(57)【要約】  【課題】記録時間を長くしなくても尾引き現象の発生を防止することのできる昇華型サーマルプリンタを提供する。  【解決手段】階調データに含まれる階調レベル１，２，・・・，２５５のデータが、この順番でそれぞれシフトレジスタ２０を介して一定の周期でラッチ回路２１にセットされる。階調レベルｍのデータでは、階調レベルｍ以上の画素に対応するビットが１であり、階調レベルｍ未満の画素に対応するビットが０である。この結果、「１」がセットされた系統のドライバ回路２２に接続された発熱抵抗素子Ｒが通電する。最初は発熱抵抗素子Ｒに２２Ｖを供給する。発熱抵抗素子Ｒの通電時間が所定時間を超えると、サーマルヘッド６の蓄熱の影響を解消するために発熱抵抗素子Ｒに１５Ｖを供給する。【選択図】  図３
2006192757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱抵抗素子をライン状に配置したサーマルヘッドの各発熱抵抗素子への通電量を制御することにより、昇華性染料の昇華量を変化させて階調レベルに応じた画像を記録紙に記録する昇華型サーマルプリンタにおいて、
画素が階調レベル以上であることを示す信号と画素が当該レベル未満であることを示す信号とからなる各階調レベルのデータを用いて階調レベル以上の画素に対応する発熱抵抗素子を一定時間だけ通電させ、この通電を階調レベル１から最高階調レベルまでの順番で各階調レベルのデータを用いて行う通電手段と、
第１電圧とこの第１電圧よりも低い第２電圧とを出力する電源回路と、
前記電源回路から出力される第１電圧と第２電圧とのいずれかを発熱抵抗素子に供給する電圧供給手段と、を備え、
１ラインの記録を行う際に、階調レベルが所定レベル以下である期間は発熱抵抗素子に第１電圧を供給し、階調レベルが前記所定レベルよりも大きい期間は発熱抵抗素子に第２電圧を供給することを特徴とする昇華型サーマルプリンタ。
【請求項２】
複数の発熱抵抗素子をライン状に配置したサーマルヘッドの各発熱抵抗素子への通電量を制御することにより、昇華性染料の昇華量を変化させて階調レベルに応じた画像を記録紙に記録する昇華型サーマルプリンタにおいて、
画素の階調レベルに比例した通電時間だけ各発熱抵抗素子を通電させる通電手段と、
第１電圧とこの第１電圧よりも低い第２電圧とを出力する電源回路と、
前記電源回路から出力される第１電圧と第２電圧とのいずれかを発熱抵抗素子に供給する電圧供給手段と、を備え、
１ラインの記録を行う際に、前記通電時間が所定時間を超えるまでは発熱抵抗素子に第１電圧を供給し、当該通電時間が当該所定時間を超えた後は発熱抵抗素子に第２電圧を供給することを特徴とする昇華型サーマルプリンタ。
【請求項３】
請求項２に記載の昇華型サーマルプリンタにおいて、
前記通電手段は、画素が階調レベル以上であることを示す信号と画素が当該レベル未満であることを示す信号とからなる各階調レベルのデータを用いて階調レベル以上の画素に対応する発熱抵抗素子を一定時間だけ通電させ、この通電を階調レベル１から最高階調レベルまでの順番で各階調レベルのデータを用いて行うことを特徴とする昇華型サーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇華性染料の昇華量を変化させて階調レベルに応じた画像を記録紙に記録する昇華型サーマルプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の発熱抵抗素子をライン状に配置したサーマルヘッドの各発熱抵抗素子への通電量を制御することにより、昇華性染料の昇華量を変化させて階調レベルに応じた画像を記録紙に記録する昇華型サーマルプリンタがある。このプリンタでは、サーマルヘッドの温度が高くなるに従って、発熱抵抗素子の通電量が同じでも画像の濃度が高くなる。このため、記録紙の各ラインの記録を連続して行うと、前のラインを記録したときに発生した熱がサーマルヘッドに蓄積され、この蓄熱の影響で画像のエッジのボケや、低階調部のにじみ（以下、これらを尾引き現象という）が生じることがある。
【０００３】
そこで、下記の特許文献１では、以下のようにして尾引き現象が生じないようにすることが提案されている。図５は従来のサーマルヘッドの構成を示すブロック図、図６は従来のサーマルヘッドの動作を示すタイムチャートである。図５において、ＲＲ（ＲＲ１など）は発熱抵抗素子、５１は発熱抵抗素子ＲＲを駆動するドライバ回路、５３は階調レベル１〜２５５の階調データをシフトクロックによって取り込むシフトレジスタ、５２はシフトレジスタ５３の出力信号をラッチ信号でラッチするラッチ回路である。発熱抵抗素子ＲＲの一端は電源ラインＶｐに接続されている。
