JP2014079882A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】高速な印刷と良好な階調性との両立が可能なサーマルプリンタを提供する。
【解決手段】エネルギーが印加されることにより多階調を有するデータを印刷する発熱体と、発熱体にエネルギーを印加するＩＣと、を具備し、ＩＣは、階調度が中間濃度領域内である場合、階調度が高くなるごとに一定のエネルギーＥ_１を加算して発熱体に印加し、階調度が中間濃度領域より高い飽和濃度領域において、エネルギーＥ_１より大きいエネルギーＥ_２を印加する。
【選択図】図３

Description

本発明はサーマルプリンタに関する。

濃度階調（以下、単に階調）を有するデータを印刷が可能なサーマルプリンタが利用されている。例えば特許文献１には、１６階調のデータの印刷が可能なサーマルプリンタが開示されている。特許文献２には、階調データの転送の回数を少なくし、印字速度を高めたサーマルプリンタが開示されている。

特開昭６２−７００６４号公報 特開平４−２２０３５８号公報

しかし従来の技術では、印字速度の向上と良好な階調性とを両立させることが困難であった。本発明は、上記課題に鑑み、高速な印刷と良好な階調性との両立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。

本発明は、多階調を有するデータを印刷するサーマルプリンタにおいて、印加されたエネルギーに応じて発熱する発熱体と、前記発熱体にエネルギーを印加するエネルギー印加部と、を具備し、前記エネルギー印加部は、前記データの階調度が第１領域内である場合、前記第１領域内において前記階調度が高くなるごとに前記エネルギーに一定のエネルギーである第１エネルギーを加算して印加し、前記階調度が前記第１領域より高い領域である第２領域において、前記第１エネルギーより大きいエネルギーを印加するサーマルプリンタである。

上記構成において、前記データが有する階調の数は２^ｎ（ｎは１以上の整数）であり、前記第１エネルギーをＥ_１とすると、前記階調度が第１領域内である場合、前記エネルギー印加部は、前記階調度に応じてＥ_１、２×Ｅ_１・・・２^ｎ−１×Ｅ_１を前記発熱体に印加する構成とすることができる。

上記構成において、前記第２領域は１つの階調度に対応する領域である構成とすることができる。

上記構成において、前記第２領域は複数の階調度に対応する領域であり、前記エネルギー印加部は、前記第２領域において、階調度が高くなるごとに一定のエネルギーを加算することにより、前記第２エネルギーを前記発熱体に印加する構成とすることができる。

上記構成において、前記エネルギー印加部は、前記データの階調度が前記第１領域よりも低い第３領域内である場合、階調度が高くなるごとに一定のエネルギーを加算して前記発熱体に印加する構成とすることができる。

上記構成において、前記エネルギー印加部は、複数の前記発熱体のうち第１グループへの前記エネルギーの印加が終了した後、前記複数の発熱体のうち第２グループにエネルギーを印加する構成とすることができる。

上記構成において、最大諧調のデータを印刷する際に前記発熱体に印加される第３エネルギーを、印刷の行われる条件に応じて設定するエネルギー設定部を具備し、前記エネルギー設定部は、前記第１エネルギー及び前記第２エネルギーを、前記第３エネルギーに対する比率として設定するエネルギー設定部を具備する構成とすることができる。

本発明によれば、高速な印刷と良好な階調性との両立が可能なサーマルプリンタを提供することができる。

図１（ａ）はサーマルプリンタを例示するブロック図である。図１（ｂ）はＭＣＵの機能ブロック図である。図１（ｃ）はシフトレジスタの構成を概念的に例示する図である。 図２（ａ）は比較例１におけるエネルギーと発色濃度との関係を例示するグラフである。図２（ｂ）は比較例２におけるエネルギーと発色濃度との関係を例示するグラフである。 図３は実施例１におけるエネルギーと発色濃度との関係を例示するグラフである。 図４はデータを例示する概念図である。 図５はデータ転送及びエネルギー印加を例示するタイムチャートである。 図６はデータ転送及びエネルギー印加の別の例を示すタイムチャートである。 図７（ａ）から図７（ｄ）はシフトレジスタを概念的に例示する図である。 図８はサーマルプリンタの制御を例示するフローチャートである。 図９はサーマルプリンタの制御を例示するフローチャートである。 図１０はサーマルプリンタの制御を例示するフローチャートである。 図１１はサーマルプリンタの制御を例示するフローチャートである。 図１２はサーマルプリンタの制御を例示するフローチャートである。 図１３はサーマルプリンタの制御を例示するフローチャートである。 図１４はサーマルプリンタの制御を例示するフローチャートである。 図１５は各階調度におけるエネルギーを例示するグラフである。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は温度変化によるエネルギーの変化を例示するグラフである。 図１７（ａ）は２５６階調における階調度とエネルギーとの関係を例示するグラフである。図１７（ｂ）は２５６階調を複数の領域に分割した例における階調度とエネルギーとの関係を示す図である。

