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発明の名称 サーマルプリンタ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−1564(P2001−1564A)
公開日 平成13年1月9日(2001.1.9)
出願番号 特願平11−174089
出願日 平成11年6月21日(1999.6.21)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 (外4名)
【テーマコード(参考)】
2C066
【Fターム(参考)】
2C066 CA07 CB03 CB05 CF03 CF04 CF06 
発明者 吉岡 賢司
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の発熱抵抗素子と、該発熱抵抗素子に対する通電を制御する通電制御手段とを具備し、前記発熱抵抗素子と印字媒体とを相対的に移動させながら前記発熱抵抗素子を発熱することによって画像を印字媒体に印字するようにしたサーマルプリンタにおいて、前記通電制御手段は、最小印字単位である1ドットの印字を行う際、前記複数の発熱抵抗素子のうちの一つの発熱抵抗素子に対する通電を時分割で複数回に分けて行うように制御すると共に、当該一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電を、同時に通電される発熱抵抗素子の総数に応じて制御するように構成されていることを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項2】 前記通電制御手段は、同時に通電される発熱抵抗素子の総数が多いときほど、前記1ドットが大きく印字されるように前記一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電を制御するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のサーマルプリンタ。
【請求項3】 前記通電制御手段は、前記一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電における通電間隔を制御するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のサーマルプリンタ。
【請求項4】 前記通電制御手段は、前記一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電にわたる総通電時間を制御するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のサーマルプリンタ。
【請求項5】 前記通電制御手段は、前記一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電における通電回数を制御するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のサーマルプリンタ。
【請求項6】 前記通電制御手段は、印字される画像のデータに基づいて、前記同時に通電される発熱抵抗素子の総数を求めるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のサーマルプリンタ。
【請求項7】 前記通電制御手段は、印字される画像のデータに基づいて前記同時に通電される発熱抵抗素子の総数を求める手段と、この求められた総数から前記一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電の仕方を決定するための参照テーブルと、を含むことを特徴とする請求項2に記載のサーマルプリンタ。
【請求項8】 前記画像は、記録すべき情報を含むデータに対応して前記ドットを所定のフオーマットに従って配置した光学的に読み取り可能なドットのパターン画像であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のサーマルプリンタ。
【請求項9】 前記サーマルプリンタは、バッテリー駆動であることを特徴とする請求項1乃至8のいずかに記載のサーマルプリンタ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はサーマルプリンタに係り、特に、複数の発熱抵抗素子に通電して印字を行うサーマルプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】近時、データを紙等の記録媒体に記録する方法として、バーコード等を使用する記録方法が普及している。
【0003】当該バーコードは、一般的に、一次元的配列の記録方式であるため記録できる情報量に限界があったため、今日、望まれる大容量の情報を記録するには十分とはいえなかった。
【0004】そこで、本出願人はかかる点を解決するために、特開平6−231466号公報にて、音声情報、画像情報、またはテキスト情報等の情報量の大きい所謂マルチメデイア情報を紙等に高密度で記録する方法として、ドットの有無で1ビットの情報量となる微細なドット群を2次元的に記録媒体上に配列した光学的に読み取り可能な2次元のドットコードに関する技術を開示している。
【0005】以下、この特開平6−231466号公報で開示されるドットコードとその読み取り装置の概要について説明する。
【0006】図8の(a)は、音声情報に係るデータが光学的に読み取り可能なドットとして図示しない紙等のシー卜上に所定の形態で記録されたドットコード101を示している。
【0007】このドットコード101は、所定単位のドットの集合からなるブロック102を二次元マトリクス状に配置したブロックの集合体で構成される。
