打印装置及方法

专利名称：打印装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种打印装置和方法，其中具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件的感热头(thermal head)被用作打印头。
本申请要求2004年9月21日在日本专利局申请的日本专利申请号2004-274238和2004-274239的优先权，在此通过引用将其全部纳入。
背景技术：
使用感热头的传统的感热式打印机包括升华打印机、溶融打印机、感热式打印机、等等。在这些打印机中使用的感热头包括线性排列的多个发热元件，这些发热元件中的每一个的通电被与灰度等级相对应地控制，以及因此产生的热能被用于在不同类型的打印介质上进行打印。
下面将说明感热式打印机。在感热式打印机中，打印介质104通过导向轮(guide roller)101导向输送，并且夹紧在主动轮(capstan)102和压紧轮(pinch roller)103之间，如图1所示。而且，在感热式打印机中色带盒被提供。它包括收带盘(take-up reel)106和供带盘(supply reel)107。当收带盘106旋转时，缠绕在供带盘107上的色带105被收带盘106卷取。在色带105中的墨将转移到打印介质104的打印位置，感热头108和转印轮(platen roller)109彼此相对布置。在色带105中的墨通过感热头108升华并且被转移到打印介质104。
图2给出感热头108的详细说明。如图所示，感热头108包括陶瓷基底111；发热元件113(在此之下将称为“发热元件”)，每一个由加热电阻等等形成、并且通过放置在它们之间的过渡层(grace layer)112而线性地布置在陶瓷基底111上；和保护层114，在发热元件113上提供，以保护后者。陶瓷基底111在热量散失方面是性能优异的，因此起防止发热元件113存储热量的作用。为了使发热元件113与打印介质104和色带105相接触，过渡层112被提供以把发热元件113投射到打印介质104和色带105。而且，过渡层112是防止陶瓷基底111从发热元件113过度地吸收热量的缓冲层。感热头108的发热元件113加热并且升华色带105中的墨至打印介质104上，以转移到打印介质104。
因为感热头108具有热容量，所以通过发热元件113产生的热量被延迟转移到打印介质104，发热元件113本身的温度高于直接用于打印所需的热量。而且，感热头108适配为，每一单位面积它的瞬间热量值进一步地增加，并且通过发热元件113产生的热量被控制到越来越高的水平，以获得更高的打印速度。
应该注意，如图3所示，在感热头108中使用的发热元件113的电阻在高温变化。如所示，发热元件113的电阻在温度T1开始变化，并且当达到温度T2时将会损坏。为了更快地打印，打印介质104不得不相应更快地移动。因此，发热元件113应该设计成提供更高的温度是有必要的。然而，当温度变得高于点T1时，发热元件113的电阻将随着其热量值的改变而改变，其将导致打印密度的不均匀性。
在1990年未经审查的日本专利公报No.59359中公开一种用于克服上述缺点的技术。该技术使用热敏电阻和齐纳(zener)二极管的结合来解决上述的问题。而且，在1994年未经审查的日本实用新型公报No.39440中提出基于电阻数据和打印密度灰度数据而寻找用于修正数据的修正数据表，基于修正数据而修正每个单位发热元件的通电，并且在不受任何发热元件电阻变化的影响的情况下，提供在密度上具有高灰度的打印。而且，1994年未经审查的日本专利公报No.8502提出检测头或打印纸张的温度，并且如果被检测的温度比预定的打印密度的温度更高，则提高头或纸张的输送速度。
附带地说，一些感热式打印机设计成在打印介质104上进行图像数据的无边距打印。如图4所示，这样的感热式打印机不得不设计成，在宽度W2大于打印介质104的宽度W1的轨道上驱动感热头108的发热元件113。因此，当进行这样的无边距打印时，如标记121所示的，感热头108的相对的端部分不会与色带105和打印介质104接触。感热头108的热量还通过陶瓷基底111、色带105和与感热头108相接触的打印介质104散失。然而，因为非接触部分121被空气层隔热，所以它不能通过色带105和打印介质104散失热量。因此，在非接触部分121处的温度将超过如图3所示的情况下的温度T1甚至温度T2。当深色部分例如夜景等等存在于图像周围时，因为发热元件113不得不提供更高的温度，所以这样的温度被轻易地提高。为了更高速度打印，发热元件113不得不提供更高的温度，因此上述温度的提高更可能发生。
打印介质104的尺寸包括多种，包括L(89mm×127mm)和KG(106mm×156mm)。许多普通的打印机设计成在多种尺寸的打印介质104上进行打印。这里将讨论包括如图5A所示的小尺寸打印介质104a上的无边距打印、和如图5B所示的大尺寸打印介质104b上的打印的连续打印。在这种情况下，用于在小尺寸打印介质104a上进行无边距打印的感热头108的非接触部分121将如标记122所示与色带105和打印介质104相接触。在先前打印期间是非接触部分121的接触部分122处于高温。因此，当在大尺寸的打印介质104b上进行打印时，色带105中的墨仅在非接触部分121中过度地升华，从而在打印的图像中导致高密度堆墨部分123，其将引起打印密度的不均匀性。发热元件113的电阻仅仅大约1％的变化将使此打印密度的不均匀性对于人眼来说是可见的。而且，当电阻减小时，功率和热量值将增加，轻易地引起打印密度的不均匀性。
而且，传统的感热式打印机能进行连续打印。然而，这样的连续打印将导致感热头108存储热量。在初始打印之后进行一段时间连续打印之后，感热头108将获得比初始打印之后更高的温度。结果，打印的图像的密度将太高。
