專利名稱:熱敏頭打印機(jī)及其打印方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種熱敏頭打印機(jī)(thermal head printer)及其打印方法,其中通過利用響應(yīng)于施加給發(fā)熱元件的電流所產(chǎn)生的熱能而進(jìn)行打印操作。特別地,本發(fā)明涉及一種可獲得更高打印速度和更長使用壽命的熱敏頭打印機(jī)及其打印方法。
背景技術(shù):
熱敏頭打印機(jī)的已知打印類型主要包括染料升華型、熱蠟型以及熱記錄型。這些類型的熱敏頭打印機(jī)設(shè)置有行式熱敏打印頭,該行式熱敏打印頭具有多個(gè)線性布置的發(fā)熱元件(例如發(fā)熱電阻)和電極。根據(jù)圖像數(shù)據(jù),這些發(fā)熱電阻被選擇性地通電,由此產(chǎn)生熱能。該熱能被用于在多種類型的記錄介質(zhì)(例如打印紙)上執(zhí)行打印操作。
由此,熱敏打印頭通過以這種方式加熱發(fā)熱電阻而執(zhí)行打印操作。然而,即使當(dāng)完成上述打印操作時(shí),如果為打印操作產(chǎn)生的熱能仍存留在熱敏打印頭中且后續(xù)冷卻處理不足,打印紙可能呈現(xiàn)所謂的拖尾現(xiàn)象,其中在打印面上形成尾狀印痕,或者打印后的圖像可能呈現(xiàn)例如不均勻的濃度分布。
此外,在熱敏頭打印機(jī)中,通過在墨帶上方下壓熱敏打印頭使其抵觸被傳送到壓紙卷筒的打印紙來執(zhí)行打印操作。由此,為了保護(hù)熱敏打印頭,使其例如免受在打印期間由于熱敏打印頭與墨帶之間的摩擦而導(dǎo)致的磨損,發(fā)熱電阻及電極被覆以保護(hù)膜。
由于熱敏打印頭具有一定熱容量,發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱能經(jīng)一定時(shí)滯傳遞到墨帶。這樣,每個(gè)發(fā)熱電阻的實(shí)際溫度要高于實(shí)際打印所需的發(fā)熱量(溫度)。
因此,由于為打印操作產(chǎn)生的熱能存留在熱敏打印頭中,如果后續(xù)的冷卻處理不足,所述保護(hù)膜可能延展或者物理性能發(fā)生變化。這樣可能導(dǎo)致保護(hù)膜由于它與墨帶之間的摩擦而損壞。如果所述保護(hù)膜受損程度較大,打印面可能出現(xiàn)刮痕或者難以將發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱能充分地傳遞給墨帶,由此導(dǎo)致打印濃度降低。
因此,為了解決這些例如拖尾現(xiàn)象、不均勻的濃度分布以及保護(hù)膜受損之類的問題,有必要適當(dāng)?shù)乩鋮s發(fā)熱后的熱敏打印頭。另一方面,為了獲得高速度的打印,有必要增加熱敏打印頭每單位面積的瞬間發(fā)熱量。近來,通過增加發(fā)熱電阻中產(chǎn)生的熱能,已實(shí)現(xiàn)這一目的。然而在該情況下,由于熱敏打印頭的溫度提高過大,發(fā)熱電阻的發(fā)熱量存在很大問題,這樣還可能進(jìn)一步增加例如由于保護(hù)膜物理性能的變化而使保護(hù)膜受損的可能性。此外,增加打印速度也可能導(dǎo)致熱敏打印頭中(即,保護(hù)膜)與墨帶的磨損。
已經(jīng)一種技術(shù),它用于在解決例如拖尾現(xiàn)象、不均勻的濃度分布以及保護(hù)膜受損問題的同時(shí)增加打印速度。具體來說,它通過降低發(fā)熱電阻的峰值溫度而實(shí)現(xiàn)。例如,日本未審專利申請(qǐng)公開號(hào)No.63-295278披露了一種熱敏頭打印機(jī),該打印機(jī)基于打印歷史來控制施加給發(fā)熱電阻的電流,以便避免熱能留存在熱敏打印頭中。
根據(jù)日本未審專利申請(qǐng)公開號(hào)No.63-295278,通過基于打印歷史執(zhí)行脈寬控制和電壓控制,向發(fā)熱電阻施加高電壓的時(shí)間被縮短。由此,這提高了發(fā)熱電阻的耐用性并提供容許相對(duì)高速打印的熱敏頭打印機(jī)。
然而,在日本未審專利申請(qǐng)公開號(hào)No.63-295278中披露的這一技術(shù)在進(jìn)一步提高打印速度的方面受到限制,由此難于滿足近年來高速打印的要求。在這種技術(shù)中,由于基于既往歷史記錄來控制施加給發(fā)熱電阻的電流,如果待打印的圖像與過去已打印好的圖像彼此顯著不同,可能存在打印速度不期望地降低的情況,或者發(fā)熱電阻保護(hù)膜的使用壽命比預(yù)期縮短。
舉例來說,在白天拍攝的圖像通常具有相對(duì)低的打印濃度,而在夜間拍攝的圖像通常具有相對(duì)高的打印濃度。如果打印濃度被增加,發(fā)熱電阻的發(fā)熱量也會(huì)相應(yīng)增加。這意味著如果打印歷史包括夜間拍攝的圖像,打印操作將以適合夜間圖像的低速執(zhí)行,即使該待打印的圖像是白天的圖像。
類似地,如果打印歷史包括白天拍攝的圖像,打印操作將以適合白天圖像的速度被執(zhí)行,即使該待打印的圖像是夜間圖像。這樣,發(fā)熱電阻的發(fā)熱量對(duì)應(yīng)于高打印濃度而增加,由此導(dǎo)致所述保護(hù)膜的使用壽命縮短。另一方面,為了準(zhǔn)備打印夜間圖像,發(fā)熱電阻的發(fā)熱量可能被預(yù)先減少以避免保護(hù)膜的使用壽命縮短。然而,這意味著打印速度將經(jīng)常受限制,并因此也妨礙了打印速度提高。
發(fā)明內(nèi)容
為此,本發(fā)明提供一種熱敏頭打印機(jī)以及熱敏頭打印機(jī)的打印方法,它們能防止例如保護(hù)膜受損以延長熱敏打印頭使用壽命;解決例如打印面的劃傷、打印濃度減小、拖尾現(xiàn)象以及不均勻濃度分布之類的問題;并獲得顯著提高的打印速度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,提供了一種熱敏頭打印機(jī),該打印機(jī)通過在壓紙卷筒與熱敏打印頭之間傳送記錄介質(zhì)并基于待打印的圖像數(shù)據(jù)對(duì)包括于所述熱敏打印頭中的發(fā)熱元件加熱而執(zhí)行打印操作。所述熱敏頭打印機(jī)包括壓紙卷筒、具有發(fā)熱元件的熱敏打印頭、發(fā)熱量計(jì)算單元、發(fā)熱量比較器,超出量計(jì)數(shù)器以及發(fā)熱量控制裝置。所述發(fā)熱量計(jì)算單元計(jì)算所述發(fā)熱元件對(duì)應(yīng)于所述圖像數(shù)據(jù)的發(fā)熱量S。所述發(fā)熱量比較器將每個(gè)計(jì)算得到的發(fā)熱量S與所述發(fā)熱元件的基準(zhǔn)發(fā)熱量L相比較。所述超出量計(jì)數(shù)器基于所述發(fā)熱量比較器的比較結(jié)果,對(duì)計(jì)算出來的發(fā)熱量S超過所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù),以確定超出數(shù)N。如果所述超出數(shù)N超出基準(zhǔn)數(shù)M,所述發(fā)熱量控制裝置限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