【0008】ここで、ドットの集合である各ブロックは、マクロ的には所定の濃度をもって認識されることになる。
【0009】図8の(b)は、図8の(a)に示すドットコード101中の1つのブロックに注目し、拡大したものである。
【0010】この図8(b)において、ブロック102は、音声情報に係るデータが符号化され、ドットとして記録されるユーザデータ部103と、このユーザデータ部103に関して所定の位置関係で配置される当該ブロックのアドレス等の情報を示すブロックヘッダ部104とを有するものである。
【0011】また、このブロック102は、所定の位置、例えば、その4隅に配置された、ブロックの認識に利用するマーカ105と、このマーカ105に対して所定の位置、例えば、第1の方向に隣接するマーカ105間に配置されたパターンドット106を有している。
【0012】なお、上記ブロックヘッダ部104は上記マーカ105に対して所定の位置、例えば、第2の方向に隣接するマーカ105間に配置されることになる。
【0013】これらパターンドット106、ブロックヘッダ部104及びユーザデータ部103に配されるドット107は、それぞれ同じ大きさのドットとして構成されている。
【0014】例えば、ドット107は、直径が40〜80μmの大きさの円形ドットとして記録媒体上に記録される。
【0015】また、マーカ105は、これらのドットに比較して大きな面積のドットとして構成されている。
【0016】例えば、マーカ105は、ドット107の5倍の直径を有する円形ドットとして記録媒体上に記録される。
【0017】ユーザデータ部103に記録されるドット107は、所定の変調処理がなされている。
【0018】この変調処理は、ドット107とマーカ105とを区別すべく、ドット107の連続数を制限するために行うものである。
【0019】マーカ105の直径がドット107の5倍とすると、ドット107の連続数は4以下に制限しなければならない。
【0020】図8の(b)に示したブロック102では、16ドット×16ドットの格子からなるブロックとして説明したが、大きさはこれに限定されず、30ドット×30ドット、または、40ドット×40ドットであってもよい。
【0021】図8の(c)はブロックヘッダ部104を拡大して表した図であり、ドットが存在するビットは“1”に、ドットが無いビットは“0”に対応している。
【0022】このように、ブロックヘッダ部104には当該ブロック102のアドレスに係る情報が記録される。
【0023】このブロックヘッダ部104には、ブロックアドレスのほかに、ユーザデータ部103にドットとして記録された符号化データを元の音声情報に復元するために必要な、総ブロック数、インターリーブ長、パリティ長等のデータを含むコントロールデータが記録される。
【0024】次に、ドットコード101の読み取りについて説明する。
【0025】図示しないコード読み取り装置を用いて、図8の(b)のドットコードを矢印方向に例えば手動で走査することにより、コードパターン画像が撮像される。
【0026】初めに、撮像した画像からドットサイズが大きい特徴を利用してマーカ105を検出した後、マーカ105間に配置されたパターンドット106の各重心座標を求める。
【0027】次に、得られた重心座標と既知のフォーマット情報とから、最小二乗法を利用してマーカの正確な中心座標を算出し、この位置を基準に各ドットの読み取り点を求め、その読み取り点におけるドットの有無からデータを実際に読み取る。
【0028】このコード読み取りの方法については特開平8−171620号公報に詳細に開示されているので、ここでは詳細な説明は省略するものとする。
【0029】ところで、文字、絵柄、写真画像、また、各種バーコード等のコード等に代表されるの種々の画像を紙等のシート状の媒体に記録する手段として各種プリンタがある。
【0030】この中で、バーコードやドットコード等、白/黒の二値のデジタル情報を印字記録するプリンタとしては安価で小型化が可能なサーマルプリンタが広く用いられている。
【0031】このサーマルプリンタは、用紙とインクリボンをプリンタヘッドに対して相対的に移動させながら発熱抵抗素子に通電することにより、例えば、インクリボンのインク層を溶融させて用紙に転写する。
【0032】そして、サーマルプリンタで、用紙送り方向に1本の線を印字する場合、少なくとも一つの発熱抵抗素子は毎回通電されるため畜熱が生じ、発熱抵抗素子の温度が上昇し、印字される線が徐々に太くなってしまうという問題が生じる。
【0033】しかるに、この問題に対しては解決方法が、特開平5−64910公報に開示されている。
【0034】この特開平5−64910公報では、サーマルプリンタのドットの印字動作において、通電を初回の主通電と以降の複数回の副通電に分けて行うようにし、過去の印字履歴に応じて各副通電の実施する/しないを判定すると共に、各回の通電幅も任意に設定可能にするとしている。
【0035】図9を用いて具体的に説明する。
【0036】図9の(a)は、ある一つの発熱抵抗素子に注目した際の、発熱抵抗素子を通電する時間軸上のタイミングチャートである。
【0037】各0H〜1FHは1ドットの印字周期Tを32分割したもので、この32分割したタイミングに同期させて発熱抵抗素子への通電が行われる。
【0038】ここで、G1、G1´は主通電パルス、G2、G2´は第1副通電パルス、G3、G3´は第2副通電パルスである。
【0039】主通電パルスG1及びG1´は注目するドットを印字する際はONとなり、印字しない場合はOFFとなる。
【0040】第1副通電パルスG2、G2´は注目するドットの直前のドットを印字したか/否かでそれぞれOFF/ONとなる。
