專利名稱：熱敏式打印機及其打印方法
技術領域：
本發明涉及熱敏式打印機及其打印方法，更確切地說涉及一種用于補償熱打印頭的共同降落(common drop)和溫度特性所引起的圖形質量惡化的熱敏式打印機，及其打印方法。
一般來說，用熱打印機頭(TPH)打印的設備的例子有熱敏式打印機、彩色復印機、傳真機等。其中，升華型熱敏式打印機通過向熱打印頭供給能量并由熱打印頭發出的能量來升華染料沉積膜的染料的方法，根據染料在一張記錄紙上的轉移量來打印想要的圖象或圖形。
一種常規的熱敏式打印機在它的幀存儲器10中存儲一幀待打印的圖象數據，如
圖1中所示。
當開始打印時，幀存儲器10同時向行存儲器20和控制開關51的第一選擇觸點α0傳送一行待打印的圖象數據。
該行待打印的圖象數據與時鐘發生器31中生成的時鐘同步，并根據地址計數器32中生成的地址而存儲在行存儲器20中。灰度計數器33生成具有0-255數值的灰度數據(假定以八位形式來表達圖象數據)，并作為比較器34的一個輸入信號輸出。
當從行存儲器20中讀出數據并在熱打印頭40中實際打印時，根據灰度來打印數據。例如，如果圖象數據由八位組成，則可以指示按0到255數值表達的灰度等級，并且熱打印頭40針對每個象素從灰度1到灰度255打印255次。
灰度計數器33把計數器值從1增加到255。然后，在比較器34中把灰度計數器33的輸出與行存儲器20的八位圖象數據按其灰度加以比較。按照比較的結果，比較器34的輸出變成“高”或“低”，從而確定熱打印頭40的字點是否發出熱量。
同時，控制開關51、字點數計算存儲器52、字點數計算控制器53、共同降落修正只讀存儲器54以及選通信號發生器55構成一個共同降落修正單元50，用于補償由熱打印頭40的共同落引起的圖形質量惡化。
模數轉換器61、溫度修正只讀存儲器62以及由一個轉換方式電源(SMPS)和一個連接于熱打印頭40的加熱元件基片背側(見圖2)的測溫熱敏電阻(都未詳細示出)組成的電源63，構成一個溫度修正單元60，用于補償由熱打印頭溫度變化引起的圖形質量惡化。
這里，熱打印頭裝置的共同降落指的是由熱打印頭40中存在的寄生電阻分量引起的電壓降。如果供給熱打印頭40的字點的能量按該電壓降而改變，則產生的圖形質量惡化。
換句話說，假定參考字母V表示加于各加熱元件的電壓并且參考字母T表示加電壓時間，則供給能量E可用下式表達。
E=T(V2/R)共同降落現象有個特征電壓降的值幾乎正比于熱打印頭40的一行中同時被加熱的字點數；也就是說，同時被加熱的字點數越多，則熱打印頭40中的電壓降也越大。因此，供給熱打印頭40的字點的能量實際上變小，因而打印密度下降，以致與較少的同時被加熱的字點較少的情況相比，要模糊些。共同降落修正單元50通過調整選通信號的加熱時間來補償共同降落所引起的圖形質量惡化，這用上了共同降落與同時被加熱字點數之間的上述比例關系。
同時，熱打印頭40通過一個電阻把電能轉換成熱能的方法進行打印。即使供給同樣數量的電能，由于熱打印頭40各字點中實際產生的熱量隨著環境溫度的波動和隨著熱打印頭中出現的熱量積聚現象而變化，所以打印密度是變化的，為了修正熱打印頭40溫度變化所引起的圖形質量惡化，就在熱打印頭40的加熱元件基片的背側裝設一個熱敏電阻，以便檢測熱打印頭40的溫度。在那里所檢測到的溫度在模數轉換器61中被轉換成數字溫度數據。與當前檢測到的熱打印頭40的溫度相對應的補償數據被存儲在溫度修正只讀存儲器62中。此后，電源63中的轉換方式電源根據所存儲的溫度數據來改變加于熱打印頭40的電壓，從而改變熱打印頭40的供給能量。