まずサーマルプリンタの構成について説明する。図１（ａ）はサーマルプリンタ１００を例示するブロック図である。図１（ｂ）はＭＣＵ１０の機能ブロック図である。

図１（ａ）に示すように、サーマルプリンタ１００は、ＭＣＵ（Micro Control Unit）１０、サーミスタ１１、ＲＡＭ（Read Only Memory）１２、シフトレジスタ１４、ラッチレジスタ１６、分圧回路１７、電源１８、ＩＣ１〜ＩＣ５７６（エネルギー印加部）、及び発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６を備える。サーマルプリンタ１００は例えば単色印刷に対応したプリンタであり、多階調を有するデータを印刷することができる。発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６は１４４個ごとにグループ分けされている。１グループが１ライン分の印刷を行う。シフトレジスタ１４はラッチレジスタ１６と接続され、ラッチレジスタ１６はＩＣ１〜ＩＣ５７６（以下、ＩＣ）の一方の入力端子に接続されている。発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６のそれぞれは、各ＩＣの出力端子及び電源１８と接続されている。

図１（ｂ）に示すように、ＭＣＵ１０は、エネルギー設定部２０、及び印加制御部２２として機能する。エネルギー設定部２０は、階調に応じて発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６に印加するエネルギーを設定し、エネルギーに基づいてデータＤを生成する。ＲＡＭ１２はデータＤを記憶する。印加制御部２２は、ＲＡＭ１２からデータＤを読み込み、データＤ及びクロック信号ＣＬＫをシフトレジスタ１４に送信する。図１（ａ）に示すサーミスタ１１は温度を測定する。分圧回路１７は電源１８から発熱体に印加される電圧を測定する。後述するように、エネルギー設定部２０は、サーミスタ１１から取得した温度及び分圧回路１７から取得した電圧に基づいてエネルギーを設定することができる。

図１（ｃ）はシフトレジスタ１４の構成を概念的に例示する図である。シフトレジスタ１４は、４つの領域１４ａ〜１４ｄを有する。領域１４ａには、データＤのうち発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４に対応したデータが格納される。同様に領域１４ｂは発熱体Ｒ１４５〜Ｒ２８８、領域１４ｃは発熱体Ｒ２８９〜Ｒ４３２、領域１４ｄは発熱体Ｒ４３３〜Ｒ５７６に対応する。シフトレジスタ１４はデータＤに基づいて信号を出力する。各領域の出力信号はラッチレジスタ１６に入力される。印加制御部２２は、ラッチ信号ＬＡＴをラッチレジスタ１６に送信する。ラッチ信号ＬＡＴを受信したラッチレジスタ１６は、シフトレジスタ１４の出力信号をラッチする。ラッチされた信号は、ＩＣ１〜ＩＣ５７６それぞれの入力端子の一方に入力される。例えば領域１４ａの出力信号がラッチされ、ＩＣ１〜ＩＣ１４４に入力される。

印加制御部２２は、各ＩＣの入力端子の他方にストローブ信号ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４を送信する。例えばＩＣ１はラッチレジスタ１６からの信号、及びストローブ信号ＳＴＢ１が入力されることでオンになる。発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６は電源１８と接続されている。ＩＣ１の出力端子は発熱体Ｒ１に接続されている。ＩＣ１がオンになることで発熱体Ｒ１に通電が行われ、発熱体Ｒ１は発熱する。このようにＩＣは発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６にエネルギーを印加する。発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６が発熱することで、例えば感熱紙に印刷が可能である。通電時間が長いほどエネルギーは大きくなる。通電時間は、ストローブ信号ＳＴＢ１〜４が入力される時間により制御される。印加制御部２２は、ストローブ信号ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４のパルス幅により、エネルギーを調整することができる。次に、発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６に印加されるエネルギーについて説明する。

図２（ａ）は比較例１におけるエネルギーと発色濃度（階調度）との関係を例示するグラフである。横軸はエネルギーを表し、縦軸は発色濃度を表す。発色濃度は１６階調（＝２^４階調、０〜１５階調度）である。点線は階調度、及び階調度に対応したエネルギーを表す。エネルギーが発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６に印加されることにより、階調を有する印刷が実現される。しかし、階調度ごとに印加されるエネルギーが異なる。例えば階調度０〜１に対応するエネルギーＥ_ａ、階調度１〜２に対応するエネルギーＥ_ｂ、及び階調度１４〜１５に対応するエネルギーＥ_ｃは、互いに異なる。従って、階調度ごとにデータＤを転送することが要求される。図２（ａ）の例では転送回数が１６回となる。この結果、印字速度が低下する。例えば転送速度が３ＭＨｚの場合、１ラインに対応するデータの転送時間は１９２μｓである。解像度２００ｄｐｉ（８ｄｏｔ／ｍｍ）及び転送回数が１６回ならば、印字速度は４０ｍｍ／ｓとなる。階調の数がより多くなれば（２^ｎ階調のｎがより大きくなれば）、印字速度はさらに大きく低下する。