【0041】第2副通電パルスG3、G3´は注目するドットの2つ前のドットを印字したか/否かでそれぞれOFF/ONとなる。
【0042】図9の(b)に具体例を示す。
【0043】図9の(b)に示す(1)のように、注目するドットを印字しない場合には、前のドットの状態に係わらず、全てのパルスがOFFとなる。
【0044】また、(2)のように注目するドットを印字する場合で、一つ前のドットと2つ前のドットを印字した場合には、第1副通電パルスと第2副通電パルスがOFFとなり、結果的にG1+G1´が印加される。
【0045】一方、(5)のように注目するドットを印字する場合で、一つ前のドットと2つ前のドットを印字していない場合には、第1副通電パルスと第2副通電パルスが共にONとなり、結果的にG1+G2+G3+G1´+G2´+G3´が印加される。
【0046】このように、特開平5−64910公報では、過去のドット印字の履歴に応じて通電制御を行うことにより、余熱に伴って生じる印字ドットの太りがなくなり、適切な太さに印字制御ができるとしている。
【0047】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の特開平5−64910公報では、過去のドット印字の履歴に応じて通電制御を行うことは開示されているが、同時に通電するプリンタヘッドの発熱抵抗素子の数に関係する電圧降下(以降、コモンドロップと称す)は考慮されていない。
【0048】図10及び図11を用いてコモンドロップによって発生する不具合を詳しく説明する。
【0049】図10は、プリンタヘッドの等価回路である。
【0050】図10において、抵抗値rの発熱抵抗素子Hと、それの通電のオン/オフを制御するスイッチGとが直列に配列され、これらがN個並列に配列される。
【0051】ここでは、N個中n個の発熱抵抗素子が通電されるものとし、この合成抵抗をRとする。
【0052】また、プリンタヘッドの内部抵抗をRo、プリンタヘッドの駆動電圧をVo、発熱抵抗素子に印加される電圧をVとする。
【0053】この発熱抵抗素子に印加される電圧Vは、V=Vo・R/(Ro+R)
となり、ここで、1/R=n/rを代入すると、V=Vo/(Ro−n/r+1)
となり、ここで、r>>Roとして1次近似すると、 V=Vo(1−(nRo/r)) …(1)
と表わされる。
【0054】これは、通電される発熱抵抗素子nが一つ増加する毎にVo・/rだけ発熱抵抗素子にかかる電圧が低下することを示している。
【0055】一つの発熱抵抗素子で消費される電力PはV*V/rであるので、上記式(1)に基づけば、nの増加に伴い、その電力Pが減少することは明らかである。
【0056】したがって、通電時間を長くする措置を講じない限り、印加されるエネルギーは減るので、印字されるドットのサイズが小さくなってしまう。
【0057】図11は、コモンドロップによる印字ドットのサイズの変化を示したもので、横軸は同時に通電する発熱抵抗素子の数、縦軸は印字ドットの径である。
【0058】この図11から分かるように、同時に通電する発熱抵抗素子の数が増加するにつれ、印字ドットの径が小さくなってしまう。
【0059】このように同時に通電する発熱抵抗素子の数によって印字ドットの大きさにばらつきが生じると、一つのドットコードの中に大きいドットや小さいドットが存在してしまうことになる。
【0060】ドットコードは、読み取り装置のCCD等で多値画像として読み取られた後に二値化されるが、このように印字ドットの大きさにばらつきが生じると、以下のような不具合が生じる。
【0061】即ち、大きいドットの場合、周囲にドットが侵食し、周囲の白ドット(実際にはシート状媒体の色を指す)を黒ドットとして読み誤り、一方小さいドットの場合、本来は黒ドットであるにも係わらず、白ドットであると読み誤ってしまうおそれがある。
【0062】ところで、サーマルプリンタは、コストダウンと省電力化のため駆動電圧を低くすることが求められている。
【0063】これには、発熱抵抗素子の抵抗値rを小さくすることが有効である。
【0064】しかしながら、抵抗rを小さくすると、式(1)に示されるように、nの係数であるRo/rが増加するので、つまり、コモンドロップの影響が増大する。
【0065】以上説明したように、低抵抗発熱抵抗素子のサーマルプリンタによって、バーコードやドットコードを印字する際の省電力化や低電圧駆動を検討する中で、同時に通電される発熱抵抗素子の数に応じてバーの幅や印字ドットのサイズのバラツキが生じ、これによって読み取りエラーが発生してしまうという問題が明らかになった。
【0066】本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、複数の発熱抵抗素子が配列されるサーマルプリンタにおいて、通電する発熱抵抗素子の数に係わらず、印字されるドットのばらつきを極力解消したサーマルプリンタを提供することを目的とする。
【0067】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課題を解決するために、(1) 複数の発熱抵抗素子と、該発熱抵抗素子に対する通電を制御する通電制御手段とを具備し、前記発熱抵抗素子と印字媒体とを相対的に移動させながら前記発熱抵抗素子を発熱することによって画像を印字媒体に印字するようにしたサーマルプリンタにおいて、前記通電制御手段は、最小印字単位である1ドットの印字を行う際、前記複数の発熱抵抗素子のうちの一の発熱抵抗素子に対する通電を時分割で複数回に分けて行うように制御すると共に、当該一の発熱抵抗素子に対する複数回の通電を、同時に通電される発熱抵抗素子の総数に応じて制御するように構成されていることを特徴とするサーマルプリンタが提供される。