換句話說，轉換方式電源根據輸入數據來改變加于熱打印頭40的電壓。例如，通過在溫度高時降低電壓或在溫度低時升高電壓的方法來防止溫度變化所引起的圖形質量惡化。
然而，用來修正熱打印頭溫度的溫度修正單元60，需要一個能根據輸入到電源63中的轉換方式電源的溫度數據來改變電壓的控制電路，還需要一個用來傳送溫度數據的連接器。
為了克服上述問題，本發明的一個目的在于提供一種修正熱打印頭溫度的熱敏式打印機及其打印方法，它不是改變轉換方式電源的電壓，而是像在共同降落修正中那樣調整熱打印頭的加熱時間。
本發明的另一個目的在于提供一種修正共同降落和溫度的熱敏式打印機及其打印方法，它把打印頭的加熱時間按比例分成共同降落修正加熱時間和溫度修正加熱時間。
本發明的又一個目的在于提供一種修正共同降落和溫度的熱敏式打印機及其打印方法，它使用一個既用于共同降落修正又用于溫度修正的單一只讀存儲器來調整加熱時間。
為了實現以上諸目的，根據本發明的熱敏式打印機，其中在把圖象數據灰度值與諸行單元中的預置灰度值相比較之后借助其熱打印頭進行打印，該熱敏式打印機包括
一個通過接收諸行單元中的圖象數據來根據其根據其灰度檢測同時被加熱的字點數的第一檢測裝置；一個用來檢測熱打印頭的溫度的第二檢測裝置；以及一個控制熱打印頭以便根據灰度以恒定能量發出熱量的修正裝置，它根據第一檢測裝置所檢測到的按灰度同時被加熱的字點數和第二檢測裝置所檢測到的熱打印頭的溫度來改變加熱時間。
本發明的再一個目的在于提供一種適用于以上熱敏式打印機的打印方法。
為了實現本發明的這一目的，在此提供一種用熱打印頭打印的方法，該方法包括下列步驟存儲步驟第一步，在諸屏幕單元中存儲圖象數據；第二步，通過讀出第一存儲步驟中所存儲的數據，在諸行單元中存儲數據；檢測步驟第一步，通過接收第二存儲步驟中所存儲的數據，檢測在行單元中根據灰度同時被加熱的字點數；第二步，檢測熱打印頭的溫度；控制步驟第一步，生成一個用來控制熱打印頭以便根據灰度以恒定能量發出熱量的選通信號，辦法是根據在第一檢測步驟中所檢測到的按灰度同時被加熱的字點數和在第二檢測步驟中所檢測到的熱打印頭的溫度來改變選通信號的脈沖寬度；以及第二步，在把一行圖象數據的灰度值與諸行單元中的預置灰度值相比較之后，控制熱打印頭以便在所述選通信號生成步驟中所生成的選通信號的脈沖寬度時間里打印。
通過對照諸附圖詳細描述本發明的一個優選實施例，本發明的以上目的和其他優點將變得更加明顯，這些附圖中圖1是常規熱敏式打印機的方框圖；圖2是表示連接于圖1所示熱打印頭的熱敏電阻的示意圖；圖3是根據本發明的一個實施例的熱敏式打印機的方框圖；圖4是圖3所示選通信號發生器中產生的一個選通信號的視圖；圖5是根據本發明的另一個實施例的熱敏式打印機的方框圖；圖6表示圖5所示的共同降落和溫度修正只讀存儲器；以及圖7是圖5中所示選通信號發生器中產生的一個選通信號的視圖。根據本發明的熱敏式打印機，如圖3中所示，包括一個用來在幀單元中存儲輸入圖象信號的幀存儲器110，一個用來在行單元中存儲來自幀存儲器110的輸出的行存儲器120，一個用來把來自行存儲器120的圖象數據與預置灰度值進行灰度比較的熱打印頭控制單元130，一個熱打印頭140，以及一個用來修正共同降落和溫度變化的修正單元150，修正辦法是在根據按灰度同時被加熱的字點數進行熱打印頭加熱時間中，根據其環境環境溫度和熱積聚現象分配共同降落修正加熱時間和溫度修正加熱時間。
在本發明的另一實施例中，如圖5中所示，其幀存儲器210、行存儲器220、熱打印頭控制單元230和熱打印頭240的結構與上面第一實施例中的相同。然而，修正單元150使用單一的共同降落和溫度修正只讀存儲器來改變加熱時間，以修正共同降落和溫度。
