JP3863153B2 - サーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、サーマルプリンタに関するものである。

サーマルプリンタは、サーマルヘッドの絶縁基板上に発熱抵抗体が多数配設されていて、これらの発熱抵抗体に対し選択的に通電を行い、発生したジュール熱をインクフィルムに伝達して、インクを用紙に転写するものである。これによって絵や文字等がドットパターンとして印画される。
このような熱転写式のサーマルプリンタは、現像や定着等の処理を必要としないので、印画機構が小型で安価になるとともに、臭気や電気的雑音の発生も抑制される。しかも、取扱容易で操作性も良い。保守も容易である。かかる特徴から、ファクシミリをはじめ、白黒印刷あるいはカラー印刷の各種端末用プリンタや、計測器組込用などに、広く用いられている。
従来のサーマルプリンタの構造を説明する。図５は外観斜視図であり、図６は搬送機構および印画機構の要部の断面模式図であり、図７は印画制御回路のブロック図であり、図８はカラー印刷の制御手順の概要フローチャートであり、図９はインク転写状態模式図である。

このサーマルプリンタ１０は、筺体１１の前面に配設された操作パネル１２や給排紙台１３など、及び筺体１１の内部に配設された紙送り機構や印画機構さらには制御回路などを備えたものである。

操作パネル１２は、装置の動作開始や動作モード設定などの使用者による指示を入力するために、そして動作状態などを表示するために、幾つかのスイッチや、液晶製の表示器などからなる。

紙送り機構は、給排紙台１３やドラム１４に加えて多数の小ローラやクランパなどが紙送りのラインに沿って配設されたものである。そして、給排紙台１３から一枚の用紙をローラで挟んでドラム１４へ送り込み（図６の矢印ａ参照）、その用紙の先端をクランパ１４ａでドラム１４にクランプして、ドラム１４を回転させることで（同矢印ｂ参照）、給紙および印画時の紙送りを行う。また、概ね逆向きに動作することで（同矢印ｃ，ｄ参照）、排紙時の紙送りを行うようになっている。

印画機構は、揺動可能に支持されたアーム１５や、その揺動に伴ってドラム１４の外周面に接触／離脱し得るようにアーム１５に取着されたサーマルヘッド２０などからなるものである。

サーマルヘッド２０は、絶縁基板と、これの上に列設させられた例えば数千個の発熱抵抗体Ｒｉすなわち発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎとを備え、制御回路の通電制御信号Ｅ１〜Ｅｎに従ってスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷｎがオンオフすることで定電圧源２１の出力電圧を発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎに対して印加する。これによって発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎの選択的な通電を行うものである。

制御回路は、要するに、操作パネル１２からの入力を受けて、あるいは図示しない上位のコンピュータ等からの指令やデータ等を受けて、給排紙や印画を行うに際してドラム１４の駆動や発熱抵抗体Ｒｉの通電等を制御する駆動回路や印画制御回路などからなるものである。

そのうち図７に示した印画制御回路は、図示しない上位コンピュータ等から送出された画像等の階調データＡを受け信号レベル変換等を行って階調データＢとして出力するデータレシーブ回路３１と、その階調データＢをＹ（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒）に区分して記憶しておき順に階調データＤとして出力する階調データレジスタ群３２と、階調データＤの値に応じたパルス数の通電制御信号Ｅ１〜Ｅｎを生成してサーマルヘッド２０に送出する通電制御回路３３とを備えたものである。

このような構成のサーマルプリンタ１０は、給排紙台１３に印画用紙１がセットされると、これを紙送り機構によってドラム１４に巻き付けてサーマルヘッド２０の下まで送り込み、続けてアーム１５を駆動してサーマルヘッド２０を印画用紙１に当接させる。このとき、サーマルヘッド２０と印画用紙１との間にはインクフィルム２が介在させられる。こうして、印画の準備が整う。