为了解决上述问题，已引入一种技术，用于当存储的热量较大时，减少将施加到传统感热头108的打印热能。在这种技术中，考虑到在感热头108中的热量存储。然而，在感热式打印机的情况下，存储的热量导致感热头108达到接近于墨的升华点的温度，即使没有打印热能施加到感热头108，在色带105中的升华墨也将升华并且转移到打印介质104。应该特别注意，如果都具有高灵敏度的色带105和打印介质104两者被用于高速打印，则在具有来自发热元件113的热量之前，仅仅通过存储在感热头108中的热量，将可能达到升华点。
感热头108中使用的发热元件113具有如此物理特性，以致如参考图3先前已经描述的，它的电阻在高温变化。结果，如果进行连续打印，则发热元件113被连续地驱动很长时间，因此感热头108将存储热量。结果，在温度高于T1时，发热元件113将使其中的电阻改变，因此发热元件113的打印热能将改变，其引起打印密度的不均匀性。
1999年未经审查的日本专利公报No.58808公开了一种用于解决上述问题的技术。在该公报中，提出检测感热头的温度，当检测到感热头过热时，中断感热头的通电，并且在通电保持中断的同时连续地输送打印纸张，直到过热消除，因此从感热头散失热量。即，在该公报中公开的技术使得，通过空转地(idly)输送所谓的打印介质，以经由打印介质和转印轮有效地散失在感热头中存储的热量，使引起打印质量下降的过热消除。
因此，在上述1999年未经审查的日本专利公报No.58808中公开的该技术使得可以有效地冷却过热的感热头，并且因此以减少的等待时间恢复打印。在这种情况下，然而，在恢复打印操作以前，打印介质不得不通过把空转传送的打印介质反向传送到通电中断时的打印位置来复位。因此，即使使用该提出的技术，充分地减少打印时间也是不可能的。
尤其，当许多高密度图像例如夜景以高速打印时，感热头将具有大的热量值，其将导致频繁的停止和感热头的冷却，以及导致用户不得不等待的时间长度的增加。即，传统的感热式打印机对于用户欠缺便利性。

发明内容
因此希望提供一种打印装置和方法，其中即使当进行连续打印时，也可以防止在感热头的任一端形成高温以及防止引起在被打印的图像中发生打印密度的不均匀性，来克服相关技术的上述缺点。
还希望提供一种打印装置和方法，其中可以防止感热头由于在感热头的任一端形成的高温以及在感热头中存储的热量而损坏。
还希望提供一种打印装置和方法，其中可以通过防止中止正在进行的打印来减少总的打印时间长度。
还希望提供一种打印装置和方法，其能通过防止由于在感热头中存储的热量而在打印的图像中发生打印密度的不均匀性，来提供优质的打印。
还希望提供一种信息处理装置和计算机程序，当信息处理装置正被连接到具有感热头的打印机时，防止上述问题发生。
根据本发明的实施例，提供一种打印装置，包括打印介质输送机构；打印头，具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件；计算器，其与在将要打印的图像数据的每一行的任一端或者端附近的像素数据相对应，基于先前行的打印头中的热量存储的数据，而计算当前行的打印头中的热量存储的数据；比较器，其比较每一行的打印头中的热量存储的数据与预定的温度数据；以及控制器，当任何存储的热量数据大于预定的温度数据时，其减少通过发热元件施加到打印介质的能量。
而且，根据本发明的另一个实施例，提供一种打印装置，包括打印介质输送机构；打印头，具有感热头，其中加热元件垂直于打印介质的输送方向线性排列；转换器，其对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马(gamma)转换，以产生全部或部分发热元件将被通电的时间长度；预测单元，其根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换器产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；比较器，其在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；以及控制器，当预测的温度数据大于预定的温度数据时，其减少通过感热头施加到打印介质的能量。
而且，根据本发明的又一个实施例，提供一种用于打印装置的打印方法，所述打印装置包括打印介质输送机构、和具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件的打印头，该方法包括步骤与在将要打印的图像数据的每一行的任一端或者端附近的像素数据相对应，基于在先前行的打印头中的热量存储的数据，而计算当前行的打印头中的热量存储的数据；比较每一行的打印头中的热量存储的数据和预定的温度数据；当任何存储的热量数据大于预定的温度数据时，减少通过发热元件施加到打印介质的能量；以及在向打印介质的能量减少的情况下，在打印介质上打印图像数据。
而且，根据本发明的又一个实施例，提供一种用于打印装置的打印方法，所述打印装置包括打印介质输送机构和具有感热头的打印头，所述感热头中发热元件垂直于打印介质的输送方向线性排列，该方法包括步骤对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马转换，以产生全部或部分发热元件将被通电的时间长度；根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换器产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；以及当预测的温度数据大于预定的温度数据时，减少通过感热头施加到打印介质的能量。
