JPH05338247A - サーマルプリンタ - Google Patents

サーマルプリンタ

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JPH05338247A
JPH05338247A JP4152447A JP15244792A JPH05338247A JP H05338247 A JPH05338247 A JP H05338247A JP 4152447 A JP4152447 A JP 4152447A JP 15244792 A JP15244792 A JP 15244792A JP H05338247 A JPH05338247 A JP H05338247A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーマルヘッドの温度の影響を受けることな
く、画像データに応じた面積のインクドットを記録す
る。 【構成】 サーマルヘッド22には、細長な発熱素子が
主走査方向にライン状に設けられており、記録紙32に
対して副走査方向に移動する。1画素は、16本のサブ
ラインで構成され、各サブラインに発熱素子が対面して
いるときに、発熱素子にパルス電流を与えて発熱させ
る。ドットパターンLUTは、サブラインの位置を検出
するカウンタの出力信号を比較データに変換する。各サ
ブラインの記録時に、比較データと画像データとか比較
され、画像データの方が大きい場合には、発熱素子を通
電するための駆動信号が出力される。ドットパターンL
UTには、ドットパターンが異なった複数のテーブルが
記憶されており、システムコントローラ21からの切換
え信号によって1個のテーブルが選択される。システム
コントローラ21は、サーミスタ23で検出したサーマ
ルヘッド22の温度に応じたテーブルに切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、面積階調法によって中
間調画像を記録するサーマルプリンタに関し、更に詳し
くは、サーマルヘッドの温度に応じてドットパターンを
変更するようにしたサーマルプリンタに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】サーマルプリンタでは、複数の発熱素子
を主走査方向にライン状に配列したサーマルヘッドが用
いられ、サーマルヘッドを記録紙に対して相対的に副走
査方向に移動しながら、記録紙にインクドットを記録し
ている。また、副走査方向に並んだ複数のサブラインで
1個の画素を構成し、サーマルヘッドが副走査方向に1
個のサブライン分移動する毎に、主走査方向に細長な発
熱素子を駆動し、画像データに応じてインクが記録され
るサブラインの本数を変え、それにより1画素内に記録
されるインクドットの面積から中間調を表現するプリン
ト方法が知られている(例えば特開平4ー19163
号)。この面積階調法は、インクドット自体の濃度を調
節することができないプリンタ、例えばインクフイルム
の背後を加熱して溶融又は軟化したインクを記録紙に転
写する溶融型熱転写プリンタに対して特に好適である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のサーマルヘッド
は、蓄熱特性や放熱特性の影響によって、画素に記録さ
れるインクドットの面積を画像データに応じて正確に制
御することが困難であった。例えば、連続した高濃度デ
ータ部の間に、低濃度データ部を印字する場合等では、
局部的な蓄熱効果により所定の濃度より高めに印字され
ることになる。
【0004】本発明は、サーマルヘッドの熱的影響を是
正し、インクドットの面積を正確に制御し、その結果正
確な濃度で印字することができるようにしたサーマルプ
リンタを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサーマルプリンタは、発熱素子の温度を検
知する温度センサーと、温度範囲に応じて少なくとも2
種類のテーブルを備え、各テーブルにはサブラインの位
置に対する比較データが記憶されているドットパターン
LUTと、温度センサーで検出した温度に応じて2種類
のテーブルの一方を選択するテーブル選択手段と、発熱
素子が対面しているサブラインの位置を検出するカウン
タと、このカウンタの出力信号に基づいてドットパター
ンLUTから読み出した比較データと画像データとを比
較し、この比較結果からサブラインにインクを記録すべ
きことを表す駆動信号を発生するコンパレータと、この
駆動信号に応じて発熱素子の通電を制御するドライバと
を設けたものである。
【0006】
【実施例】図1において、時系列の画像信号は、入力端
子10を介してA/D変換器11に送られ、タイミング
信号発生回路12からのサンプリング信号に同期して、
十進法で「1」〜「256」に対応した8ビットの画像
