JP4282647B2 - 印字制御装置、印字制御方法およびサーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は印字制御装置、印字制御方法およびサーマルプリンタに関し、特に、発熱素子に対する通電時間を制御することにより多階調（２値も含む）印字を行う印字制御装置、印字制御装置方法およびサーマルプリンタに関する。

近年、小型サーマルプリンタが発券するレシート内容について利用明細表示の他にいろいろな広告及び売り上げ向上に関するメッセージ等を表示することが多くなっている。このため、従来のように２値印字(たとえば白／黒)印字での表現力では限界があり、モノクロ（単色）でありながら表現力豊かな多階調（複数階調）の技術が要求され、より高印字品位が求められている。

また、印字速度を高速化するため、サーマルプリンタにおいても印字媒体搬送を行いながらの印字動作が主流である。

同一ライン上のすべての発熱素子に通電して印字動作を行うと、非常に大きい消費電力を必要とし、電源装置の大型化、コストアップを招く。このため、同一ライン上の発熱素子を複数のブロック単位に分け、印加時間が重ならないよう分割印字制御を行うことにより、電源装置の大型化、コストアップを抑えてきた（たとえば、特許文献１参照）。

また、従来技術において、一般的で安価なサーマルヘッドを用いた印字制御装置で、多階調印字を行う場合、発熱素子への通電時間を階調毎に変化させて、印字結果に濃度差を表現しているのが一般的である（たとえば、特許文献２参照）。

サーマルヘッドの印加信号（ストローブ信号）は、各々の発熱素子毎に用意されておらず、全素子に対し１本、或いは２，３のブロック毎に用意されていることが多いため、素子毎に通電時間を変えることは不可能である。

よって、階調毎の濃度差を表現するため、１ラインの印字を行う場合にサーマルヘッドに複数回、印字データを転送し、その印字データ毎に印加信号（ストローブ信号）を制御して、各発熱素子毎の通電時間を変化させ、階調毎の濃度差を表現している。この複数回の印字データ要素として、例えば１６階調を取り上げると、印字媒体の必要最低発色エネルギー要素、階調データを２進数に変換したｂｉｔ０要素、ｂｉｔ１要素、ｂｉｔ２要素、ｂｉｔ３要素の５要素が考えられる。この各要素の転送順は、印字媒体（感熱紙等）の発色性を考慮して、まず必要最低発色エネルギー要素を転送して印加し、発色寸前の状態にしておき、その後階調データに基づく各要素データを転送し印加することになる。

また、従来技術で同一ラインを分割印字する場合、分割した単位のサーマルヘッドへのデータ転送順番は、どのブロックも同じ方式でデータをサーマルヘッドに転送して印字動作を行っていた。例えば１６階調の印字データを２分割印字させた場合、前半ブロックのデータ転送順番は、印字媒体が発色する必要最低発色エネルギー要素分のデータ転送、階調データのｂｉｔ０（１６階調を２進数に変換）要素分のデータ転送、ｂｉｔ１要素分のデータ転送、ｂｉｔ２の要素分のデータ転送、ｂｉｔ３の要素分のデータ転送となり、後半も同じ様に必要最低発色エネルギー要素、ｂｉｔ０要素、ｂｉｔ１要素、ｂｉｔ２要素、ｂｉｔ３要素の順にデータを転送していた。図４は従来技術の同一ラインの２分割印字時の転送シーケンスを示す図である。この場合、各ブロック単位での発色位置は、必要最低発色エネルギー要素分のデータをサーマルヘッドから印字媒体に印加した付近になる。図５は従来技術の同一ラインの分割印字発色位置を示す図である。この方式では、前半印加動作（データ転送＋印加）完了後に後半の印加動作を行う為、後半部分は少なくとも前半部分のｂｉｔ０要素、ｂｉｔ１要素、ｂｉｔ２要素、ｂｉｔ３要素の印加時間だけ、発色時間が遅れることになる。

