專利名稱：熱感式打印頭與熱感式打印頭的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱感式打印頭(thermal head)以及控制熱感式打印頭的 方法，該熱感式打印頭具有沿主掃描方向設(shè)置在其上的多個(gè)發(fā)熱元件，并且 當(dāng)記錄介質(zhì)在副掃描方向輸送時(shí)，相應(yīng)的發(fā)熱元件發(fā)熱以將圖像等記錄在記 錄介質(zhì)上，具體而言，本發(fā)明涉及可以獲得高密度的高記錄質(zhì)量的技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的熱感式打印^/L包括其中具有多個(gè)熱元件(發(fā)熱元件)陣列的熱感式 打印頭和與該熱感式打印頭相對設(shè)置的壓紙滾筒。在這樣的熱感式打印機(jī)
中，熱感式打印頭壓靠在記錄介質(zhì)(記錄紙，等)上，該記錄介質(zhì)輸送到壓紙 滾筒，經(jīng)由色帶以記錄圖像等。當(dāng)使用熱敏記錄介質(zhì)時(shí)，不需要色帶。
圖9為示出通常的熱感式打印機(jī)10的主要部分的示意圖，其示出在垂 直于壓紙滾筒30的回轉(zhuǎn)軸31的方向上的部分。
圖9所示的熱感式打印機(jī)10包括其中設(shè)有排成線形的多個(gè)熱元件(未示 出)陣列的線型熱感式打印頭20。記錄紙40保持在壓紙滾筒30上，并且通 過壓紙滾筒30的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)。
通常的由熱感式打印機(jī)IO記錄的圖像形狀為橫向上較長的矩形。因此， 根據(jù)熱感式打印機(jī)10的類型以及考慮造價(jià)等因素，圖像的比較短的側(cè)邊(圖 9中垂直于紙的表面的方向)纟皮設(shè)置作為熱感式打印頭20的長度和主掃描方 向。在輸送該記錄紙40(在圖9中紙表面的向右方向上供給記錄紙40)的同時(shí)， 熱感式打印機(jī)10在記錄紙40上記錄圖像，以形成圖像的相對較長的側(cè)邊， 該側(cè)邊,皮作為副掃描方向。
熱感式打印頭20壓靠著記錄紙40通過巻繞在兩個(gè)色帶盒51之間的巻 布(rolled cloth)形狀的色帶50。熱感式打印頭20具有光滑面21,該光滑 面是在垂直方向上直立并在主掃描方向上延伸的凸起部分。多個(gè)熱元件沿著 光滑面21的頂面呈線形設(shè)置。因此，在記錄的過程中，熱感式打印頭20的 各個(gè)熱元件以高度線性的壓力壓著記錄紙40。
當(dāng)實(shí)際執(zhí)行記錄時(shí)，相應(yīng)的熱元件在此狀態(tài)下開始發(fā)熱。于是，當(dāng)熱感
式打印機(jī)10為升華轉(zhuǎn)印系統(tǒng)的熱感式打印機(jī)時(shí)，色帶50的染料(熱熔性墨) 與由熱元件產(chǎn)生的熱能成比例被轉(zhuǎn)印在記錄紙40上。當(dāng)熱感式打印機(jī)10為 熱熔轉(zhuǎn)印系統(tǒng)的熱感式打印機(jī)時(shí)，包含作為粘合劑的蠟的色帶50的顏料(熱 熔性墨)在由熱元件產(chǎn)生的熱能的作用下熔化并被附著轉(zhuǎn)印到記錄紙40上。 因此，由熱元件轉(zhuǎn)印在記錄紙40上的熱熔性墨的一個(gè)點(diǎn)就形成一個(gè)點(diǎn)。
為了用這樣的線型熱感式打印頭20形成兩維圖像，熱感式打印頭20和 記錄紙40必須相對彼此移動(dòng)。換句話說，當(dāng)在副掃描方向供給記錄紙40時(shí)， 熱感式打印機(jī)10順序地形成點(diǎn)。于是，多個(gè)點(diǎn)在副掃描方向上排列，變成 一個(gè)接一個(gè)連續(xù)設(shè)置的點(diǎn)，并形成一條點(diǎn)線。此外，沿主掃描方向排列的多 個(gè)熱元件在該主掃描方向形成多條點(diǎn)線。從而，在整個(gè)記錄紙40上形成兩 維圖像。
如上所述，如圖9所示的熱感式打印機(jī)10利用其中沿主掃描方向排列 有多個(gè)熱元件的線型熱感式打印頭20,通過在沿副掃描方向供給記錄紙40 的同時(shí)使相應(yīng)的熱元件發(fā)熱，而在記錄紙40上記錄圖像。熱感式打印機(jī)IO 的分辨率(點(diǎn)線的密度)取決于熱感式打印頭20在主掃描方向上排列的熱元 件的數(shù)量。
圖10示出已有的熱感式打印頭200的平面圖。
如圖IO所示，在熱感式打印頭200中多個(gè)熱元件h(hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6等)在主掃描方向排成一排。熱元件h的總數(shù)為2560。因此，熱感式 打印頭200可以在相應(yīng)熱元件h沿主掃描方向的每一4于上形成2560個(gè)點(diǎn)。 由于熱感式打印頭200的分辨率為300DPI (每英寸點(diǎn)數(shù))，所以熱元件h在 2560點(diǎn)/300DPI =8.53英寸(216mm )的長度上并排設(shè)置。
圖ll為表示圖10所示的已有熱感式打印頭200的控制方法的方框圖。
如圖11所示，在已有的熱感式打印頭200中，當(dāng)應(yīng)形成的圖像的數(shù)據(jù) 3皮Mr入時(shí)，對熱元件h的凄丈據(jù)實(shí)施熱記錄^務(wù)正(heat history correction)。隨 后，熱元件h的數(shù)據(jù)經(jīng)過PWM調(diào)制用于驅(qū)動(dòng)熱元件h。通過基于調(diào)制數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng)熱元件h形成點(diǎn)。由多組點(diǎn)形成整個(gè)圖像。