【０００４】
階調データの各階調レベルのデータ（図４に示すデータ（１）など）は、発熱抵抗素子ＲＲの個数と同じビット数のビット列からなる。データ（１）では、階調レベルが１以上の画素に対応するビットが１であり、階調レベルが０の画素に対応するビットが０である。データ（２５５）では、階調レベルが２５５の画素に対応するビットが１であり、階調レベルが２５４以下の画素に対応するビットが０である。つまり、データ（ｍ）では、階調レベルがｍ以上の画素に対応するビットが１であり、階調レベルがｍ未満の画素に対応するビットが０である。各階調レベルのデータが、シフトクロックでシフトレジスタ５３に取り込まれ、さらにラッチ回路５２にセットされる。そして、ストローブ信号がローの状態で、非反転入力端子がハイであるドライバ回路５１の出力端子がローになり、発熱抵抗素子ＲＲに電源ラインＶｐからの電流が流れ、発熱抵抗素子ＲＲが通電する。
【０００５】
各階調レベルのデータが上述のようになっているので、階調レベル２５５、２、１の発熱抵抗素子ＲＲの通電期間は、それぞれ図６（ｄ）〜（ｆ）に示すようになる。また、１ラインの記録時間Ｔｃ内には休止時間Ｔｄが含まれる。休止時間Ｔｄは、階調レベル２５５の通電期間が終了したときから次のラインの記録が開始されるときまでの時間であり、この間は、いずれの発熱抵抗素子も通電していない。このように休止時間Ｔｄを設けることにより、サーマルヘッドの蓄熱を解消し、上述の尾引き現象が発生しないようにしている。
【０００６】
尚、階調レベルに応じた画像を記録紙に記録するものではないが、下記の特許文献２には、感熱紙を発色させる発熱素子を備えたサーマルヘッドの信頼性および寿命を向上させるために、電圧が時間に対して減少する波形のパルスを発熱素子に印加することが示されている。
【特許文献１】特開平５−３４５４３７号公報（請求項１、段落００１９〜００３１、段落００４１、図３）
【特許文献２】特開昭５８−１１８２７６号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に示されるものにおいては、休止時間Ｔｄを設けるために１ラインの記録時間Ｔｃが長くなるという問題がある。尚、特許文献１には、休止時間Ｔｄを記録時間Ｔｃの４０％以下にすると記載されているが、休止時間Ｔｄを４０％とすると、休止時間Ｔｄを設けないときに比べて記録時間Ｔｃが１．７倍（１÷０．６）となる。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、記録時間を長くしなくても尾引き現象の発生を防止することのできる昇華型サーマルプリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明では、複数の発熱抵抗素子をライン状に配置したサーマルヘッドの各発熱抵抗素子への通電量を制御することにより、昇華性染料の昇華量を変化させて階調レベルに応じた画像を記録紙に記録する昇華型サーマルプリンタにおいて、画素が階調レベル以上であることを示す信号と画素が当該レベル未満であることを示す信号とからなる各階調レベルのデータを用いて階調レベル以上の画素に対応する発熱抵抗素子を一定時間だけ通電させ、この通電を階調レベル１から最高階調レベルまでの順番で各階調レベルのデータを用いて行う通電手段と、第１電圧とこの第１電圧よりも低い第２電圧とを出力する電源回路と、電源回路から出力される第１電圧と第２電圧とのいずれかを発熱抵抗素子に供給する電圧供給手段と、を備える。そして、１ラインの記録を行う際に、階調レベルが所定レベル以下である期間は発熱抵抗素子に第１電圧を供給し、階調レベルが上記所定レベルよりも大きい期間は発熱抵抗素子に第２電圧を供給する。
【００１０】
ここで、上記の通電手段は実施形態に示すＣＰＵ、制御回路、シフトレジスタ、ラッチ回路およびドライバ回路に相当するものである。
【００１１】
