(57)【要約】【課題】複数の発熱体を有するサーマルヘッドの発熱体の発熱動作を制御するサーマルヘッド制御装置において、回路の大規模化やコストアップを招くことなく印字率に応じたサーマルヘッドの発熱体の発熱動作の制御を行う。【解決手段】黒画素データが１つ入力される毎に予め設定された１つの黒画素データに応じた補正通電時間を基準通電時間に加算することにより目標通電時間を算出し、該算出された目標通電時間に基づいてサーマルヘッドの発熱体の発熱動作を制御する。【選択図】　　　　　図１
2004098338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱体を有するサーマルヘッドにおける発熱体回路の目標通電エネルギー対応値を、入力される前記サーマルヘッド１ライン分の二値画像データにおける発熱対象画素データの数に基づいて算出する通電エネルギー対応値算出手段を有し、該通電エネルギー対応値算出手段により算出された目標通電エネルギー対応値に基づいて前記発熱体の発熱動作を制御するサーマルヘッド制御装置において、
前記通電エネルギー対応値算出手段が、前記発熱対象画素データが１つ入力される毎に予め設定された１つの発熱対象画素データに応じた補正通電エネルギー対応値を基準通電エネルギー対応値に加算することにより前記目標通電エネルギー対応値を算出するものであることを特徴とするサーマルヘッド制御装置。
【請求項２】
前記通電エネルギー対応値算出手段が、前記入力されるサーマルヘッド１ライン分の二値画像データよりも前に既に入力されたサーマルヘッド１ライン分の二値画像データにおける前記発熱対象画素データの数に応じた複数の異なる前記補正通電エネルギー対応値を有し、
前記既に入力された二値画像データにおける発熱対象画素データの数に応じて前記複数の異なる補正通電エネルギー対応値の１つを選択し、該選択された補正通電エネルギー対応値を前記基準通電エネルギー対応値に加算するものであることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド制御装置。
【請求項３】
複数の発熱体を有するサーマルヘッドにおける発熱体回路の目標通電エネルギー対応値を、入力される前記サーマルヘッド１ライン分の二値画像データにおける発熱対象画素データの数に基づいて算出する通電エネルギー対応値算出手段を有し、該通電エネルギー対応値算出手段により算出された目標通電エネルギー対応値に基づいて前記発熱体の通電時間を制御するサーマルヘッド制御装置において、
前記通電エネルギー対応値算出手段が、前記発熱対象画素データが１つ入力される毎に予め設定された１つの発熱対象画素データに応じた補正通電時間を基準通電時間に加算することにより前記通電時間を算出するものであることを特徴とするサーマルヘッド制御装置。
【請求項４】
前記通電エネルギー対応値算出手段が、前記入力されるサーマルヘッド１ライン分の二値画像データよりも前に既に入力されたサーマルヘッド１ライン分の二値画像データにおける前記発熱対象画素データの数に応じた複数の異なる前記補正通電時間を有し、
前記既に入力された二値画像データにおける発熱対象画素データの数に応じて前記複数の異なる補正通電時間の１つを選択し、該選択された補正通電時間を前記基準通電時間に加算するものであることを特徴とする請求項３記載のサーマルヘッド制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発熱体を有するサーマルヘッドの発熱体の発熱動作を制御するサーマルヘッド制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スキャナなどで原稿などを読み取ることにより得られた画像データに基づいて多数の発熱体を発熱させることにより印字／製版を行なうサーマルヘッドがプリンタや孔版製版装置などに利用されている。サーマルヘッドにおける発熱体は抵抗素子で構成されており、印字／製版を行なう際には、サーマルヘッドにサーマルヘッド１ライン分の二値化された画像データがシリアルデータとして入力され、この二値画像データにおける黒画素データに応じた抵抗素子に電圧印加されることによりその抵抗素子が発熱する。そして、この発熱体の発熱動作は抵抗素子への印加電圧および／または通電時間を制御することにより制御されるが、このときサーマルヘッドヘッドの抵抗素子に接続される配線には寄生抵抗などが存在するため、印字率（二値画像データの全画素データ数における黒画素データ数の割合）が高い場合には、この寄生抵抗に流れる電流が増加し、抵抗素子に十分な電圧が印加されずに十分な発熱を得ることができない。