【0068】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1乃至図7が本実施形態の説明に含まれている。
【0069】(作用効果)本発明のサーマルプリンタは、複数の発熱抵抗素子と、該発熱抵抗素子に対する通電を制御する通電制御手段とを具備し、発熱抵抗素子と印字媒体とを相対的に移動させながら発熱抵抗素子を発熱することによって画像を印字媒体に印字するものである。
【0070】サーマルプリンタでは、同時に通電される発熱抵抗素子の総数に応じて発熱抵抗素子に印加される電圧Vが低下するコモンドロップが生じる。
【0071】また、発熱抵抗素子に印加されるエネルギ−EはVの2乗に比例し、さらに印加されるエネルギーは印字されるドットのサイズに影響を与える。
【0072】つまり、このようなコモンドロップにより通電される発熱抵抗素子の総数に応じて印字されるドットのサイズが変動する。
【0073】本発明のサーマルプリンタは、最小印字単位である1ドットの印字を行う際、通電制御として発熱抵抗素子に対する通電を時分割で複数回に分けて行うように制御すると共に、発熱抵抗素子に対する複数回の通電を、同時に通電される発熱抵抗素子の総数に応じて制御するものである。
【0074】つまり、電圧変動が基で起こる印加エネルギーの変動を通電時間等の調整によりトータルの印加エネルギーを適正の値に制御するものである。
【0075】これにより、同時に通電される発熱抵抗素子の数が変動しても、印字されるドットのサイズばらつきが少ない、つまり、均等なサイズのドットで構成される画像を印字することができる。
【0076】また、本発明によると、上記課題を解決するために、(2) 前記通電制御手段は、同時に通電される発熱抵抗素子の総数が多いときほど、前記1ドツトが大きく印字されるように前記一の発熱抵抗素子に対する複数回の通電を制御するように構成されていることを特徴とする(1)に記載のサーマルプリンタが提供される。
【0077】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1乃至図7が本実施形態の説明に含まれている。
【0078】(作用効果)本発明のサーマルプリンタにおいて、通電制御手段は、同時に通電される発熱抵抗素子の総数が多いときほど、1ドットが大きく印字されるように発熱抵抗素子に対する複数回の通電を制御するものである。
【0079】即ち、同時に通電される発熱抵抗素子の総数が多いほど発熱抵抗素子に印加される電圧が低くなるため、何の制御も施さないとドットが細ってしまう。
【0080】本発明の如く1ドットが大きく印字されるように発熱抵抗素子に対する通電制御することで、結果的に印字されるドットのサイズ変動を抑え、つまり、均一なサイズのドットを印字することができる。
【0081】また、本発明によると、上記課題を解決するために、(3) 前記通電制御手段は、前記一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電における通電間隔を制御するように構成されていることを特徴とする(2)に記載のサーマルプリンタが提供される。
【0082】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1の(d)、図3の(c)がこの発明に対応する。
【0083】(作用効果)本発明のサーマルプリンタにおいて、通電制御手段は発熱抵抗素子に対する複数回の通電における通電間隔を制御するものである。
【0084】複数回の通電における通電間隔を制御する、つまり、通電されない、いわば空走の距離を利用することでドットサイズを制御することができる。
【0085】したがって、本発明のサーマルプリンタでは、同時に通電する発熱抵抗素子の数に関わらず、均一なサイズのドットを印字することができる。
【0086】このように、複数回の通電における通電間隔で制御すると、印字にかかる消費電力を増加させずに済む。
【0087】また、本発明によると、上記課題を解決するために、(4) 前記通電制御手段は、前記一の発熱抵抗素子に対する複数回の通電にわたる総通電時間を制御するように構成されていることを特徴とする(2)に記載のサーマルプリンタが提供される。
【0088】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1の(c)、図3の(b)がこの発明に対応する。
【0089】(作用効果)本発明のサーマルプリンタにおいて、通電制御手段は発熱抵抗素子に対する複数回の通電における総通電時間を制御するものである。
【0090】複数回の通電における総通電時間を制御する、つまり、発熱抵抗素子にエネルギーを印加するトータルの印加時間を制御することでドットサイズを制御することができる。
【0091】したがって、本発明のサーマルプリンタでは、同時に通電する発熱抵抗素子の数に関わらず、均一なサイズのドットを印字することができる。
【0092】また、本発明によると、上記課題を解決するために、(5) 前記通電制御手段は、前記一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電における通電回数を制御するように構成されていることを特徴とする(2)に記載のサーマルプリンタが提供される。
【0093】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1の(c)、図3の(b)がこの発明に対応する。
【0094】(作用効果)本発明のサーマルプリンタにおいて、通電制御手段は発熱抵抗素子に対する複数回の通電における通電回数を制御するものである。
【0095】複数回の通電における通電回数を制御する、つまり、発熱抵抗素子にエネルギーを印加するトータルの印加時間を制御することにより、ドットサイズを制御することができる。