近年，熱感式打印機(jī)IO(見圖9)被要求在高清晰度成像的同時(shí)，要有更 高的速度。例如，熱感式打印機(jī)10被要求記錄速度等于或者小于1微秒每 點(diǎn)。這被稱作"超高速記錄"的記錄速度的提高使得熱感式打印頭200(見圖
IO)的溫度升高。
原來作為消耗品的熱感式打印頭200由于過度的溫度升高而更快速損 壞，并且熱感式打印頭200的使用壽命急劇的縮短。當(dāng)為了形成高清晰度而 將圖像熱元件h高密度排列時(shí)，熱感式打印頭200的散熱特性變差。結(jié)果， 由于存儲在熱感式打印頭200的熱量的緣故，盡管記錄結(jié)束，但還形成一道 尾部軌跡，即發(fā)生所謂的"拖尾"，從而記錄質(zhì)量的下降。
為應(yīng)付這樣的問題，例如，已知一種技術(shù)將排列為單排的熱元件h(見圖 IO)設(shè)置成為雙排，并利用其中的一排來對記錄紙40(見圖9)和色帶50(見圖 9)進(jìn)行預(yù)熱，或者形成由副掃描方向上排列的數(shù)組多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的點(diǎn)線，從而 可以阻止相應(yīng)的熱元件h過度的溫度升高。
例如JP-A-2006-205520(以下稱為專利文獻(xiàn)l)公開了 一種熱感式打印頭， 該熱感式打印頭包括設(shè)置成線形的多個(gè)打印點(diǎn)和向該多個(gè)打印點(diǎn)供應(yīng)電流 的電極層，其中該熱感式打印頭在入口側(cè)沿前進(jìn)方向設(shè)有在前進(jìn)方向細(xì)長的 大面積熱元件，在出口側(cè)設(shè)有小面積熱元件，并且在各個(gè)打印點(diǎn)處，當(dāng)電極 層供應(yīng)電流時(shí)，沿供電方向形成具有不同發(fā)熱峰值溫度的多個(gè)發(fā)熱區(qū)域。
JP-A-2002-370398(以下稱為，專利文獻(xiàn)2)/>開一種熱感式打印頭，其中 多個(gè)熱元件沿?zé)岣杏涗浖埱斑M(jìn)方向平行設(shè)置，設(shè)置了控制熱能的溫度歷程 (特性)的機(jī)構(gòu)，各個(gè)熱元件獨(dú)立起作用，故而，可以供給必要數(shù)量的必要的 能量。

發(fā)明內(nèi)容
然而在專利文獻(xiàn)l公開的技術(shù)中，熱感式打印頭只是在供電的過程中在 供電方向形成多個(gè)具有不同發(fā)熱峰值溫度的多個(gè)發(fā)熱區(qū)域，并包括細(xì)長的大 面積熱元件和小面積熱元件。換句話說，該專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)難以獨(dú)立 地驅(qū)動(dòng)各個(gè)熱元件。由于其中一個(gè)熱元件受另一個(gè)蓄熱的影響，所以該技術(shù) 難以控制各個(gè)熱元件的溫度。此外，該技術(shù)難以利用各個(gè)熱元件分別地形成 點(diǎn)。
在專利文獻(xiàn)2公開的技術(shù)中，多個(gè)熱元件在熱感記錄紙前進(jìn)方向上平行 設(shè)置，使得能夠以必要的量來供給必需的能量。然而，該熱感式打印頭沒有 在相應(yīng)的熱元件之間共用的同一位置上形成點(diǎn)，以獲得高密度的高記錄質(zhì) 量。特別的，為在兩個(gè)具有不同的長度的熱元件之間共用的同一位置上形成 點(diǎn)，必須考慮相應(yīng)的熱元件的響應(yīng)性的差異(功能分擔(dān))來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。但
是，專利文獻(xiàn)2并沒有公開這一點(diǎn)。
圖12為說明專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2公開的在其中熱元件雙排排列的 另一個(gè)已有熱感式打印頭220的響應(yīng)性(密度分布)的示意圖。
圖12所示的熱感式打印頭220包括在副掃描方向上較短的熱元件"s" 和在副掃描方向上較長的熱元件T，。熱元件"s，，和熱元件'T，可以分別 地根據(jù)驅(qū)動(dòng)模式發(fā)熱并形成點(diǎn)。
如圖12所示，雖然熱元件"s"和熱元件'T'的驅(qū)動(dòng)模式和圖像模式一 樣，但它們的反應(yīng)模式由于熱元件"s"和熱元件T， 之間在響應(yīng)性上的差 異而發(fā)生變化。由于熱元件"s，，在響應(yīng)上相對較快，所以熱元件"s，，具有 較高的后續(xù)發(fā)熱能力，即使采用短驅(qū)動(dòng)模式也能獲得必要的密度。然而在長 驅(qū)動(dòng)模式中，熱元件"s，，由于長時(shí)間驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的熱量超過必要的量。在所 示部分(該部分由響應(yīng)模式超過圖像模式的虛線表示)中引起熱應(yīng)力。因此， 熱元件"s，，更易損壞，其壽命也將縮短。
另一方面，由于熱元件T，響應(yīng)相對較慢，所以熱元件T，可能無法 在短驅(qū)動(dòng)模式中響應(yīng)。由于發(fā)熱量不夠，所以難以保證必要的密度(密度相 當(dāng)于由虛線表示的圖像模式)。在長驅(qū)動(dòng)模式中，可以獲得必要的密度。然 而，由于即使在該驅(qū)動(dòng)模式結(jié)束之后溫度也沒有下降，所以殘留有"拖尾" (由虛線表示的圖像模式結(jié)束之后的密度分布)，從而記錄質(zhì)量下降。