【０００３】
そこで、印字率に応じて印加電圧や通電時間を変化させることにより寄生抵抗なども含む発熱体回路の目標とする通電エネルギーを変化させ、印字率が高い場合においても十分な発熱が得られるよう制御する方法が提案されている。上記のように印字率に応じて目標通電エネルギーを変化させる方法としては、たとえば、サーマルヘッドに二値画像データが入力される際、カウント回路により二値化データにおける黒画素データ数をカウントし、このカウントされた黒画素データ数がストローブ算出回路に入力され、ストローブ算出回路が下式（１）にしたがってストローブ幅を算出し、その算出されたストローブ幅に基づいてストローブパルスをサーマルヘッドに入力することにより通電時間を制御する方法がある。
【０００４】
ストローブ幅＝ストローブ幅初期設定値×（１＋（黒画素データ数／全画素データ数）×Ｄ）
ただし、Ｄはストローブ幅を変化させる割合　　　　　　　　　…　（１）
また、印字率とストローブ幅の関係を示すルックアップテーブルを予め設け、このルックアップテーブルを参照することにより印字率に応じたストローブ幅を求め、この求められたストローブ幅に基づいてストローブパルスをサーマルヘッドに入力することにより通電時間を制御する方法がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２８６１９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように二値化データにおける黒画素データ数をカウントし、上式（１）にしたがってストーブ幅を算出したのでは、黒画素データ数をカウントするカウント回路や掛け算を行なう掛算回路が必要となるためハードウェアの規模が大きくなってしまう。また、上記演算をソフトウェアで行なうこともできるが、高度な処理能力を有するＣＰＵが必要となりコストアップとなる。
【０００７】
また、上記のようにルックアップテーブルを設ける場合においても、必要十分なストローブ幅の種類をもつルックアップテーブルを設けようとすると上記と同様にハードウェアが大規模なものとなる。また、ルックアップテーブルをＣＰＵに持つ場合には、上記と同様に高度な処理能力を有するＣＰＵが必要となりコストアップとなる。
【０００８】
また、上記特許文献１には、抵抗素子の通電時間が、予め設定した基準通電時間に対して印字率が低くなるほど短くなるようにストローブ信号を補正する方法が記載されているが、ここでも、やはり黒画素データ数をカウントするカウント回路を必要とし、また、印字率に応じた補正値を参照し、その補正値を基準通電時間から減算するためのコントローラが必要となり、上記のような回路の大規模化やコストアップを生じる。
【０００９】
本発明は、上記のような事情に鑑み、回路の大規模化やコストアップを招くことなく印字率に応じたサーマルヘッドの発熱体の発熱動作の制御を行うことができるサーマルヘッド制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のサーマルヘッド制御装置は、複数の発熱体を有するサーマルヘッドにおける発熱体回路の目標通電エネルギー対応値を、入力されるサーマルヘッド１ライン分の二値画像データにおける発熱対象画素データの数に基づいて算出する通電エネルギー対応値算出手段を有し、その通電エネルギー対応値算出手段により算出された目標通電エネルギー対応値に基づいて発熱体の発熱動作を制御するサーマルヘッド制御装置において、通電エネルギー対応値算出手段が、発熱対象画素データが１つ入力される毎に予め設定された１つの発熱対象画素データに応じた補正通電エネルギー対応値を基準通電エネルギー対応値に加算することにより目標通電エネルギー対応値を算出するものであることを特徴とする。
【００１１】
ここで、上記「発熱体」とは、たとえば、抵抗素子のことをいい、上記「発熱体回路」とは、上記発熱体である抵抗素子と、該抵抗素子の一端から電源端子までの間と抵抗素子の他端からＧＮＤまでの間とにおける寄生抵抗も含めた素子から構成されるものをいう。
【００１２】
また、上記「目標通電エネルギー対応値」とは、目標通電エネルギー（上記「発熱体」に所定の通電エネルギーを与えるのに必要な上記「発熱体回路」に対する通電エネルギー）そのものだけでなく、その目標通電エネルギーに応じた発熱体回路への印加電圧や通電時間をも含み、要は目標通電エネルギーに応じて決定される発熱体の発熱動作を制御するための数値であれば如何なるものでもよい。
【００１３】
