CN110626078A - 一种热打印控制方法及热记录装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种热打印控制方法及热记录装置，其中方法包括S1、通过热记录装置分别读取记录所需要的黑白二值化信息及灰度谐调信息所对应的数据信息；S2、在具有位深度的灰度谐调信息的数据值中，取出最大及最小值，将黑白二值化信息中的“0”变换为最小值，“1”变换为最大值；S3、数据重组，使在区域范围{（1，1），（N，M）}内的每个印字点保存一个具有位深度的印字数据，{（n+1，m+1），（n+n1，m+m1）}的指定区域范围内为灰度谐调信息的数据；S4、将S3所形成的数据转换为打印数据，进而形成若干打印序列；S5、打印输出。上述方法可实现在同一感热介质的一次打印过程中，同时打印存在记录要求的黑白二值化信息和指定区域的灰度谐调信息。

Description

一种热打印控制方法及热记录装置
技术领域
本发明涉及热打印技术领域，尤其涉及一种热打印控制方法及热记录装置。
背景技术
现在的热敏打印记录装置，通常包括一个提供印加能量的热敏打印头，在热敏打印头上配置有连续多个按照一定的分辨率直线性配置的热敏发热体单元，以及控制每个发热体单元的打印头驱动芯片。图像或文字信息记录用的感热介质通过弹性材料的打印胶辊施加一定的压力，沿着与前述热敏打印头发热线垂直的方向摩擦接触运动，通过对前述热敏打印头的发热体单元施加相应的脉冲电力，发热体单元产生焦耳热效果，把印加电能转换为热能，当前述感热介质在前述打印胶辊旋转驱动下接触通过前述发热体单元时，发热体单元产生的热能传递到感热介质表面，感热介质表面的感热材料受热发生化学反应或物理变化，从而在感热介质上形成了与印加能量相应浓度的可视化图像或文字信息。
近年来，随着热敏打印装置及感热介质关联的制造及工艺技术水平，以及热打印控制技术等的水平不断提升，热敏打印应用也越来越广泛。同时，热记录的印字品质也越来越高，已经不再局限于基本的黑白二值化图像或文字记录，也可以实现浓度谐调表现力更优的灰度图像或文字记录等。
但是，目前对于实现前述的黑白二值化及灰度谐调图像或文字记录来说，特别是针对在同一感热介质上同时存在记录要求的黑白二值化信息和指定区域的灰度谐调信息，由于黑白二值化信息数据格式与灰度谐调信息数据格式不同，以及两种记录方式的热打印控制方法的差异，一般的热记录装置，在同一感热介质的一次打印过程中，只能实现一种记录方式，即，或者是全部打印数据转化为黑白二值化打印，如此则会损失灰度谐调信息，图像失真；或者是全部打印数据转化为灰度谐调打印，如此则需要较高负荷的二值化图像转化为灰度图像的数据算法，除了增加运算成本，并且变换后的图像或因采用的变换算法同样产生图像失真，因此均不能实现前述要求的黑白二值化及灰度谐调图像或文字的同时打印记录。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种热打印控制方法及热记录装置，以便实现在同一感热介质的一次打印过程中，同时记录黑白二值化及灰度谐调的图像或文字信息。
为了实现上述目的，本发明的一方面提出了一种热打印控制方法，包括以下步骤：
步骤1、读取打印信息的数据：通过热记录装置分别读取记录所需要的黑白二值化信息及灰度谐调信息所对应的数据信息；
其中黑白二值化信息在{(1，1)，(N，M)}的区域范围内，保存格式为“0”或“1”的二值化图像数据矩阵，其印字宽度N，印字长度M；
灰度谐调信息在{(1，1)，(n1，m1)}的区域范围内，保存格式为具有位深度的灰度谐调信息数据矩阵，其印字宽度为n1，印字长度为m1；