接下來將描述本發明的每個實施例的運行。
在圖3中，由于幀存儲器110、行存儲器120、熱打印頭控制單元130和熱打印頭140的運行與圖1所示對應元件的運行相同，這里省略這些運行的描述。修正單元150的運行的描述將主要對照圖4完成。
參見圖3，來自幀存儲器110的一行數據被傳送到行存儲器120，與此同時由控制開關151的第一選擇觸點a1傳送到字點數計算存儲器152的地址端(ADDR)。這里，字點數計算存儲器152用來計算根據灰度同時被加熱的字點數。
與灰度等級數相對應的諸地址被指定給字點數計算存儲器152。地址一經指定，數據就被一個從字點數計算控制器153輸出的允許寫入信號寫入該指定地址。這里，字點數計算控制器153用于控制根據灰度同時被加熱的字點數的計算。
例如，假定圖象數據由八位組成并且它的一行字點總計為1000個，如果一行數據包括100個灰度1數據的采樣、50個灰度5數據的采樣和850個灰度235數據的采樣，則數據值100、50和850被分別儲存在字點數計算存儲器152的地址1、5和235中，而數據值0被存儲在所有其余地址中，因為其中沒有對應的數據。
換句話說，字點數計算控制器153計算一行數據中有多少個數據值按各自的灰度輸入，然后計算根據灰度同時被加熱的字點數。
它的詳細解釋如下。
把存儲在地址1至255中的所有數據相加并寫入字點數計算存儲器152的地址1。然后，把存儲在地址2至255中所有數據相加并寫入地址2，依此類推到每個地址。于是，把存儲在地址254至255中的所有數據相加并寫入地址254，而剩在地址255中的最后的數據值不進行任何加法運算。
按上述方式計算根據灰度同時被加熱的字點數。這是因為打印是根據灰度來進行的。如果打印灰度1，則灰度計數器133的值變為“1”，并且一行數據中灰度1和灰度更大的數據(灰度1與灰度255之間的數據)都在比較器134中作為“高”(表示熱量發射)而輸出。如果打印灰度2，則灰度計數器133的值變為“2”，并且灰度2和灰度更大的數據(灰度2與灰度255之間的數據)被熱打印。如果要打印灰度254，則灰度計數器133的值變為“254”，并且灰度254和灰度更大的數據(灰度254與255的數據)被熱打印。此后，與灰度255相對應的數據被熱打印，從而完成一行數據的打印。
同時，當從行存儲器120讀出一行圖象數據并按灰度進行打印時，隨著控制開關151接到第二選擇觸點b1而在灰度計數器133中生成的灰度數據是作為字點數計算存儲器152的地址信號而輸入的，而按上述字點數計算處理方法存儲在字點數計算存儲器152的地址中的數據則被讀出。
由于按灰度同時加熱的字點數被存儲在字點數計算存儲器152中，所以來自共同降落修正只讀存儲器154的修正數據，通過訪問與按灰度同時被加熱的字點數相對應的地址，經由加法器157傳送到選通信號發生器158。
選通信號發生器158，通過改變依賴于共同降落修正只讀存儲器154輸出數據的選通信號脈沖寬度，傳送變化后的選通信號并控制熱打印頭140的加熱時間。
供給熱打印頭140的能量，隨選通信號的脈沖寬度而變化。例如，選通信號的脈沖寬度越長，則供給能量越多。因此，按灰度同時被加熱的字點數越大，則選通信號的脈沖寬度變得越長，從而修正共同降落引起的能量下降。
熱打印頭140的溫度修正是按如下所述進行的。當前溫度由裝在熱打印頭140的加熱元件基片背側的熱敏電阻(未示出)來檢測，并在模數轉換器155中轉換成數字數據以便送到溫度修正只讀存儲器156。溫度修正只讀存儲器156適當地轉換該數據，以便根據該輸出溫度數據最佳地修正溫度。
