AT389775B

AT389775B - Vorrichtung zum thermischen drucken von daten auf ein medium

Info

Publication number: AT389775B
Application number: AT0024583A
Authority: AT
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-01-25
Filing date: 1983-01-25
Publication date: 1990-01-25
Also published as: FR2520532A1; NL190891B; US4492482A; AU567487B2; GB2114850B; GB2114850A; DE3302388A1; FR2520532B1; CA1200139A; AU1060783A; NL190891C; GB8301978D0; NL8300227A; DE3302388C2; ATA24583A

Description

Nr. 389775

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Drucken von Daten auf ein Medium, mit einem Thermokopf, einem Datenspeicher zur Speicherung von Daten, welche aus einer Vielzahl getrennter, vom Thermokopf zu druckenden Datenpunkten bestehen, und einer Kopfsteuerstufe, welche zwischen dem Thermokopf und dem Datenspeicher geschaltet ist und den Thermokopf ansteuert

Es ist ein Wärmeübertragungs-Druckgerät bekannt, das ein Farbband verwendet. Beispielsweise wird ein Wärmekopf, der 512 Heizelemente besitzt, die in einer Geraden ausgerichtet sind, dazu verwendet, um ein Femsehsignal dadurch abzudrucken, daß ein Bild mit dem Wärmekopf vertikal abgetastet und das Bild ausgedruckt wird, ln diesem Fall ist für den Wärmekopf eine relativ große Leistung erforderlich, so daß die Heizelemente des Wärmekopfs üblicherweise in vielen Gruppen aufgeteilt sind. Diese Heizelementgruppen werden im allgemeinen der Reihe nach simultan angesteuert

Bei einem herkömmlichen Druckgerät, wie es oben beschrieben wurde, sind die Heizelemente in der Längsrichtung des Wärmekopfs in obere und untere Gruppen geteilt. Die obere Gruppe der Heizelemente wird während des ersten Heizintervalls angesteuert, die untere Gruppe der Heizelemente während des nächsten Heizintervalls. Beim Betrieb der Heizelemente treten dabei in der Nähe der Grenzlinie zwischen den oberen und unteren Gruppen Probleme auf. Unmittelbar nachdem die obere Heizelementgruppe in Betrieb gesetzt wurde, wird zu einem Teil der Heizelemente der unteren Groppe eine "Restwärme" übertragen. Dadurch kann in der Mitte des abgedruckten Bildes ein beachtlicher Streifen ausgebildet werden, wodurch sich ein mangelhaftes Aussehen ergibt

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Vorrichtung zum thermischen Drucken von Daten auf ein Medium zu schaffen, welche die Nachteile herkömmlicher Vorrichtungen beseitigt und ein qualitativ hochwertiges Druckbild liefert, das keine unregelmäßige Helligkeitsabstufung aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Thermokopf eine erste und eine zweite Gruppe von Heizelementen aufweist, welche Gruppen zueinander in verschachtelter Form angeordnet sind und wobei alle Heizelemente in einer Linie angeordnet sind, daß die Kopfsteuerstufe aus einer ersten Treiberschaltung, welche an den Datenspeicher angeschlossen ist und von diesem einander abwechselnde getrennte Datenpunkte empfängt und an die erste Gruppe von Heizelementen des Thermokopfes angeschlosssen sind, und einer zweiten Treiberschaltung besteht welche an den Datenspeicherangeschlossen ist und von diesem die übrigen der Vielzahl von getrennten Datenpunkten empfängt und an die zweite Gruppe von Heizelementen angeschlossen ist, welche die übrigen Heizelemente des Thermokopfes enthält, und daß eine Logiksteuerschaltung an den Datenspeicher und an die erste und die zweite Treiberschaltung angeschlossen ist und während eines Druckzyklus die erste und die zweite Treiberschaltung ansteuert, sodaß jeweils die zweiten der Mehrzahl getrennter Datenpunkte während einer ersten Zeitdauer gleichzeitig von der ersten Gruppe von Heizelementen gedruckt werden und die übrigen der Vielzahl von getrennten Datenpunkten während einer zweiten Zeitdauer gleichzeitig von der zweiten Groppe von Heizelementen gedruckt werden.