所述灰度谐调信息的印字位置由黑白二值化信息中的坐标(n，m)指定，即在黑白二值化信息的区域范围{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}内，指定了存在记录需要的灰度谐调信息的打印位置及打印区域范围；
步骤2、数据变换：在灰度谐调信息的数据值中，取出最大值Dmax及最小值Dmin，将黑白二值化信息中的“0”或“1”数据变换为与灰度谐调信息具有相同位深度的数据格式，其中，“0”变换为灰度谐调信息中的数据值的最小值Dmin，“1”变换为灰度谐调信息中的数据值的最大值Dmax；
步骤3、数据重组：将步骤2数据变换后的黑白二值化数据及灰度谐调数据，以及步骤1中的灰度谐调信息的指定印字区域数据，重组为一个整体：即整体印字区域范围为{(1，1)，(N，M)}，每个印字点保存一个印字数据，所述印字数据为具有位深度的印字数据，其中{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}的指定区域范围内，为所述的灰度谐调信息的数据；
步骤4、将步骤3所形成的数据转换为打印数据，进而形成若干打印序列：将数据重组后的整个印字区域内每个印字点所保存的印字数据都变换成一组打印数据，每一个打印行的各印字点与所述热记录装置中的热敏打印头主打印方向的发热体单元相对应；每一个打印行的各印字点所对应的各组打印数据形成Ln个打印序列，每个打印序列均包含了若干数据位，各数据位与各印字点一一对应，数据位为0则代表着与该数据位相对应的印字点在打印时不被加热；数据位为1则代表着与该数据位相对应的印字点在打印时被加热；
步骤5、打印输出：通过热记录装置的打印驱动控制部，在一个打印行的打印周期内，依次读取步骤4形成的Ln个打印序列，每读取一个打印序列，控制热敏打印头打印一次，直到读取第Ln个打印序列，控制热敏打印头打印第Ln次，从而完成一个打印行的打印周期；之后再进行下一个打印行的打印，直至完成整体的打印。
优选的是，在所述步骤1中，灰度谐调信息的记录位置及范围没有超出黑白二值化信息的区域范围，即0≤n，n+n1≤N及0≤m，m+m1≤M。
优选的是，在所述步骤4中，采用线性数据变换的方式将数据重组后的整个印字区域内每个印字点所保存的印字数据都变换成一组打印数据。
优选的是，在同一感热介质上的黑白二值化信息记录区域范围内，可同时实现多个指定区域的灰度谐调信息记录要求。
本发明的该方案的有益效果在于上述热打印控制方法可实现在同一感热介质上同时存在记录要求的黑白二值化信息和指定区域的灰度谐调信息的同时打印，并可保持整体信息记录的视觉浓度一致性，同时有效地降低热记录装置处理图像或文字信息的存储及计算负荷，提升了打印速度和印字品质。
本发明的另一方面还提出了一种热记录装置，包括一个提供印加能量的热敏打印头、打印驱动控制部以及感热介质搬送部，其中热敏打印头上包含有连续多个按照预设的分辨率直线性配置的发热体单元，所述呈直线性配置的发热体单元配置在与感热介质搬送方向相垂直的方向上，所述热记录装置采用上述热打印控制方法对感热介质进行打印，以实现在同一感热介质的一次打印过程中，同时打印存在记录要求的黑白二值化信息和指定区域的灰度谐调信息。
附图说明
图1示出了本发明所涉及的热记录装置的***构造示意图。
图2示出了本发明所涉及的热记录装置的热敏打印头驱动控制逻辑示意图。
图3示出了现有技术中的黑白二值化图像或文字的打印控制方法示意图。
图4示出了现有技术中的灰度谐调图像或文字的打印控制方法示意图。
图5示出了实施例中记录信息的示意图。
图6示出了实施例中打印样张的示意图。
图7示出了实施例中记录图像或文字信息处理前的数据示意图。
图8示出了实施例中记录图像或文字信息数据变换及重组后的数据示意图。
图9示出了实施例中记录图像或文字信息的打印数据示意图。