図２（ｂ）は比較例２におけるエネルギーと発色濃度との関係を例示するグラフである。図２（ｂ）に示すように、発色濃度は、非発色領域、中間濃度領域（第１領域）、及び飽和濃度領域に分けることができる。非発色領域は中間濃度領域より低階調の領域であり、例えば階調度０に対応する。飽和濃度領域は中間濃度領域より高階調の領域である。例えば階調度１〜１５は中間濃度領域に位置する。

非発色領域におけるエネルギーはＥ_０である。中間濃度領域において、エネルギーと発色濃度との関係は線形に近い。従って、エネルギー設定部２０は、中間濃度領域の一階調ごとのエネルギーを同一の値Ｅ_１とする。この結果、中間濃度領域におけるエネルギーは、一階調に対応するエネルギーＥ_１の階調度倍となる。ＩＣは、非発色領域におけるエネルギーＥ_０、及び中間濃度領域におけるエネルギー（Ｅ_１の階調度倍）を印加すればよい。例えば１５階調度を実現するために、ＩＣはエネルギー８Ｅ_１、４Ｅ_１、２Ｅ_１、Ｅ_１及びＥ_０（合計１５Ｅ_１＋Ｅ_０）を印加する。これによりエネルギーの印加の回数を５回とすることができ、比較例1と比べデータＤの転送回数を少なくすることができる。この結果、印字速度が向上する。しかしエネルギーＥ_０＋１５Ｅ_１が印加されても発色濃度は飽和領域にまで到達しない。従って発色濃度が低下し、良好な階調性を得ることが難しい。

次に、図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

実施例１は飽和濃度領域におけるエネルギーを印加する例である。サーマルプリンタ１００の構成は図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したため、説明を省略する。図３は実施例１におけるエネルギーと発色濃度との関係を例示するグラフである。

図３に示すように、階調度０は非発色領域に位置する。階調度１〜１４は中間濃度領域（第１領域）に位置する。階調度１５は飽和濃度領域に位置する。図２（ｂ）の例と同様に、中間濃度領域におけるエネルギーと発色濃度との関係はほぼ線形である。非発色領域（第３領域）における総印加エネルギーはＥ_０である。飽和濃度領域（第２領域）における総印加エネルギーはＥ_２（第２エネルギー）である。エネルギーＥ_０及びＥ_２はエネルギーＥ_１（第１エネルギー）より大きい。なおエネルギーＥ（第３エネルギー）は階調度０〜１５にわたる全エネルギーであり、最大階調のデータを印刷するために印加するエネルギーである。

表１は発熱体に印加されるエネルギーを例示する表である。

エネルギー設定部２０は、階調度に応じたエネルギーを図３及び表１のように設定する。印加制御部２２は、表１のうち発熱体の階調度に応じたデータＤをシフトレジスタ１４に転送する。シフトレジスタ１４は、データＤが表中の“０”なら信号を出力せず、“１”ならば信号を出力する。ＩＣは、階調度に応じて、表１に示すように６回の印加を行う。例えば、階調度０の発熱体にはエネルギーが印加されない。階調度１の発熱体には、エネルギーＥ_１（４回目）及びＥ_０（５回目）が印加される。階調度２の発熱体には、エネルギー２Ｅ_１（３回目）及びＥ_０（５回目）が印加される。つまりＩＣは、階調度が１〜１４において、階調度が１つ高くなるごとにＥ_１を加算して印加する。

階調度１４の場合、ＩＣはエネルギー８Ｅ_１、４Ｅ_１、２Ｅ_１、及びＥ_０を印加する（１〜３、４回目）。階調度１５の場合、ＩＣはエネルギー８Ｅ_１、４Ｅ_１、２Ｅ_１、Ｅ_１、Ｅ_０、及びＥ_２を印加する（１〜６回目）。つまりＩＣは、階調度１〜１４において階調度×Ｅ_１＋Ｅ_０のエネルギーを印加し、階調度１５ではエネルギーＥ（＝１５×Ｅ_１＋Ｅ_０＋Ｅ_２）を印加する。これにより、図３に示すように階調度１５における発色濃度は飽和領域に到達する。この結果、実施例１によれば比較例２と比べて、良好な階調性を得ることができる。エネルギー印加の回数及びデータＤの転送回数は６回である。従って、例えば比較例１のようにデータの転送を１６回行う例よりも、印字速度が速くなる。

次にデータ転送及びエネルギーの印加のタイミングについて説明する。図４はデータＤを示す概念図である。データＤはデータＤ１〜６を含む。データＤ１はエネルギー８Ｅ_１を印加するためのデータである。データＤ２はエネルギー４Ｅ_１、データＤ３はエネルギー２Ｅ_１、データＤ４はエネルギーＥ_１、データＤ５はエネルギーＥ_０、及びデータＤ６はエネルギーＥ_２、を印加するためのデータである。