加法器157把由共同降落修正只讀存儲器154和溫度修正只讀存儲器156所修正的數據相加的結果傳送給選通信號發生器158，并改變該選通信號的脈沖寬度以便根據該變化后的選通信號的脈沖寬度來同時進行共同降落修正和溫度修正。
該選通信號的脈沖寬度與輸入到選通信號發生器158的數據值成比例。換句話說，該數據值變得越大，則該選通信號的脈沖寬度變得越長。而且，供給熱打印頭140的能量也與該選通信號的脈 沖寬度成比例地增加。
如圖4所示，A1代表當打印灰度1時由于考慮到按灰度同時被加熱的字點數而用于共同降落修正的脈沖寬度，A2表示當打印灰度2時用于共同降落修正的脈沖寬度，而A255代表當打印灰度255時用于共同降落修正的脈沖寬度。而且，B1代表打印灰度1時用于溫度修正的脈沖寬度，B2代表當打印灰度2時用于溫度修正的脈沖寬度，而B255代表當打印灰度255時用于溫度修正的脈沖寬度。
這里，當打印一行數據時，用于溫度修正的諸脈沖寬度B1至B255可以有相同的脈沖寬度。
選通信號的脈沖寬度的最大值和最小值根據熱敏打印機的系統特性來確定。這里，極其重要的是要這樣設定輸入到選通信號發生器158的數據值，使它在任何升華型熱敏式打印機中都不偏離選通信號脈沖寬度的最大值和最小值，因為選通信號脈沖寬度是供給打印頭140能量的一系數(見前式)。至于為了得到一個系統的最佳圖形質量而確定的熱打印頭供給能量技術要求，如果超過或尚未達到這些技術要求，則可能得不到最佳圖形質量，還可能損壞熱打印頭本身。
考慮到選通信號脈沖寬度的最大值和最小值，輸入到選通信號發生器158的數據值應該設定在不偏離最大值和最小值的預定范圍之內，以便進行最佳的共同降落和時間修正。
這就是說，用于溫度修正的溫度修正只讀存儲器156的輸出值被設定成使它在系統所設定的熱打印頭溫度為下限值時輸出最大值，因為溫度越高則打印密度越高。因此，為了補償該狀態，熱打印頭溫度越高，則應供給越少的能量。于是，按灰度同時被加熱的字點數越大，則經由共同降落修正只讀存儲器154、加法器157和選通信號發生器158加于熱打印頭140的電壓越低。因此，打印密度被減少。
如上所述設定的有關溫度修正的數據值及有關共同降落修正的數據值應該設定成，使得它們各自的最大值的相加值至多為由系統設定的選通信號脈沖寬度的最大值。反之，它們各自的最小值的值的相加值至少為由系統設定的選通信號脈沖寬度的最小值。
圖5是根據本發明的另一個實施例的熱敏式打印機的方框圖。描述將主要涉及與圖3的對應部分不同的修正單元250。
參見圖5，不分開設置圖3中所示的共同降落修正只讀存儲器154和溫度修正只讀存儲器156，也不設置加法器157。然而，為了得到與圖3相同的結果，通過編程而使各自的共同降落數據和溫度修正數據在一個共同降落和溫度修正只讀存儲器255中相加，可以僅用一個只讀存儲器。
換句話說，如圖6所示，在共同降落和溫度修正只讀存儲器255中存儲，根據從字點數計算存儲器252輸出的按灰度同時被加熱的字點數和根據從模數轉換器254輸出的當前熱打印頭溫度，具有不同的選通信號脈沖寬度的數據。
選通信號發生器256根據從共同降落和溫度修正只讀存儲器255輸出的修正數據，生成一個具有對應的脈沖寬度的選通信號。
該選通信號的脈沖寬度示于圖7中。這里，C1代表當打印灰度1時從共同降落和溫度修正只讀存儲器255輸出的修正數據的脈沖寬度，C2代表當打印灰度2時從共同降落和溫度修正只讀存儲器255輸出的修正數據的脈沖寬度，而C255代表當打印灰度255時從共同降落和溫度修正只讀存儲器255輸出的修正數據的脈沖寬度。