附图标记：1-热敏打印头，10-发热体单元，11-打印头驱动芯片，2-打印驱动控制部，3-感热介质搬送部，30-打印胶辊，4-感热介质。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，本发明所涉及的热记录装置包括一个提供印加能量的热敏打印头1，热敏打印头1上包含有连续多个按照一定的分辨率直线性配置的发热体单元10，所述呈直线性配置的发热体单元10配置在与感热介质4搬送方向相垂直的方向上，所述热记录装置还包括一个打印驱动控制部2以及一个感热介质搬送部3，当感热介质4在感热介质搬送部3的打印胶辊30旋转驱动下接触通过所述热敏打印头1的发热体单元10时，所述打印驱动控制部2根据需要打印的图像或文字信息数据及控制逻辑，驱动所述发热体单元10产生热能，并接触传递到感热介质4表面，感热介质4表面的感热材料受热发生化学反应或物理变化，从而在感热介质4上形成了与印加能量相应浓度的可视化图像或文字信息。
本发明所涉及的热记录装置的热敏打印头驱动控制逻辑如图2所示，所述热敏打印头1上线性配置有N个发热体单元10，记作(R1、R2、R3……RN)，同时配置有打印头驱动芯片11，其输入逻辑控制信号包括高电平时印字、低电平时关闭的数据序列信号DATA(也就是打印序列)，每个发热体单元10由独立的驱动回路MOS开关控制；交替脉冲逻辑时钟信号CLOCK用于将数据序列信号DATA存入打印头驱动芯片11的移位寄存器(SHIFT REGISTER)内。在一个行的打印周期内，时序脉冲逻辑信号LATCH将移位寄存器内的数据序列信号DATA锁存到锁存寄存器(LATCH REGISTER)内；当选通逻辑控制信号STROBE为有效电平时，并且数据序列信号DATA中与某一发热体单元10相对应的数据位为“1”时，则该发热体单元10的驱动回路MOS开关处于打开(ON)状态，打印电源VH与GND之间，通过该发热体单元10导通，该发热体单元10发热，温度上升，实现印字。上述的逻辑控制信号均由本发明所涉及的热记录装置中的打印驱动控制部2输出。
图3示出了现有技术中的黑白二值化图像或文字的打印控制方法示意图。黑白二值化图像或文字的数据信息通常采用二值化存储及输出配置，数据1输出高电平，其对应的发热体单元10的驱动回路MOS开关处于打开状态，该发热体单元10发热；数据0输出低电平，其对应的发热体单元10的驱动回路MOS开关处于关闭状态，该发热体单元10不发热。
在每一个打印行的印字周期内，二值化数据序列信号DATA由交替脉冲逻辑时钟信号CLOCK输入至打印头驱动芯片11的移位寄存器内，当时序脉冲逻辑信号LATCH有效时，将移位寄存器内的数据序列信号DATA锁存到锁存寄存器内；当选通逻辑控制信号STROBE为有效电平时(图中低电平有效)，数据序列信号DATA中与某一发热体单元10相对应的数据位为“1”时，则该发热体单元10的驱动回路MOS开关处于打开状态，保持Ton时间，以满足印加能量，对应的发热体单元10持续通电加热一个Ton时间周期，然后选通逻辑控制信号STROBE关闭，则发热体单元10不发热，发热体单元10断电冷却Toff时间，从而完成一行的打印周期。上述打印控制方法的特点在于：在每一个打印行的印字周期内，黑白二值化的数据序列信号DATA只输入一次，使得发热体单元10的驱动回路MOS开关通电开关一次，对应形成黑(打印)以及白(不打印)的点阵图像输出。显然，采用上述黑白二值化图像或文字的打印控制方法无法实现同时存在打印需求的灰度谐调图像的打印控制。
图4示出了现有技术中的灰度谐调图像或文字的打印控制方法示意图。灰度谐调图像或文字的每个打印点的数据信息通常采用具有位深度的数据存储及输出配置，例如8bit位深的256阶灰度数据，每个打印点的数据由0到255对应了由深到浅的印字浓度。