高速印字させるサーマルプリンタは、印字媒体搬送を停止させず印字動作を行うので、この発色時間の差が、前後半に分けて分割印字した印字位置の差になり、同一ラインの印字にも関わらず、発生する段差、或いは階調印字における印字ムラにつながり、印字品位の低下につながっていた。さらに高速化になるとこれらが顕著に表れ、印字品位が低下していた。

特開平４−１７３１５６号公報（第３−５ページ、第１図） 特開平４−２２０３５８号公報（第２−３ページ、図３）

上述した従来のサーマルプリンタ装置においては、前半印加動作（データ転送＋印加）完了後に後半の印加動作を行っていたため、同一ライン内で発生する段差が大きくなり、印字品位が低下するという問題点があった。

本発明の目的は、上述した従来のサーマルプリンタ装置の課題である同一ライン内で発生する段差が大きくなり、印字品位が低下するという問題を解決する印字制御装置、印字制御方法およびサーマルプリンタを提供することにある。

本発明の印字制御装置は、ライン型サーマルヘッドが有する複数の発熱素子に対して予備印加時間データと階調データと含む印字データを転送することにより通電時間を制御して印字媒体への階調印字を行わせる印字制御装置であって、
前記発熱素子を前半部分と後半部分とに分割し、前半部分用印字データ転送後に後半部分用印字データ転送を行う転送手段を有し、
前記転送手段は、前半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送後に行い、後半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送より前に行うことを特徴とする。

本発明の印字制御装置は、前記予備印加時間データが、印字媒体の必要最低発色エネルギー印加時間データであることを特徴としてもよい。

本発明の印字制御装置は、前記転送手段は、前記階調データを２進数に変換したｂｉｔ要素データとして転送することを特徴としてもよい。

本発明の印字制御方法は、ライン型サーマルヘッドが有する複数の発熱素子に対して予備印加時間データと階調データと含む印字データを転送することにより通電時間を制御して階調印字を行わせる印字制御方法であって、
前記発熱素子を前半部分と後半部分とに分割し、前半部分用印字データ転送後に後半部分用印字データ転送を行い、
前半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送後に行い、後半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送より前に行うことを特徴とする。

本発明の印字制御方法は、前記予備印加時間データが、印字媒体の必要最低発色エネルギー印加時間データであることを特徴としてもよい。

本発明の印字制御方法は、前記階調データを２進数に変換したｂｉｔ要素データとして転送することを特徴としてもよい。

本発明のサーマルプリンタは、複数の発熱素子を有するライン型サーマルヘッドと、前記発熱素子に予備印加時間データと階調データと含む印字データを転送することにより前記発熱素子の通電時間を制御して階調印字を行わせる印字制御部とを備えたプリンタであって、
前記印字制御部は、前記発熱素子を前半部分と後半部分とに分割し、前半部分用印字データ転送後に後半部分用印字データ転送を行う転送手段を有し、
前記転送手段は、前半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送後に行い、後半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送より前に行うことを特徴とする。

本発明のサーマルプリンタは、前記予備印加時間データが、印字媒体の必要最低発色エネルギー印加時間データであることを特徴としてもよい。

本発明のサーマルプリンタは、前記転送手段は、前記階調データを２進数に変換したｂｉｔ要素データとして転送することを特徴としてもよい。

本発明のサーマルプリンタは、感熱印字媒体に感熱記録を行うダイレクトサーマル方式であることを特徴としてもよい。

本発明のサーマルプリンタは、インクフィルムのインクを印字媒体に転写させる熱転写方式であることを特徴としてもよい。

本発明は、同一ラインの分割印字において、前半印加部分の必要最低発色エネルギー要素分のデータを階調データの各要素の転送後に転送するため、前半部分で印加された各ドットの発色位置は、後半部分で印加した各ドットにより近づいた位置（前後半で分割した境目付近）になる。従って、印字結果の段差や印字ムラが目立たなくなり、印字品位が向上するという効果がある。