データＤ１はデータＤ１−１〜Ｄ１−４を含み、データＤ２はデータＤ２−１〜Ｄ２−４を含む。データＤ３はデータＤ３−１〜Ｄ３−４、データＤ４はデータＤ４−１〜Ｄ４−４、データＤ５はデータＤ５−１〜Ｄ５−４、データＤ６はデータＤ６−１〜Ｄ６−４を含む。データＤ１−１〜Ｄ６−１は、ＩＣ１〜ＩＣ１４４及び発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４に対応し、データＤ１−２〜Ｄ６−２はＩＣ１４５〜ＩＣ２８８及び発熱体Ｒ１４５〜Ｒ２８８に対応する。データＤ１−３〜Ｄ６−３は、ＩＣ１４５〜ＩＣ４３２及び発熱体Ｒ１４５〜Ｒ４３２に対応し、データＤ１−４〜Ｄ６−４はＩＣ４３３〜ＩＣ５７６及び発熱体Ｒ４３３〜Ｒ５７６に対応する。データＤ１〜Ｄ６はそれぞれ５７６ｂｉｔのデータであり、データＤ１−１〜Ｄ６−４はそれぞれ１４４ｂｉｔのデータである。

図５はデータ転送及びエネルギー印加を例示するタイムチャートである。上から順に、ストローブ信号ＳＴＢ１〜４、ラッチ信号ＬＡＴ、クロック信号ＣＬＫ、及びデータＤを表す。

図５に示すように、まず印加制御部２２はクロック信号ＣＬＫと共にデータＤ１をシフトレジスタ１４に転送する。データＤは図４の矢印Ａ１で示す順番で転送される。図１（ｃ）に示したシフトレジスタ１４の領域１４ａ〜１４ｄには、データＤ１−１〜Ｄ１−４が格納される。データＤ１転送終了後、印加制御部２２はラッチ信号ＬＡＴをラッチレジスタ１６に送信する。ラッチレジスタ１６はデータＤ１に基づく出力信号をラッチする。印加制御部２２は、ストローブ信号ＳＴＢ１をＩＣ１〜ＩＣ１４４に送信する。これによりＩＣ１〜ＩＣ１４４がオンになり、発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４が発熱する。ストローブ信号ＳＴＢ１の送信終了後、印加制御部２２はストローブ信号ＳＴＢ２をＩＣ１４５〜ＩＣ２８８に送信する。同様に、印加制御部２２はストローブ信号ＳＴＢ３をＩＣ２８９〜ＩＣ４３２に送信し、ストローブ信号ＳＴＢ４をＩＣ４３３〜ＩＣ５７６に送信する。ストローブ信号ＳＴＢ１〜４のパルス幅は、エネルギー８Ｅ_１に対応した大きさである。これにより、発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６にエネルギー８Ｅ_１が印加される。エネルギー８Ｅ_１の印加の間、印加制御部２２は、クロック信号ＣＬＫ及びデータＤ２をシフトレジスタ１４に転送する。シフトレジスタ１４のデータがデータＤ２に入れ替わる。

ストローブ信号ＳＴＢ４の送信終了後、印加制御部２２は、４Ｅ_１に対応したパルス幅を有するストローブ信号ＳＴＢ１を送信する（二度目のＳＴＢ１）。これによりＩＣ１〜ＩＣ１４４が再びオンになる。以下同様に、印加制御部２２はストローブ信号ＳＴＢ２〜４を送信する。データＤ２に基づき、エネルギー４Ｅ_１が印加される。二度目のストローブ信号ＳＴＢ１〜４のパルス幅は、一度目のストローブ信号ＳＴＢ１〜４のパルス幅の半分である。上記のシークエンスの間、印加制御部２２は、クロック信号ＣＬＫ及びデータＤ３をシフトレジスタ１４に転送する。以下、同様にしてエネルギー２Ｅ_１、Ｅ_１、Ｅ_０、及びＥ_２を印加する。

ストローブ信号ＳＴＢ１〜４が順次入力されるため、ＩＣ１〜ＩＣ５７６は順次オンになる。従って、発熱体が発熱するタイミングがずれる。一度に発熱する発熱体は１４４個である。従って、例えば全ての発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６が同時に発熱する場合より、消費電力が低減される。

しかし、図５の例では濃度が変動する恐れがある。例えば一度目のストローブ信号ＳＴＢ１から、二度目のストローブ信号ＳＴＢ１までの間、発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４が発熱しない冷却時間Ｔ１がある。冷却時間Ｔ１後、発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４の温度が十分に上昇しない状態で印刷が行われる。このため、濃度が変動する恐れがある。また冷却時間にはバラつきがある。例えば図５に示す冷却時間Ｔ１は冷却時間Ｔ２より長い。従って発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４の温度が変化し、濃度の変動がより大きくなる。他の発熱体Ｒ１４５〜Ｒ５７６も同様である。

濃度の変動を抑制する例について説明する。図６はデータ転送及びエネルギー印加の別の例を示すタイムチャートである。図７（ａ）から図７（ｄ）はシフトレジスタ１４を概念的に例示する図である。