在每一个打印行的印字周期内，每个打印点的数据经过所述打印驱动控制部2的数据变换和数据重排，会形成Ln个打印序列：DL-1、DL-2、DL-3……DL-Ln。每个打印序列均包含了若干数据位，各数据位与各印字点一一对应，例{1，1，1，0，…0}，共计N个数据位，一一对应N个印字点；然后第一个打印序列由交替脉冲逻辑时钟信号CLOCK输入至打印头驱动芯片11的移位寄存器内，当时序脉冲逻辑信号LATCH有效时，将移位寄存器内的打印序列锁存到锁存寄存器内；当选通逻辑控制信号STROBE为有效电平时(图中低电平有效)，打印序列中与某一发热体单元10相对应的数据位为“1”时，则该发热体单元10的驱动回路MOS开关处于打开状态，保持Ton时间，对应的发热体单元10持续通电加热一个Ton时间周期，然后选通逻辑控制信号STROBE关闭，则发热体单元10不发热，发热体单元10断电冷却Toff时间，从而完成该打印序列的打印周期。依此类推，顺次完成Ln次打印序列的打印周期后，从而完成整个一行的打印周期。上述打印控制方法的特点在于：在每一个打印行的印字周期内，灰度谐调信息的打印数据会形成Ln个打印序列，因此会使发热体单元10的驱动回路MOS开关通电开关Ln次，形成对应灰度谐调数据的灰阶浓度的图像输出。
如图3及图4所述，显然黑白二值化信息打印处理较为简单，处理和打印速度也较快，但黑白点阵图无法体现灰度图像的谐调性浓度信息；而灰度谐调图像的打印处理较为复杂，对打印驱动控制部2的数据运算负荷较大，但能实现灰度图像的谐调性浓度信息。
如图5所示，本发明要针对的是在同一感热介质4上的记录区域范围{(1，1)，(N，M)}内，同时存在记录要求的黑白二值化信息印字区域，以及指定区域的灰度谐调信息印字区域{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}，其中，0≤n，n+n1≤N及0≤m，m+m1≤M。具体的打印样张示意图例如图6所示，打印样张包括了黑白二值化的文字和条码信息，以及灰度谐调图像。
本发明所涉及的热打印控制方法包括以下步骤：
步骤1、读取打印信息的数据。所述信息包括图像和/或文字。
通过热记录装置分别读取记录所需要的黑白二值化信息及灰度谐调信息所对应的数据信息。通常情况下，黑白二值化信息在{(1，1)，(N，M)}的区域范围内，保存格式为“0”或“1”的二值化图像数据矩阵，其印字宽度N，印字长度M。在本实施例中，黑白二值化信息的印字宽度N对应热记录装置主打印方向的N个打印点。
灰度谐调信息在{(1，1)，(n1，m1)}的区域范围内，保存格式为具有位深度(例如8bit)的灰度谐调信息数据矩阵，其印字宽度为n1，印字长度为m1。所述灰度谐调信息的印字位置由黑白二值化信息中的坐标(n，m)指定，即在黑白二值化信息的区域范围{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}内，指定了存在记录需要的灰度谐调信息打印位置及打印区域范围。在本实施例中，灰度谐调信息的记录位置及范围没有超出黑白二值化信息的区域范围，即0≤n，n+n1≤N及0≤m，m+m1≤M。
在本实施例中，如图7所示，在同一感热介质上的记录区域范围{(1，1)，(N，M)}内，存在记录要求的黑白二值化信息，同时存在记录需要的指定区域的灰度谐调信息，其印字区域为{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}，其中，0≤n，n+n1≤N及0≤m，m+m1≤M。黑白二值化信息为{0、1}的二值化数据，灰度谐调信息为{0～255}(以8bit为例)的灰度数据，在本实施例中，灰度谐调信息中的数据值的最大值Dmax为255，最小值Dmin为0。