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のサーマルプリンタの全体構成を示すブロック図である。サーマルプリンタは、サーマルヘッド１０、プラテン２０、印字媒体搬送部３０、印字制御装置４０を含む。サーマルヘッド１０は、印字媒体５０の搬送方向と直交するライン上に複数の発熱素子を線状に配置され、この発熱素子に通電されることにより、感熱紙である印字媒体５０が発色する。プラテン２０は、サーマルヘッド１０と印字媒体５０とに一定の圧力を与える。印字媒体搬送部３０は、ステッピングモータなどにより印字媒体５０の搬送を行う。印字制御装置４０は、サーマルヘッド１０の発熱素子への印字データ転送や印字媒体搬送部３０の制御など、サーマルプリンタ全体の制御を行う。

図２は本発明の実施の形態の同一ラインの２分割印字時の転送シーケンスを示す図である。図２を参照して印字制御装置４０が行うデータ転送の概要構成を説明する。

まず、１ラインを前半、後半のブロックに分け、サーマルヘッド１０へ転送するデータを区別する。データラッチ信号、印加信号（ストローブ信号）は、両ブロックとも共通のものを使用する。階調データは２進数に変換してｂｉｔ要素データとする。サーマルヘッド１０に転送する印字データの各要素の順番は、前半ブロックが、ｂｉｔ３要素データ、ｂｉｔ２要素データ、ｂｉｔ１要素データ、ｂｉｔ０要素データ、予備印加時間データの順となり、後半ブロックは、予備印加時間データ、ｂｉｔ０要素、ｂｉｔ１要素、ｂｉｔ２要素、ｂｉｔ３要素の順となり、前後半ブロックで逆の順番で転送することを示している。予備印加時間データとしては、印字媒体５０が発色寸前となるまで発熱素子を通電しておくための時間である必要最低発色エネルギー要素データが適当である。

図３は本発明の実施の形態の同一ラインの分割印字発色位置を示す図である。図２におけるデータ転送を行った場合の印字概要を、図３および従来技術を示す図４、５を用いながら説明する。

図３は、階調データ“１”に限定した罫線の印加信号（ストローブ信号）と前半ブロックの３ドット、後半ブロックの３ドットの関係を示しながら、印字結果を表している。

図４に示す従来技術でデータ転送を行った場合、図５で示しているように印字媒体５０を発色寸前まで発熱素子を通電しておくため、この必要最低発色エネルギー要素用の印加信号（ストローブ信号）の終了地点が、前半ブロックの各発熱素子の発色開始位置となる。同じく後半ブロックも必要最低発色エネルギー要素用印加信号の終了地点が発色開始位置となる。

本発明による図２のデータ転送を行った場合、前半ブロック部分における各階調データ（ｂｉｔ０要素、ｂｉｔ１要素、ｂｉｔ２要素、ｂｉｔ３要素）要素の印加信号（ストローブ信号）部分だけでは発色まで至らず、階調データ“１”について言えば、ｂｉｔ０要素の次の必要最低発色エネルギー要素の印加信号まで発色しないため、後半ブロックの各発熱素子の発色位置に近づくことになる。

前半ブロック部分と後半ブロック部分との発色位置の差（発色時間の差）は次のようになる。従来技術では、前半ブロックのｂｉｔ０要素、ｂｉｔ１要素、ｂｉｔ２要素、ｂｉｔ３要素の通電時間と後半ブロックの必要最低発色エネルギー要素の通電時間の合計値となる。本発明では、後半ブロックの必要最低発色エネルギー要素の通電時間となる。従って、本発明の発色位置の差の方が、ｂｉｔ０要素、ｂｉｔ１要素、ｂｉｔ２要素、ｂｉｔ３要素の通電時間の合計時間だけ従来技術より短縮されることになる。

印字中でも印字媒体は搬送されるので、発色位置の差（発色時間の差）が短くなれば、前半ブロックと後半ブロックの印字位置は近づくことになり、印字結果の段差及びムラが目立たなくなる。従って、分割印字における印字品位の向上が図れることになる。