【0096】したがって、本発明のサーマルプリンタでは、同時に通電する発熱抵抗素子の数に関わらず、均一なサイズのドットを印字することができる。
【0097】また、本発明によると、上記課題を解決するために、(6) 前記通電制御手段は、印字される画像のデータに基づいて、前記同時に通電される発熱抵抗素子の総数を求めるように構成されていることを特徴とする(2)に記載のサーマルプリンタが提供される。
【0098】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1、図7が本実施形態の説明に含まれている。
【0099】(作用効果)本発明のサーマルプリンタにおいて、通電制御手段は、印字される画像のデータに基づいて、同時に通電される発熱抵抗素子の総数を求めるように構成するものである。
【0100】即ち、印字される画像のデータを利用して確実にかつ素早く、同時に通電される発熱抵抗素子の総数を予め導出することができる。
【0101】また、本発明によると、上記課題を解決するために、(7) 前記通電制御手段は、印字される画像のデータに基づいて前記同時に通電される発熱抵抗素子の総数を求める手段と、この求められた総数から前記一つの発熱抵抗素子に対する複数回の通電の仕方を決定するための参照テーブルと、を含むことを特徴とする(2)に記載のサーマルプリンタが提供される。
【0102】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1の(c)、図1の(d)、図2の(c)、図7が本実施形態の説明に含まれている。
【0103】(作用効果)本発明のサーマルプリンタにおいて、通電制御手段は、印字される画像のデータに基づいて前記同時に通電される発熱抵抗素子の総数を求める手段と、この求められた総数から発熱抵抗素子に対する複数回の通電の仕方を決定するための参照テーブルとを含むものである。
【0104】この参照テーブルで規定される、発熱抵抗素子に対する複数回の通電の仕方は、同時に通電される発熱抵抗素子の総数と、その印字結果の関係に基づいて予め設定されるものである。
【0105】この参照テーブルを利用することで、確実にかつ簡便に、同時に通電される発熱抵抗素子の総数から発熱抵抗素子に対する複数回の通電の仕方を設定することができる。
【0106】また、本発明によると、上記課題を解決するために、(8) 前記画像は、記録すべき情報を含むデータに対応して前記ドットを所定のフォーマットに従って配置した光学的に読み取り可能なドットのパターン画像であることを特徴とする(1)乃至(7)のいずれかに記載のサーマルプリンタが提供される。
【0107】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1乃至図7が本実施形態の説明に含まれている。
【0108】(作用効果)本発明のサーマルプリンタにおいて、前記画像を、記録すべき情報を含むデータに対応してドットを所定のフオーマットに従って配置した光学的に読み取り可能なドットのパターン画像とするものである。
【0109】一般的に、文字や記号または写真に係る画像ではその画像を構成する各ドットのサイズがばらついてもあまり支障がないが、本発明のように、所定のフォーマットに従って配置した光学的に読み取り可能なドットのパターン画像では、それを構成する各ドットのサイズが大小ばらつくと記録した情報を正しく読み取ることができなくなってしまうという危険性がある。
【0110】本発明のように、各ドットサイズをばらつきなく印字する手法を用いて、所定のフォーマットに従って配置した光学的に読み取り可能なドットのパターン画像を印字することで、信頼性の高い光学的に読み取り可能なドットのパターン画像を提供することができる。
【0111】また、本発明によると、上記課題を解決するために、(9) 前記サーマルプリンタは、バッテリー駆動であることを特徴とする(1)乃至(8)のいずれかに記載のサーマルプリンタが提供される。
【0112】(対応する発明の実施形態)実施形態1が対応し、図1乃至図7が本実施形態の説明に含まれている。
【0113】(作用効果)本発明のサーマルプリンタは、バッテリー駆動であることを特徴とするものである。
【0114】即ち、プリンタへッドの駆動を低電圧のバッテリーを用いてもコモンドロップによる不具合を回避し、適切なドットが適切なサイズである画像を印字することが可能となる。
【0115】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0116】図1乃至図3を用いて、本発明にかかるサーマルプリンタの第1実施形態を説明する。
【0117】図1の(a)及び図2の(a)は、それぞれ本発明に係るサーマルプリンタで印字すべきドットコードのイメージデータの一例を示している。
【0118】図3は、本発明に係るサーマルプリンタによる印字における通電のタイミングチャートを示している。
【0119】図1の(c)、図1の(d)及び図2の(c)は、それぞれ、本発明に係るサーマルプリンタによる印字における状態と選択される通電パターンとの関係の一例を示している。
【0120】初めに、本発明に係るサーマルプリンタで印字するドットコードの構造を説明する。
【0121】図1の(a)は、図8の(b)のドットコードの構成要素であるブロック102に対応するブロック21で示したコードイメージデータである。
【0122】本図では、ブロック21は19ドット×19ドットの仮想桝目に配置されるドット(ハッチング部はドットが存在するビットで“1”に、それ以外は“0”に対応)の集合として説明するが、ブロックのサイズはこれに限定されない。