如上所述，根據本發明的熱敏式打印機及其使用方法，通過使用變化的熱打印頭加熱時間，可補償熱打印頭的共同降落和溫度特性所引起的圖形質量惡化，從而改善了圖形質量。
而且，根據本發明的熱敏式打印機及其使用方法能減小硬件的體積，辦法不是利用轉換方式電源電壓變化，而是像在共同降落修正中那樣通過調整熱打印頭的加熱時間來修正熱打印頭的溫度，因為既不需要根據輸入到電源單元的內部轉換方式電源的溫度數據來改變電壓的控制電路，也不需要用來傳送溫度數據的連接器。
權利要求
1.一種熱敏式打印機，其中在把圖象數據灰度值與諸行單元中的預置灰度值相比較之后借助熱打印頭(TPH)進行打印，所述熱敏式打印機包括一個通地接收諸行單元中的所述圖象數據來檢測按灰度同時被加熱的字點數的第一檢測裝置；一個用來檢測所述熱打印頭溫度的第二檢測裝置；以及一個用來控制所述熱打印頭以便根據灰度以恒定能量發出熱量的修正裝置，它根據由所述第一檢測裝置所檢測到的按灰度同時被加熱的字點數和由所述第二檢測裝置所檢測到的所述熱打印頭的所述溫度來改變加熱時間。
2.一種熱敏式打印機，它含有一個用來把從信號輸入源輸入的圖象信號轉換成紅、綠和蘭信號的圖象信號處理電路，一個用來顯示所述圖象信號處理電路中所處理信號的圖象顯示電路，以及一個在把所處理信號的灰度值與諸行單元中的預置灰度值相比較之后借助熱打印頭進行打印的打印控制電路，其中所述打印控制電路包括一個行存儲器，在其中的諸行單元中存儲那些在所述圖象信號處理電路中處理的諸圖象信號；一個在把存儲在所述行存儲器中的所述圖象信號的諸灰度值與預置灰度值相比較之后，用來把比較過的灰度圖象信號作為加熱數據傳送到所述熱打印頭的熱打印頭控制單元；一個用來輸出控制所述熱打印頭加熱時間的第一選通信號的第一修正裝置，它通過接收諸行單元中的所述數據來檢測按灰度同時被加熱的字點數，以所檢測到的按灰度同時被加熱的字點數為依據。一個用來輸出控制所述熱打印頭加熱時間的第二選通信號的第二修正裝置，它采用檢測所述熱打印頭的溫度的方法，以所檢測到的溫度為依據。一個用來把從所述第一修正裝置輸出的所述第一選通信號與從所述第二修正裝置輸出的所述第二選通信號相加的加法裝置；以及一個用來向所述熱打印頭輸出選通信號的加熱時間控制裝置，該選通信號的脈沖寬度是根據所述加法裝置的和數數據來改變所述選通信號的脈沖寬度而改變的。
3.一種根據權利要求2所述的熱敏式打印機，其中所述加熱時間控制裝置產生一個選通信號，然后向所述熱打印頭輸出得出的信號，該選通信號的脈沖寬度是變化的，辦法是根據按灰度同時被加熱的字點數和溫度把每個加熱脈沖寬度相加。
4.一種根據權利要求3所述的熱敏式打印機，其中所述選通信號的所述加熱脈沖寬度被設寫成不偏離由熱敏式打印機預先設定的加于所述熱打印頭的選通信號脈沖寬度的最大值和最小值。
5.一種根據權利要求2所述的熱敏式打印機，其中所述第一修正裝置包括一個字點數計算存儲器，在其中通過接收一行圖象數據而存儲按灰度同時被加熱的字點數的計算值；一個字點數計算控制器，它用來控制和數數據以便把這些數據存儲在所述字點數計算存儲器的各自的灰度地址中，辦法是把所述一行圖象數據的值和不超過其對應灰度的所有灰度值相加；以及一個共同降落修正只讀存儲器，在其中這樣存儲第一選通信號的數據值如果從所述字點數計算存儲器輸出的按灰度同時被加熱的字點數大于某一個參考值，則脈沖寬度變長；而如果從所述字點數計算存儲器輸出的按灰度同時被加熱的字點數小于某一個參考值，則脈沖寬度變短。