根據(jù)上述的實(shí)施例,預(yù)先計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述圖像數(shù)據(jù)所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
接著將每個(gè)計(jì)算得到的發(fā)熱量S與預(yù)定的基準(zhǔn)發(fā)熱量L相比較。如果計(jì)算得到的發(fā)熱量S超出基準(zhǔn)發(fā)熱量L的數(shù)量(也即是超出數(shù)N)大于基準(zhǔn)數(shù)M,將限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。相應(yīng)地,可以根據(jù)待打印的圖像數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)乜刂扑霭l(fā)熱元件的發(fā)熱量,由此將所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量保持在理想的范圍內(nèi)。
例如,所述發(fā)熱元件的基準(zhǔn)發(fā)熱量L可以從理論和試驗(yàn)結(jié)果中得以確定,并可以被設(shè)置成例如避免發(fā)熱元件的保護(hù)膜發(fā)生延展的數(shù)值。此外,所述基準(zhǔn)數(shù)M,它用作所述計(jì)算得到的發(fā)熱量S超出所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L的數(shù)量的基準(zhǔn),可以例如依據(jù)對(duì)所述保護(hù)膜的影響程度而確定。
所述發(fā)熱量計(jì)算單元可對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)中包括的所有像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)計(jì)算發(fā)熱量。在所述情況下,每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)于整幅圖像中的一個(gè)像素。作為選擇,所述發(fā)熱量計(jì)算單元可以對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣,以便只計(jì)算那些用于打印所述圖像數(shù)據(jù)中包括的被采樣像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)所必需的發(fā)熱量。
此外,所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量與所述圖像數(shù)據(jù)中包括的灰度級(jí)數(shù)據(jù)(與圖像濃度級(jí)相關(guān)的數(shù)據(jù))以及記錄介質(zhì)的傳送速度密切相關(guān)。具體來說,為了打印出深色圖像或以高速執(zhí)行打印操作,需增加所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。由此,所述發(fā)熱量計(jì)算單元優(yōu)選基于所述圖像數(shù)據(jù)中包括的灰度級(jí)數(shù)據(jù)以及記錄介質(zhì)的傳送速度來計(jì)算所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量S。
此外,如果在高速傳送記錄介質(zhì)期間限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量,打印后圖像的濃度有可能變低。因此,所述發(fā)熱量控制裝置優(yōu)選通過降低記錄介質(zhì)的傳送速度來限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)的相關(guān)部分的側(cè)視圖;圖2是顯示根據(jù)上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)的相關(guān)部分的透視圖;圖3是根據(jù)上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)中包括的熱敏打印頭的透視圖;圖4是從設(shè)置有發(fā)熱電阻的熱敏打印頭的側(cè)面看,部分圖解圖3中所示熱敏打印頭的透視圖;圖5是顯示在根據(jù)上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)中執(zhí)行的控制操作的流程框圖;圖6概略顯示了由根據(jù)上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)采樣的圖像數(shù)據(jù)的示例;圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)的打印方法的流程圖;以及圖8顯示了利用上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)打印的圖像的示例。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照上述附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10的相關(guān)部分的側(cè)視圖。
圖2是顯示根據(jù)這一實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10的相關(guān)部分的透視圖。在圖2中,沒有顯示設(shè)置在熱敏頭打印機(jī)10中的墨帶。