図６に示すように、印加制御部２２はクロック信号ＣＬＫと共にデータＤ１−１〜Ｄ４−１をシフトレジスタ１４に転送する。つまり図４のデータＤは矢印Ａ２で示す順番で転送される。図７（ａ）に示すように、シフトレジスタ１４の領域１４ａ〜１４ｄには、データＤ１−１〜Ｄ４−１が格納される。印加制御部２２はラッチ信号ＬＡＴをラッチレジスタ１６に送信する。ラッチレジスタ１６はデータＤ１−１〜Ｄ４−１に基づく信号をラッチする。印加制御部２２は、エネルギー８Ｅ_１に対応するストローブ信号ＳＴＢ１をＩＣ１〜ＩＣ１４４に送信する。これにより、データＤ１−１に基づきエネルギー８Ｅ_１が発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４に印加される。データＤ２−１〜Ｄ４−１に基づく信号はＩＣ１４５〜ＩＣ５７６に入力されるが、ストローブ信号ＳＴＢ２〜４が入力されていないため、ＩＣ１４５〜ＩＣ５７６はオフである。従って発熱体Ｒ１４５〜Ｒ５７６は発熱しない。

図６に示すように、ラッチ信号ＬＡＴの送信と共に、印加制御部２２はラッチ信号ＬＡＴ及びデータＤ５−１を転送する。これにより、シフトレジスタ１４内におけるデータの配置がシフトする。つまり図７（ｂ）に示すように、領域１４ａ〜１４ｄにデータＤ２−１〜Ｄ５−１が格納される。印加制御部２２は、ラッチ信号ＬＡＴをラッチレジスタ１６に送信し、エネルギー４Ｅ_１に対応するストローブ信号ＳＴＢ１をＩＣ１〜ＩＣ１４４に送信する。ＩＣ１〜ＩＣ１４４は、データＤ２−１に基づき発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４にエネルギー４Ｅ_１を印加する。以下、同様にしてＩＣ１〜ＩＣ１４４は発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４にエネルギー２Ｅ_１、Ｅ_１、Ｅ_０、及びＥ_２を印加する。

図７（ｃ）に示すように、発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４へのエネルギーＥ_２の印加の際、領域１４ａ〜１４ｄにはデータＤ６−１、Ｄ１−２〜Ｄ３−２が格納されている。ラッチレジスタ１６はデータＤ６−１、Ｄ１−２〜Ｄ３−２に基づく出力信号をラッチしている。エネルギーＥ_２の印加終了後、印加制御部２２はエネルギー８Ｅ_１に対応するストローブ信号ＳＴＢ２をＩＣ１４５〜ＩＣ２８８に送信する。ＩＣ１４５〜ＩＣ２８８は、データＤ１−２に基づいて発熱体Ｒ１４５〜Ｒ２８８にエネルギー８Ｅ_１を印加する。

図６に示すように、発熱体Ｒ１４５〜Ｒ２８８にエネルギー８Ｅ_１が印加されている間、印加制御部２２はデータＤ４−２を転送する。図７（ｄ）に示すように、領域１４ａ〜１４ｄにデータＤ１−２〜Ｄ４−２が格納される。ストローブ信号ＳＴＢ２が入力されることで、データＤ２−２に基づいて発熱体Ｒ１４５〜Ｒ２８８にエネルギー４Ｅ_１が印加される。以下、発熱体Ｒ１４５〜Ｒ５７６にエネルギーを印加する。

図６の例によれば、発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４（第１グループ）へのエネルギーの印加が終了した後、発熱体Ｒ１４５〜Ｒ２８８（第２グループ）への印加を行う。ＩＣに入力されるストローブ信号間の間隔は一定にすることができる。従って発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４の冷却時間も一定となる。このため、濃度の変動を抑制することができる。また、例えばデータの転送時間が通電時間より短ければ、ストローブ信号ＳＴＢ１〜４を１つのまとまったパルス信号としてもよい。このとき冷却時間は０である。この結果、濃度の変動は抑制される。

エネルギーの印加の順番は変更可能である。例えば一回目に印加するエネルギーをＥ_０としてもよい。エネルギーＥ_０の印加においては各発熱体が発熱する。このため、Ｅ_０以降のエネルギーの印加において発熱体の温度が上昇しやすくなる。この結果、印刷がより円滑に進行する。

図８から図１４はサーマルプリンタ１００の制御を例示するフローチャートである。ここでは図７の例における制御を述べる。

図８に示すように、印加制御部２２は発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６から第１グループ（発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４）を、発熱対象として選択する（ステップＳ１０）。印加制御部２２は、データの転送回数を１回、対象発熱体を１番目の発熱体Ｒ１とする（ステップＳ１１及びＳ１２）。ステップＳ１２の後、制御は図９のステップＳ１３に移る（図８及び図９の“Ａ”参照）。