【0123】このブロック21は、ブロック21の位置の基準指標として四隅に配置され、3×3ドットの正方形をなす4個のマーカ24と、該4個のマーカ24間で第1の方向に配置されるパターンドット23と、該4個のマーカ24間で第2の方向に配置されるブロックヘッダ27と、該4個のマーカ24で囲まれる内部に配置されるデータドット25とで構成される。
【0124】ここで、パターンドット23は、4個のマーカ24を利用して検出されるブロック21内のドット位置をより精度高く求めるために配置されたものである。
【0125】なお、このコードイメージデータの読み取り方法については、特開平8−171620号公報に詳細に開示されているので、ここでは、その説明を省略するものとする。
【0126】また、ブロックヘッダ27は、複数のブロック21に分割されたデータを統合して元のデータに復元するための情報で、各ブロック21のアドレスや変調方式等のコントロールデータが記録される。
【0127】また、データドット25は、記録すべきデータがその1/0に応じてドットの有無として記録されるものである。
【0128】ここで、データドット25はマーカ24と区別するために例えば紙面上下方向に隣接するドットの連続数が2つ以下になるような変調処理が施されている。
【0129】ここで、発熱抵抗素子は図中の上下方向に配列され、図中右方向に用紙が移動することにより、図1の(a)に示すコードイメージデータに基づいて用紙上にドットが印字される。
【0130】なお、図1の(a)に示す縦横の格子線は、各桝を示すために便宜上表示したものである。
【0131】図1の(b)は、同時に通電される発熱抵抗素子の数を示す。
【0132】本実施形態では19ドットの幅を持つドットコードを19個の発熱抵抗素子を持つサーマルプリンタで印字する。
【0133】図1の(b)に示されるように、ブロック21の位置決め用のパターンドット23とその左右の通電数はそれぞれ12個と6個で、記録される情報に係わらず固定のものである。
【0134】一方、データドット25の領域では、同時に通電する発熱抵抗素子の数は6乃至7個を中心に、3個乃至13個の範囲で分布している。
【0135】(通電方式1)まず、図1の(c)と図3の(a)、(b)により通電方式1を説明する。
【0136】この通電方式1では、同時に通電する発熱抵抗素子の数によって通電するパルスの回数、言い換えると通電時間を切替えるものである。
【0137】本実施形態では、複数回通電するパルスの回数を切替える例で説明するが、通電時間そのものを切替えてもよいことは言うまでもない。
【0138】図3の(a)は一印字周期を32等分することを示しており、図3の(b)は通電のタイミングチャートで、32分割された分割パルスに同期して発熱抵抗素子への通電がなされることを示している。
【0139】ここで、A1は8個の分割パルス、A2は9個の分割パルス、A3は10個の分割パルス、A4は11個の分割パルスである。
【0140】図1の(c)には、本実施形態で通電する発熱抵抗素子の数と、通電パターンとの関係が示されている。
【0141】本実施形態で、同時に通電する発熱抵抗素子が1乃至5個の場合には図3の(b)のA1の通電パターンが選択され、同時に通電する発熱抵抗素子が6乃至10個の場合にはA2の通電パターンが選択され、同時に通電する発熱抵抗素子が11乃至15個の場合にはA3の通電パターンが選択され、同時に通電する発熱抵抗素子が16乃至19個の場合にはA4の通電パターンが選択される。
【0142】このように、同時に通電する発熱抵抗素子の増加に伴って通電する分割パルスの回数、つまり、通電時間を増加させることにより、同時に通電する発熱抵抗素子の数に係わらず、ドットサイズのばらつきを抑えることができる。
【0143】(通電方式2)次に、図1の(d)と図3の(c)を用いて、通電方式1の変形例として、通電方式2を説明する。
【0144】この通電方式2では、同時に通電する発熱抵抗素子の数によって複数回通電するパルスの間隔を変えるものである。
【0145】ここで、通電パターンB1は4個の分割パルスを印加したのち、2個の分割パルスの間だけ出力を停止し、その後4個の分割パルスを印加するものである。
【0146】また、通電パターンB2、B3、B4は前後に印加するパルスの通電は変えずに、出力を停止する間隔を、3個の分割パルス、4個の分割パルス、5個の分割パルス分と変えるものである。
【0147】このように印加するエネルギーは変えなくても複数回の分割パルスの出力停止間隔を増加させてその間の用紙の送り距離を稼ぐことで、見かけ上の印加エネルギーを増加させるのと同等の効果を生み出すことができる。
【0148】このように、つまり、複数回の通電するパルスの出力停止間隔を増加させることで、同時に通電する発熱抵抗素子の数に係わらず、ドットサイズのばらつきのないドットコードを印字することが可能になる。
【0149】(通電方式3)次に、図2の(a)、図2の(b)及び図2の(c)並びに図3の(b)を用いて、通電方式1の変形例として、通電方式3を説明する。
【0150】この通電方式3では、図1の(a)に示すドットコードにおいてパターンドット23に相当する記録する情報に関係のない固定のイメージデータである部分と、記録する情報に応じて変るイメージデータであるデータドット25とで通電を変えるものである。
【0151】本通電方式3は、図2の(a)に示すドットコードのように、固定のイメージデータの領域と、記録する情報に応じて変るイメージデータの領域との間で、同時に通電する発熱抵抗素子の数に差がある場合に用いることができる。
【0152】この通電方式3では、12個同時に通電する発熱抵抗素子の数の多いパターンドットの部分を図3の(b)におけるA3の通電パターンとし、それ以外の平均通電個数5.8個の領域を図3の(b)におけるA1またはA2の通電パターンとするものである。
【0153】データドット25の通電タイミングは、データドット領域の平均通電数に応じて設定することが望ましい。