通過這種方法，即使熱元件設(shè)置成兩排并且使用具有不同長度的熱元件 "s，，和熱元件T，，品質(zhì)降低的問題和"拖尾"的問題還是不能解決。因 此，還沒有充分實(shí)現(xiàn)將熱元件設(shè)置成兩排的效果(在實(shí)現(xiàn)高清晰成像和高速 記錄的同時(shí)防止記錄質(zhì)量下降的效果)。
因此，人們希望能夠充分實(shí)現(xiàn)將熱元件設(shè)置成兩排所帶來的效果，抑制 熱感式打印頭進(jìn)一步品質(zhì)降低，阻止由于"拖尾，，等的發(fā)生而導(dǎo)致的記錄質(zhì) 量下降以及低密度。人們還希望控制熱感式打印頭以實(shí)現(xiàn)該效果。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種熱感式打印頭，其具有沿主掃描方 向排列于其中以形成發(fā)熱元件排的多個(gè)發(fā)熱元件，所述熱感式打印頭在沿副 掃描方向輸送記錄介質(zhì)的同時(shí)，使各個(gè)發(fā)熱元件發(fā)熱，并在記錄介質(zhì)上在主 掃描方向上形成多條點(diǎn)線，從而記錄圖像，其中所述點(diǎn)線為沿副掃描方向排 列的數(shù)組多個(gè)點(diǎn)。在副掃描方向上排列多個(gè)所述發(fā)熱元件排。其中一個(gè)發(fā)熱
元件排中的各個(gè)發(fā)熱元件在副掃描方向上的長度與其它發(fā)熱元件排中各個(gè)
發(fā)熱元件的長度相對不同。各個(gè)發(fā)熱元件排中的發(fā)熱元件之中相應(yīng)的第n個(gè) (n為自然數(shù))發(fā)熱元件可以根據(jù)對每個(gè)發(fā)熱元件排的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，分擔(dān)形成同 一點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)。 (作用)
根據(jù)該實(shí)施例，其中一個(gè)發(fā)熱元件排中的各個(gè)發(fā)熱元件在副掃描方向上
中的發(fā)熱元件之中相應(yīng)的第n個(gè)(n為自然數(shù))發(fā)熱元件可以根據(jù)對每個(gè)發(fā)熱 元件排的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，分擔(dān)形成同一點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)。因此，可以根據(jù) 發(fā)熱元件的響應(yīng)性獨(dú)立驅(qū)動(dòng)具有不同長度的發(fā)熱元件，使得發(fā)熱元件分擔(dān)形 成相同位置上的點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種控制熱感式打印頭的方法。所述熱 感式打印頭具有沿主掃描方向排列于其中以形成發(fā)熱元件排的多個(gè)發(fā)熱元 件，該打印頭在沿副掃描方向輸送記錄介質(zhì)的同時(shí)，使各個(gè)發(fā)熱元件發(fā)熱， 并在記錄介質(zhì)上在主掃描方向上形成多條點(diǎn)線，從而記錄圖像，其中所述點(diǎn) 線為沿副掃描方向排列的數(shù)組多個(gè)點(diǎn)。沿副掃描方向排列的多個(gè)發(fā)熱元件排 中的 一個(gè)排中的各個(gè)發(fā)熱元件在副掃描方向上的長度與其它發(fā)熱元件排中 的各個(gè)發(fā)熱元件的長度相對不同。所述方法包括以下步驟利用在副掃描方 向上較長的其中一個(gè)發(fā)熱元件排中的發(fā)熱元件中的第n個(gè)(n為自然數(shù))發(fā)熱 元件形成一條點(diǎn)線上的一個(gè)點(diǎn)；以及利用在副掃描方向上較短的其它發(fā)熱元 件排中的發(fā)熱元件中的第n個(gè)(n為自然數(shù))發(fā)熱元件形成同一點(diǎn)線的相同位 置上的點(diǎn)。 (作用)
根據(jù)本實(shí)施例， 一條點(diǎn)線中的一個(gè)點(diǎn)由在副掃描方向上較長的其中 一個(gè) 長發(fā)熱元件排的發(fā)熱元件中的第n個(gè)(n為自然數(shù))發(fā)熱元件形成，并且同一 點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)由在副掃描方向上較短的其它發(fā)熱元件排的發(fā)熱元 件中的第n個(gè)(n為自然數(shù))發(fā)熱元件形成。因此，在考慮具有不同的長度的 兩種發(fā)熱元件的響應(yīng)性的情況下，可以使兩種發(fā)熱元件分擔(dān)形成相同位置上 的點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以根據(jù)發(fā)熱元件的響應(yīng)性獨(dú)立驅(qū)動(dòng)具有不 同長度的發(fā)熱元件，從而使得發(fā)熱元件分擔(dān)形成相同位置上的點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)
明的另一實(shí)施例，在考慮兩種具有不同長度的發(fā)熱元件的響應(yīng)性的情況下， 可以使兩種發(fā)熱元件分擔(dān)形成相同位置上的點(diǎn)。因此，可以防止熱感式打印 頭的溫度過度升高以及"拖尾，，等現(xiàn)象的發(fā)生。因而，可以抑制熱感式打印 頭其他的品質(zhì)降低并延長熱感式打印頭的使用壽命。此外，可以獲得高密度 的高i己錄質(zhì)量。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱感式打印頭的平面圖。