步骤2、数据变换。
根据灰度谐调信息的数据值，取出最大值Dmax及最小值Dmin，将黑白二值化信息中的“0”或“1”数据变换为与灰度谐调信息具有相同位深度的数据格式，其中，“0”变换为灰度谐调信息中的数据值的最小值Dmin，“1”变换为灰度谐调信息中的数据值的最大值Dmax。因此黑白二值化信息的印字浓度与灰度谐调信息的印字最大浓度处于同等水平，从而可保持整体信息记录的视觉浓度一致性。
步骤3、数据重组。
将步骤2数据变换后的黑白二值化数据及灰度谐调数据，以及步骤1中的灰度谐调信息的指定印字区域数据，重组为一个整体：即整体印字区域范围为{(1，1)，(N，M)}，每个印字点DOT保存一个印字数据data，所述印字数据data为具有位深度的印字数据data，其中{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}的指定区域范围内，为所述的灰度谐调信息的数据。
如图8所示，保持指定印字区域{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}的灰度数据不变，所述打印驱动控制部2对黑白二值化信息区域的黑白二值化数据{0、1}进行变换，将二值化数据“1”变换为灰度数据的最大值Dmax，二值化数据“0”变换为灰度数据的最小值Dmin。
步骤4、将步骤3所形成的数据转换为打印数据，进而形成若干打印序列。
如图9所示，将数据重组后的整个印字区域内每个印字点所保存的印字数据data都变换成一组打印数据，每一个打印行的各印字点与热敏打印头主打印方向的发热体单元相对应；每一个打印行的各印字点所对应的各组打印数据形成Ln个打印序列，每个打印序列均包含了若干数据位，各数据位与各印字点一一对应，数据位为0则代表着与该数据位相对应的印字点在打印时不被加热；数据位为1则代表着与该数据位相对应的印字点在打印时被加热。
在本实施例中，采用线性数据变换的方式将数据重组后的整个印字区域内每个印字点所保存的印字数据data都变换成一组打印数据。把具有位深度的印字数据data(例如8bit)，转换为如下所示的数据序列格式，如图9所示：
当印字点的印字数据为0时，对应的一组打印数据为{0，0，0，0，…，0}，共计Ln个数据位。
当印字点的印字数据为1时，对应的一组打印数据为{1，0，0，0，…，0}，共计Ln个数据位。
当印字点的印字数据为2时，对应的一组打印数据为{1，1，0，0，…，0}，共计Ln个数据位。
当印字点的印字数据为3时，对应的一组打印数据为{1，1，1，0，…，0}，共计Ln个数据位。
…………
当印字点的印字数据为255时，对应的一组打印数据为{1，1，1，1，…，1}，共计Ln个数据位。从而形成了一个打印数据矩阵。
步骤5、打印输出。
通过热记录装置的打印驱动控制部2，在一个打印行的打印周期内，依次读取步骤4形成的Ln个打印序列，每读取一个打印序列，控制热敏打印头打印一次，直到读取第Ln个打印序列，控制热敏打印头打印第Ln次，从而完成一个打印行的打印周期；之后再进行下一个打印行的打印，直至完成整体的打印。此过程与图4所示过程一致。
本发明所涉及的热打印控制方法可实现在同一感热介质上同时存在记录要求的黑白二值化信息和指定区域的灰度谐调信息的同时打印，并可保持整体信息记录的视觉浓度一致性，同时有效地降低热记录装置处理图像或文字信息的存储及计算负荷，提升了打印速度和印字品质。
本发明所涉及的热打印控制方法可在同一感热介质上的黑白二值化信息记录区域范围内，可同时实现多个指定区域的灰度谐调信息记录要求。

Claims (5)