而且，根据本发明的又一个实施例，提供一种信息处理装置，其输出将要被打印到打印装置的图像数据，该打印装置包括打印介质输送机构和具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件的打印头，该信息处理装置包括计算器，其与在将要打印的图像数据的每一行的任一端或者端附近的像素数据相对应，基于先前行的打印头中的热量存储的数据，而计算当前行的打印头中的热量存储的数据；比较器，其比较每一行的打印头中的热量存储的数据与预定的温度数据；控制器，当任何存储的热量数据大于预定的温度数据时，其修正图像数据，以减少通过发热元件施加到打印介质的能量；以及输出单元，其输出通过控制器修正的图像数据到打印装置。
而且，根据本发明的又一个实施例，提供一种信息处理装置，其输出将要打印的图像数据到打印装置，所述打印装置包括打印介质输送机构和具有感热头的打印头，在所述感热头中发热元件垂直于打印介质的输送方向而线性排列，该信息处理装置包括转换器，其对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马转换，以产生全部或部分发热元件将被通电的时间长度；预测单元，其根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换器产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；比较器，其在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；控制器，当预测的温度数据大于预定的温度数据时，其减少通过感热头施加到打印介质的能量；以及输出单元，其输出通过控制器修正的图像数据到打印装置。
而且，根据本发明的又一个实施例，提供一种计算机程序，其能够由计算机执行，所述计算机连接到打印装置，所述打印装置包括打印介质输送机构和具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件的打印头，该计算机程序包括步骤与在将要打印的图像数据的每一行的任一端或者端附近的像素数据相对应，基于先前行的打印头中的热量存储的数据，而计算在当前行的打印头中的热量存储的数据；比较在每一行的打印头中的热量存储的数据与预定的温度数据；以及当任何存储的热量数据大于预定的温度数据时，修正图像数据，以减少通过发热元件施加到打印介质的能量。
而且，根据本发明的再一个实施例，提供一种计算机程序，其能够由计算机执行，所述计算机连接到打印装置，所述打印装置包括打印介质输送机构和具有感热头的打印头，在所述感热头中发热元件垂直于打印介质的输送方向而线性排列，该计算机程序包括步骤对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马转换，以产生全部或部分发热元件将被通电的时间长度；根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换器产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；以及当预测的温度数据大于预定的温度数据时，修正图像数据，以减少通过感热头施加到打印介质的能量。
在本发明的上述实施例的一些中，从输入的图像数据中提取垂直于打印介质的输送方向的像素数据，即，每一行的任一端或者端附近的像素数据；施加到打印头的与像素数据相对应的部分的能量总量被预先计算；以及打印速度和施加的能量基于计算结果而被控制。因此，防止打印头的任一端部分过热，其使得能够减少由打印头中存储的热量所引起的打印密度不均匀性和条纹(streak)，并且无边距或高速打印将导致打印的高质量。
而且，在其它实施例中，对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马转换，以产生全部或部分发热元件被通电的时间长度；根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；以及当预测的温度数据大于预定的温度数据时，减少通过感热头施加到打印介质的能量。因此，打印不会由于过热而中止，所以打印的总的时间减少。而且，在打印的图像中没有打印密度不均匀性发生，其保证改善的打印质量。
从下列本发明优选的实施例连同伴随的附图一起的详细说明中，本发明上述及其它特征、方面和优点将变得显而易见。


图1是示意性说明感热式打印机的结构的侧面图。
图2是感热式打印机的正面图。
图3示出在感热头中使用的加热电阻的温度和电阻变化率之间的关系。
图4示出当进行无边距打印时打印介质和感热头之间的关系。
图5A和5B说明用L尺寸打印之后的KG尺寸打印。
图6是作为本发明第一实施例的打印机的方框图。
图7示出在作为第一实施例的打印机中进行的操作流程。
图8接着在图7中示出的那些操作流程，示出所进行的操作流程。
图9示出当作为本发明的另一个实施例的计算机程序被实施时的硬件配置。
图10是作为本发明第二实施例的打印机的方框图。
图11示出在作为第二实施例的打印机中进行的操作流程。
具体实施例方式
作为本发明第一实施例的打印机将参考附图详细说明。
作为第一实施例的打印机(总体用标记号1表示)是类似于先前参考图1和2描述的感热式打印机而构造的感热式打印机。即，在感热式打印机1中，打印介质104通过导向轮101导向输送，并且压紧在主动轮102和压紧轮103之间。其中感热式打印机1还提供包括收带盘106和供带盘107的色带盒。当收带盘106旋转时，缠绕在供带盘107上的色带105被收带盘106卷取。在色带105中的墨被转移到打印介质104的打印位置，感热头108和转印轮109彼此相对布置。在色带105中的墨升华并且通过感热头108转移到打印介质104。在色带105中，黄色墨、品红墨、青色墨和保护膜在薄膜中连续提供，以用于一个图像，以及随后被升华并通过感热头转移到打印介质104。