そして、階調データＡを受けると、印画制御回路によって通電制御信号Ｅ１〜Ｅｎが生成される。この制御信号は、図８の概要フローチャートで示したように、Ｙ（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒）の４色について面順次に印画終了まで繰り返し生成される（ｊ＝１〜４）。なお、それぞれの色の面においてはライン毎に繰り返えされる（ｉ＝１〜ｍ；ｍは面内ライン数）。そして、この制御信号に応じた選択的通電により各発熱抵抗体Ｒｉがデータに応じて適宜発熱する。

こうして、図９に模式的に示したように、発熱抵抗体Ｒｉが発熱したときにその下に存在していたインクフィルム２のインク２ａが、その熱で昇華してインクフィルム２から印画用紙１表面に移る。これにより、データに応じて選択的にインクが転写され、カラー印刷が行われる。

しかしながら、このような従来のサーマルプリンタでは、紙や合成紙などを基材とする一般的な用紙であっても、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）用フィルムなどの透明なプラスチック等の用紙であっても、これらを区別することなく、同じ通電制御を行って印画していた。このため、ＯＨＰ用フィルム等に印画した場合、高濃度の印画を行った部分ほど強く、フィルム表面にマット化と呼ばれる不所望な印画状態が形成され、これによって色がくすんだり、さらには連続的に変化すべき階調表示に不連続な部分が現れたりしがちである。そこで、ＯＨＰ用フィルムに印画するに際して上述のマット化の発現を抑制あるいは低減することが課題となる。

また、ＯＨＰでカラー画像を投影した場合、マット化による悪影響は、有彩色部分では顕著に視認されるが、無彩色部分ではさほど目立たないという視覚上の特質がある。しかも、ＯＨＰでは地の部分における僅かな着色はほとんど視認されないという特質もある。そこで、かかる特質を利用して、印画性能等を損なうことなく製造等容易なものとするために性能およびコストの両面から構成を工夫することも、さらなる課題となる。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、高濃度印画時に発現するマット化の影響を緩和して、ＯＨＰ用フィルムへの印画に好適なサーマルプリンタを実現することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明によるサーマルプリンタは、以下の構成を少なくとも具備するものである。

画像の階調データに応じてサーマルヘッドの発熱量を制御する印画制御回路を備え、前記サーマルヘッドからの熱によりインクフィルム上のインクをＯＨＰ用フィルムその他の用紙に転写して階調表示の印画を行うサーマルプリンタにおいて、印画用紙が前記ＯＨＰ用フィルムであるか否かで動作モードを区別して設定するモード設定手段を備え、前記印画制御回路は、前記ＯＨＰ用フィルムに対応した動作モードの下では、階調データに伴うインク転写がなされた前記印画用紙に対して、所定量の加熱がなされるように前記サーマルヘッドの発熱量を制御して付加的な印画動作をするものであり、前記所定量は、前記ＯＨＰ用フィルムの表面に歪みを発現させる高濃度印画時の発熱量よりも少ない低濃度印画時の発熱量に定められたものであることを特徴とするサーマルプリンタ。

前述の特徴を有する本発明の実施形態に係るサーマルプリンタは、より具体的には、画像の階調データに応じてサーマルヘッドの発熱量を制御する印画制御回路を備え、前記サーマルヘッドからの熱によりインクフィルム上のインクをＯＨＰ用フィルムその他の用紙に転写して階調表示の印画を行うサーマルプリンタにおいて、印画用紙が前記ＯＨＰ用フィルムであるか否かで動作モードを区別して設定するモード設定手段を（前記印画制御回路の一部として又は別個に）備え、前記印画制御回路は、前記ＯＨＰ用フィルムに対応した動作モードの下では、例えばインク転写後付加的に、階調データに伴うインク転写がなされた前記印画用紙に対して、所定量の加熱がなされるように前記サーマルヘッドの発熱量を制御して付加的な印画動作をするものであり、前記所定量は、前記ＯＨＰ用フィルムの表面に（視認可能なマット化等の）歪を発現させる高濃度印画時の発熱量よりも少ない低濃度印画時の発熱量に定められたものである。