データに変換される。この8ビットの画像データは、メ
モリコントローラ13によって制御されるフレームメモ
リ14に書き込まれる。プリント時には、主走査方向に
並んだ1行分例えばM個の画素の画像データをフレーム
メモリ14から順番に読み出して駆動信号変換回路15
に送る。モニタ時には、フレームメモリ14から読み出
した画像データがD/A変換器16でアナログ信号に変
換されてから、出力端子17を介してモニタ(図示せ
ず)に送られる。
【0007】前記駆動信号変換回路15には、タイミン
グ信号発生回路12からのクロック及びドットクリア信
号と、プラテン同期信号発生回路20からのプラテン同
期信号と、システムコントローラ21からのテーブル切
換え信号とが入力されており、サーマルヘッド22の温
度を考慮して、画像データを駆動信号に変換する。すな
わち、画像データとサーマルヘッド22の温度に応じた
ドットパターンが選択され、1画素を構成するn本のサ
ブラインのうち、インクを記録すべきサブラインの本数
が決定される。この実施例では、図4に示すように、1
画素が16本のサブラインで構成されているが、写真と
ほぼ同じ中間調を表現するには、サブライン数nとして
「32」〜「128」を用いるのがよい。
【0008】前記サーマルヘッド22の温度を検出する
ために、温度センサー例えばサーミスタ23がサーマル
ヘッド22が取り付けられている。このサーミスタ23
は、温度に応じて抵抗値が変化するから、これに流れる
電流が変化する。この電流は、電圧変換回路24で電圧
に変換されてから、A/D変換器25で温度データに変
換される。この温度データは、システムコントローラ2
1に送られ、温度範囲が判定される。
【0009】M個の駆動データは、サーマルヘッドドラ
イバ26を介してサーマルヘッド22に送られる。この
サーマルヘッドドライバ26には、通電時間制御回路2
7からのストローブ信号が入力されており、各サブライ
ンを記録する際に、発熱素子の通電時間が制御される。
図4に示すように、サーマルヘッド22には、発熱素子
22A〜22Mが主走査方向に配列されており、各発熱
素子は主走査方向の長さがA,副走査方向の長さがBの
細長な形状をしている。なお、副走査方向の長さが20
μmと狭いため、連続して通電すると発熱量が高くなり
過ぎて短時間で焼損する。そこで、各発熱素子22A〜
22Mをパルス駆動することで、焼損を防いでいる。
【0010】モータドライバ30は、システムコントロ
ーラ21によって制御されてパルスモータ31を駆動
し、記録紙32を巻き付けたプラテンドラム33を回転
させる。このパルスモータ31は、1個のパルスで1サ
ブステップだけプラテンドラム33を回転させ、例えば
3サブステップによってプラテンドラム33が1ステッ
プだけ回転される。この実施例では、16階調の画像を
記録するために、パルスモータ31の16ステップで記
録紙32が1個の画素37の副走査方向の長さLだけ移
動され、各ステップ毎に一定幅のパルス電流が発熱素子
に供給される。記録紙32には、ローラ34,35に掛
けられたインクフイルム36が密着し、記録紙32とと
もに矢線方向に移動する。インクフイルム36は、サー
マルヘッド22によって背面から加熱されると、溶融又
は軟化したインクが記録紙32に転写する。
【0011】前記プラテンドラム33にはロータリエン
コーダ38が連結されており、プラテンドラム33が1
サブステップ送られる毎にエンコーダパルスを発生し、
これをタイミング信号発生回路12とプラテン同期信号
発生回路20とに送る。このタイミング信号発生回路1
2は、エンコーダパルスからドットクリア信号を作成
し、これを駆動信号変換回路15に送る。また、プラテ
ン同期信号発生回路20は、エンコーダパルスを1個カ
ウントする毎に、1個のプラテン同期信号を発生し、こ
れを駆動信号変換回路15に送る。なお、システムコン
トローラ21は、タイミング信号発生回路12からのタ
イミング信号を基にして各部をシーケンス制御する。
【0012】図2は、駆動信号変換回路15とサーマル
ヘッドドライバの構成を示すものである。駆動信号変換
回路15は、シフトレジスタ40,ラッチアレイ41,
コンパレータアレイ42から構成されている。シフトレ
ジスタ40は、直列に接続されたM個の8ビットラッチ
回路40A〜40Mから構成されている。これらの8ビ
ットラッチ回路40A〜40Mは、入力端子及び出力端
子が8本であり、8ビットの画像データがパラレルに入
出力される。シフトレジスタ40には、主走査方向で1
行を構成するM個の画像データが順番に入力され、タイ
ミング信号発生回路12からのクロックに同期してシフ
トされる。
【0013】前記シフトレジスタ40に、ラッチアレイ
41が接続されている。このラッチアレイ41は、各画
像データをラッチするためにM個の8ビットラッチ回路