また、上記「発熱対象画素データ」とは、サーマルヘッド１ライン分の二値化データにおける２種類のデータのうちのいずれか一方のデータであって、１ラインにおけるそのデータの位置に応じた発熱体を発熱させるようなデータを意味し、たとえば、孔版製版において発熱体が発熱した位置を穿孔し、その穿孔した位置を黒画素として印刷する場合におけるその黒画素の位置に応じたデータのことをいう。
【００１４】
また、上記「発熱体の発熱動作を制御する」とは、たとえば、上記印加電圧や上記通電時間を制御することをいうが、その他、上記数値に応じたその他の制御パラメータを制御することも含むものとする。
【００１５】
また、上記「基準通電エネルギー対応値」とは、上記入力される二値画像データにおける発熱対象画素データ数が０のときに対応する目標通電エネルギー対応値のことを意味する。
【００１６】
また、上記第１のサーマルヘッド制御装置においては、通電エネルギー対応値算出手段を、入力されるサーマルヘッド１ライン分の二値画像データよりも前に既に入力されたサーマルヘッド１ライン分の二値画像データにおける発熱対象画素データの数に応じた複数の異なる補正通電エネルギー対応値を有するものとし、上記既に入力された二値画像データにおける発熱対象画素データの数に応じて複数の異なる補正通電エネルギー対応値の１つを選択し、その選択された補正通電エネルギー対応値を基準通電エネルギー対応値に加算するものとすることができる。
【００１７】
ここで、上記「前に既に入力されたサーマルヘッド１ライン分の二値画像データ」とは、上記入力される二値画像データのラインの１ライン前の二値画像データのみを意味するものではなく、上記入力される二値画像データのラインより数ライン前の１ライン分の二値画像データでもよいし、上記入力される二値画像でデータのラインの前のラインから数ライン前までの複数ライン分の二値画像データでもよい。
【００１８】
また、上記「複数の異なる補正通電エネルギー対応値を有する」とは、たとえば、１ライン前の二値画像データにおける発熱対象画素データ数が所定の値よりも大きい場合には、すでに発熱体の温度がある程度上昇していることを考慮し、上記所定の値よりも大きい場合の補正通電エネルギー対応値と上記所定の値以下の場合の補正通電エネルギー対応値とで異なる２つの補正通電エネルギー対応値を有するようにすることを意味する。上記のような場合、上記所定の値以下の場合の補正通電エネルギー対応値の方が上記所定の値より大きい場合の補正通電エネルギー対応値よりも小さい値となる。
【００１９】
本発明の第２のサーマルヘッド制御装置は、複数の発熱体を有するサーマルヘッドの発熱体回路の目標通電エネルギー対応値を、入力されるサーマルヘッド１ライン分の二値画像データにおける発熱対象画素データの数に基づいて算出する通電エネルギー対応値算出手段を有し、その通電エネルギー対応値算出手段により算出された目標通電エネルギー対応値に基づいて発熱体の通電時間を制御するサーマルヘッド制御装置において、通電エネルギー対応値算出手段が、発熱対象画素データが１つ入力される毎に予め設定された１つの発熱対象画素データに応じた補正通電時間を基準通電時間に加算することにより通電時間を算出するものであることを特徴とする。
【００２０】
また、上記第２のサーマルヘッド制御装置においては、通電エネルギー対応値算出手段を、サーマルヘッド１ライン分の二値画像データよりも前に既に入力されたサーマルヘッド１ライン分の二値画像データにおける発熱対象画素データの数に応じた複数の異なる補正通電時間を有するものとし、上記既に入力された二値画像データにおける発熱対象画素データの数に応じて複数の異なる補正通電時間の１つを選択し、その選択された補正通電時間を基準通電時間に加算するものとすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の第１および第２のサーマルヘッド制御装置によれば、発熱対象画素データが１つ入力される毎に予め設定された１つの発熱対象画素データに応じた補正通電エネルギー対応値を基準通電エネルギー対応値に加算することにより目標通電エネルギー対応値を算出するものとしたので、掛算処理を必要とせず、加算処理のみで目標通電エネルギー対応値を算出することができ、回路の大規模化やコストアップを招くことなく印字率に応じたサーマルヘッドの発熱体の発熱動作の制御を行うことができる。
【００２２】