このような本発明の実施形態に係るサーマルプリンタにあっては、モード設定手段によって動作モードがＯＨＰ用フィルム対応動作モードに設定されている場合は、例えばインク転写後付加的に、印画制御回路によりサーマルヘッドの発熱量が制御されて、印画用紙に対して所定量の加熱がなされる。

この低濃度印画相当量の加熱により、印画用紙がＯＨＰ用フィルムである場合は、高濃度印画のインク転写時にマット化等の歪が発現していても、再度の加熱後は低濃度印画時の僅かな歪が残るに過ぎないものとなる。これにより、高濃度印画時に発現するマット化の影響を緩和することができる。

なお、モード設定手段によって動作モードがＯＨＰ用フィルム対応動作モード以外のモードに設定されている場合は印画制御回路等の動作が従来通りなので、一般的な用紙への印画は従来通りに行われる。

したがって、この実施形態によれば、ＯＨＰ用フィルムへの印画にも好適なサーマルプリンタを実現することができる。

また、本発明の実施形態に係るサーマルプリンタは、上記のサーマルプリンタであって、前記印画制御回路は、カラー印刷等に際して前記印画用紙の同一部分に対して複数回のインク転写動作がなされるように印画制御を行うものであり、且つ前記ＯＨＰ用フィルム対応動作モード下での前記付加的な印画動作を前記複数回のインク転写動作のうち最後のインク転写動作時にインク転写と同時またはインク転写に換えて行うものである。

このような実施形態のサーマルプリンタにあっては、ＯＨＰ用フィルム対応動作モード下では、最後のインク転写処理に際して、その処理と同時に、高濃度印画時の加熱によってＯＨＰ用フィルムに発現するマット化の影響を緩和するために、低濃度印画相当量の微弱な加熱処理が行われる。これにより、従来の印画速度を損なうことなく、最後のインク転写処理より前のインク転写処理によるＯＨＰ用フィルムに出現したマット化の影響を緩和することができる。

また、ＯＨＰ用フィルムの全領域のうち最後のインク転写時に高濃度印画された部分領域には他の部分よりも歪が残り易いが、この最後のインク転写処理は黒色について行われる。ここで、ＯＨＰではマット化等による悪影響が無彩色部分ではさほど目立たない。そこで、このような領域部分では多少歪が残っていても、実用上不都合はない。これにより、従来通りの印画速度を維持しながらＯＨＰ用フィルムへの印画品質を向上させることができる。

したがって、この発明によれば、ＯＨＰ用フィルムへの印画にも好適な且つ印画速度および印画品質も優れたサーマルプリンタを実現することができる。
このような本発明の実施形態に係るサーマルプリンタは、具体的には、前記印画用紙の搬送経路部に配設され、その用紙の透明度等を測定してその用紙がＯＨＰ用フィルムであるか否かを検出するフィルム検出手段を備え、前記モード設定手段は、このフィルム検出手段の検出結果に応じて前記動作モードを前記ＯＨＰ用フィルム対応動作モード及び他の用紙対応動作モードの何れかに切換るものである。

これにより、自動的に動作モードが用紙種別に応じた適切な状態となるので、用紙がＯＨＰ用フィルムか他の用紙かに応じて使用者が操作パネルを操作して動作モードを設定しなおすということが不要となる。そこで、ＯＨＰ用フィルムへの印画性能を向上させるための改造を行ったにも拘らず、従来通りの楽な操作性を維持することができる。

本発明のサーマルプリンタの一実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、その印画制御回路のブロック図であり、従来例の図７に対応する。図２はそのカラー印刷時の制御手順の概要フローチャートであり、図３は３または４色の印画色数によるカラー印刷のインク転写（ｊ＝１〜ｎ；ｎは印画色数）後付加的に微弱印画処理を行う制御手順の概要フローチャートであり、これらは従来例の図８に対応する。なお、全体構成は従来例の図５〜図７に示したものと同一なので、その再度の説明は割愛し、以下相違点を中心に説明する。