上記のように、サーマルヘッドの蓄熱による影響を受けないように、階調レベルが所定レベル以上になったときに、発熱抵抗素子に供給する電圧を下げることによって発熱抵抗素子の通電量（駆動電力）を下げているので、サーマルヘッドの蓄熱が抑えられ、上述の蓄熱に起因する尾引き現象の発生を防止することができる。また、特許文献１のように休止時間を設けることによって尾引き現象の問題を解決するのではなく、発熱抵抗素子への供給電圧を下げることによって問題を解決しているので、画像の記録時間が長くなることがなく、しかも消費電力を低減することもできる。また、階調レベルが所定レベル以下であるか否かによって電圧を下げるタイミングを決めているので、電圧の切り換え制御を容易に行うことができる。
【００１２】
第２の本発明では、複数の発熱抵抗素子をライン状に配置したサーマルヘッドの各発熱抵抗素子への通電量を制御することにより、昇華性染料の昇華量を変化させて階調レベルに応じた画像を記録紙に記録する昇華型サーマルプリンタにおいて、画素の階調レベルに比例した通電時間だけ各発熱抵抗素子を通電させる通電手段と、第１電圧とこの第１電圧よりも低い第２電圧とを出力する電源回路と、電源回路から出力される第１電圧と第２電圧とのいずれかを発熱抵抗素子に供給する電圧供給手段と、を備える。そして、１ラインの記録を行う際に、通電時間が所定時間を超えるまでは発熱抵抗素子に第１電圧を供給し、当該通電時間が当該所定時間を超えた後は発熱抵抗素子に第２電圧を供給する。
【００１３】
ここで、上記の通電手段は実施形態に示すＣＰＵ、制御回路、シフトレジスタ、ラッチ回路およびドライバ回路に相当するものである。
【００１４】
上記のように、サーマルヘッドの蓄熱による影響を受けないように、通電時間が所定時間を超えたときに、発熱抵抗素子に供給する電圧を下げることによって発熱抵抗素子の通電量（駆動電力）を下げているので、サーマルヘッドの蓄熱が抑えられ、上述の蓄熱に起因する尾引き現象の発生を防止することができる。また、特許文献１のように休止時間を設けることによって尾引き現象の問題を解決するのではなく、発熱抵抗素子への供給電圧を下げることによって問題を解決しているので、画像の記録時間が長くなることがなく、しかも消費電力を低減することもできる。
【００１５】
第２の発明の実施形態においては、通電手段は、画素が階調レベル以上であることを示す信号と画素が当該レベル未満であることを示す信号とからなる各階調レベルのデータを用いて階調レベル以上の画素に対応する発熱抵抗素子を一定時間だけ通電させ、この通電を階調レベル１から最高階調レベルまでの順番で各階調レベルのデータを用いて行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発熱抵抗素子に供給する電圧を１ラインの記録途中で下げることによりサーマルヘッドの蓄熱の弊害を解消しているので、記録時間を長くすることなく尾引き現象の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は昇華型サーマルプリンタ（以下、単にプリンタという）の機構を示す図、図２は図１に示すサーマルヘッド６を下側から見た図、図３はプリンタの電気的構成を示すブロック図、図４はプリンタの記録動作を示すタイムチャートである。図１において、１は記録紙、２はプラテンローラ、３はインクリボン、４はインクリボン３の巻取りロール、５は供給ロール、６はサーマルヘッドである。この記録紙１は葉書サイズの比較的厚い紙でできており、表面には受像層が形成されている。また、図示されているのは記録紙１の長辺である。インクリボン３にはイエロー、マゼンダ、シアンの昇華性染料がこの順番で繰返し塗布されている。インクリボン３の幅は記録紙１の短辺の幅と等しく、各色の領域の長さは記録紙１の長辺（正確には記録紙１の記録可能範囲Ｌ）と等しくなっている。
【００１８】
図２に示すように、サーマルヘッド６は１０個のブロック７からなり、各ブロック７の表面には１２８個の発熱抵抗素子Ｒがライン状に配置されている。各発熱抵抗素子Ｒによって対応する画素の記録が行われる。サーマルヘッド６でインクリボン３と記録紙１とをプラテンローラ２に押さえつけ、発熱抵抗素子Ｒを通電してインクリボン３を加熱すると、昇華した染料が記録紙１に付着し、記録紙１が着色される。この場合、通電時間が長くなるに従って、着色の濃度が高くなる。尚、記録紙１の搬送機構や、巻取りロール４の駆動機構などの図示は省略されている。
【００１９】