圖2為說明根據(jù)所述實(shí)施例的熱感式打印頭的響應(yīng)性(密度分布)的示意圖。
圖3A和3B為示出根據(jù)所述實(shí)施例的熱感式打印頭的控制方法的方框圖。
圖4A和4B為示出根據(jù)所述實(shí)施例的熱感式打印頭控制方法中分離濾 波器的操作的方框圖。
圖5A和5B為示出圖4A和4B所示的分離濾波器的函數(shù)的曲線圖。 圖6A、 6B和6C為示出分離濾波器繼圖5A到5B之后的處理狀態(tài)的曲線圖。
圖7A、 7B和7C為示出分離濾波器繼圖6A到6C之后的處理狀態(tài)的曲 線。
圖8為示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的熱感式打印頭的平面圖。
圖9為一般的熱感式打印機(jī)主要部分的示意圖。
圖IO為已有熱感式打印頭的平面圖。
圖11為已有熱感式打印頭控制方法的方框圖；以及
圖12為說明另一種已有熱感式打印頭的響應(yīng)性(密度分布)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例將在以下結(jié)合附圖詳細(xì)地說明。在實(shí)施例中，熱元件相
圖1示出4艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱感式打印頭20的平面圖。 如圖1所示，根據(jù)此實(shí)施例，熱元件H(H1、 H2、 H3、 H4、 H5、 H6、 等)排列在熱感式打印頭20中。熱元件H1、 H3、 H5等排列在主掃描方向上，
以形成熱元件排HL。熱元件H2、 H4、 H6等排列在主掃描方向上，以形成 熱元件排HS。熱感式打印頭20的分辨率為300DPI。 2560熱元件H1、 H3、 H5等和2560熱元件H2、 H4、 H6等分別排列在熱元件排HL和熱元件排 HS中。
在副掃描方向上游側(cè)的熱元件排HL中和副掃描方向下游側(cè)的熱元件排 HS中，相應(yīng)的熱元件H在副掃描方向上的長度相比較而言是不同的。形成 熱元件排HL的熱元件H1、 H3、 H5等在副掃描方向上相對4交長。形成熱元 件排HS的熱元件H2、 H4、 H6等在副掃描方向上相對較短。
H3和H4、 H5和H6等排列成在副掃描方向上具有交疊部分，而與其它的熱 元件H (例如，對于熱元件Hl ，為除了熱元件H2之外的熱元件H4和H6 ) 在副掃描方向上沒有交疊部分。因此，沿主掃描方向布置的點(diǎn)線(在記錄紙 40上沿副掃描方向排列的數(shù)組多個(gè)點(diǎn)(見圖9))可以由熱元件排HL和熱元件 排HS之間分別彼此相對的第n (n為自然數(shù))對熱元件Hl和H2、H3和H4、 H5和H6等形成。此外，在相同點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)可以由第n對熱元件 H1和H2、 H3和H4、 H5和H6等形成。
此外，熱元件排HL和熱元件排HS設(shè)置為在副掃描方向上偏移長度S。 因此，在副掃描方向上連接熱元件排HL的熱元件H1、 H3、 H5等的中心的 基準(zhǔn)線A與連接熱元件排HS的熱元件H2、 H4、 H6等的中心的基準(zhǔn)線B 之間有間隔S。間隔S為形成在記錄紙40(見圖9)的副掃描方向上的點(diǎn)之間 的間距(以下簡稱點(diǎn)間距)的n(n為自然數(shù))倍。熱元件H的中心表示產(chǎn)生的熱 能最高的位置點(diǎn)。
當(dāng)間隔S太大時(shí)，各個(gè)熱元件H的中心大大偏離光滑面21(見圖9)的頂 端，并且各個(gè)熱元件H的"接觸"(各個(gè)熱元件H與圖9所示壓紙滾筒30 接觸的正確角度)變差，對記錄質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。該"接觸"同所用壓紙 滾筒30的直徑和橡膠硬度，熱感式打印頭20的壓力等密切相關(guān)。在根據(jù)本 實(shí)施例的熱感式打印頭20中，考慮這些因素設(shè)置間隔，使之為點(diǎn)間距的三 倍，以保證適當(dāng)?shù)?接觸"。例如，當(dāng)點(diǎn)間距為85jam時(shí)，間隔S為由85 U m x n(『3)計(jì)算得到的255 ja m。
熱元件H的兩端分別連4妄至電才及Ela、 Elb、 E2a、 E2b、 E3a、 E3b、 E4a、 E4b、 E5a、 E5b、 E6a、 E6b等。在熱感式打印頭20中，安裝了分別獨(dú)立驅(qū)
動(dòng)熱元件排HL和熱元件排HS的驅(qū)動(dòng)ICs。電4及Ela、 E2a、 E3a、 E4a、 E5a、 E6a等延伸作為公共電極，而電極Elb、 E2b、 E3b、 E4b、 E5b、 E6b等在用 于獨(dú)立驅(qū)動(dòng)熱元件排HL和熱元件排HS的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)ICs的方向上延伸作為 獨(dú)立電才及。
如此，才艮據(jù)此實(shí)施例的熱感式打印頭20可以;波此獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)兩排熱元 件排HL和熱元件排HS。因此，在熱元件排HL和熱元件排HS中第n(n為 自然數(shù))對熱元件Hl和H2、 H3和H4、 H5和H6等可以分別分擔(dān)形成相同 點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)。