圖1和圖2中所示的熱敏頭打印機(jī)10設(shè)置有染料升華型(dye-sublimation)熱敏打印頭11。用作記錄介質(zhì)的卷紙30可裝入熱敏頭打印機(jī)10中。熱敏打印頭11具有用作發(fā)熱元件的多個(gè)線性布置的發(fā)熱電阻。熱敏頭打印機(jī)10通過利用響應(yīng)于施加給所述發(fā)熱電阻的電流而產(chǎn)生的熱能來執(zhí)行打印操作,以使圖1中所示的墨帶18上的干墨轉(zhuǎn)印至卷紙30上。如果熱敏打印頭11是墨轉(zhuǎn)印型的,類似地,通過利用所述發(fā)熱電阻的熱能執(zhí)行上述打印操作,以將墨帶18的墨轉(zhuǎn)印至卷紙30上。
圖1和圖2中所示的熱敏頭打印機(jī)10是可彩色打印的,由此,熱敏頭打印機(jī)10能夠裝載三個(gè)分別具有三種顏色干墨的墨帶18,即Y(黃色)、M(品紅色)和C(青色)。此外,除了這三個(gè)墨帶18外,熱敏打印頭10還能夠裝載K(黑色)墨帶和具有外涂層的墨帶。
參見圖1,在熱敏頭打印機(jī)10中,具有對(duì)應(yīng)待打印圖像數(shù)據(jù)的顏色的墨帶18從如箭頭所示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的送帶軸16解開。每個(gè)墨帶18在熱敏打印頭11與壓紙卷筒12之間延伸,并被卷繞軸17卷起。
另一方面,參見圖1和圖2,卷紙30裝在熱敏頭打印機(jī)10中的卷紙器20中,并被一對(duì)解卷輥15解開。解開的卷紙30位于熱敏打印頭11與壓紙卷筒12之間。接著,卷紙30被夾擠在傳送輥13與夾送輥14之間。在打印操作中,通過旋轉(zhuǎn)傳送輥13完成傳送卷紙30。
現(xiàn)在將描述由圖1和圖2中所示熱敏頭打印頭10執(zhí)行的打印操作。
在非打印模式中,如圖1中虛線所示,升高熱敏打印頭11,使熱敏打印頭11略離開壓紙卷筒12。此外,從卷紙器20延伸的卷紙30被移動(dòng)到壓紙卷筒12上,且墨帶18同樣被置于壓紙卷筒12和卷紙30上方。
當(dāng)收到打印指令時(shí),降低先前被升高的熱敏打印頭11,使其壓靠壓紙卷筒12。這樣,如圖1中實(shí)線和圖2中所示,熱敏打印頭11的發(fā)熱電阻陣列與壓紙卷筒12夾住墨帶18和卷紙30。換句話說,熱敏打印頭11的發(fā)熱電阻經(jīng)壓紙卷筒12上的墨帶18對(duì)卷紙30施加壓力。
當(dāng)在這一狀態(tài)下接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)時(shí),傳送輥13逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),以在左指箭頭方向上連續(xù)傳送卷紙30。另外,響應(yīng)于卷繞軸17的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)應(yīng)的墨帶18在左指箭頭方向上以與卷紙30相同的速度被連續(xù)卷起。同時(shí),根據(jù)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào),布置在熱敏打印頭11上的發(fā)熱電阻被選擇性地通電,由此將發(fā)熱電阻的熱能施加給墨帶18。
隨后,對(duì)應(yīng)于熱敏打印頭11的發(fā)熱電阻的發(fā)熱量,墨帶18上的干墨被轉(zhuǎn)印至卷紙30的打印面上,從而,執(zhí)行打印過程。通過切紙器19切斷卷紙30的打印完成部分并經(jīng)由排出通道(未顯示)輸出。
在彩色打印操作中,對(duì)應(yīng)每種相應(yīng)顏色執(zhí)行上述打印過程。這意味著,每次改變待轉(zhuǎn)印的顏色時(shí),傳送輥13被反向旋轉(zhuǎn)以將卷紙30饋回至打印初始點(diǎn)。具體來說,當(dāng)完成第一種顏色的打印過程后,熱敏打印頭11被升高至圖1中虛線所示的位置。接著,卷紙30被饋回到所述打印初始點(diǎn),以準(zhǔn)備第二種顏色的套印過程。接下來,從送帶軸16傳送帶有第二種顏色的墨的墨帶18,以便以與第一種顏色相同的方式執(zhí)行第二種顏色的打印過程。當(dāng)完成每種相應(yīng)顏色的打印過程后,通過切紙器19切斷卷紙30并輸出。
圖1和圖2中所示的熱敏頭打印機(jī)10以上述方式在卷紙30上執(zhí)行打印操作。由此,打印速度取決于卷紙30的傳送速度,并且,卷紙30的傳送速度受到熱敏打印頭11的發(fā)熱電阻的發(fā)熱量的影響。換句話說,當(dāng)能夠使用發(fā)熱電阻的熱能將包括在圖像數(shù)據(jù)中的灰度級(jí)數(shù)據(jù)(與圖像中濃度級(jí)相關(guān)的數(shù)據(jù))范圍內(nèi)的最大濃度級(jí)打印出來時(shí),打印速度相當(dāng)于卷紙30的傳送速度。在打印操作期間,卷紙30的傳送導(dǎo)致熱敏打印頭11的發(fā)熱電阻與墨帶18反復(fù)地相抵滑動(dòng)。
圖3是包括于根據(jù)本實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10中的熱敏打印頭11的透視圖。
此外,圖4是從設(shè)置有發(fā)熱電阻11b的熱敏打印頭11的側(cè)面看,部分圖解圖3中所示熱敏打印頭11的透視圖。
參見圖3,熱敏打印頭11具有螺旋連接其頂面的散熱片11a。熱敏打印頭11還具有多個(gè)布置在其底面的發(fā)熱電阻11b。散熱片11a由具備高導(dǎo)熱性的材料組成,例如鋁,并具有多個(gè)用于釋放發(fā)熱電阻11b中產(chǎn)生的過量熱能的板狀肋片。
另一方面,參見圖4,發(fā)熱電阻11b與電極11c相連接。如上所述,由于發(fā)熱電阻11b和墨帶18在打印操作期間反復(fù)地彼此相抵滑動(dòng)(參見圖1),發(fā)熱電阻11b和電極11c被涂上一層保護(hù)膜(未顯示)。這樣,保護(hù)發(fā)熱電阻11b和電極11c不被磨損。
當(dāng)使用這種類型的熱敏打印頭11執(zhí)行打印操作時(shí),電極11c根據(jù)圖像數(shù)據(jù)被單獨(dú)地通電,以加熱對(duì)應(yīng)于被通電的電極11c的發(fā)熱電阻11b。發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量通過調(diào)節(jié)根據(jù)圖像數(shù)據(jù)中的灰度級(jí)數(shù)據(jù)而施加給電極11c的電能來控制。
圖5是一個(gè)框圖,顯示在根據(jù)本實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10中執(zhí)行的控制操作的流程。
圖6概略顯示了由根據(jù)上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10采樣的圖像數(shù)據(jù)的示例。