図１に示した印画制御回路は、従来のものに加えて、モード設定手段としてのモード設定回路１０１と、データレシーブ回路３１および階調データレジスタ群３２間に介挿された黒データ調整回路１０２とを備えるものである。

モード設定回路１０１は、操作パネル１２からの所定入力を受けるたびに値が反転するＤタイプフリップ・フロップ等を主体に構成され、その値がＯＨＰ用フィルム対応動作モードに該当するときだけ、黒データ調整回路１０２にモード信号ＯＨＰを送出するものである。これにより、モード設定回路１０１は、印画用紙がＯＨＰ用フィルムであるか否かで動作モードを区別して設定するものとなっている。

黒データ調整回路１０２は、階調データＢと閾値１０３とを受けてこれらの値の大小を比較するコンパレータと、このコンパレータの出力を制御入力とし階調データＢと閾値１０３とをデータ入力として階調データＢが閾値１０３以上のときには階調データＢを選択し階調データＢが閾値１０３未満のときには閾値１０３を選択するセレクタとを主体に構成される。このセレクタによって選択されたデータ値は階調データＢ'として階調データＢの代わりに階調データレジスタ群３２に送出される。かかる簡易な回路により、データレシーブ回路３１からの階調データＢをＹ（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒）に区分して階調データレジスタ群３２に記憶するに際して、モード信号ＯＨＰが有意の場合にＫ（黒）のデータについてだけ、値が閾値１０３より小さいときにはそのデータ値を閾値１０３に変更する。すなわち、黒データ調整回路１０２は、階調データＢ，Ｂ'のセットと同時に黒データ調整を行うものとなっている。

閾値１０３は、階調データＢの上限値の概ね２％の値にセットされている。ポリエステル，ポリ塩化ビニル，アクリル等を受容層の主成分とする一般的なＯＨＰ用フィルムの場合、この値以下で低濃度印画を行えば、高濃度印画時のような顕著なマット化等が発現しないで済み、しかも僅かに黒く着色された地の部分がＯＨＰ投影時に視認されるということもほとんど無い。

この実施例のサーマルプリンタについて、その動作を説明する。

操作パネル１２の操作によってサーマルプリンタの動作モードがＯＨＰ用フィルム対応動作モード以外のモードに設定されている場合は、印画の準備が整って階調データＡを受けると、階調データＢが黒データ調整回路１０２によって変更されることなくそのまま階調データＢ'として階調データレジスタ群３２に送られる。こうして、印画制御回路によってサーマルヘッド２０が従来通りに通電制御され、この場合、従来通りの印画処理がなされる。

これに対し、サーマルプリンタの動作モードがＯＨＰ用フィルム対応動作モードに設定されている場合は、図２の概要フローチャートで示したように、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色の階調データをセットする時に黒データ調整の処理も同時に行われる。

こうして、印画用紙の同一部分に対して最大４回のインク転写がなされ、そのうちの最後の回に黒のインク転写がなされる。しかも、この場合、黒データは総て値が閾値１０３以上になるように予め調整されているので、濃い黒色での印画部分はもとより、従来印画されない地の部分であっても黒色での微弱印画が行われる。これにより、Ｙ（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色で印画された部分は必ず所定量以上の再加熱がなされることとなる。また、図３の概要フローチャートで示したような微弱印画処理を直列に追加する直截的なものと比較した場合同じ印画色数の印刷については印画速度が優れている。