熱元件排HL(在副掃描方向上比較長的熱元件Hl、 H3、 H5等)和熱元 件排HS(在副掃描方向上比較短的熱元件H2、 H4、 H6等)之間的功能分擔(dān) 將在以下說明。
首先，通常在熱感式打印頭20中，各個(gè)熱元件H在副掃描方向的長度 與其在主掃描方向的寬度相比較大。這涉及熱元件H的響應(yīng)性和熱感式打印 頭20的控制方法。如上所述，熱感式打印頭20將記錄紙40(見圖9)和色帶 50(見圖9)夾在各個(gè)熱元件H和壓紙滾筒30(見圖9)之間，以各個(gè)熱元件H 被按壓的狀態(tài)輸送記錄紙40和色帶50，并且根據(jù)在記錄紙40上形成的點(diǎn)來 控制相應(yīng)的熱元件H的接通和斷開，從而形成預(yù)定圖像。
通常，相應(yīng)的熱元件H排列在主掃描方向，并且其排列密度與熱感式打 印機(jī)IO(見圖9)中圖像打印規(guī)格的分辨率相匹配。例如，按照300DPI的規(guī)格 打印時(shí)，主掃描方向上相應(yīng)的熱元件H的排列密度為300DPI (大約84.7 in m)。
類似主掃描方向上的長度，各個(gè)熱元件H在副掃描方向的長度本質(zhì)上應(yīng) 該相當(dāng)于"預(yù)定柵格(grid)，，(在此示例中，柵格代表300DPI的打印圖像 的一個(gè)點(diǎn))大小的長度(大約84.7]Lim)。然而事實(shí)上，通常副掃描方向的相應(yīng) 的熱元件H的長度比這個(gè)長。
出現(xiàn)這種情況的原因在于熱元件H的響應(yīng)性?？刂茻岣惺酱蛴☆^20就 是通過接通對熱元件H的供電來控制熱感式打印頭20的溫度隨著熱量的產(chǎn) 生向打印所需預(yù)定溫度上升的情況，以及通過斷開供電來控制溫度向不形成 點(diǎn)的程度下降的情況。如果該溫度的上升和下降都是瞬間的完成的，則熱元 件H在副掃描方向的長度也可以相當(dāng)于"預(yù)定柵格"的尺寸。然而，事實(shí)上 由于該溫度并不是瞬間漲落的，所以在溫度上升和下降時(shí)存在暫時(shí)的傾斜區(qū)域。
這種情況下，如果控制熱感式打印頭20，使之反復(fù)執(zhí)行以下操作，即按
照點(diǎn)線上的相應(yīng)點(diǎn)停止介質(zhì)(圖9所示記錄紙40和色帶50),在該狀態(tài)下形
成點(diǎn)，接著，移動(dòng)該"介質(zhì)"到下一個(gè)點(diǎn)形成的形成位置以再次在停止?fàn)顟B(tài)
下形成點(diǎn)，則可以防止熱元件H溫度升高和降低時(shí)的暫時(shí)傾斜區(qū)域造成的影
響。然而，由于直到最后形成圖像需要很長時(shí)間，與高速度記錄的需要向違 背，所以這樣的控制方法無法實(shí)現(xiàn)。
因此，通常的實(shí)踐是在相對各個(gè)熱元件H以恒定速度沿副掃描方向輸送 "介質(zhì)"的同時(shí)，與該"介質(zhì)"的移動(dòng)同步地控制各個(gè)熱元件H的開/關(guān)， 以按照應(yīng)該形成的圖像的數(shù)據(jù)形成點(diǎn)。為了提高副掃描方向的分辨率，對各 個(gè)熱元件H施加高能量，使得其中溫度盡可能瞬間上升。
然而，由于熱元件H上高能量的施加為導(dǎo)致熱元件H熱損傷的一個(gè)因 素，所以其壽命將會降低。因此，實(shí)際上以副掃描方向上的分辨率的一些犧 牲為代價(jià)，保證熱元件H在副掃描方向上的長度，由此將熱元件H形成為 具有不會使溫度過度上升的大小。
因此，熱元件H在副掃描方向上的真實(shí)長度比與打印圖像規(guī)格的分辨率 相當(dāng)?shù)?預(yù)定柵格"的尺寸大很多。結(jié)果， 一定密度的熱熔性墨轉(zhuǎn)移到應(yīng)該 形成的原點(diǎn)的周圍部分上(形成不必要的部分)。因此，嚴(yán)格意義上講，副掃 描方向上的分辨率低于主掃描方向上的分辨率。
因此，根據(jù)本實(shí)施例的熱感式打印頭20中，各個(gè)熱元件H排列成雙排 的熱元件排HL和熱元件排HS。此外，形成熱元件排HL的熱元件H1、 H3、 H5等在副掃描方向上的長度設(shè)置得相對較長，形成熱元件排HS的熱元件 H2、 H4、 H6等在副掃描方向上的長度設(shè)置得相對較短。熱元件排HL與熱 元件排HS獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。在形成相同點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)時(shí)，根據(jù)點(diǎn)及其周 圍的點(diǎn)的狀態(tài)(例如，密度信息)有選擇地控制(功能分擔(dān))熱元件排HL與 熱元件排HS。這樣可以實(shí)現(xiàn)高密度和高分辨率記錄。
這種優(yōu)化控制(功能分擔(dān))的原理將在以下說明。
當(dāng)自然圖像比如普通照片以300DPI打印時(shí)，形成圖像的每一個(gè)點(diǎn)的密 度并無不同。較寬區(qū)域中的一組點(diǎn)經(jīng)常具有相同的密度(例如，對于人臉， 面頰皮膚部分)。另一方面，還有部分需要表現(xiàn)更高的分辨率，比如每根毛 發(fā)和絨毛。在這些部分中，每一小組的點(diǎn)的密度都不同。換句話說，就空間
頻率而言存在低頻分量和高頻分量。
當(dāng)使用漆刷畫自然圖像時(shí)，例如，常規(guī)做法是使用較粗的刷子描繪膚色 等的皮膚部分并且使用細(xì)的刷子描繪細(xì)節(jié)比如一縷凌亂的頭發(fā)等。因此，在 描繪一副畫時(shí)，在空間頻率中低頻組分和高頻組分可以單獨(dú)識別，并且為了 最理想地描繪相應(yīng)的組分，要恰當(dāng)使用兩個(gè)圖像形成工具，也就是說，粗的 刷子和細(xì)的刷子。在有些情況下，所要恰當(dāng)使用的不僅僅是兩種刷子，而是 具有不同厚度和形狀的多種畫刷。不過，這里為了筒單起見，僅以兩種刷子為例。