如图2所示，感热头108包括陶瓷基底111；发热元件113，由加热电阻等等形成，并且通过放置在它们之间的过渡层112而线性地布置在陶瓷基底111上；以及保护层114，在发热元件113上提供以保护后者。陶瓷基底111在热量散失方面是性能优异的，因此起防止发热元件113存储热量的作用。过渡层112被提供，以把发热元件113投射到打印介质104和色带105，以使发热元件113与打印介质104和色带105相联系。而且，过渡层112是阻止陶瓷基底111从发热元件113过度地吸收热量的缓冲层。感热头108的发热元件113加热并且升华色带105中的墨至打印介质104上，以转移到打印介质104。感热头108适合于在具有页边间隔的打印介质104上沿着打印介质104的边缘进行打印，以及还在打印介质104上进行无边距打印。对于无边距打印，感热头108在稍微大于打印介质104的宽度范围内移动，以便容纳机械精度误差。而且，打印机1适合于在包括L尺寸(89mm×127mm)、KG尺寸(106mm×156mm)、等等的不同尺寸的打印介质104上打印图像数据。
下面将说明如上构造的打印机1的电路布局。如图6所示，打印机1包括提供有图像数据的接口(在此之下将简单地标记为“I/F”)11、存储从I/F 11提供的图像数据的图像存储器12、存储控制程序等等的控制存储器13、和控制打印机1的所有组件的操作的控制器14。这些打印机组件全部通过总线15相互连接。而且，此总线15已经连接用于从供带盘输送打印介质104到收带盘的打印介质输送器16、和感热头108。
对于I/F 11，连接有电气装置，诸如显示将被打印的图像的显示装置、诸如LCD(液晶显示器)、CRT(阴极射线管)等等、以及其中安装记录介质的记录和/或播放装置、等等。例如，当移动图像正显示在显示装置上时，由用户选择的静止图像数据提供给I/F 11。而且，如果I/F 11已经连接到记录和/或播放装置，则它将提供记录在记录介质例如光盘、IC卡等等上的静止图像数据。应该注意，电气装置基于USB(通用串行总线)标准、IEEE(电子和电气工程师协会)1394标准或蓝牙标准，通过电缆或无线电而被连接到I/F 11。
图像存储器12具有能存储至少一个图像数据的容量。它提供有来自I/F11的将打印的图像数据，并且临时地存储它。控制存储器13已经在其中存储控制程序等等，在其下打印机1的所有操作被进行。控制器14基于存储在控制存储器13中的控制程序而控制整个打印机1。控制器14判断用户已经选择的打印介质的尺寸是L还是KG，并且控制打印介质输送器16来输送被选择尺寸的打印介质104。而且，当用户已经选择无边距打印时，控制器14将在大于用户已经选择的打印介质104的宽度范围内移动感热头108。而且，控制器14基于存储在图像存储器12中的图像数据的每一行的任一端的像素数据，而计算在感热头108中热量存储的数据等等，例如，基于已计算的数据而计算在感热头108中存储的热量的级别，并基于已计算的存储热量的级别而控制打印介质输送器16。
打印介质输送器16包括例如，电动机，驱动上述移动打印介质104的主动轮102；以及传动机构，传递电动机的输出到主动轮102。打印介质输送器16还包括为打印介质104的输送进行导向的导向轮101等等。电动机由控制器14控制，用于改变打印介质104的移动速度等等。
下面将参考图7和8论述如上所构造的打印机1的操作。
在步骤S1中，控制器14被提供来自I/F 11的将打印的图像数据，并且存储该输入的图像数据到图像存储器12。在步骤S2中，控制器14进行图像数据的颜色转换，并且存储结果到图像存储器12。更具体地，存储在图像存储器12中的图像数据被展开以用于颜色转换，并且从光的三基色R(红)、G(绿)和B(蓝)的数据转换成在打印颜色C(青)、M(品红)和Y(黄)中的灰阶图像数据。
在步骤S3中，控制器11首先设置“n＝1”，用于计数存储在图像存储器102中的将打印的图像数据的行。在步骤S4中，控制器14判断“n”是否已经达到规定的行数。即，它判断是否已经扫描将打印的图像数据的所有行。如果“n”已经达到规定的行数，则控制器14将转到步骤S13。相反，如果“n”没有达到它，则控制器14将转到步骤S5。
在步骤S5中，控制器14提取第n行任一端周围的像素数据(Sn1至Snα)。每一行任一端周围的范围取决于打印介质输送器16的机械精度误差。它指的是不可能与打印介质104相接触的区域。在步骤S6中，控制器14把像素数据(Sn1至Snα)伽马转换成为用于施加到发热元件113的打印能量，即，用于施加到打印介质104的能量(En1到Enα)。到打印介质104的能量(En1到Enα)的值被理论性地或者试验性地计算。能量是单个发射(single-shot)的，不受存储的热量和相邻发热元件的影响。通过重复步骤4到9，控制器14还计算用于施加到第二和随后的行的每一行的任一端周围的能量(En1到Enα)。
在步骤S7中，考虑存储热量和相邻发热元件的影响，控制器14主要进行E11到En1，E12到En2，E13到En3α，...，E1α到Enα的积分，以计算加热轨迹f(ε1)至f(εα)。即，考虑在打印先前行时存储热量的影响，控制器14计算在感热头108中的加热轨迹。应该注意，在步骤S7中，如果多个图像连续打印，也在连续打印期间，考虑存储的热量。
在步骤S8中，在判断加热轨迹的过程中，在打印期间，控制器14判断加热轨迹f(ε1)至f(εα)是否超过发热元件113的电阻将开始变化的基准点T1。应该注意，基准点T1是如图3所示发热元件113的电阻开始变化的温度、或稍低于这个温度的温度。当加热轨迹f(ε1)至f(εα)超过发热元件113的电阻开始变化的基准点T1时，控制器14将转到将使打印速度降低的步骤S10。
在上述例子中，像素数据从每一行的任一端周围提取。然而，因为高速打印或者打印机的性能的原因，像素数据仅仅从指定的行提取，例如，从每几行，而不是从所有的行。