本発明のサーマルヘッド１０へのデータ転送の順番は、上述したものに限定されるものではない。上記記載した例では、前後半で転送順を逆にする例を説明したが、本発明の注目点は、前後半ブロックにおける必要最低発色エネルギー要素の印加信号（ストローブ信号）位置にある。すなわち、必要最低発色エネルギー要素の印加信号を、前半ブロックは一番最後に転送し、後半ブロックは一番最初に転送することである。従って、その他の要素（ｂｉｔ０、ｂｉｔ１、ｂｉｔ２、ｂｉｔ３）の転送順は、印字結果の段差や印字ムラには影響しないため、多種の組み合わせが考えられることになる。

本実施の形態では感熱紙などの感熱印字媒体に感熱記録を行うダイレクトサーマル方式のサーマルプリンタについて説明したが、本発明はダイレクトサーマル方式に限定されるものではなく、インクフィルムのインクを普通紙などの印字媒体に転写させる熱転写方式のサーマルプリンタであってもよい。

本発明のサーマルプリンタの全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の同一ラインの２分割印字時の転送シーケンスを示す図である。 本発明の実施の形態の同一ラインの分割印字発色位置を示す図である。 従来技術の同一ラインの２分割印字時の転送シーケンスを示す図である。 従来技術の同一ラインの分割印字発色位置を示す図である。

符号の説明

１０ サーマルヘッド
２０ プラテン
３０ 印字媒体搬送部
４０ 印字制御装置
５０ 印字媒体

Claims (11)

1. ライン型サーマルヘッドが有する複数の発熱素子に対して予備印加時間データと階調データと含む印字データを転送することにより通電時間を制御して印字媒体への階調印字を行わせる印字制御装置であって、
   前記発熱素子を前半部分と後半部分とに分割し、前半部分用印字データ転送後に後半部分用印字データ転送を行う転送手段を有し、
   前記転送手段は、前半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送後に行い、後半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送より前に行うことを特徴とする印字制御装置。
2. 前記予備印加時間データが、印字媒体の必要最低発色エネルギー印加時間データであることを特徴とする請求項１記載の印字制御装置。
3. 前記転送手段は、前記階調データを２進数に変換したｂｉｔ要素データとして転送することを特徴とする請求項１または２記載の印字制御装置。
4. ライン型サーマルヘッドが有する複数の発熱素子に対して予備印加時間データと階調データと含む印字データを転送することにより通電時間を制御して階調印字を行わせる印字制御方法であって、
   前記発熱素子を前半部分と後半部分とに分割し、前半部分用印字データ転送後に後半部分用印字データ転送を行い、
   前半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送後に行い、後半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送より前に行うことを特徴とする印字制御方法。
5. 前記予備印加時間データが、印字媒体の必要最低発色エネルギー印加時間データであることを特徴とする請求項４記載の印字制御方法。
6. 前記階調データを２進数に変換したｂｉｔ要素データとして転送することを特徴とする請求項４または５記載の印字制御方法。
7. 複数の発熱素子を有するライン型サーマルヘッドと、前記発熱素子に予備印加時間データと階調データと含む印字データを転送することにより前記発熱素子の通電時間を制御して階調印字を行わせる印字制御部とを備えたプリンタであって、
   前記印字制御部は、前記発熱素子を前半部分と後半部分とに分割し、前半部分用印字データ転送後に後半部分用印字データ転送を行う転送手段を有し、
   前記転送手段は、前半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送後に行い、後半部分用印字データ転送においては予備印加時間データの転送を階調データ転送より前に行うことを特徴とするサーマルプリンタ。
8. 前記予備印加時間データが、印字媒体の必要最低発色エネルギー印加時間データであることを特徴とする請求項７記載のサーマルプリンタ。
9. 前記転送手段は、前記階調データを２進数に変換したｂｉｔ要素データとして転送することを特徴とする請求項７または８記載のサーマルプリンタ。
10. 感熱印字媒体に感熱記録を行うダイレクトサーマル方式であることを特徴とする請求項７、８または９記載のサーマルプリンタ。
11. インクフィルムのインクを印字媒体に転写させる熱転写方式であることを特徴とする請求項７、８または９記載のサーマルプリンタ。
    

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