才艮據(jù)此實(shí)施例的熱感式打印頭20通過運(yùn)用該原理來形成點(diǎn)。熱元件排 HL(副掃描方向上較長)相當(dāng)于粗的刷子，熱元件排HS(副掃描方向上較短) 相當(dāng)于細(xì)的刷子。通過熱元件排HL形成的點(diǎn)在副掃描方向上犧牲了一些分 辨率。然而，由于熱元件排HL與"介質(zhì)"保持比較長時(shí)間的接觸并轉(zhuǎn)印熱 熔性墨，所以其可以提高密度。另一方面，在通過熱元件排HS形成點(diǎn)時(shí)， 由于熱元件排HS只能在相對短暫的時(shí)間里轉(zhuǎn)印熱熔性墨，所以其難以獲得 高密度但是可以提高副掃描方向的分辨率。
因此，如果熱元件排HL用于低分辨率，而熱元件排HS用于高分辨率， 同時(shí)考慮響應(yīng)性的差異來執(zhí)行功能分擔(dān)，從而形成由熱元件排HL提高密度 并由熱元件排HS獲得高分辨率的出發(fā)點(diǎn)，則可以在總體上通過熱元件排實(shí) 現(xiàn)高密度和高分辨率(特別是在副掃描方向)。
圖2為說明根據(jù)此實(shí)施例的熱感式打印頭20的響應(yīng)性(密度分布)的示意圖。
在圖2中，熱元件L是在副掃描方向上相對較長的熱元件排HL中熱元 件H1、 H3、 H5等(見圖l)之中第n個(gè)(n為自然數(shù))熱元件。熱元件S是在副 掃描方向上相對較短的熱元件排HS中熱元件H2、 H4、 H6等(見圖l)之中 第n個(gè)(n自然數(shù))熱元件。熱元件L 一條點(diǎn)線上的一個(gè)點(diǎn)，熱元件S形成相 同點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)。
熱元件L的驅(qū)動(dòng)模式是考慮了該熱元件L的圖像模式和響應(yīng)性而確定 的，熱元件S的驅(qū)動(dòng)模式是考慮了該熱元件S的圖傳^莫式和響應(yīng)性而確定的 (實(shí)線表示對應(yīng)于虛線所表示的圖像模式的驅(qū)動(dòng)模式)。由于熱元件L響應(yīng)相 對較慢，熱元件L不能在對應(yīng)于短圖像模式的部分中發(fā)生響應(yīng)。因此，熱元 件S用來覆蓋這個(gè)部分，并且在這個(gè)部分熱元件L的驅(qū)動(dòng)模式不啟動(dòng)。在對
應(yīng)于長圖像模式的部分中，通過熱元件L的驅(qū)動(dòng)可以獲得必要的密度。然而，
考慮溫度的緩慢下降，該驅(qū)動(dòng)模式會提前結(jié)束。
另一方面，由于熱元件S響應(yīng)相對較快，所以熱元件S覆蓋的部分也就 是熱元件L未覆蓋并且分辨率較低的部分。熱元件S在由熱元件L形成的點(diǎn) 上形成點(diǎn)，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)高密度和高分辨率。具體而言，熱元件S不僅覆 蓋相當(dāng)于短圖像才莫式的部分，而且還在對應(yīng)于長圖像沖莫式的開始和結(jié)束期間 的部分中被驅(qū)動(dòng)，其中熱元件L可能在所述開始和結(jié)束期間不能跟隨長圖像 模式。當(dāng)驅(qū)動(dòng)模式對應(yīng)于長圖像模式時(shí)，熱元件S發(fā)熱量超過必要的量。因 此熱元件L覆蓋長圖像模式的中間部分，而在中間部分熱元件的驅(qū)動(dòng)模式不 啟動(dòng)。
如果控制熱元件L和熱元件S，使之分擔(dān)功能并且組合(在相同位置形成 點(diǎn))，則即使在長圖像模式的已往沒有充分處理的部分中，也可以通過熱元 件L形成高密度點(diǎn)并通過熱元件S形成高分辨率點(diǎn)。此外，熱元件L不會造 成"拖尾"，而且熱元件S上也沒有熱應(yīng)力。
圖3A和3B示出根據(jù)此實(shí)施例的熱感式打印頭20的控制方法的方框圖。
如圖3A所示，當(dāng)輸入要形成的圖像的數(shù)據(jù)時(shí)，該圖像數(shù)據(jù)根據(jù)熱元件L 和熱元件S的響應(yīng)性由分離濾波器分為用于熱元件L的凝:據(jù)和用于熱元件S的 數(shù)據(jù)。用于熱元件L的數(shù)據(jù)和用于熱元件S的數(shù)據(jù)被分開進(jìn)行熱記錄修正。在 對經(jīng)過熱記錄修正的相應(yīng)數(shù)據(jù)做了定時(shí)調(diào)整之后，用于熱元件和熱元件S的 數(shù)據(jù)通過PWM調(diào)制被調(diào)制成用于驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)。通過基于經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) 熱元件L和熱元件S，在相同位置形成點(diǎn)。整個(gè)圖像由數(shù)組這樣的點(diǎn)形成。 熱感式打印頭20的控制方法不局限于該實(shí)例中的兩類熱元件，即熱元件S 和熱元件L(排成兩排的熱元件排HL和熱元件排HS)，如果如圖3B所示熱 元件種類增加，該方法可以同樣的方式實(shí)施。
圖4A和4B為示出根據(jù)本實(shí)施例的熱感式打印頭20的控制方法中的分 離濾波器的操作的方框圖。圖6A到6C為示出分離濾波器繼圖5A到5B之 后的處理狀態(tài)的曲線圖。圖7A到7C為示出分離濾波器繼圖6A到6C之后 的處理狀態(tài)的曲線圖。