【0154】この方式のように、印字する各列毎に同時に通電する数をカウントせず、パターンドット23の領域とデータドット25の領域で通電を分けることで、略ドットサイズのばらつきのないドットコードを印字すると同時に、印字のためのデータ処理を高速化することができる。
【0155】(通電方式4)次に、通電方式3の変形例である通電方式4について説明する。
【0156】先に説明した通電方式3は、図1の(a)に示すドットコードにおいてパターンドット23に相当する記録する情報に関係のない固定の領域と、記録する情報に応じて変るデータドット25の領域共に、印字する各列にあるドットに対してその列に存在するドット数に応じて一律に同じ通電を行うものである。
【0157】一方、本通電方式4では情報に関係のない固定の領域であるパターンドット23の各々のドットに対して、それぞれ、異なる通電を設定するものである。
【0158】本通電方式によると、以下に説明するような二値化方式を用いる場合、つまり、撮像画像における二値化閾値の設定を複数あるパターンドットの平均ドットサイズを利用する場合、二値化閾値を微調整することが可能になる。
【0159】前述したように、本来パターンドット23はドットの読み取り位置を求めるために配置された固定のパターンであるが、本実施形態のように二値化の閾値の設定を兼ね備えさせることもできる。
【0160】ここで、図4と図5を用いて二値化手法を説明する。
【0161】図4は、二値化閾値設定のフローチャートであり、図5は二値化を示す模式図である。
【0162】図4のステップS1において、まず、印字するコードに対するパターンドットの面積目標値Stと仮閾値thが設定される。
【0163】ここで、パターンドット23の面積目標値Stは、印字装置でドットを印字する際に、目標とする1ドットの大きさで予め設定された固定の値とする。
【0164】また、仮閾値thは、初回の画像二値化に用いる閾値であって、予め設定されているものとする。
【0165】なお、この仮閾値thについては、複数の画像のフレーム間に渡って処理する場合には、前フレームでの設定値を採用することができる。
【0166】次に、ステップS2で、ドットコードの画像が撮像される。
【0167】図5の(a)は、図8の(b)に示すパターンドットをCCDで撮像したものである。
【0168】ここでは、説明を簡単にするために、1ブロックの片側のパターンドット23はPT1,PT2,PT3の3つで構成されているものとする。
【0169】図5の(b)は、図5の(a)の画像の輝度値である。
【0170】次に、ステップS3において、仮閾値thで図5の(b)の輝度値が二値化され、ステップS4において、PT1,PT2,PT3のパターンドット23における二値化後の面積S1、S2、S3が計測される。
【0171】次に、ステップS5にて、S1、S2、S3の面積の平均値S=(S1+S2+S3)/3が算出される。
【0172】次に、ステップS6において、パターンドット平均面積Sとパターンドット面積目標値Stとが比較される。
【0173】ここで、|S−St|<εのときには処理が終了し、その際の二値化の閾値が採用される。
【0174】また、|S−St|>εの場合には、二値化後のパターンドット平均面積Sがパターンドット面積目標値Stに収斂するまで、つまり、|S−St|<εとなるまで、ステップS7、S8、S4〜S6の処理が繰り返される。
【0175】図5の例では、|S−St|>εであるのでステップS7に進む。
【0176】このステップS7では、パターンドット平均面積Sをパターンドット面積目標値Stに近づけるべく二値化閾値THが修正される。
【0177】この場合、計測したパターンドット平均面積Sがパターンドット面積目標値Stより大きいので、計測したパターンドット平均面積Sを下げるベく二値化閾値THがth´に下げられる。
【0178】ここで、二値化閾値th´が設定される詳細は本出願人による特願平7−336800号の明細書に詳しく記載されているので省略する。
【0179】このようにして新たに設定された二値化閾値th´で再度、図5の(b)にかかる画像が二値化される。
【0180】ステップS4にて、パターンドット23の面積S1´、S2´、S3´が計測され、ステップS5にてS1´、S2´、S3´の面積の平均値S´=(S1´+S2´+S3´)/3が算出される。
【0181】ステップS6において、パターンドット平均面積Sとパターンドット面積目標値Stとが比較される。
【0182】今度は、|S−St|<εとなり、処理が終了されるが、ここでは二値化閾値THはth´と決定される。
【0183】このように、パターンドット23の面積を利用して2値化の閾値THを決める場合、パターンドット23の面積が変動すると2値化の閾値THが変動し、読み取りエラーが発生することがある。
【0184】このため、ドットコードを印字する場合には、特に、パターンドット23のような領域は、より細かい印字制御、即ち、制御可能な設定数が多いことが望ましい。
【0185】本実施形態の通電方式4では、読み取り装置において、以上説明したような二値化処理を行う場合に、ドットコードにおける、情報に関係のない固定の領域であるパターンドット23の各々のドットに対して、それぞれ、異なる通電を設定するものである。
【0186】次に、通電方式4について、図6の(a)、図6の(b)及び図6の(c)並びに図3の(b)を用いて説明する。
【0187】図6の(a)におけるブロック左側の6個のパターンドット23を上からPT1乃至PT6とする。
【0188】図6の(c)は、この場合の各パターンドット23の通電パターンを示している。