また、上記第１および第２のサーマルヘッド制御装置において、既に入力された二値画像データにおける発熱対象画素データの数に応じて複数の異なる補正通電エネルギー対応値の１つを選択し、その選択された補正通電エネルギー対応値を基準通電エネルギー対応値に加算するようにした場合には、より適切な目標通電エネルギー対応値を算出することができ、その目標通電エネルギー対応値に応じたより適切な発熱動作の制御を行うことができる。
【００２３】
また、上記第２のサーマルヘッド制御装置においては、目標通電エネルギー対応値として通電時間を算出し、その通電時間に基づいて発熱体の発熱動作を制御するようにしたので、上記のような発熱体の制御をより簡易な回路構成で行なうことが可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明のサーマルヘッド制御装置の一実施形態について説明する。図１にサーマルヘッド制御装置のブロック図を示す。
【００２５】
まず、スキャナ１により原稿を読み取ることにより得られたグレー画像データは二値化回路２に入力され、二値化回路２において二値化されたサーマルヘッド１ライン分の二値画像データがラインメモリ３に記憶される。そして、ラインメモリ３に記憶された二値画像データは、発熱体が直線状に配列されてなるサーマルヘッド４に出力され、サーマルヘッド４の発熱体は入力された二値画像データに基づいて発熱する。そして、サーマルヘッド４の発熱体の発熱動作は、サーマルヘッド制御装置１０による通電時間の制御により制御される。
【００２６】
本サーマルヘッド制御装置１０は、上記ラインメモリ３から出力される二値画像データが入力され、該二値画像データにおける黒画素データの数に基づいてサーマルヘッド４への目標通電時間を算出する通電エネルギー対応値算出手段１１、通電エネルギー対応値算出手段１１により算出された目標通電時間に基づいてストローブ信号を発生するストローブ信号発生部１２、サーマルヘッド４に電源電圧を印加する印加電圧制御部１３および制御部１４を備えている。
【００２７】
通電エネルギー対応値算出手段１１は、図２に示すように、ラインメモリ３から出力された二値画像データが入力され、その二値画像データにおける各画素データが白画素データであるか黒画素データであるかを判別し、黒画素データである場合には、後述する補正通電時間を出力するセレクタ２１、セレクタ２１から出力された補正通電時間を後述するレジスタ２３に記憶された値に加算する加算回路２２、該加算回路２２から出力された値を記憶するレジスタ２３とを備えている。
【００２８】
次に、上記本サーマルヘッド制御装置１０の作用について説明する。
【００２９】
まず、ラインメモリ３からサーマルヘッド１ライン分の二値画像データがサーマルヘッド４に出力されるとともに、通電エネルギー対応値算出手段１１にも出力される。通電エネルギー対応値算出手段１１においては、セレクタ２１が入力された二値画像データにおける各画素データが黒画素データか白画素データであるかを判別し、白画素データであると判別した場合にはセレクタ２１は０を出力し、黒画素データであると判別した場合にはセレクタ２１は補正通電時間を出力する。ここで、補正通電時間は、たとえば、図３に示すような黒画素データの数と目標通電時間との関係を求め、黒画素データが１画素増加する毎に必要となる通電時間を算出することにより得、予め制御部１４に設定し、制御部１４からセレクタ２１に出力されるようにすればよい。本実施形態では、補正通電時間は図３に示すグラフから求められ、９３ｎｓに設定されている。
【００３０】
そして、セレクタ２１により二値画像データにおける画素データが最初に黒画素データと判別された際には、上記のようにセレクタ２１から補正通電時間が出力されるとともに、制御部１４から基準通電時間が出力される。基準通電時間とは、たとえば、図３に示すグラフにおける黒画素数０のときの目標通電時間の値であり、本実施形態では、５４０ｎｓに設定されている。そして、加算回路２２に基準通電時間と補正通電時間がそれぞれ入力され、加算回路２２により加算される。加算回路２２において加算された値は再びレジスタに２３に出力される。さらに、次にセレクタ２１において黒画素データと判別された際には、セレクタ２１から補正通電時間が出力されるとともに、レジスタ２３に記憶された値が加算回路２２に出力され再び加算され、補正通電時間加算後の値がレジスタ２３に記憶される。そして、ラインメモリ３に記憶された１ライン分の二値画像データが全てセレクタ２１に出力し終わるまで、上記と同様の作用が繰り返され、最終的にレジスタ２３に記憶された値が目標通電時間としてストローブ信号発生部１２に出力される。ストローブ信号発生部１２は入力された目標通電時間に応じたストローブ信号を生成し、サーマルヘッド４に出力する。そして、このストローブ信号に応じた目標通電時間の間、サーマルヘッド４においては印加電圧制御部１３の制御により予め定められた電源電圧が印加され、入力された二値化データに基づく発熱動作が行なわれる。
