記載の印刷方法。
- サーマル印刷装置であって、
0から2n−1を範囲とする画素の階調値に対応するnビット数値を提供する制御回路と、
nビット数値のうち目的ビットの有意性に基づいて該目的ビットに対応する総印刷時間を定め、加熱素子を有するサーマル印字ヘッドとを含み、そのうち目的ビットが所定値であれば、サーマル印字ヘッドは、該目的ビットに対応する印刷時間において加熱素子を間欠的に駆動し、インクリボンを加熱することを特徴とする印刷装置。 - 前記サーマル印字ヘッドは、目的ビットに対応する総印刷時間を複数の非連続的な印刷時間に分けることを特徴とする請求項4記載の印刷装置。
- 前記複数の印刷時間は、その他のビットに対応する印刷時間と交互配置されることを特徴とする請求項5記載の印刷装置。
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