【0189】図6の(c)に示されるように、この通電方式4では、6個のパターンドットのうち、PT1、PT3,PT5の3個をパルス数9とする図3の(b)におけるA2の通電パターンとし、それ以外のPT2、PT4,PT6の3個をパルス数10とする図3の(b)におけるA3の通電パターンとするものである。
【0190】これによって、パターンドット23のドットの平均通電を個数9.5とすることができる。
【0191】前述した通電方式3の方法の場合、印字されるパターンドットのサイズの平均値は印加する各パルスの8または9という整数倍でしか制御できないが、この通電方式4では、その平均値を8〜9の値に設定することが可能になる。
【0192】本通電方式4では、パターンドット23の印字制御できる段数を増やすことができる。
【0193】そして、この通電方式4では、撮像画像における二値化閾値THの設定を複数あるパターンドット23の平均ドットサイズを用いて行うため、二値化制御を細かく設定することが可能になる。
【0194】したがって、この通電方式4では、二値化を最適に行うことが可能になる。
【0195】上述の通電方式4にかかる実施形態では、情報に関係のない固定の領域であるパターンドット23は二値化閾値THの設定だけでなく、ドットコードの位置決めにも兼用する場合として説明したが、これに限定されることなく、パターンドット23を二値化閾値THの設定のみに利用する場合でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0196】以上は、19個の発熱抵抗素子を持つサーマルプリンタで印字する場合を説明したが、これに限定されることなく、印字するドットコードに応じたものを用いればよい。
【0197】例えば、図8の(a)に示すように、縦に2ブロックが配列されたドットコードを印字する場合、発熱抵抗素子の数を40個と倍増させればよい。
【0198】(サーマルプリンタの構成)図7は、本発明に係るサーマルプリンタの構成を示すブロック図である。
【0199】まず、符号81で示される音声入力部によって、ドットコードとして印字すべきデータのアナログ音声情報が入力される。
【0200】このアナログ音声情報は、A/D変換部82によって、デジタルデータに変換される。
【0201】このデジタル音声データは、圧縮処理部83で情報圧縮処理される。
【0202】この圧縮処理部83で使用される圧縮方式は、一般的に用いられているCELP方式やADPCM方式を使用することができる。
【0203】次に、この圧縮音声データは、エラー訂正符号処理部84によって、エラー訂正符号処理がなされる。
【0204】このエラー訂正符号処理部84によるエラー訂正符号処理は、リードソロモン符号等の一般的なエラー訂正符号処理法を使用することができる。
【0205】このエラー訂正符号処理されたデータは、インターリーブ処理部85でインターリーブ処理される。
【0206】このインターリーブ処理部85によるインターリーブ処理とは、印字記録・コードイメージ読取り処理でのバースト誤り対策のためになされる処理であって、隣接するデータを分散させるべく、データの並び順を変換するものである。
【0207】そして、インターリーブ処理されたデータは、変調処理部86で変調処理が施される。
【0208】この場合、変調処理部86では、データの連続数が制限されるような処理がなされる。
【0209】次に、コードイメージデータ作成部87で、図1及び図2に示した印字するドットコードのイメージデータが作成される。
【0210】このコードイメージデータ作成部87で作成されたドットコードのイメージデータは、バッテリー91で駆動される印字出力部92に送られる。
【0211】一方、コードイメージデータ作成部87で作成されたドットコードのイメージデータは、発熱抵抗素子通電数算出部88にも送られる。
【0212】この発熱抵抗素子通電数算出部88では、同時に通電する発熱抵抗素子の数がカウントされて、通電条件設定部90に送られる。
【0213】この通電条件設定部90では、同時に通電する発熱抵抗素子の数から通電方式対応テーブル89を参照して通電パターンを設定する。
【0214】前記印字出力部92では、通電条件設定部90で設定された通電パターンに基づいて、先にコードイメージデータ作成部87から送られたドットコードのイメージデータを、ドットコードとして用紙上に印字出力する。
【0215】具体的には、上記説明したブロック図における音声入力部81はマイクロフォン、A/D変換部82はA/D変換IC、圧縮処理部83、エラー訂正符号処理部84、インターリーブ処理部85、変調処理部86、コードイメージデータ作成部87、発熱抵抗素子通電数算出部88、及び通電条件設定部90はパーソナルコンピュータ等のCPUが対応し、通電方式対応テーブル89はメモリ、印字出力部92はサーマルプリンタのプリンタヘッドである。
【0216】(本発明の要旨)以上説明した本発明の要旨とするところは、複数の発熱抵抗素子を有し、この発熱抵抗素子と印字媒体とを相対的に移動させながらその発熱抵抗素子を発熱させて画像を印字するサーマルプリンタにおいて、最小印字単位である1ドットの印字の通電を時分割で複数回に分け、且つ、当該複数回の通電を同時に通電する発熱抵抗素子の総数に応じて制御することにより、発熱抵抗素子通電に伴う電圧降下の影響を回避することができるようにした点にある。
【0217】
【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明によれば、複数の発熱抵抗素子が配列されるサーマルプリンタにおいて、通電する発熱抵抗素子の数に係わらず、印字されるドットのばらつきを極力解消することが可能になったサーマルプリンタを提供することができる。




 

 


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