在步骤S9中，当控制器14已经计算一行的加热轨迹f(ε1)至f(εα)时，“n”将递增一(1)，用于进行下一行的加热轨迹的计算，并且回到步骤S4。当它判断加热轨迹f(ε1)至f(εα)没有超过基准点T1时，即，当在步骤S4中判断所有行的加热轨迹f(ε1)至f(εα)没有超过基准点T1时，控制器14转到步骤S13，在该步骤，将设置打印介质104的标准输送、速度高于传统的打印机。
应该注意，这里，在步骤S10中的低速打印模式是如此，以致例如打印以接近传统的打印机所具有的速度进行，以及当感热头108的温度变得高于T1时，在打印机1中它被特别设置。另一方面，在步骤S13中的标准速度打印模式是如此，以致打印以高于传统的打印机所具有的速度进行。即，在具有感热头108的打印机1中，每一单位面积的瞬间的热量值不得不高于用于更高速度打印的传统的打印机，因此感热头108能够轻易地达到温度T1。由于这个原因，因此打印机1被适配为，在步骤S5至9中的操作中，在打印之前判断在感热头108中存储的热量是否达到温度T1，并且当存储的热量达到T1时，在步骤S10中将选择低速打印模式。
更具体地，当在计算加热轨迹f(ε1)至f(εα)的过程中，在步骤S8中判断感热头108中存储的热量超过发热元件113的电阻开始变化的基准温度T1时，在步骤S10中控制器14选择低速打印模式。在步骤S11中，控制器14进行用于低速打印模式的存储在图像存储器12中并且将要打印的图像数据的伽马转换。然后，在步骤S12中，控制器14修正用于低速打印模式的热量存储。
而且，当在步骤S4中判断用于所有行的加热轨迹f(ε1)至f(εα)没有超过基准温度T1时，控制器14将在步骤S13中选择标准速度打印模式，在步骤S 14中，针对高速打印模式，对将要打印的存储在图像存储器12中的图像数据进行伽马转换，然后，在步骤S15中，修正用于高速打印模式的热量存储。
在步骤S16中，控制器14对在步骤S11中存储在图像存储器12中的图像数据或在步骤S14中已经受到伽马转换的图像数据进行PWM(脉宽调制)。然后，在步骤S17中，控制器14与将要打印的图像数据相对应地驱动感热头108，以打印图像到打印介质104上。如果在步骤S10中已经选择低速打印模式，则控制器14控制打印介质输送器16的电动机等等，用于打印介质104的低速移动。为了以低速打印，可以减少发热元件113的能量，以防止感热头108达到更高的温度，同时，在发热元件113中存储的热量从陶瓷基底111同时也通过色带105和打印介质104散失，以防止加热轨迹f(ε1)至f(εα)超过基准点T1。因此，打印机1能以较低的速度进行连续打印，而不需要防止连续打印的停止。如果在步骤S13中已经选择标准速度打印模式，则控制器14控制打印介质输送器16的电动机等等，以高速输送打印介质104。
在如上构造的打印机1中，从I/F 11提供的图像数据中提取垂直于打印介质104的移动方向的像素数据，即，每一行任一端周围的像素数据，用于施加到感热头108的与像素数据相对应的部分的能量总量被预先计算，以及打印速度和被施加的能量基于计算结果而被控制。因此，在感热头108的任一端没有部分过热发生。即，如图7所示感热头108的温度不会超过基准点T1，因此可以减少应归因于存储的热量的打印密度的不均匀性以及条纹。因此，即使无边距打印或者高速打印也将提供优质的打印。
在上文中，已经说明希望在如步骤S13中的标准速度打印模式和低速打印模式下操作的打印机1的例子。然而，根据本发明，可以提供每一个与温度的各个级别相对应的多个低速打印模式，并且当判断加热轨迹f(ε1)至f(εα)超过基准点T1时，依靠装置的条件，温度可以被更精细地控制。而且，在上文中，已经描述当加热轨迹f(ε1)至f(εα)超过基准点T1时，打印介质104移动得更慢。根据本发明，然而，打印机1被配置为，当加热轨迹f(ε1)至f(εα)超过基准点T1时，感热头108通过冷却风扇冷却，或降低用于施加到发热元件113的电压，而不是以更低的速度移动打印介质104的输送速度。
而且，如图9所示，本发明可以由作为将被安装在信息处理器20例如个人计算机等等中的软件的打印机驱动器21构成。
在这种情况下，打印机驱动器21完成上述的步骤S1至S15的操作，以通过信息处理器20的I/F 20a输出处理的数据到打印机22的I/F 22a。打印机22具有如上的感热头108，并且在上述步骤S16和S17中对从信息处理器20提供的数据进行操作。打印机驱动器21通过记录介质例如光盘等等或网络被安装在信息处理器20的硬盘驱动器等等中。
此外，作为本发明第二实施例的打印机将参考

。与第一实施例中类似的那些元件将用在第一实施例的上述说明中使用的那些类似的标记来指示，并且将不再解释。这里将解释一种针对所有的图像数据产生所有发热元件将被通电的时间长度的方法。对于输入图像数据部分，产生所有的发热元件将被通电的时间长度的过程，除如图11的流程图中用于标准速度打印模式的伽马转换所需要的之外，类似于那些在图7和8中示出的。
作为本发明第二实施例的打印机1是感热式打印机，并且类似于图1和2所示的第一实施例而构造。
如将从图10中所见，作为第二实施例的打印机1的电路布局类似于那些如图1和2示出的第一实施例。控制器14基于包括在图像存储器12中存储的图像数据中的像素数据而产生发热元件113被通电的时间长度的数据，例如，基于通电时间数据而产生已经打印存储在图像存储器12中的图像数据的发热元件113的预测的温度数据，并且基于预测的温度数据而控制发热元件113的热能和打印介质104的输送速度。
不同于传统的感热头108，如图10所示在作为第二实施例的打印机1中使用的感热头108还包括测量发热元件113的、或周围的温度的热传感器108a。热传感器108a测定发热元件113的、或周围的温度，即，感热头的温度，并且输出当前温度数据到控制器14。