41A〜41Mから構成されている。シフトレジスタ4
0でパラレルな状態に変換されたM個の画像データは、
タイミング信号発生回路20からのドットクリア信号で
ラッチアレイ41にラッチされる。このドットクリア信
号は、プラテン同期信号の16回の立下がりに対して1
回「H」となる。このラッチアレイ41には、コンパレ
ータアレイ42が接続されている。このコンパレータア
レイ42は、M個の8ビットマグニチュードコンパレー
タ42A〜42Mから構成され、ドットパターンLUT
(ルックアップテーブルメモリ)43の比較データより
も画像データが大きいときにのみ、「L」の駆動信号を
出力する。
【0014】前記コンパレータアレイ42は、サーマル
ヘッドドライバ26が接続されている。このサーマルヘ
ッドドライバ26は、M個のNANDゲート回路26A
〜26Mからなり、各NANDゲート回路26A〜26
Mには、通電時間制御回路27のストローブ信号とコン
パレータの出力信号とが別々に入力されている。コンパ
レータの出力信号が「L」のときに、「L」のストロー
ブ信号が入力されると、NANDゲート回路の出力信号
が「L」となる。このストローブ信号は、発熱素子の通
電時間を規制するものであり、プラテン同期信号に同期
して1個だけ発生する。この実施例では、サブラインが
16本であるから、1画素の記録に対して16個発生す
る。
【0015】前記サーマルヘッドドライバ26には、発
熱素子アレイ45が接続されており、この発熱素子アレ
イ45は、主走査方向に一列に並んだM個の発熱素子2
2A〜22Mからなる。各発熱素子22A〜22Mは、
対応したNANDゲート回路26A〜26Mが「L」に
なっているときに通電され、インクフイルム36の背後
を加熱して、インクを記録紙32に転写する。
【0016】カウンタ44は、記録紙32が1サブライ
ン分移動される毎に発生するプラテン同期信号をカウン
トし、1個の画素37内でのサブライン位置を検出す
る。また、このカウンタ44は、ドットクリア信号によ
ってプラテン同期信号の16回の立下がり毎に零にリセ
ットされる。このカウンタ44から出力された8ビット
の出力信号は、アドレス信号としてドットパターンLU
T43に送られる。このドットパターンLUT43に
は、表1に示す低温用テーブル,表2に示す中温用テー
ブル,表3に示す高温用テーブルの3種類が記憶されて
いる。なお、テーブルの種類は、2種類,4種類等であ
ってもよい。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】前記ドットパターンLUT43は、画像デ
ータをドットパターンに変換するとともに、256階調
数の画像データを16階調数に圧縮する。システムコン
トローラ21は、サーマルヘッド22の温度に応じて、
テーブル切換え信号を発生し、表1〜表3の3種類のテ
ーブルの1つを選択する。この選択されたテーブルを使
用して、カウンタ44の出力信号に応じた比較データが
読み出され、コンパレータアレイ42に送られる。
【0021】次に、図3を参照して上記実施例の作用に
ついて説明する。画像入力時には、入力端子10にスキ
ャナーやビデオ再生機が接続され、アナログの画像信号
がA/D変換器11に入力される。このA/D変換器1
1でデジタル信号に変換された256階調数の画像デー
タは、フレームメモリ14に書き込まれる。
【0022】プリント時には、システムコントローラ2
1は、モータドライバ30を介してパルスモータ31を
駆動させ、記録紙32を保持したプラテンドラム33を
ステップ回転させる。このプラテンドラム33の回転
は、ロータリエンコーダ38で検出され、これから出力
されたエンコーダパルスがタイミング信号発生回路12
とプラテン同期信号発生回路20とに送られる。タイミ
ング信号発生回路12は、エンコーダパルスをもとにし
て作成したタイミング信号をシステムコントローラ21
に送る。このシステムコントローラ21は、タイミング
信号を基準にして、各部が同期するようにシーケンス制
御する。
【0023】前記タイミング信号発生回路12は、エン
コーダパルスをもとにしてドットクリア信号を発生し、
これを駆動信号変換回路15に送る。プラテン同期信号
発生回路20もエンコーダパルスから、プラテンドラム
33が1サブライン分移動する毎に1個のプラテン同期
信号を発生して、これを駆動信号変換回路15に送る。
【0024】また、サーマルヘッド22の温度は、サー
ミスタ23によって検出され、温度データがシステムコ
ントローラ21に取り込まれる。このシステムコントロ
ーラ21は、サーマルヘッド22の温度を常時監視して
おり、サーマルヘッド22の温度が高温,中温,低温の
いずれであるかを判定する。例えば、中温の場合には、
ドットパターンLUT43に切換え信号を送って、表2
に示す中温用テーブルに切り換える。
【0025】前記システムコントローラ21は、記録紙