プリンタは、以下のようにして記録紙１に画像を記録する。記録開始時には図１に示す状態となっており、サーマルヘッド６の真下に記録紙１の記録先頭ラインＡおよびインクリボン３のイエロー領域の先頭が位置する。まず、この状態で記録先頭ラインＡにイエローが着色される（イエローの画像が記録される）。１ラインの記録が終了すると、記録紙１とインクリボン３とが矢印の向きに１ライン分だけ送られる。この記録と送りとが繰り返され、記録最終ラインＢの記録が終了すると、記録紙１が元の位置に戻される。この時点では、サーマルヘッド６の真下にインクリボン３のマゼンダ領域の先頭が位置する。次に、イエローの着色と同様にして、マゼンダの着色がイエローの着色の上に重ね打ちされる。さらに、その後、同様にしてシアンの着色がイエローとマゼンダとの着色の上に重ね打ちされる。このようにしてカラー画像が記録紙１に記録された後、記録紙１がプリンタから排出される。
【００２０】
次に、図３および図４を参照してプリンタの記録制御について説明する。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に格納されたプログラムに従って、プリンタの各部の制御や、記録データの変換、各種の演算などを行う。パーソナルコンピュータから送信される記録データやメモリカードに格納された記録データは、Ｉ／Ｆ回路１４を介して第１ＲＡＭ１２に書き込まれる。この記録データは、Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ビット（２５６階調）で表される画素ごとの画像データである。この記録データが１ラインごとのラインデータに変換され、第２ＲＡＭ１５に書き込まれる。ラインデータはイエロー、マゼンダおよびシアンの階調を表すデータからなり、この順番で第２ＲＡＭ１５に書き込まれている。
【００２１】
制御回路１６は、タイミング信号発生回路や制御信号発生回路などから構成され、ＣＰＵ１１からの記録開始信号に基づき、制御信号（シフトクロックやストローブ信号など）を出力する。さらに、所定のタイミングで第２ＲＡＭ１５から読み出したラインデータをシリアル化し、シリアル化された階調データをシフトクロックに同期させて送り出す。機構部駆動回路１７は、上述の記録紙１の搬送機構などの機構部を駆動する。電源回路１８は、発熱抵抗素子Ｒ（Ｒ１など）に供給される２２Ｖと１５Ｖ、およびＣＰＵ１１などに供給される５Ｖを出力する。２２Ｖと１５Ｖの一方が切り換え回路１９で選択され、発熱抵抗素子Ｒに供給される。この選択は、制御回路１６からの切り換え信号によって行われる。
【００２２】
上記の階調データは、サーマルヘッド６に設けられたシフトレジスタ２０に取り込まれる。図３に示すサーマルヘッド６内の回路は、上記の１０個のブロック７のうちの１つのブロック７の回路であり、図示しない９個の同様な回路がある。１ライン分の階調データは、図４に示すように、２５５個のデータ（以下、階調毎データという）からなる。この階調毎データは、１２８個の発熱抵抗素子Ｒごとの１２８ビットからなるビット列である。階調毎データ（１）では、階調レベルが１以上の画素に対応するビットが１であり、階調レベルが０の画素に対応するビットが０である。階調毎データ（２５５）では、階調レベルが２５５の画素に対応するビットが１であり、階調レベルが２５４以下の画素に対応するビットが０である。つまり、階調毎データ（ｍ）では、階調レベルがｍ以上の画素に対応するビットが１であり、階調レベルがｍ未満の画素に対応するビットが０である。
【００２３】
階調毎データ（１）がシフトクロックによってシフトレジスタ２０に取り込まれた直後に、制御回路１６がラッチ信号を出し、シフトレジスタ２０の出力信号がラッチ回路２１にセットされる。また、ラッチ信号の直後に制御回路１６がストローブ信号をローにするので、非反転入力端子がハイであるドライバ回路２２の出力端子がローになる。この結果、当該ドライバ回路２２に接続された発熱抵抗素子Ｒに電源回路１８から供給される電流が流れ、発熱抵抗素子Ｒが加熱される。階調毎データ（２）〜（２５５）についても、同様にして階調データのシフトレジスタ２０への取り込みや、ラッチ回路２１のセットが一定の周期（以下、この周期をラッチ周期ＴLという）で行われる。そして、階調毎データ（２５５）のラッチ信号が出力されてから時間がＴLだけ経過すると、制御回路１６がストローブ信号をハイにし、１ラインの記録が終了する。図４に示すＴｃはラインごとの記録周期（１ラインの記録時間）である。