參見圖5,熱敏頭打印機(jī)10具有I/F(接口),通過該接口從計(jì)算機(jī)接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。所接收的圖像數(shù)據(jù)根據(jù)CPU(中央處理器)的指令被存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器中。CPU起著發(fā)熱量計(jì)算單元的作用,它基于存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)對(duì)熱敏打印頭11的發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算。這樣,CPU向電極11c供應(yīng)電能以驅(qū)動(dòng)發(fā)熱電阻11b。
具體地說,所述CPU通過對(duì)圖像數(shù)據(jù)采樣而計(jì)算發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量。例如,圖6顯示了所采樣的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng),該像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)所述圖像數(shù)據(jù)中包括并且排成m行×n列的矩陣,其中每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)于整幅圖像中的一個(gè)像素。假定存在n個(gè)發(fā)熱電阻11b,這樣n以一對(duì)一的方式對(duì)應(yīng)于所述像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的n列,所述CPU計(jì)算使用與所述(m行×n列)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的第a列(1≤a≤n)的第a個(gè)發(fā)熱電阻(1≤a≤n)來打印第b行(1≤b≤m)上的一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)所優(yōu)選的發(fā)熱量S(a,b)。發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量根據(jù)圖像數(shù)據(jù)中的灰度級(jí)數(shù)據(jù)以及卷紙30的傳送速度來確定(參見圖1)。
此外,所述CPU還起著發(fā)熱量比較器、超出量計(jì)數(shù)器、最大超出數(shù)提取器以及發(fā)熱量控制裝置的作用。具體來說,發(fā)熱量比較器將每個(gè)計(jì)算得到的所述第a列和第b行的發(fā)熱量S(a,b)與所述發(fā)熱電阻11b的初步確定的基準(zhǔn)發(fā)熱量L相比較。超出量計(jì)數(shù)器對(duì)計(jì)算得到的發(fā)熱量S(a,b)超出所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù),以確定第a列的超出數(shù)N(a)。所述最大超出數(shù)提取器基于第一至第n列的超出數(shù)N(1)至超出數(shù)N(n)來確定最大超出數(shù)N(max)。所述發(fā)熱量控制裝置控制所述發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量。如果所述最大超出數(shù)N(max)大于預(yù)定的基準(zhǔn)數(shù)M,所述CPU將發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量(也就是施加給電極11c的電能量)限制在預(yù)定的范圍內(nèi)。由此以這種方式驅(qū)動(dòng)發(fā)熱電阻11b以執(zhí)行打印操作。
此外,參見圖5,每個(gè)發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量被布置在CPU與熱敏打印頭11之間的調(diào)節(jié)裝置所調(diào)節(jié)。具體來說,所述調(diào)節(jié)裝置以下列方式調(diào)節(jié)從CPU輸出的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)該調(diào)節(jié)裝置執(zhí)行打印圖像上的濃度調(diào)節(jié)(γ調(diào)節(jié))、以及根據(jù)例如熱敏頭打印機(jī)10中卷紙30的質(zhì)量(參見圖1)、墨帶18的類型(參見圖1)、熱敏打印頭11的加熱后狀況和環(huán)境溫度執(zhí)行熱存儲(chǔ)調(diào)節(jié)。
相應(yīng)地,通過所述CPU和調(diào)節(jié)裝置,熱敏打印頭11的發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量被最優(yōu)化。所述CPU控制機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),以使卷紙30以相對(duì)于發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量最優(yōu)化的速度被傳送。由此,在根據(jù)本實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10中,解決了由于發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量引發(fā)的多種問題。舉例來說,這些問題包括保護(hù)膜受損、打印面劃傷、打印濃度降低、拖尾現(xiàn)象以及不均勻的濃度分布。除了獲得高打印質(zhì)量之外,熱敏頭打印機(jī)10還實(shí)現(xiàn)了熱敏打印頭11更長的使用壽命以及更高的打印速度。
圖7是一個(gè)流程圖,顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10的打印方法。
參見圖7,打印操作響應(yīng)于打印指令的接收而開始。在步驟S1中,圖像數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)經(jīng)由圖5中所示的接口I/F被接收。所接收的圖像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器中。