32がプリント開始位置に達する直前に、読出し信号を
メモリコントローラ13に送る。このメモリコントロー
ラ13は、主走査方向に伸びた第1行を構成するM個の
画素の画像データをフレームメモリ14から順番に読み
出す。このM個の画像データは、駆動信号変換回路15
のシフトレジスタ40に送られる。このシフトレジスタ
40は、タイミング信号発生回路12からのクロックに
よって、M個の画像データをシフト及びラッチする。こ
のラッチされたM個の画像データは、記録紙32の記録
開始位置が発熱素子アレイ45に対面したときに、タイ
ミング信号発生回路12から出力されたドットクリア信
号によって、ラッチアレイ41にラッチされる。
【0026】また、ドットクリア信号によってカウンタ
44がリセットされ、その内容が十進法で零になる。こ
のカウンタ44が零になると、表2のテーブルに示され
ているように、十進法で「15」の比較データがドット
パターンLUT43から出力される。図3に示すよう
に、画像データが十進法で「30」の場合には、マグニ
チュードコンパレータ42Aから「L」の信号が出力さ
れる。この状態で、通電時間制御回路27から「L」の
ストローブ信号が出力されると、NANDゲート回路2
6Aの出力が「L」となる。発熱素子22Aに電圧VP
が印加されているから、NANDゲート回路26Aに向
かって電流が流れる。この電流が流れる時間は、ストロ
ーブ信号で規制されるから、発熱素子22Aには幅が一
定なパルス電流が供給されることになる。
【0027】前記発熱素子22Aは、パルス電流によっ
て発熱して、インクフイルム36の背後を加熱し、イン
クを記録紙32に転写する。これにより、図4に示すよ
うに、第1サブラインにインクドットが記録される。こ
の転写後にプラテンドラム33が1サブライン分回転す
るから、発熱素子22Aには第2サブライン目が対面す
る。カウンタ44は、プラテン同期信号によってインク
リメントされて内容が「1」となる。この場合には、ド
ットパターンLUT43から「31」の比較データが出
力される。この比較データは、画像データよりも大きい
ので、8ビットマグニチュードコンパレータ42Aの出
力信号は「H」となる。これにより、NANDゲート回
路26Aの出力信号が「H」となるから、第2番目のス
トローブ信号が入力されても発熱素子22Aが通電され
ない。したがって、発熱素子22Aは、画素37の第1
サブラインにのみインクを転写する。
【0028】同様に、画像データが「40」の場合に
は、カウンタ44の内容が「2」になるまで、マグニチ
ュードコンパレータ42Aの出力が「L」であるから、
第1サブラインと第2サブラインの両方にインクが転写
される。画像データが最高値である「256」の場合に
は、マグニチュードコンパレータ42Aの出力が、1画
素の記録中「L」に保たれから、第1〜第16のサブラ
インの全てにインクが転写される。また、画像データが
「15」より小さい場合には、いずれのサブラインにも
インクが記録されない。
【0029】このように、プラテンドラム33は、16
個のステップ回転で1個の画素37の副走査方向の長さ
Lだけ移動し、各ステップの間で発熱素子にパルス電流
を供給して、画像データに応じたサブライン数のインク
ドットを記録する。第1行に属するM個の画素の記録中
に、第2行に属するM個の画素の画像データが8ビット
シストレジスタ40に入力されるから、第1行の記録が
終了すると第2行の記録が引き続いて行われる。
【0030】サーマルプリンタを温度が高い環境、又は
連続プリント後のヘッドが蓄熱した状態で使用する場合
には、所定のサブライン数を記録した直後も、蓄熱の影
響で発熱素子がインク転写温度以上に保たれていること
が多く、この場合にはインクの特性によって記録される
サブラインの本数が増えることになる。そこで、サーマ
ルヘッド22が所定温度よりも高い場合には、システム
コントローラ21はテーブル切換え信号をドットパター
ンLUT43に送って、表3に示す高温用テーブルに切
り換える。この高温用テーブルは、発熱素子の発熱回数
が「1」だけ少ないドットパターンになっているため、
結果的に中温テーブルを使用した場合と同じ面積のイン
クドットを記録することができる。
【0031】温度が低い環境下又は最初の印字を行う場
合等でサーマルプリンタを使用するときには、発熱素子
が冷却しすぎているため、通電を開始しても、インクの
転写温度に達しないことがある。この場合には、インク
が記録されるサブラインの本数が減少することになる。
サーマルヘッド22が所定温度よりも低い場合には、シ
ステムコントローラ21はテーブル切換え信号をドット
パターンLUT43に送って、表1に示す低温用テーブ
ルに切り換える。この低温用テーブルは、発熱素子の発
熱回数が「1」だけ多いドットパターンになっている。
なお、本実施例では、ドットパターンの増減を「1」と