类似于第一实施例，上述打印机1能够是用于普通打印的标准速度打印模式、和当感热头108的温度由于存储的热量而变得更高时特别设置的低速打印模式。
标准速度打印模式使得如同用传统的打印机以高速进行打印。发热元件113的每一单位面积的瞬间热量值高于传统的打印机，并且打印介质104的输送速度也设置得高于传统的打印机。另一方面，低速打印模式使得，发热元件113的每一单位面积的瞬间热量值小于标准速度打印模式，并且打印介质104的输送速度低于标准速度打印模式，以更多地把在感热头108中存储的热量散失到打印介质104以及转印轮109，从而降低感热头108的温度。当存储在图像存储器12中的图像数据被打印时，控制器14预测感热头108的温度，并且当温度过高时选择低速打印模式。
更具体地，遵循如图11示出的过程，控制器14选择或者标准速度打印模式或者低速打印模式。即，在步骤S21中，控制器14被从I/F 11提供将打印的图像数据，并且在图像存储器12中存储该输入的图像数据。
在步骤S22中，控制器14进行存储在图像存储器12中的图像数据的颜色转换。更具体地，存储在图像存储器12中的图像数据用于颜色转换而展开，并且从光的三基色R(红)、G(绿)和B(蓝)数据转换成在打印色C(青)、M(品红)和Y(黄)中的灰阶图像数据。
在步骤S23中，控制器14进行标准速度打印模式的像素数据的伽马转换，以转换该数据为发热元件113将被通电所需要的时间长度的数据，即，打印介质104所需要的能量。在步骤S24中，控制器14判断存储在图像存储器12中的所有图像像素是否已经进行伽马转换。如果所有的像素已经进行伽马转换，则控制器14转到步骤S25。相反，如果并非所有的像素已进行伽马转换，则控制器14将重复步骤S24中的判断。应该注意，为了减少计算量，伽马转换可以对图像数据部分地进行。
在步骤S25中，控制器14计算总的施加能量，即，发热元件113通电的总的时间长度∑。
在步骤S26中，控制器14获得通过热传感器108a测定的发热元件113的温度、或发热元件113周围的温度，即，感热头的温度数据Tnow。例如，当连续打印正在进行时，因为直到连续打印前发热元件113仍然在操作中，因此由热传感器108a产生的温度数据Tnow高于当打印机1没有操作时。而且，当连续打印进行时，打印数量越大，则温度数据Tnow越高。
在步骤S27中，当存储在图像存储器12中的图像数据打印时，控制器14基于在步骤S25中计算的发热元件113将通电的总的时间长度∑，而计算热量值Tpre。更具体地，当存储在图像存储器12中并且将要打印的图像数据被实际地打印时，由此计算的热量值Tpre是发热元件113的温度或发热元件113周围温度的增量。当高密度图像例如夜景打印时，热量值Tpre将大于低密度图像打印时。当存储在图像存储器12中的图像数据打印时，控制器14基于当前温度数据Tnow和已计算的热量值Tpre，而计算发热元件113的温度或者发热元件113周围的预测的温度T。预测的温度T是热量值Tpre与当前温度Tnow相加的结果。应该注意，考虑散失到打印介质104、色带105、转印轮109、等等的热量，控制器14适应地计算预测的温度T。
在步骤S28中，控制器14判断预测的温度T是否高于设置的预定温度Tlimit。应该注意，因为其温度不能被控制，所以预定温度Tlimit是发热元件113过热的温度、或者稍低于那个温度的温度。而且，预定温度Tlimit是当打印以预定的密度进行到打印介质104上时在感热头108中存储的热量将导致发热元件113的温度上升并且结果的打印是过密时的温度、或稍低于那个温度的温度。当预测的温度T不高于预定的温度Tlimit时，控制器14将转到维持标准速度打印模式的步骤S29。当预测的温度T高于预定的温度Tlimit时，控制器14将转到选择低速打印模式的步骤S31。
在标准速度打印模式中，控制器14在步骤S30中修正用于标准速度打印模式的热量存储。应该注意，如果部分图像数据已经进行伽马转换，则控制器14将进行用于标准速度打印模式的所有像素的伽马转换。而且，在低速打印模式中，控制器14在步骤S32中将进行与低速打印模式相对应的伽马转换。更具体地，因为在步骤S32中用于标准速度打印模式的伽马转换已经进行，所以控制器14将进行缩短发热元件113将被通电的时间长度的伽马转换。然后，在步骤S33中，控制器14进行用于低速打印模式的热量存储的修正。
在步骤S34中，控制器14对在步骤S23或者S31中伽马转换并且存储在图像存储器12中的图像数据进行PWM(脉宽调制)。在步骤S35中，控制器14与将打印的图像数据相对应地驱动感热头108，以打印图像到打印介质104上。更具体地，如果在步骤S31中控制器14已经选择标准速度打印模式，则它将控制打印介质输送器16的电动机等等以高速输送打印介质104并且通过增加发热元件113的每一单位面积瞬间的热量值来以高速进行打印。而且，如果在步骤S31中控制器14已经选择低速打印模式，则它将控制打印介质输送器16的电动机等等以低速输送打印介质104。对于低速打印，为了防止感热头108变得过热，减少从发热元件113施加到打印介质104的能量。在发热元件113中存储的热量从陶瓷基底111并且通过色带105、打印介质104、以及转印轮109等等散失。在低速打印模式，打印介质104的输送速度降低，因此为了减少在感热头108中的热量存储，减少发热元件113的热量值。
在如上设计的打印机1中，基于能量将被施加到感热头108的时间长度，热量值从输入的图像数据预先计算，打印介质104的输送速度和发热元件113的热量值基于已计算的热量值而被控制以降低打印速度，以便促进从感热头108散失热量，凭此能够防止停止正在进行的打印。因此，在该打印机1中，总的打印时间能够以短于其中热量通过停止正在进行的打印而从感热头108散失的传统的打印机的时间进行。