6.一種根據權利要求2所述的熱敏式打印機，其中所述第二修正裝置包括一個裝在所述熱打印頭的加熱元件基片背側的溫度傳感器；一個用來把所述溫度傳感器輸出的溫度轉換成數字信號的模數轉換器；以及一個溫度修正只讀存儲器，在其中存儲第二選通信號的數據值，該信號對所述模數轉換器輸出的當前檢測到的溫度數據是敏感的。
7.一種熱敏式打印機，它含有一個用來把從信號輸入源輸入的圖象信號轉換成紅、綠和蘭信號的圖象信號處理電路，一個用來顯示所述圖象信號處理電路中所處理信號的圖象顯示電路，以及一個在把所處理信號的灰度值與諸行單元中預置灰度值相比較之后借助熱打印頭進行打印的打印控制電路，其中所述打印控制電路包括一個行存儲器，在其中的諸行單元中存儲所述圖象信號處理電路中處理的諸圖象信號；一個在把存儲在所述行存儲器中的所述諸圖象信號的諸灰度值與預置灰度值相比較之后，把這些比較過灰度的圖象信號作為加熱數據傳送到所述熱打印頭的熱打印頭控制單元；一個通過接收所述圖象信號處理電路中處理的所述一行圖象數據，來檢測按灰度同時被加熱的字點數的第一檢測裝置；一個用來檢測所述熱打印頭溫度的第二檢測裝置；一個共同降落和溫度修正存儲器，在其中存儲著一種根據所述第一和第二檢測裝置輸出的數據來控制加熱時間的選通數據；以及一個根據所述共同降落和溫度修正存儲器輸出的選通數據來控制加熱時間的加熱時間控制裝置。
8.一種根據權利要求7所述的熱敏式打印機，其中所述加熱時間控制裝置，通過把存儲在所述存儲器中的每個取決于按灰度同時被加熱的字點數的脈沖寬度和一個與溫度有關的脈沖寬度相加，產生一個選通信號，然后向所述熱打印頭輸出得出的信號。
9.一種根據權利要求7所述的熱敏式打印機，其中所述第一檢測裝置包括一個字點數計算存儲器，在其中通過接收一行圖象數據而存儲按灰度同時被加熱的字點數的計算值；以及一個字點數計算控制器，它用來控制和數數據以便把這些數據存儲在所述字點數計算存儲器的各自的灰度地址中，辦法是把所述一行圖象數據的值和不超過對應灰度的所有灰度的值相加。
10.一種根據權利要求7所述的熱敏式打印機，其中所述第二檢測裝置包括一個裝在所述熱打印頭的加熱元件基片背側的溫度傳感器；以及一個用來把所述溫度傳感器輸出的溫度轉換成數字信號的模數轉換器。
11.一種借助熱打印頭(TPH)打印的方法，包括下列步驟存儲步驟第一步，在諸屏幕單元中存儲圖象數據；第二步，通過讀出所述第一存儲步驟中存儲的數據，在諸行單元中存儲數據；檢測步驟第一步，通過接收所述第二存儲步驟中存儲的數據，檢測按灰度同時被加熱的字點數；第二步，檢測所述熱打印頭的溫度；控制步驟第一步，產生一個用來控制所述熱打印頭以便根據灰度以恒定能量發出熱量的選通信號，辦法是根據在所述第一檢測步驟中檢測到的按灰度同時被加熱的字點數和在所述第二檢測步驟中檢測到的所述熱打印頭的溫度，改變選通信號的脈沖寬度；以及第二步，在把所述第二存儲步驟中存儲的一行圖象數據的灰度值與諸行單元中的預置灰度值相比較之后，控制所述熱打印頭以便在所述選通信號生成步驟中生成的選通信號脈沖寬度時間里打印。
全文摘要
本發明提供熱敏式打印機及其打印方法。它裝有通過接收諸行單元中的圖象數據來檢測按灰度同時被加熱的字點數的字點數計算存儲器，字點數計算控制器，用來檢測熱打印頭溫度的熱敏電阻，和修正器。該修正器用來控制熱打印頭以便根據灰度以恒定能量發出熱量，辦法是根據所檢測的字點數和熱打印頭溫度來改變選通信號的脈沖寬度。通過改變熱打印頭的加熱時間可補償由共同降落和溫度特征引起的圖形質量下降，改進了圖形質量。
文檔編號B41J2/36GK1104586SQ94105
公開日1995年7月5日 申請日期1994年5月17日 優先權日1993年5月17日
發明者樸相信 申請人:三星電子株式會社