Die oben beschriebenen sowie andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Teile mit den selben Bezugsziffern versehen sind und in denen zeigt:

Fig. 1 den Schrägriß des Hauptteils eines Wärmeübertragungs-Druckgerätes, auf das diese Erfindung angewandt wird;

Fig. 2 den Grundriß des Wärmekopfes und eines gedruckten Bildbereichs;

Fig. 3 das Blockschaltbild eines Wärmekopf-Ansteuersystems gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung;

Fig. 4A bis 4H Zeitdiagramme von Signalen, die zur Erläuterung der Arbeitsweise des Schaltkreises von Fig. 3 dienen; und

Fig. 5 die detaillierte Ansicht des gedruckten Bilds.

In Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau eines Wärmeübertragungs-Druckgeräts dargestellt, auf das diese Erfindung angewandt wird. In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer (1) eine Gegendruckwalze bezeichnet, um die ein Druckpapier (2) geschlungen ist

Ein Farbband (3) wird bereitgestellt und von einem Wärmekopf (4) mit der Gegendruckwalze (1) in enge Berührung gebracht Der Wärmekopf (4) ist an seinem Ende mit Heizelementen (6) (z. B. 512 Elementen) versehen. Das Farbband (3) ist mit einem sublimierbaren Farbstoff oder einem anderen thermisch übertragbaren Material beschichtet An die Heizelemente (6) wird wahlweise Heizkraft angelegt, um auf Druckpapier (2) ein Muster abzudrucken.

Bei dieser Ausführungsform soll das Stehbild eines Femsehsignals ausgedruckt werden. Wie Fig. 2 zeigt, ist das Fernsehbild in 512 (senkrechte) x 1024 (waagrechte) Bildpunkte aufgeteilt und wird mit dem Wäimeübertragungskopf (4) ausgedruckt

Das Farbband (3) wird bei der Drehung der Gegendruckwalze (1) bewegt so daß dem Wärmekopf (4) nacheinander eine neue Farbstoffschicht gegenüberliegt Bei dieser Ausführungsform wird die Gegendruckwalze (1) angehalten, wenn die Bildpunkte einer senkrechten Zeile ausgedruckt werden. Nachdem die Bildpunkte einer senkrechten Zeile ausgedruckt sind, wird die Gegendruckwalze schrittweise in Fig. 2 horizontal (Pfeilrichtung (H)) um einen Bildpunkt vorgeschoben. Die Gegendruckwalze (1) steht dann für den darauffolgenden Druckvorgang bereit Das Blockschaltbild für die Anwendung dieser Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt In Fig. 3 wird das Stehbildsignal von einem Videofoliengerät oder ähnlichem an einen Eingang (10) gelegt Das -2-

Nr. 389775

Stehbildsignal wird dann über eine Abtast/Halte-Stufe (11), einen Analog/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) (12) sowie einen Datenpuffer (13) in einen Speicher mit direktem Zugriff (random access memory) (14) eingeschrieben. Bei dieser Ausführungsform werden die Videosignale eines Vollbilds, das von ungeradzahligen und geradzahligen Halbbildern gebildet wird, während jedes Vollbildintervalls aufbereitet, um eine Signalaufbereitung in Einheiten von vertikalen Zeilen durchzuführen. Der Ausdruck erfolgt im darauffolgenden Vollbildintervall. Nunmehr wird angenommen, daß ein Halbbild 256 effektive Zeilen besitzt und daß jeder Abtastwert der 256 effektiven Zeilen in digitale Daten von 5 Bits umgesetzt wird. Dazu muß der Speicher mit direktem Zugriff (14) eine Kapazität von 256 x 5 x 2 Bits besitzen. Ein Abtastimpuls, der für die Datengewinnung verwendet wird, wird von einem Systemimpulsgenerator (16) in Übereinstimmung mit einem zusammengesetzten Synchronisierimpuls erzeugt, der von einer Synchronisierimpuls-Abtrennstufe (15) stammt. Der vom Systemimpulsgenerator (16) erzeugte Abtast-Taktimpuls wird an die Abtast/Halte-Stufe (11) sowie A/D-Umsetzer (12) gelegt. Wenn der A/D-Umsetzer (12) die Kodierung von einem Abtast-Datenwert beendet, erzeugt er ein Signal (EOC) (Kodierenede). Das Signal (EOC) wird an eine Systemsteuerung (17) als Schreib-Taktimpuls angelegt. Der Systemimpulsgenerator (16) erzeugt weiters ein Halbbild-Erkennungssignal (O/E). Das Signal SCHREIB-O/E (Fig. 4A) wird an die Systemsteuerung (17) gelegt.