1.一种热打印控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、读取打印信息的数据：通过热记录装置分别读取记录所需要的黑白二值化信息及灰度谐调信息所对应的数据信息；
其中黑白二值化信息在{(1，1)，(N，M)}的区域范围内，保存格式为“0”或“1”的二值化图像数据矩阵，其印字宽度N，印字长度M；
灰度谐调信息在{(1，1)，(n1，m1)}的区域范围内，保存格式为具有位深度的灰度谐调信息数据矩阵，其印字宽度为n1，印字长度为m1；
所述灰度谐调信息的印字位置由黑白二值化信息中的坐标(n，m)指定，即在黑白二值化信息的区域范围{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}内，指定了存在记录需要的灰度谐调信息的打印位置及打印区域范围；
步骤2、数据变换：在灰度谐调信息的数据值中，取出最大值Dmax及最小值Dmin，将黑白二值化信息中的“0”或“1”数据变换为与灰度谐调信息具有相同位深度的数据格式，其中，“0”变换为灰度谐调信息中的数据值的最小值Dmin，“1”变换为灰度谐调信息中的数据值的最大值Dmax；
步骤3、数据重组：将步骤2数据变换后的黑白二值化数据及灰度谐调数据，以及步骤1中的灰度谐调信息的指定印字区域数据，重组为一个整体：即整体印字区域范围为{(1，1)，(N，M)}，每个印字点保存一个印字数据，所述印字数据为具有位深度的印字数据，其中{(n+1，m+1)，(n+n1，m+m1)}的指定区域范围内，为所述的灰度谐调信息的数据；
步骤4、将步骤3所形成的数据转换为打印数据，进而形成若干打印序列：将数据重组后的整个印字区域内每个印字点所保存的印字数据都变换成一组打印数据，每一个打印行的各印字点与所述热记录装置中的热敏打印头主打印方向的发热体单元相对应；每一个打印行的各印字点所对应的各组打印数据形成Ln个打印序列，每个打印序列均包含了若干数据位，各数据位与各印字点一一对应，数据位为0则代表着与该数据位相对应的印字点在打印时不被加热；数据位为1则代表着与该数据位相对应的印字点在打印时被加热；
步骤5、打印输出：通过热记录装置的打印驱动控制部，在一个打印行的打印周期内，依次读取步骤4形成的Ln个打印序列，每读取一个打印序列，控制热敏打印头打印一次，直到读取第Ln个打印序列，控制热敏打印头打印第Ln次，从而完成一个打印行的打印周期；之后再进行下一个打印行的打印，直至完成整体的打印。
2.根据权利要求1所述的热打印控制方法，其特征在于：在所述步骤1中，灰度谐调信息的记录位置及范围没有超出黑白二值化信息的区域范围，即0≤n，n+n1≤N及0≤m，m+m1≤M。
3.根据权利要求1所述的热打印控制方法，其特征在于：在所述步骤4中，采用线性数据变换的方式将数据重组后的整个印字区域内每个印字点所保存的印字数据都变换成一组打印数据。
4.根据权利要求1所述的热打印控制方法，其特征在于：在同一感热介质上的黑白二值化信息记录区域范围内，可同时实现多个指定区域的灰度谐调信息记录要求。
5.一种热记录装置，包括一个提供印加能量的热敏打印头、打印驱动控制部以及感热介质搬送部，其中热敏打印头上包含有连续多个按照预设的分辨率直线性配置的发热体单元，所述呈直线性配置的发热体单元配置在与感热介质搬送方向相垂直的方向上，其特征在于：所述热记录装置采用权利要求1～4中任意一项所述的热打印控制方法对感热介质进行打印，以实现在同一感热介质的一次打印过程中，同时打印存在记录要求的黑白二值化信息和指定区域的灰度谐调信息。
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