而且，在该打印机1中，即使通过发热元件113的热量值很大的高速或者连续打印来打印诸如夜景的高密度图像，也可以防止感热头108达到过高的温度，因此高灵敏度色带105和打印介质104是可使用的，并且可以在打印图像中防止打印密度的不均匀性或者条纹的发生。
在上述打印机1中，热传感器108a被用来测量发热元件113的当前温度或者发热元件113周围的温度。然而，在图像存储器12中存储的图像数据打印之前，发热元件113的温度或者发热元件113周围的温度考虑从先前打印时间直到当前时间为止经过的时间、基于实验等等计算的在这段经过的时间散失的热量值而计算。
上文中已经解释标准速度打印模式和低速打印模式的选择。基于预测的温度T打印速度能够更精细地改变。在这种情况下，打印机1被适配为，当预测的温度T更接近于预定温度Tlimit时，打印介质104移动得更慢以及发热元件113的热量值更小。
而且，打印机1被适配为，当预测的温度T高于预定温度Tlimit时，打印介质104的输送速度不会为了减少发热元件113的热量值而减少，而是感热头108通过冷却风扇等等冷却，以施加更小的能量到打印介质104，或者发热元件113被施加更低的电压。
而且，类似于如图4所示的作为第一实施例的打印机1，作为第二实施例的打印机1可以由作为被安装在信息处理器20例如个人计算机等等中的软件的打印机驱动器构成。
在这种情况下，打印机驱动器21执行上述除步骤S26之外的步骤S21至S33中的操作。打印机22具有感热头108，以及还具有测定发热元件113的温度或者发热元件113周围的温度Tnow的热传感器108a。因为在打印机1中提供热传感器108a，所以打印机驱动器21通过I/F 20a和22a从打印机22获得当前温度数据Tnow，并且进行步骤S27中操作，即，预测温度T的计算。然后打印机驱动器21通过信息处理器20的I/F 20a输出在步骤S30或S33中修正的热量存储数据到打印机22的I/F 22a。如上所述，打印机22具有感热头108，并且如在步骤S34和S35中，处理由信息处理器20提供的数据。打印机驱动器21通过记录介质例如光盘或者网络而被安装在信息处理器20的硬盘等等中。
本发明适用于感热头108，进一步适用于线性头，所述线性头是其中具有线性排列的发热元件的喷墨打印机头，其通过电阻加热器在墨中产生气泡，并喷墨。
在上文中，本发明参考附图已经作为例子详细描述其中所涉及的具体优选的实施例。然而，本领域技术人员应该理解，本发明并不局限于上述实施例，而是在没有违背所附的权利要求中所描述和限定的范围和精神的情况下，能够以各种方式进行更改，或者能够以各种其它形式构造或者实现。
权利要求
1.一种打印装置，包括打印介质输送装置；打印头，具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件；计算装置，与在将要打印的图像数据的每一行的任一端或者端附近的像素数据相对应，基于先前行的打印头中的热量存储的数据，而计算当前行的打印头中的热量存储的数据；比较装置，比较每一行的打印头中的热量存储的数据与预定的温度数据；以及控制装置，当任何存储的热量数据大于预定的温度数据时，减少通过发热元件施加到打印介质的能量。
2.根据权利要求1所述的打印装置，其中，所述计算装置被提供在指定行的任一端或者端附近的像素数据，以及基于先前行的打印头中热量存储的数据，而计算当前行的打印头中热量存储的数据。
3.根据权利要求1所述的打印装置，其中，所述控制装置降低所述打印介质输送装置输送该打印介质的输送速度。
4.根据权利要求1所述的打印装置，其中，图像数据能够被打印到不同尺寸的打印介质上。
5.根据权利要求1所述的打印装置，其中，所述打印头打印图像数据到整个该打印介质上。
6.一种用于打印装置的打印方法，所述打印装置包括打印介质输送装置、和具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件的打印头，该方法包括步骤与在将要打印的图像数据的每一行的任一端或者端附近的像素数据相对应地，基于先前行的打印头中热量存储的数据，而计算当前行的打印头中热量存储的数据；比较每一行的打印头中热量存储的数据和预定的温度数据；当任何存储的热量数据大于预定的温度数据时，减少通过发热元件施加到打印介质的能量；以及在向打印介质施加的能量减少的情况下，在打印介质上打印图像数据。
7.一种信息处理装置，其输出将要被打印到打印装置的图像数据，该打印装置包括打印介质输送装置和具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件的打印头，该信息处理装置包括计算装置，与在将要打印的图像数据的每一行的任一端或者端附近的像素数据相对应，基于先前行的打印头中热量存储的数据，而计算当前行的打印头中热量存储的数据；比较装置，比较每一行的打印头中热量存储的数据与预定的温度数据；控制装置，当任何存储的热量数据大于预定的温度数据时，修正图像数据，以减少通过发热元件施加到打印介质的能量；以及输出装置，输出通过控制装置修正的图像数据到打印装置。
8.一种计算机程序，其能够由计算机执行，所述计算机连接到打印装置，所述打印装置包括打印介质输送装置和具有垂直于打印介质的输送方向线性排列的发热元件的打印头，该计算机程序包括步骤与在将要打印的图像数据的每一行的任一端或者端附近的像素数据相对应，基于先前行的打印头中热量存储的数据，而计算当前行的打印头中热量存储的数据；比较每一行的打印头中热量存储的数据与预定的温度数据；以及当任何存储的热量数据大于预定的温度数据时，修正图像数据，以减少通过发热元件施加到打印介质的能量。