【００３１】
上記実施形態のサーマルヘッド制御装置によれば、黒画素データが１つ入力される毎に予め設定された１つの黒画素データに応じた補正通電エネルギー対応値を基準通電エネルギー対応値に加算することにより目標通電エネルギー対応値を算出するものとしたので、回路の大規模化やコストアップを招くことなく印字率に応じたサーマルヘッドの発熱体の発熱動作の制御を行うことができる。
【００３２】
また、サーマルヘッド４に実際に入力される二値画像データよりも前に既に数ラインの二値画像データがサーマルヘッド４に入力されてサーマルヘッド４の発熱体が既に発熱している場合には、初めてサーマルヘッド４に二値画像データが入力される際の目標通電時間よりも短い目標通電時間で所望の温度となる場合がある。したがって、たとえば、実際に入力される二値画像データの前のラインの１ライン分の二値画像データの印字率（二値画像データの全画素数における黒画素データの割合）を算出し、印字率が８０％未満の場合には、初めてサーマルヘッド４に二値画像データが入力された場合の補正通電時間と同様の値の補正通電時間を基準通電時間に加算するようにし、上記印字率が８０％以上の場合には、上記補正通電時間よりも短い補正通電時間を基準通電時間に加算するようにしてもよい。上記補正通電時間は、たとえば、印字率が８０％未満の場合には、図４に示す実線のグラフから補正通電時間を求め、印字率が８０％以上の場合には、図４に示す破線のグラフから補正通電時間を求めるようにすればよく、たとえば、印字率が８０％未満の場合には、補正通電時間を９３ｎｓとし、印字率が８０％以上の場合には、補正通電時間を４３ｎｓとするようにすればよい。上記のように補正通電時間を選択することにより、より適切な発熱動作の制御を行うことができる。なお、上記説明においては実際に入力される二値画像データのラインの前のラインの１ライン分の二値画像データの印字率に応じて補正通電時間を選択するようにしたが、これに限らず、実際に入力される二値画像データのラインよりも数ライン前の１ライン分の二値画像データに応じて補正通電時間を選択するようにしてもよいし、実際に入力される二値画像データのラインの前のラインから数ライン前までの複数ライン分の二値画像データに応じて補正通電時間を選択するようにしてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、目標通電時間を制御することによりサーマルヘッド４の発熱体の発熱動作を制御するようにしたが、通電時間は予め定められた時間とし、目標印加電圧を算出し、印加電圧を制御することにより発熱体の発熱動作を制御するようにしてもよい。つまり、通電エネルギー対応値算出手段において、二値画像データにおける黒画素データが入力される毎に補正印加電圧を基準印加電圧に加算してレジスタに記憶し、全画素データが入力された際にレジスタに記憶された目標印加電圧を印加電圧制御部１３に出力し、印加電圧制御部１３により上記目標印加電圧に基づいてサーマルヘッド４に電源電圧を印加して発熱体の発熱動作を制御するようにしてもよい。さらに、上記実施形態と同様に、実際に入力される二値画像データの前に既に入力された二値画像データの印字率に基づいて補正印加電圧の値を選択するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーマルヘッド制御装置の一実施形態のブロック図
【図２】図１に示すサーマルヘッド制御装置の通電エネルギー対応値算出手段のブロック図
【図３】二値画像データにおける黒画素数とサーマルヘッドの目標通電時間との関係を示す図
【図４】前ラインにおける印字率が８０％未満の場合と８０％以上の場合とにおける二値画像データの黒画素数とサーマルヘッドの目標通電時間との関係を示す図
【符号の説明】
１　　スキャナ
２　　二値化回路
３　　ラインメモリ
４　　サーマルヘッド
１０　　サーマルヘッド制御装置
１１　　通電エネルギー対応値算出手段
１２　　ストローブ信号発生部
１３　　印加電圧制御部
１４　　制御部
１５　　製版部
２１　　セレクタ
２２　　加算回路
２３　　レジスタ
【図１】
2004098338.tif 000003
【図２】
2004098338.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004098338.tif 000006