在步驟S2中,存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)發(fā)生顏色轉(zhuǎn)換。具體來說,包括光學(xué)三原色R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)的圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成包括打印顏色Y(黃色)、M(品紅色)和C(青色)的灰度級(jí)數(shù)據(jù)。在步驟S3中,在上述灰度級(jí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)圖6中所示的(m行×n列)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)采樣,并將其存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器中。
在步驟S4中,a=1作為初始值被輸入,并且在步驟S5中,b=1作為初始值被輸入。這些初始值被用作計(jì)算使用n個(gè)發(fā)熱電阻11b中的第1個(gè)發(fā)熱電阻(a=1)來打印第1列(a=1)和第1行(b=1)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的優(yōu)選發(fā)熱量。在步驟S6中,獲得計(jì)算得到的第1列和第1行的發(fā)熱量S(a,b)=S(1,1)。在步驟S7中,比較計(jì)算得到的發(fā)熱量S(1,1)和基準(zhǔn)發(fā)熱量L。如果S(1,1)>L,操作進(jìn)行到步驟S8,在該步驟中,數(shù)值1被添加到初始值為0的超出數(shù)N(a)中,這樣將計(jì)算得到的S(a,b)值超出基準(zhǔn)發(fā)熱量L的第1列(a=1)的超出數(shù)N(a)=N(1)設(shè)置成1。操作接著進(jìn)行到步驟S9。另一方面,如果S(1,1)≤L,操作直接從步驟S7跳轉(zhuǎn)到步驟S9。
從理論和試驗(yàn)結(jié)果中確定基準(zhǔn)發(fā)熱量L,并將其設(shè)置成例如可以避免使設(shè)置到發(fā)熱電阻11b的保護(hù)膜發(fā)生延展的數(shù)值。在本實(shí)施例中,假定每個(gè)打印紙頁是六英寸長(也即,打印后的卷紙被切成6英寸長的紙頁),所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L被設(shè)置成,滿足例如即使在打印3000頁后所述保護(hù)膜不被損壞、所述打印面不被劃傷且打印濃度不降低的要求。此外,所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L還可以通過根據(jù)發(fā)熱電阻的熱存儲(chǔ)性以及受相鄰發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱的影響情況而確定。
相應(yīng)地,在步驟S7中確定計(jì)算得到的用于在第1列(a=1)和第1行(b=1)上打印像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的發(fā)熱量S(a,b)=S(1,1)是否超出所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L。當(dāng)對(duì)第1行的上述確定過程已經(jīng)完成時(shí),對(duì)在前的第2行重復(fù)執(zhí)行相同的步驟。在步驟S9中,確定是否完成直到最后一行、也就是第m行的上述確定過程。如果上述確定過程還沒有到達(dá)第m行(b=m),操作進(jìn)行到步驟S10,在該步驟中數(shù)值1被添加給“b”以對(duì)下一行執(zhí)行確定過程。接著重復(fù)步驟S6到S9的過程。在確定直至第1列(a=1)的第m行(b=m)的超出數(shù)N(a)=N(1)之后,操作從步驟S9進(jìn)行到步驟S11。
步驟S11對(duì)在前的第2列(a=2)確定超出數(shù)N(a)。換句話說,在確定直至第m行(b=m)的第1列(a=1)的超出數(shù)N(1)之后,計(jì)算使用第2個(gè)發(fā)熱電阻(a=2)在第2列(a=2)和第1行(b=1)上打印像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的優(yōu)選發(fā)熱量。接著,確定直到第2列(a=2)的第m行(b=m)的超出數(shù)N(a)=N(2)。隨后,類似地執(zhí)行直到超出數(shù)N(a)=N(n)被確定。
相應(yīng)地,在步驟S11中,確認(rèn)是否完成達(dá)到最后一列、也即是第n列(a=n)的上述確定過程。如果上述確定過程還沒有到達(dá)第n列,操作進(jìn)行到步驟S12,在該步驟中數(shù)值1被添加給“a”以對(duì)隨后的列執(zhí)行確定過程。接著,重復(fù)步驟S5到S11的過程。在確定直至第n列(a=n)的第m行(b=m)的超出數(shù)N(a)=N(n)之后,操作從步驟S11進(jìn)行到步驟S13。
由此,基于從超出數(shù)N(1)到超出數(shù)N(n)的確定結(jié)果,在步驟S13中確定從超出數(shù)N(1)至超出數(shù)N(n)的最大超出數(shù)N(max)。在步驟S14中,確定所述最大超出數(shù)N(max)是否大于預(yù)定的基準(zhǔn)數(shù)M。
在這種情況下,所述基準(zhǔn)數(shù)M可以例如通過考慮所述超出數(shù)N(a)對(duì)保護(hù)膜的影響程度而確定。在本實(shí)施例中,所述基準(zhǔn)數(shù)M被設(shè)置成對(duì)應(yīng)于所述像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的第m行的30%的數(shù)值,該像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)如圖6中所示排列成m行×n列的矩陣。換句話說,M=0.3m。從第一列(a=1)到第n列(a=n),確定是否至少有一列,其中所述超出數(shù)N(a)超過了第m行的30%。