如圖4A所示，分離濾波器先分解出用于在副掃描方向上較長的熱元件 L的數(shù)據(jù)，而后分解出用于在副掃描方向上較短的熱元件S的數(shù)據(jù)。如5A 所示，數(shù)據(jù)的分解是根據(jù)熱元件L的彩色顯影函數(shù)d=fL(x, n)和熱元件S的彩色顯影函數(shù)d-fS(x， n)通過一處理程序來執(zhí)行的，其中x為在副掃描方向 上的位置，d為密度，n為所施加的數(shù)據(jù)。假設(shè)作為輸入信號的image(x)(由 輸入數(shù)據(jù)預(yù)期得到的彩色顯影曲線)為如圖5B所示的曲線。
首先，圖4A所示的分離濾波器將作為輸入信號的彩色顯影曲線image(x) 分解出用于熱元件L的數(shù)據(jù)。在相應(yīng)的位置"x"，在一定范圍內(nèi)計(jì)算最大施 加數(shù)據(jù)"n",在所述范圍中由熱元件L的彩色顯影函數(shù)d二fL(x， n)計(jì)算得到 的總量不大于輸入信號image(x)(見圖6A)。分離濾波器基于用這種方法(見圖 6B)分解得到的如圖6a所示的數(shù)據(jù)，計(jì)算(合成)熱元件L的彩色顯影曲線 imageL(x)(見圖6B)。分離濾波器從輸入信號image(x)中減去熱元件L的 彩色顯影曲線imageL(x)，得到如圖6C所示的image，(x)。
隨后，分離濾波器將image，(x)分解成用于熱元件S的數(shù)據(jù)。分離濾波器 在一定范圍內(nèi)計(jì)算最大施加凄t據(jù)"n，，，在所述范圍中由熱元件S的彩色顯 影函數(shù)d二fS(x, n)計(jì)算得到的總量不大于image，(x)(見圖7A)。分離濾波器基 于用這種方法(見圖7B)分解得到的如圖7所示的數(shù)據(jù)，計(jì)算(合成)熱元件S 的彩色顯影曲線imageS(x)。
如上所述，通過圖4A所示的分離濾波器，輸入信號image(x)被分解為 熱元件L的彩色顯影曲線imageL(x)和熱元件S的彩色顯影曲線imageS(x)。 imageL(x)和images(x)的和為最終的彩色顯影曲線。如圖7C所示，此彩色顯 影曲線非常接近輸入信號的彩色顯影曲線(見圖5B)。因此，根據(jù)熱元件L 和熱元件S的組合(在相同位置形成點(diǎn))，可以在高密度的同時(shí)獲得高記錄質(zhì) 量。分離濾波器的這種操作不局限于該兩類熱元件，即熱元件S和熱元件 L(圖1所示的排成兩排的熱元件排HL和熱元件排HS)的情況，如圖4B所 示如果熱元件種類增加，該方法可以同樣的方式實(shí)施。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明另 一實(shí)施例的熱感式打印頭20'的平面圖。
根據(jù)圖8所示實(shí)施例的熱感式打印頭20'的在副掃描方向上較短的熱元件 排HS的主掃描方向上的分辨率(600DPI)為根據(jù)圖1所示的實(shí)施例的熱感式打 印頭20的兩倍。在主掃描方向上較窄的兩個(gè)熱元件H2a和H2b與在副掃描方 向上較長的熱元件排HL的熱元件Hl相對。類似的，熱元件H4a和H4b與 熱元件H3相對，以及熱元件H6a和H6b與熱元件H5相對。
如此，用于執(zhí)行圖像空間頻率中的高頻部分的打印的熱元件排HS在主 掃描方向的分辨率高于熱元件排HL的。因此，可以提高打印圖像在主掃描
方向上的分辨率。所以，才艮據(jù)圖8所示實(shí)施例的熱感式打印頭20'可以用與 根據(jù)圖1所示的實(shí)施例的熱感式打印頭20相比更高的分辨率執(zhí)行圖像打印。
根據(jù)圖8所示的熱感式打印頭20中，對于副掃描方向上較長的熱元件排 HL和在副掃描方向上較短的熱元件排HS ，副掃描方向的長度和主掃描方向 的寬度之間的比率(縱橫比)設(shè)置為相等的。因此，相應(yīng)的熱元件H的電阻率 是固定的。當(dāng)主掃描方向上寬度相同而簡單地減小副掃描方向上的長度時(shí)， 熱元件排HL和熱元件排HS中相應(yīng)的熱元件H的電阻率就不相同。因此， 驅(qū)動(dòng)該熱元件H的外加電壓必須變化。然而，如果該電阻率固定，就容易驅(qū) 動(dòng)相應(yīng)的熱元件H并且熱感式打印頭20'的結(jié)構(gòu)也會簡單，這有利于降低成 本。用于熱元件排HL和熱元件排HS的數(shù)據(jù)的產(chǎn)生是根據(jù)圖l所示的實(shí)施 例的熱感式打印頭20的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的二維展開。
如上所述，4艮據(jù)實(shí)施例的熱感式打印頭20(熱感式打印頭20')可以由熱 元件排HL(用于低分辨率)和熱元件排HS(用于高分辨率)獨(dú)立地形成點(diǎn)。因 此，可以在執(zhí)行打印的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高分辨率和高密度。如圖4A和4B所示，
器可以通li先生成用于:元件L的數(shù)據(jù)來最大化熱元件排HL (用于低S辨 率)的使用率。這樣，減小了由于熱元件排HS(用于高分辨率)造成的對"介 質(zhì)"的熱損傷和對熱元件排HS的損傷
以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。 例如，以下的各種修改都是可能的。
(1) 在如上所述的實(shí)施例中，兩個(gè)熱元件排HL和HS分擔(dān)功能并形成同 一點(diǎn)。然而，即使形成不同的點(diǎn)，由于電的形成由兩個(gè)熱元件排HL和HS 分擔(dān)，所以可以防止熱感式打印頭20的溫度過度升高。