図９に示すように、印加制御部２２は転送が１回目であるか判定する（ステップＳ１３）。Ｙｅｓの場合、印加制御部２２は階調度が８以上であるか判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４においてＮｏの場合、印加制御部２２はデータＤとして０を定め、ラッチレジスタ１６にデータＤを転送する（ステップＳ１５）。Ｙｅｓの場合、印加制御部２２はデータＤとして１を定め、ラッチレジスタ１６にデータＤを転送する（ステップＳ１６）。このデータＤは表１に示したものである。

ステップＳ１６の後、印加制御部２２は対象発熱体をＲ１からＲ２に更新する（ステップＳ１７）。印加制御部２２は、第１グループ内の全発熱体に対応するデータが転送されたか判定する（ステップＳ１８）。Ｎｏの場合、制御はステップＳ１４に戻る。Ｙｅｓとなるのは、発熱体Ｒ１４４に対応するデータが転送された場合である。この場合、エネルギー設定部２０はエネルギーＥを設定する（ステップＳ１９）。エネルギー設定部２０は、１回目に印加するエネルギーとして８Ｅ_１を定める（ステップＳ２０）。印加制御部２２は、前回の通電が終了したか判定する（ステップＳ２１）。Ｎｏの場合、ステップＳ２１を繰り返す。Ｙｅｓの場合、印加制御部２２は、ラッチ信号ＬＡＴ及びストローブ信号ＳＴＢ１を送信する（ステップＳ２２及びＳ２３）。これにより発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４のうち階調度８以上の印刷を行うものに通電が行われる。印加制御部２２は転送回数を更新する（ステップＳ２４）。なお、ステップＳ２２において開始した通電の行われる時間は、例えば不図示のタイマなどにより計測される。通電開始後、エネルギーに対応した時間が経過すると、通電は自動的に停止される。つまり、通電の開始は本フローチャートの処理で行うが、通電の終了は本処理と並列する別のタスクで行われる。

ステップＳ２４の後、制御は図８のステップＳ１２に戻る（図８及び図９の“Ｂ”参照）。印加制御部２２はステップＳ１２及びＳ１３を行う。ステップＳ１３においてＮｏとなる。制御は図１０のステップＳ２５に進む（図９及び図１０の“Ｃ”参照）。

図１０に示すように、印加制御部２２は転送が２回目であるか判定する（ステップＳ２５）。Ｙｅｓの場合、印加制御部２２は、階調度が４〜７及び１２〜１５であるか判定する（ステップＳ２６）。印加制御部２２は、ステップＳ２６においてＮｏの場合データＤとして０、Ｙｅｓの場合データＤとして１を転送する（ステップＳ２７及びＳ２８）。ステップＳ２９及びＳ３０は、図９のステップＳ１７及びＳ１８に対応する。ステップＳ３０の後、エネルギー設定部２０はエネルギーとして４Ｅ_１を定める（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の後、図９のステップＳ２１〜Ｓ２４が行われる（図９及び図１０の“Ｄ”参照）。これにより、発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４のうち階調度が４〜７及び１２〜１５の印刷を行うものに通電が行われる。

同様に、図１１〜図１４の制御を行い、エネルギー２Ｅ_１、Ｅ_１、Ｅ_０、及びＥ_２を印加する。図１４のステップＳ５３においてＮｏの場合、印加制御部２２は発熱体のグループの更新を行う（ステップＳ６０）。つまり、印加制御部２２は、発熱対象を、第１グループ（発熱体Ｒ１〜Ｒ１４４）から第２グループ（発熱体Ｒ１４５〜Ｒ２８８）とする。印加制御部２２は全グループ（発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６）の通電が終了したか判定する（ステップＳ６１）。Ｎｏの場合、制御は図８のステップＳ１２に戻る（図８及び図１４の“Ｉ”参照）。図８〜図１４の制御により、第２〜４グループへの印加が行われる。Ｙｅｓの場合、制御は終了する。

エネルギー設定部２０は、条件に応じてエネルギーを補正することができる。条件とは、用紙、サーマルプリンタ１００が使用される条件の温度、電源電圧、印字速度などである。

エネルギー設定部２０は、サーミスタ１１から温度Ｔを取得し、温度ＴにおけるエネルギーＥ_Ｔを次の式により算出する。

エネルギー設定部２０は、分圧回路１７から電圧Ｖを取得し、電圧補正係数Ｋ_Ｖを次の式により算出する。

エネルギー設定部２０は、印加制御部２２から印字周期ｔを取得し、印字周期補正係数Ｋ_Ｓを次の式により算出する。印字周期ｔとは発熱体が印字を開始してから、次の印字を開始するまでの期間である。

エネルギー設定部２０は、エネルギーＥを次の式により算出する。

このようにエネルギー設定部２０がエネルギーＥを条件（温度、電圧、印字速度）に応じて定める。このため、より良好な階調性を得ることができる。

次の３つの式のように、エネルギー設定部２０は、エネルギーＥ_０、Ｅ_１、及びＥ_２を、エネルギーＥに対する比率として算出する。

エネルギー設定部２０は、エネルギーＥとして上記の数４から算出した値を用いることにより、温度、電圧及び印字速度に応じて補正したエネルギーＥ_０、Ｅ_１、及びＥ_２を算出することができる。このため良好な階調性を得ることができる。