図４はＯＨＰ用フィルムへの印画例である。その左半分は従来通りに印画した部分であり、この部分にはマット化が観られる。これに対し、右半分は薄い濃度での微弱印画を加えた部分である。この部分では、マット化が低減させられている。
このように、この実施例のサーマルプリンタにあっては、Ｙ（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各有彩色のインク転写処理を先に行って最後のインク転写処理に際して無彩色のＫ（黒）を少なくとも所定量以上着けるようにしたことにより、ＯＨＰ用フィルムへの印画にも好適な且つ印画速度および印画品質も優れたカラー対応のサーマルプリンタを簡易な構成で実現することができるという有利な効果を奏する。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態に係るサーマルプリンタにあっては、例えばインク転写後付加的に低濃度印画相当量の加熱を行えるようにしたことにより、高濃度印画時の加熱によってＯＨＰ用フィルムに発現するマット化の影響を緩和することができる。したがって、ＯＨＰ用フィルムへの印画にも好適なサーマルプリンタを実現することができるという有利な効果が有る。

また、本発明の実施形態に係るサーマルプリンタにあっては、最後のインク転写処理に際して黒色を着けるとともにこの処理と同時にＯＨＰ用フィルムにおけるマット化の影響を緩和するための加熱処理を行うようにしたことにより、ＯＨＰ用フィルムへの印画にも好適な且つ印画速度および印画品質も優れたサーマルプリンタを実現することができるという有利な効果が有る。

本発明のサーマルプリンタの実施例について、その印画制御回路のブロック図である。 そのカラー印刷時の制御手順の概要フローチャートである。 微弱印画処理を付加的に行う制御手順の概要フローチャートである。 その印画例である。 従来のサーマルプリンタの外観斜視図である。 その要部機構の断面模式図である。 その印画制御回路のブロック図である。 そのカラー印刷時の制御手順の概要フローチャートである。 そのインク転写状態模式図である。

符号の説明

１ 印画用紙
２ インクフィルム
２ａ インク
１０ サーマルプリンタ
１１ 筺体
１２ 操作パネル
１３ 給排紙台
１４ ドラム
１４ａ クランパ
１５ アーム
２０ サーマルヘッド
２１ 定電圧源
３１ データレシーブ回路
３２ 階調データレジスタ群
３３ 通電制御回路
１０１ モード設定回路
１０２ 黒データ調整回路
１０３ 閾値
Ｒ１〜Ｒｎ，Ｒｉ 発熱抵抗体
ＳＷ１〜ＳＷｎ スイッチ回路

Claims (3)

1. 画像の階調データに応じてサーマルヘッドの発熱量を制御する印画制御回路を備え、前記サーマルヘッドからの熱によりインクフィルム上のインクをＯＨＰ用フィルムその他の用紙に転写して階調表示の印画を行うサーマルプリンタにおいて、
   印画用紙が前記ＯＨＰ用フィルムであるか否かで動作モードを区別して設定するモード設定手段を備え、
   前記印画制御回路は、前記ＯＨＰ用フィルムに対応した動作モードの下では、階調データに伴うインク転写がなされた前記印画用紙に対して、
   所定量の加熱がなされるように前記サーマルヘッドの発熱量を制御して付加的な印画動作をするものであり、
   前記所定量は、前記ＯＨＰ用フィルムの表面に歪みを発現させる高濃度印画時の発熱量よりも少ない低濃度印画時の発熱量に定められたものであることを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記印画制御回路は、前記印画用紙の同一部分に対して複数回のインク転写動作がなされるように印画制御を行うものであり、
   且つ前記ＯＨＰ用フィルム対応動作モード下での前記付加的な印画動作を前記複数回のインク転写動作のうち最後のインク転写動作時にインク転写と同時またはインク転写に換えて行うものであ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. 前記印画制御回路は、
   前記ＯＨＰ用フィルムに対応した動作モードの下では、
   黒色の階調データと、前記所定量の加熱に相当する閾値データとを比較して、
   階調データが前記閾値データ以上のときには階調データを選択し、
   階調データが前記閾値データ未満のときには前記閾値データを選択して、
   黒色転写時の印画データとし、
   前記ＯＨＰ用フィルムの全領域に前記所定量の黒を印画するものであることを特徴とする請求項１または２記載のサーマルプリンタ。

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