9.一种打印装置，包括打印介质输送装置；打印头，具有感热头，所述感热头中加热元件垂直于打印介质的输送方向线性排列；转换装置，对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马转换，以产生全部或部分发热元件将被通电的时间长度；预测装置，根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换装置产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；比较装置，在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；以及控制装置，当预测的温度数据大于预定的温度数据时，减少通过感热头施加到打印介质的能量。
10.根据权利要求9所述的打印装置，还包括温度测量装置，用于测量所述感热头的温度，以产生当前温度数据，所述预测装置根据热量值数据、和由温度测量装置测量的当前感热头温度，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换装置产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据。
11.根据权利要求9所述的打印装置，其中，当减小感热头的热量值时，所述控制装置降低所述打印介质输送装置输送该打印介质的输送速度。
12.一种用于打印装置的打印方法，所述打印装置包括打印介质输送装置和具有感热头的打印头，所述感热头中发热元件垂直于打印介质的输送方向线性排列，该方法包括步骤对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马转换，以产生全部或部分发热元件将被通电的时间长度；根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换装置产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；以及当预测的温度数据大于预定的温度数据时，减少通过感热头施加到打印介质的能量。
13.根据权利要求12所述的打印方法，还包括测量所述感热头的温度以产生当前温度数据的步骤，所述预测装置，根据热量值数据、和当前感热头温度数据，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换装置产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；
14.根据权利要求12所述的打印方法，其中，当通过所述感热头施加到该打印介质的能量减少时，通过该打印介质输送装置输送该打印介质的输送速度降低。
15.一种信息处理装置，其输出将要打印的图像数据到打印装置，所述打印装置包括打印介质输送装置和具有感热头的打印头，在所述感热头中发热元件垂直于打印介质的输送方向而线性排列，该信息处理装置包括转换装置，对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马转换，以产生全部或部分发热元件将被通电的时间长度；预测装置，根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换装置产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；比较装置，在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；控制装置，当预测的温度数据大于预定的温度数据时，减少通过感热头施加到打印介质的能量；以及输出装置，输出通过控制装置修正的图像数据到打印装置。
16.根据权利要求15所述的信息处理装置，其中，所述预测装置根据热量值数据、和由所述打印装置提供的当前感热头温度，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换装置产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据。
17.一种计算机程序，其能够由计算机执行，所述计算机连接到打印装置，所述打印装置包括打印介质输送装置和具有感热头的打印头，在所述感热头中发热元件垂直于打印介质的输送方向而线性排列，该计算机程序包括步骤对将要打印的全部或部分图像数据进行伽马转换，以产生全部或部分发热元件将被通电的时间长度；根据热量值数据，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换装置产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据；在预测的温度数据和预定的热量数据之间进行比较；以及当预测的温度数据大于预定的温度数据时，修正图像数据，以减少通过感热头施加到打印介质的能量。
18.根据权利要求17所述的计算机程序，其中，所述预测装置根据热量值数据、和由所述打印装置提供的当前感热头温度，通过预测图像数据被打印之后的感热头的温度，而产生预测的温度数据，该热量值数据基于转换装置产生的关于全部或部分发热元件被通电的时间长度的数据。
全文摘要
提供一种打印装置，其使用具有在垂直于打印介质的输送方向的方向线性排列的发热元件的感热头作为打印头。按照在将要打印的图像数据的行的两端或者附近的像素数据，基于先前行的积累数据而计算每行的感热头(108)的积累数据。每行的积累数据与预定值进行比较。当任何积累数据大于预定值时，发热元件(113)的能量减少，并且，随着发热元件(113)的能量的减少，图像数据被打印到打印介质(104)上。因此，即使当高速打印进行时，也可以防止高温部分在感热头的两端的形成，从而防止在打印的图像中的集中度不规则。
文档编号B41J2/355GK101056768SQ20058003859
公开日2007年10月17日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月21日
发明者高野洋明, 滝泽直树 申请人:索尼株式会社