図１５は各階調度におけるエネルギーを例示するグラフである。数５〜数７によりエネルギーを算出することにより、図１５のようなエネルギーが設定される。例えば階調度が１の場合、Ｅ_０（＝０．２４Ｅ）とＥ_１（＝０．０３Ｅ）との和である０．２７Ｅが印加される。階調度が１４の場合エネルギー０．６６Ｅ（＝０．２４Ｅ＋１４×０．０３Ｅ）が印加される。階調度が１５の場合、０．６９Ｅ（＝０．２４Ｅ＋１５×０．０３Ｅ）にＥ_２（＝０．３１Ｅ）を加えたエネルギーＥが印加される。係数（数５における０．０３など）は例であり、変更可能である。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は温度変化によるエネルギーの変化を例示するグラフである。図１６（ａ）の複数の曲線のうち、右側の曲線は低温下におけるエネルギーを表し、左側の曲線は高温化におけるエネルギーを表す。図１６（ｂ）の白抜きのグラフは低温下におけるエネルギー、斜線を付したグラフは高温下におけるエネルギーを表す。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、高温下においては低温下と比較して、小さいエネルギーで発色濃度は濃くなる。このため、高温下又は低温下において、エネルギー設定部２０が、例えば図３の関係に基づきエネルギーを定めた場合、良好な階調性が得られないことがある。従って、エネルギー設定部２０は、エネルギーＥだけでなく、エネルギーＥ_０、Ｅ_１、及びＥ_２も温度に応じて補正することが好ましい。

エネルギー設定部２０は、次の３つの式により温度補正係数ｋ_１、ｋ_０及びｋ_２を算出する。

エネルギー設定部２０は、温度補正係数を用いて、次の３つの式によりエネルギーＥ_０、Ｅ_１、及びＥ_２を算出する。

これにより良好な階調を得ることができる。なお上記の補正は例であり、他の補正を行ってもよい。

実施例１は、２^ｎ階調に適用することができる（ｎは１以上の整数）。ＩＣ１〜ＩＣ５７６は、中間濃度領域において階調度が１つ高くなるごとに一定のエネルギーＥ_１を加算して印加する。階調が２^ｎ階調であれば、ＩＣは中間濃度領域のエネルギーとしてＥ_１、２×Ｅ_１・・・２^ｎ−１×Ｅ_１を発熱体Ｒ１〜Ｒ５７６に印加する。エネルギー印加の回数は冪数ｎを用いてｎ＋２回となる。このため印字速度が向上する。階調が２^ｎ階調以外の多階調である場合、エネルギー設定部２０はＥ_１の整数倍を中間濃度領域のエネルギーとすればよい。発熱体の数が増えた場合、ＩＣの数を増やせばよい。またＩＣの増加に伴い、シフトレジスタ１４の領域を増やしてもよい。

飽和濃度領域は一階調に対応するとしたが、二階調以上が飽和濃度領域に対応してもよい。例えば図３の例において、階調度１〜１３が中間濃度領域、階調度１４及び１５が飽和濃度領域でもよい。階調度が１４の場合、ＩＣ１〜ＩＣ５７６は、Ｅ_１より大きなエネルギーを一回印加する。階調度が１５の場合、ＩＣ１〜ＩＣ５７６は、Ｅ_１より大きなエネルギーを二回印加する。

実施例２は、非発色領域及び飽和濃度領域が複数の階調度に対応する例である。図１７（ａ）は２５６階調における階調度とエネルギーとの関係を例示するグラフである。横軸はエネルギー、縦軸は階調度を表す。

図１７（ａ）に楕円で示した低階調度及び高階調度においては、一階調ごとのエネルギーの変化が大きい。これに対し、中間濃度領域において、一階調ごとのエネルギーの変化は小さい。このように、階調度とエネルギーとの線型性が悪化する。このため、良好な階調性が得られない可能性がある。特に、低階調及び高階調において階調性が悪化する。このような階調性の悪化は、階調が３２階調以上の場合に大きくなる。

図１７（ｂ）は２５６階調を複数の領域に分割した例における階調度とエネルギーとの関係を示す図である。図１７（ｂ）に示すように、０〜２５５（＝２^８）階調度は領域Ｐ１〜Ｐ８に分割されている。階調度０〜３（階調の数＝２^２）は領域Ｐ１、階調度４〜１９（２^４）は領域Ｐ２、階調度２０〜５１（２^５）は領域Ｐ３、階調度５２〜１７９（２^７）は領域Ｐ４、階調度１８０〜２１１（２^５）は領域Ｐ５、階調度２１２〜２４３（２^５）は領域Ｐ６、階調度２４４〜２５１（２^３）は領域Ｐ７、階調度２５２〜２５５（２^２）は領域Ｐ８に位置する。中間濃度領域は例えば領域Ｐ４を含む。非発色領域は例えば領域Ｐ１を含む。飽和濃度領域は例えば領域Ｐ８を含む。