【００２４】
上記のようにして１ラインの記録が終了した後に、次のラインの階調毎データ（１）がシフトレジスタ２０へ取り込まれ、以下同様にして次のラインの記録が行われる。また、次のラインの階調毎データ（１）のラッチ信号が出力される前に、記録紙１とインクリボン３とが１ライン分だけ送られる。上述のことから階調レベル２５５、２、１の画素に対応する発熱抵抗素子Ｒの通電期間は、それぞれ図４（ｅ）〜（ｇ）に示すようになる。つまり、階調レベルに比例した時間だけ発熱抵抗素子Ｒが通電される。また、上述のように、サーマルヘッド６を１０個のブロック７にブロック化し、制御回路１６から各ブロック７のシフトレジストへ階調データを同時並行的に転送するようにしているので、階調データの転送時間を短縮できる。
【００２５】
次に、発熱抵抗素子Ｒの供給電圧の切り換えについて説明する。発熱抵抗素子Ｒの通電時間、すなわち加熱時間が長くなるに従って、サーマルヘッド６の温度が上昇し、所望の濃度の記録を行うのに必要な発熱抵抗素子Ｒの駆動電力は減少する。そこで、１ラインの記録途中で、ここでは階調毎データ（２００）のラッチ信号の直後に、発熱抵抗素子Ｒの供給電圧を２２Ｖ（第１電圧）から第１電圧よりも低い１５Ｖ（第２電圧）に下げるようにする。供給電圧を下げる動作は、制御回路１６が上記のタイミングで切り換え信号を切り換え回路１９に送ることによって行われる。また、記録周期Ｔｃの終了後およびプリンタの電源が投入されたときにも、制御回路１６が切り換え信号を出すので、その後の供給電圧は２２Ｖになる。尚、記録周期Ｔｃの先頭部を階調レベル２および１の画素に対応する発熱抵抗素子Ｒの通電期間としているのは、供給電圧が１５Ｖである期間を通電期間としたのでは所望の濃度で画像が着色されないからである。
【００２６】
上記のようにサーマルヘッド６の蓄熱による悪影響が出る前に発熱抵抗素子Ｒの駆動電力を小さくしているので、上述の尾引き現象を防止することができる。ここでは階調毎データ（２００）のラッチ信号の直後に発熱抵抗素子Ｒの駆動電圧を２２Ｖ（第１電圧）から１５Ｖ（第２電圧）に下げたが、昇華性染料の特性や、サーマルヘッド６の放熱特性、発熱抵抗素子Ｒの電熱変換特性などを考慮して、第１電圧から第２電圧へ切り換えるタイミング、および第１、第２電圧の最適値が実験的に求められる。また、発熱抵抗素子Ｒの供給電圧の切り換えは、必ずしもラッチ信号の直後である必要はなく、ラッチ周期ＴLの途中であってもよい。
【００２７】
以上述べた実施形態においては、記録紙１が葉書サイズの比較的厚い紙であるとして説明したが、本発明は記録紙１のサイズや厚さに関係なく実施することができる。また、上記実施形態では、記録紙１の記録可能範囲Ｌの長さとインクリボン３の各色の領域の長さを等しくし、記録紙１とインクリボン３とを同量ずつ送るようにしたが、従来から行われているように、各色の領域を記録可能範囲Ｌの半分の長さにし、インクリボン３の送り量を記録紙１の送り量の半分にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】昇華型サーマルプリンタの機構を示す図である。
【図２】図１に示すサーマルヘッドを下側から見た図である。
【図３】昇華型サーマルプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】昇華型サーマルプリンタの記録動作を示すタイムチャートである。
【図５】従来のサーマルヘッドの構成を示すブロック図である。
【図６】従来のサーマルヘッドの動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１    記録紙
３    インクリボン
６    サーマルヘッド
１１  ＣＰＵ
１６  制御回路
１８  電源回路
１９  切り換え回路
２０  シフトレジスタ
２１  ラッチ回路
２２  ドライバ回路
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１２８  発熱抵抗素子
【図１】
2006192757.tif 000003
【図２】
2006192757.tif 000004
【図３】
2006192757.tif 000005
【図４】
2006192757.tif 000006
【図５】
2006192757.tif 000007
【図６】
2006192757.tif 000008