由此,在n列范圍中確定所述最大超出數(shù)N(max)是否超過了所述基準(zhǔn)數(shù)M(=0.3m)。如果所述最大超出數(shù)N(max)超過了所述基準(zhǔn)數(shù)M,發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量被限制以解決由于加熱引發(fā)的多種問題,例如保護(hù)膜受損、打印面劃傷、打印濃度降低、拖尾現(xiàn)象以及濃度分布不均勻等。這樣有助于延長熱敏打印頭11的使用壽命。具體來說,操作從步驟S14進(jìn)行到步驟S15以切換至低速打印模式,以便即使發(fā)熱量減小打印質(zhì)量也不受到不利影響。在步驟S16中,執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述低速打印模式的濃度調(diào)節(jié)(γ調(diào)節(jié))。在步驟S17中,執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述低速打印模式的熱存儲(chǔ)調(diào)節(jié)。接著操作進(jìn)行到步驟S21。
與此相反,如果所述最大超出數(shù)N(max)沒有超過所述基準(zhǔn)數(shù)M(=0.3m),隨著發(fā)熱電阻的發(fā)熱量被設(shè)置為最高,可以執(zhí)行高速打印模式。相應(yīng)地,操作從步驟S14進(jìn)行到步驟S18以切換至高速打印模式。在步驟S19中,執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述高速打印模式的濃度調(diào)節(jié)(γ調(diào)節(jié))。在步驟S20中,執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述高速打印模式的熱存儲(chǔ)調(diào)節(jié)。接著操作進(jìn)行到步驟S21。
根據(jù)本實(shí)施例的所述打印方法,根據(jù)所輸入的圖像數(shù)據(jù)來選擇低速打印模式或高速打印模式。預(yù)期的熱存儲(chǔ)調(diào)節(jié)的完成時(shí),操作進(jìn)行到步驟S21,在該步驟中執(zhí)行諸如脈寬調(diào)制處理。在步驟S22,電能被供給電極以驅(qū)動(dòng)發(fā)熱電阻以便執(zhí)行打印過程。這樣完成了打印操作。
圖8顯示了通過上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10所打印的圖像的示例。為清楚地說明,使用白點(diǎn)來表示所采樣的(10行×10列)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)。此外,該圖像是從彩色圖像轉(zhuǎn)換成的單色二進(jìn)制圖像。
不同于圖6中所示的示例中對(duì)應(yīng)于發(fā)熱電阻11b的所有像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的發(fā)熱量S(a,b)都被計(jì)算出來,圖8中所示的圖像是通過僅計(jì)算對(duì)應(yīng)于以預(yù)定間隔布置的發(fā)熱電阻的(10行×10列)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)而被打印的。在這種情況下,在圖7中n=10且m=10,這樣從步驟S6到步驟S9以及從步驟S5到步驟S11的過程只被執(zhí)行10次,由此可實(shí)現(xiàn)高速處理。此外,這樣還允許使用低性能的CPU?,F(xiàn)在確定10列范圍內(nèi)的最大超出數(shù)N(max)是否超出基準(zhǔn)數(shù)M(=10行的30%=3)。此外,不必在打印機(jī)中執(zhí)行除了實(shí)際打印之外的操作,作為選擇,可將這類操作在計(jì)算機(jī)內(nèi)的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中執(zhí)行。
如果像本示例這樣減少所采樣的數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)量,即便圖像數(shù)據(jù)的處理時(shí)間縮短而且打印速度能夠進(jìn)一步增加,所述最大超出數(shù)N(max)也可能隨著采樣位置的不同而變化。這意味著最好注意設(shè)置所述基準(zhǔn)數(shù)M。基于對(duì)使用各種數(shù)字相機(jī)拍攝的圖像的分析以期找出所述基準(zhǔn)數(shù)M的適當(dāng)設(shè)置,發(fā)現(xiàn)并不存在很多其最大超出數(shù)N(max)超出所采樣(m行×n列)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的m行30%的圖像。因此,將所述基準(zhǔn)數(shù)M設(shè)置為0.3m是適當(dāng)?shù)?。這樣,即使對(duì)于(10行×10列)的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng),將所述基準(zhǔn)數(shù)M設(shè)置成3,由此實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類型的圖像數(shù)據(jù)的較高打印速度。
然而,由于圖8中所示的圖像在夜間拍攝,該圖像的大部分具有高濃度,這意味著所述最高超出數(shù)N(max)>所述基準(zhǔn)數(shù)M。由此,對(duì)于打印圖8中所示的圖像,打印速度被設(shè)置成低于所述最高超出數(shù)N(max)≤所述基準(zhǔn)數(shù)M的情況,以便延長熱敏打印頭11的使用壽命。具體來說,打印速度被降低為1.0秒/行,這樣打印時(shí)間要減慢1.4倍。打印速度降低的原因是每單位面積的打印濃度與每單位時(shí)間的熱量以及熱能被施加的時(shí)間段密切相關(guān)。因此,通過增加每單位面積的時(shí)間,可減少所述發(fā)熱量。
在根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10以及該熱敏頭打印機(jī)10的打印方法中,根據(jù)所輸入的圖像數(shù)據(jù)來預(yù)先計(jì)算發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量,以便確定由發(fā)熱電阻11b產(chǎn)生的熱能多大可能會(huì)損壞例如所述保護(hù)膜。換句話說,比較發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量的所述最大超出數(shù)N(max)與所述基準(zhǔn)數(shù)M,以控制發(fā)熱量(打印速度)。相應(yīng)地,這樣減少了例如損壞熱敏打印頭11(保護(hù)膜)的可能性,由此延長了其在高速打印情況下的使用壽命。