エネルギー設定部２０は、各領域において階調度とエネルギーとの関係が線型であると見なし、各領域内の一階調が一定のエネルギーに対応するようにエネルギーを定める。ＩＣは、非発色領域及び飽和濃度領域のそれぞれにおいて、階調度が高くなるごとに一定のエネルギーを加算して印加する。例えばＩＣは、領域Ｐ１において一階調ごとにエネルギーＥ_１ａ、領域Ｐ２において一階調ごとにエネルギーＥ_１ｂを加算する。このため、低階調である領域Ｐ１、高階調である領域Ｐ８などにおいても良好な階調性を得ることができる。領域Ｐ８では、ＩＣが一定のエネルギーを加算することで、飽和濃度領域におけるエネルギーＥ_２（図３参照）を印加する。

エネルギー設定部２０は、各領域における一階調ごとのエネルギーは任意に定めることができ、各領域で異なるエネルギーとしてもよいし、同じエネルギーとしてもよい。図１７（ｂ）に示すように、領域Ｐ１及び領域Ｐ８におけるエネルギーの傾きは、領域Ｐ４における傾きより大きい。従って、領域Ｐ１及びＰ８それぞれにおける一定のエネルギーは、領域Ｐ４における一定のエネルギーより大きいことが好ましい。

領域Ｐ１から領域Ｐ２への遷移は、階調度３から階調度４への遷移を意味する。階調度３から階調度４への遷移のため、ＩＣは領域Ｐ１における一階調ごとのエネルギーＥ_１ａ、又は領域Ｐ２における一階調ごとのエネルギーＥ_１ｂをオフセットエネルギーとして印加する。他の領域間においてもオフセットエネルギーが印加される。エネルギー印加の回数は、各領域の階調の数を２の冪乗で表した際の冪数の和（３３）とオフセット印加の回数（８）との和である４１回となる。従って、階調と同じ回数（２５６回）の印加を行う場合より、印字速度が速くなる。例えば階調数が２５６より多ければ、図の例より領域の数を増やせばよい。これにより良好な階調性を得ることができる。このように、飽和濃度領域は１つ又は複数の階調度に対応する。飽和濃度領域に含まれる階調度は、中間濃度領域に含まれる階調度より少ない。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ ＭＣＵ
２０ エネルギー設定部
２２ 印加制御部
Ｒ１４４〜Ｒ５７６ 発熱体
ＩＣ１〜ＩＣ５７６ ＩＣ
１００ サーマルプリンタ

Claims (8)

1. 多階調を有するデータを印刷するサーマルプリンタにおいて、
   印加されたエネルギーに応じて発熱する発熱体と、
   前記発熱体にエネルギーを印加するエネルギー印加部と、を具備し、
   前記エネルギー印加部は、前記データの階調度が第１領域内である場合、前記第１領域内において前記階調度が高くなるごとに前記エネルギーに一定のエネルギーである第１エネルギーを加算して印加し、
   前記階調度が前記第１領域より高い領域である第２領域において、前記第１エネルギーより大きいエネルギーを印加することを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記データが有する階調の数は２^ｎ（ｎは１以上の整数）であり、
   前記第１エネルギーをＥ_１とすると、前記階調度が第１領域内である場合、前記エネルギー印加部は、前記階調度に応じてＥ_１、２×Ｅ_１・・・２^ｎ−１×Ｅ_１を前記発熱体に印加することを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
3. 前記第２領域は１つの階調度に対応する領域であることを特徴とする請求項１又は２記載のサーマルプリンタ。
4. 前記第２領域は複数の階調度に対応する領域であり、
   前記エネルギー印加部は、前記第２領域において、階調度が高くなるごとに一定のエネルギーを加算することにより、前記第２エネルギーを前記発熱体に印加することを特徴とする請求項１又は２記載のサーマルプリンタ。
5. 前記エネルギー印加部は、前記データの階調度が前記第１領域よりも低い第３領域内である場合、階調度が高くなるごとに一定のエネルギーを加算して前記発熱体に印加することを特徴とする請求項１から４いずれか一項記載のサーマルプリンタ。
6. 前記第３領域における一定のエネルギーは、前記第１エネルギーより大きいことを特徴とする請求項５記載のサーマルプリンタ
7. 前記エネルギー印加部は、複数の前記発熱体のうち第１グループへの前記エネルギーの印加が終了した後、前記複数の発熱体のうち第２グループにエネルギーを印加することを特徴とする請求項１から６いずれか一項記載のサーマルプリンタ。
8. 最大諧調のデータを印刷する際に前記発熱体に印加される第３エネルギーを、印刷の行われる条件に応じて設定するエネルギー設定部を具備し、
   前記エネルギー設定部は、前記第１エネルギー及び前記第２エネルギーを、前記第３エネルギーに対する比率として設定するエネルギー設定部を具備することを特徴とする請求項１から７いずれか一項記載のサーマルプリンタ。

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