したが、インクの特性によりこの値は適宜変化する。
【0032】上記実施例では便宜上、モノクロプリント
について説明したが、本発明は、カラープリントにも利
用することができる。このカラープリントでは、入力端
子10とA/D変換器11との間にデコーダを設け、カ
ラービデオ信号を3色信号に分離する。そして、各色信
号をデジタル変換してから、色毎に設けた3種類のフレ
ームメモリに書き込む。プリント時には、プリントすべ
き色のフレームメモリを指定して画像データを読み出
す。そしてプラテンドラムを3回転させて3色面順次で
画像を記録する。また、このカラープリントでは、シア
ンインクエリア,マゼンタインクエリア,イエローイン
クエリアを所定の順番で形成したカラーインクフイルム
が用いられる。
【0033】また、記録紙とインクフイルムとを一次元
に相対移動させるラインプリンタについて説明したが、
本発明は、相対移動が二次元であるシリアルプリンタに
対しても利用することができる。このシリアルプリンタ
では、移動自在なサーマルヘッドが用いられ、そして記
録紙の送り方向に複数の発熱素子がライン状に配列され
ている。したがって、シリアルプリンタでは、記録紙の
送り方向及び発熱素子の配列方向が主走査方向であり、
サーマルヘッドの移動方向が副走査方向となる。
【0034】前記実施例では、発熱素子とサブライン
は、その副走査方向の長さが同じであるが、耐熱性を考
慮して発熱素子の方を長くしてもよい。この場合には、
第1サブラインの幅が第2〜第16サブラインに比べて
幅広となる。また、1個のパルス電流で1個のサブライ
ンを記録しているが、ストローブ信号を複数個出力する
ことで、複数のパルス電流を発熱素子に供給し、複数の
駆動で1本のサブラインを記録してもよい。更に、本発
明は、面積階調法で中間調画像をプリントするものであ
れば、昇華型熱転写プリンタ,感熱プリンタ等であって
も適用することができる。
【0035】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、サーマルヘッドの温度を監視して、その温度に応じ
てドットパターンを変更するから、環境温度が違ってい
る場合であっても、同じ画像データに対しては、インク
ドットの面積を同じに保つことができる。結果として同
一濃度を保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶融型熱転写プリンタの概略図である。
【図2】駆動信号変換回路とサーマルヘッドドライバの
構成を示すブロック図である。
【図3】図2に示す回路のタイミングチャートである。
【図4】発熱素子の記録状態を示す説明図である。
【符号の説明】
22 サーマルヘッド 22A〜22M 発熱素子 23 サーミスタ 37 画素 43 ドットパターンLUT 44 カウンタ 45 発熱素子アレイ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/23 102 B 9186−5C 8907−2C B41J 3/20 117 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 細長な発熱素子を主走査方向に配列した
    サーマルヘッドを用い、このサーマルヘッドと記録紙の
    一方を副走査方向に移動しながら、各発熱素子で1個の
    画素を構成する複数のサブラインを順次記録し、1個の
    画素内に記録されたインクドットの面積から中間調を表
    現するサーマルプリンタにおいて、発熱素子の温度を検
    知する温度センサーと、温度範囲に応じて少なくとも2
    種類のテーブルを備え、各テーブルにはサブラインの位
    置に対する比較データが記憶されているドットパターン
    LUTと、温度センサーで検出した温度に応じて2種類
    のテーブルの一方を選択するテーブル選択手段と、発熱
    素子が対面しているサブラインの位置を検出するカウン
    タと、このカウンタの出力信号に基づいてドットパター
    ンLUTから読み出した比較データと画像データとを比
    較し、この比較結果からサブラインにインクを記録すべ
    きことを表す駆動信号を発生するコンパレータと、この
    駆動信号に応じて発熱素子の通電を制御するドライバと
    を設けたことを特徴とするサーマルプリンタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012166371A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Canon Inc 印刷装置、その制御方法、および制御プログラム

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