本發(fā)明的技術(shù)范圍并不局限于上述實(shí)施例,落入本發(fā)明范疇及精神以內(nèi)的修改是允許的。
例如,盡管以上實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10使用墨帶18在卷紙30上打印圖像,作為選擇,卷紙30可為單頁紙張。
此外,對(duì)于熱敏打印頭10不使用墨帶18在熱敏記錄紙上打印圖像的情況,也可以獲得如上所述相同的優(yōu)點(diǎn)。
另外,盡管根據(jù)上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10在低速打印模式以及高速打印模式這兩種模式之間轉(zhuǎn)換,也可以提供其他的打印模式例如中速打印模式,這樣可以更精確地執(zhí)行上述控制操作。在此情況下,可以根據(jù)打印模式的數(shù)目設(shè)置多個(gè)所述基準(zhǔn)數(shù)M。例如,所述基準(zhǔn)數(shù)M可以包括對(duì)應(yīng)于低速打印模式的基準(zhǔn)數(shù)M(1)以及對(duì)應(yīng)于中速打印模式的基準(zhǔn)數(shù)M(2)。
在根據(jù)上述實(shí)施例的熱敏頭打印機(jī)10以及該熱敏頭打印機(jī)10的打印方法中,由于對(duì)待打印的圖像數(shù)據(jù)采樣并且預(yù)先計(jì)算發(fā)熱電阻11b的發(fā)熱量以便控制發(fā)熱量,因此可以實(shí)現(xiàn)更長的使用壽命和高速打印。由此,上述熱敏頭打印機(jī)10具有更廣泛的用途。
應(yīng)當(dāng)理解,取決于設(shè)計(jì)需要和其他因素,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改、組合、替換組合以及變換,只要它們落在其附屬權(quán)利要求或其等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明包括2005年3月16日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)JP2005-075733相關(guān)的主題,其全部內(nèi)容在此引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種熱敏頭打印機(jī),其通過在壓紙卷筒與熱敏頭之間傳送記錄介質(zhì)并基于待打印的圖像數(shù)據(jù)來加熱包括于熱敏頭中的發(fā)熱元件而執(zhí)行打印操作,該熱敏頭打印機(jī)包括所述壓紙卷筒;具有所述發(fā)熱元件的所述熱敏頭;發(fā)熱量計(jì)算單元,所述發(fā)熱量計(jì)算單元計(jì)算所述發(fā)熱元件對(duì)應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的發(fā)熱量S;發(fā)熱量比較器,所述發(fā)熱量比較器將每個(gè)計(jì)算得到的發(fā)熱量S和所述發(fā)熱元件的基準(zhǔn)發(fā)熱量L相比較;超出量計(jì)數(shù)器,所述超出量計(jì)數(shù)器基于所述發(fā)熱量比較器的比較結(jié)果,對(duì)計(jì)算得到的發(fā)熱量S超過所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù),以確定超出數(shù)N;以及發(fā)熱量控制裝置,如果所述超出數(shù)N超過基準(zhǔn)數(shù)M,所述發(fā)熱量控制裝置限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
2.如權(quán)利要求1所述的熱敏頭打印機(jī),其中所述發(fā)熱量計(jì)算單元對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣,以計(jì)算所述發(fā)熱元件用于打印所述圖像數(shù)據(jù)中包括的被采樣的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的發(fā)熱量S。
3.如權(quán)利要求1所述的熱敏頭打印機(jī),其中所述發(fā)熱量計(jì)算單元基于所述圖像數(shù)據(jù)中包括的灰度級(jí)數(shù)據(jù)以及記錄介質(zhì)的傳送速度來計(jì)算所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量S。
4.如權(quán)利要求1所述的熱敏頭打印機(jī),其中所述發(fā)熱量控制裝置通過降低記錄介質(zhì)的傳送速度來限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
5.一種行式熱敏頭打印機(jī),其通過在壓紙卷筒與熱敏頭之間傳送記錄介質(zhì)并基于待打印的圖像數(shù)據(jù)來加熱包括于熱敏頭中的多個(gè)發(fā)熱元件而執(zhí)行打印操作,該行式熱敏頭打印機(jī)包括所述壓紙卷筒;其中線性布置有所述多個(gè)發(fā)熱元件的所述熱敏頭;發(fā)熱量計(jì)算單元,所述發(fā)熱量計(jì)算單元計(jì)算用于打印所述圖像數(shù)據(jù)中包括的成m行×n列矩陣排列的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的發(fā)熱量S(a,b),使用所述發(fā)熱元件中對(duì)應(yīng)于所述像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的第a列(1≤a≤n)的一個(gè)發(fā)熱元件來打印設(shè)置在第b行(1≤b≤m)上的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng);發(fā)熱量比較器,所述發(fā)熱量比較器將每個(gè)計(jì)算得到的第a列、第b行的發(fā)熱量S(a,b)與所述發(fā)熱元件的基準(zhǔn)發(fā)熱量L相比較;超出量計(jì)數(shù)器,所述超出量計(jì)數(shù)器基于所述發(fā)熱量比較器的比較結(jié)果,對(duì)計(jì)算得到的發(fā)熱量S(a,b)超出所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù),以確定第a列的超出數(shù)N(a);最大超出數(shù)提取器,所述最大超出數(shù)提取器基于由所述超出量計(jì)數(shù)器確定的第一至第n列的超出數(shù)N(1)至超出數(shù)N(n)來確定最大超出數(shù)N(max);以及發(fā)熱量控制裝置,如果所述最大超出數(shù)N(max)大于基準(zhǔn)數(shù)M,所述發(fā)熱量控制裝置限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