(2) 可以恰當(dāng)?shù)卦诟呙芏炔糠趾透叻直媛什糠质褂脽嵩臜L和熱元件 排HS。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，在本發(fā)明所附權(quán)利要求及其等同技術(shù)方案 的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素可能出現(xiàn)各種修改、組合、次組合和替換。
本申請要求享有2006年11月20日在日本專利局提交的日本專利申請 JP2006-313646的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合與此。
權(quán)利要求
1.一種熱感式打印頭，其具有沿主掃描方向排列于其中以形成發(fā)熱元件排的多個(gè)發(fā)熱元件，所述熱感式打印頭在沿副掃描方向輸送記錄介質(zhì)的同時(shí)，使各個(gè)發(fā)熱元件發(fā)熱，并在記錄介質(zhì)上在主掃描方向上形成多條點(diǎn)線，從而記錄圖像，其中所述點(diǎn)線為沿副掃描方向排列的數(shù)組多個(gè)點(diǎn)，其中，在副掃描方向上排列多個(gè)所述發(fā)熱元件排，其中一個(gè)發(fā)熱元件排中的各個(gè)發(fā)熱元件在副掃描方向上的長度與其它發(fā)熱元件排中各個(gè)發(fā)熱元件的長度相對不同，并且各個(gè)發(fā)熱元件排中的發(fā)熱元件之中相應(yīng)的第n個(gè)發(fā)熱元件可以根據(jù)對每個(gè)發(fā)熱元件排的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，分擔(dān)形成同一點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)，其中n為自然數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱感式打印頭，其中，在副掃描方向上較短的 各個(gè)發(fā)熱元件與其它各個(gè)發(fā)熱元件相比在主掃描方向上較窄。
3. 如權(quán)利要求1所述的熱感式打印頭，其中，在副掃描方向上較短的 各個(gè)發(fā)熱元件與其它各個(gè)發(fā)熱元件相比在主掃描方向上具有較高分辨率。
4. 如權(quán)利要求1所述的熱感式打印頭，其中，各個(gè)發(fā)熱元件在副掃描 方向上的長度與在主掃描方向上的寬度之間的比相等。
5. —種控制熱感式打印頭的方法，所述熱感式打印頭具有沿主掃描方 向排列于其中以形成發(fā)熱元件排的多個(gè)發(fā)熱元件，該打印頭在沿副掃描方向輸送記錄介質(zhì)的同時(shí)，使各個(gè)發(fā)熱元件發(fā)熱，并在記錄介質(zhì)上在主掃描方向上形成多條點(diǎn)線，從而記錄圖像，其中所述點(diǎn)線為沿副掃描方向排列的數(shù)組多個(gè)點(diǎn)，沿副掃描方向排列的多個(gè)發(fā)熱元件排中的一個(gè)排中的各個(gè)發(fā)熱元件在 該方法包括以下步驟利用在副掃描方向上較長的其中 一個(gè)發(fā)熱元件排中的發(fā)熱元件中的第n 個(gè)發(fā)熱元件形成一條點(diǎn)線上的一個(gè)點(diǎn)，其中n為自然數(shù)；以及利用在副掃描方向上較短的其它發(fā)熱元件排中的發(fā)熱元件中的第n個(gè)發(fā) 熱元件形成同一點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)，其中n為自然凄t。
6. 如權(quán)利要求5所述的熱感式打印頭控制方法，其中，在副掃描方向上較長的各個(gè)發(fā)熱元件以低分辨率形成點(diǎn)，在副掃描方向 上較短的各個(gè)發(fā)熱元件以高分辨率形成點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求5所述的熱感式打印頭控制方法，其中，所述熱感式打印頭包括為每一發(fā)熱元件排分解出將要形成的點(diǎn)的數(shù)據(jù)的分離濾波器，并且所述分離濾波器先分解得到用于排列有在副掃描方向上較長的各個(gè)發(fā)熱元件的發(fā)熱元件排的數(shù)據(jù)，后分解得到用于排列有在副掃描方向上較短的各個(gè)發(fā)熱元件的發(fā)熱元件排的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種熱感式打印頭及其控制方法。所述熱感式打印頭具有沿主掃描方向排列于其中以形成發(fā)熱元件排的多個(gè)發(fā)熱元件，并在沿副掃描方向輸送記錄介質(zhì)的同時(shí)，使各個(gè)發(fā)熱元件發(fā)熱，并在記錄介質(zhì)上在主掃描方向上形成多條點(diǎn)線，從而記錄圖像。在副掃描方向上排列多個(gè)所述發(fā)熱元件排。各個(gè)發(fā)熱元件排中的發(fā)熱元件之中相應(yīng)的第n個(gè)發(fā)熱元件可以根據(jù)對每個(gè)發(fā)熱元件排的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，分擔(dān)形成同一點(diǎn)線的相同位置上的點(diǎn)，其中n為自然數(shù)。
文檔編號B41J2/335GK101186154SQ2007101928
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
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