6.一種用于熱敏頭打印機(jī)的打印方法,所述熱敏頭打印機(jī)通過在壓紙卷筒與熱敏頭之間傳送記錄介質(zhì)并基于待打印的圖像數(shù)據(jù)來加熱包括在熱敏頭中的發(fā)熱元件而執(zhí)行打印操作,該方法包括下列步驟計(jì)算所述發(fā)熱元件對(duì)應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的發(fā)熱量S;將每個(gè)計(jì)算得到的發(fā)熱量S與所述發(fā)熱元件的基準(zhǔn)發(fā)熱量L相比較;對(duì)計(jì)算得到的所述發(fā)熱量S超過所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù),以確定超出數(shù)N;以及如果所述超出數(shù)N超過基準(zhǔn)數(shù)M,限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
7.如權(quán)利要求6所述打印方法,其中如果所述超出數(shù)N超過所述基準(zhǔn)數(shù)M,降低記錄介質(zhì)的傳送速度。
8.一種用于行式熱敏頭打印機(jī)的打印方法,所述熱敏頭打印機(jī)通過在壓紙卷筒與熱敏頭之間傳送記錄介質(zhì)并基于待打印的圖像數(shù)據(jù)來加熱線性排列在熱敏頭中的多個(gè)發(fā)熱元件而執(zhí)行打印操作,該方法包括下列步驟計(jì)算用于打印所述圖像數(shù)據(jù)中包括的成m行×n列矩陣排列的像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的發(fā)熱量S(a,b),使用發(fā)熱元件中對(duì)應(yīng)于所述像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的第a列(1≤a≤n)的一個(gè)發(fā)熱元件來打印設(shè)置在第b行(1≤b≤m)上的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng);將每個(gè)計(jì)算得到的第a列、第b行的發(fā)熱量S(a,b)與所述發(fā)熱元件的基準(zhǔn)發(fā)熱量L相比較;對(duì)計(jì)算得到的發(fā)熱量S(a,b)超出所述基準(zhǔn)發(fā)熱量L的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù),以確定第a列的超出數(shù)N(a);基于第一至第n列的超出數(shù)N(1)至超出數(shù)N(n)來確定最大超出數(shù)N(max);以及如果所述最大超出數(shù)N(max)大于基準(zhǔn)數(shù)M,限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
9.一種熱敏頭打印機(jī),其通過在壓紙卷筒與熱敏頭之間傳送記錄介質(zhì)并基于待打印的圖像數(shù)據(jù)來加熱熱敏頭中包括的發(fā)熱元件而執(zhí)行打印操作,該熱敏頭打印機(jī)包括所述壓紙卷筒;具有所述發(fā)熱元件的所述熱敏頭;以及發(fā)熱量控制裝置,其中,所述熱敏頭打印機(jī)將所述發(fā)熱元件對(duì)應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的發(fā)熱量與基準(zhǔn)發(fā)熱量相比較,并且其中,所述發(fā)熱量控制裝置基于上述比較結(jié)果限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
10.一種用于熱敏頭打印機(jī)的打印方法,所述熱敏頭打印機(jī)通過在壓紙卷筒與熱敏頭之間傳送記錄介質(zhì)并基于待打印的圖像數(shù)據(jù)來加熱熱敏頭中包括的發(fā)熱元件而執(zhí)行打印操作,該方法包括下列步驟將所述發(fā)熱元件對(duì)應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的發(fā)熱量與基準(zhǔn)發(fā)熱量相比較,并且基于上述比較結(jié)果限制所述發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
全文摘要
一種熱敏頭打印機(jī),包括壓紙卷筒、具有發(fā)熱元件的熱敏打印頭、發(fā)熱量計(jì)算單元、發(fā)熱量比較器、超出量計(jì)數(shù)器以及發(fā)熱量控制裝置。所述熱敏頭打印機(jī)通過在壓紙卷筒與熱敏打印頭之間傳送記錄介質(zhì)并基于待打印的圖像數(shù)據(jù)加熱發(fā)熱元件而執(zhí)行打印操作。所述發(fā)熱量計(jì)算單元計(jì)算發(fā)熱元件對(duì)應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的發(fā)熱量。所述發(fā)熱量比較器將發(fā)熱元件的每個(gè)計(jì)算得到的發(fā)熱量與基準(zhǔn)發(fā)熱量相比較。所述超出量計(jì)數(shù)器對(duì)計(jì)算出來的發(fā)熱量超過基準(zhǔn)發(fā)熱量的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)以確定超出數(shù)。如果超出數(shù)超過基準(zhǔn)數(shù),所述發(fā)熱量控制裝置限制發(fā)熱元件的發(fā)熱量。
文檔編號(hào)B41J2/355GK1833871SQ200610074
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者高野洋明, 滝澤直樹, 加藤真二, 堀井明宏 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社