Das Signal SCHREIB-O/E des Systemimpulsgenerators (16) wird weiters einem Flip-Flop (26) zugeführt und dann in einen Impuls (WIR) (Fig. 4B) umgesetzt, der bei jedem Vollbild (zwei Halbbilder) invertiert wird. Wenn das Signal (W/R) hoch liegt, liefert die Systemsteuerung (17) ein Schreibsignal an den Speicher mit direktem Zugriff (14), so daß dieser in den Schreibbetrieb eingestellt wird. Der Schreibbetrieb dauert zwei Halbbilder (ein Vollbild) lang, so daß im Speicher mit direktem Zugriff (14) Datenwerte gespeichert werden, die 256 x 2 Bildpunkten entsprechen. Im Schreibbetrieb wird das Signal (EOC) als Taktimpuls an einen Adressenzähler (18) gelegt, der dann ein 8-Bit Adressensignal erzeugt Weiters wird als niedrigstwertiges Bit (AO) ein 1-Bit Signal beigefügt, das auf dem Signal SCHREIB-O/E beruht Es können somit für den Adressenzugriff des Speichers mit direktem Zugriff (14) Daten verwendet weiden, die insgesamt 9 Bits besitzen. Während des nächsten Vollbildintervalls wird der Druckbetrieb eingeleitet, so daß die im Speicher mit direktem Zugriff (14) gespeicherten Daten in Abhängigkeit vom Lese-Taktimpuls ausgelesen werden, der von einem Oszillator (19) stammt Im Lesebetrieb wird der Lese-Taktimpuls vom Adressenzähler (18) abgezählt Gleichzeitig werden Daten von insgesamt 9 Bits, die als niedrigstwertiges Bit (AO) das Signal LIES-O/E aufweisen, für den Adressenzugriff des Speichers mit direktem Zugriff (14) verwendet. Weiters ist ein Graustufen-Zähler (20) angeordnet, der einen Übertrag des Adressenzählers (18) empfängt. Ein Ausgang von 5 Bits (32 Graustufen), der vom Graustufen-Zähler (20) stammt, wird in einem Größenvergleicher (21) mit Daten verglichen, die über einen Datenpuffer (13) aus dem Speicher mit direktem Zugriff (14) ausgelesen werden. Die Ausgänge des Größenvergleichers (21) werden an Schieberegister (22-0) und (22-E) gelegt. Jedes der Schieberegister (22-0) und (22-E) besitzt eine Kapazität von 256 Stufen und wird mit dem Lese-Taktimpuls des Oszillators (19) angesteuert. Die Ausgänge des Schieberegisters (22-0) werden über eine Verriegelungsstufe (23-0) und eine Treiberstufe (24-0) parallel an die ungeradzahligen Heizelemente (6-0-1) bis (6-0-256) des Wärmekopfs (4) gelegt. Die Ausgänge des Schieberegisters (22-E) werden über eine Verriegelungsstufe (23-E) und eine Treiberstufe (24-E) parallel an die geradzahligen Heizelemente (6-E-l) bis (6-E-256) gelegt. Die Daten der Schieberegister (22-0) und (22-E) werden mit einem Übertragsignal des Adressenzählers (18) in den Verriegelungsstufen (23-0) und (23-E) verriegelt.

Beim Wärmeübertragungs-Druckgerät gemäß dieser Erfindung ist ein Flip-Flop (25) vorgesehen, das beim Empfang des Übertragsignals vom Graustufen-Zähler (20) gesetzt wird. Der Ausgang (Fig. 4E) des Flip-Flops (25) wird an den Oszillator (19) gelegt, um die Frequenz des Lese-Taktimpulses zu regeln. Der Ausgang des Flip-Flops (25) liegt weiters an einem Eingang eines EX-ODER-Gatters (28), dessen anderer Eingang mit dem Ausgang (Fig. 4C) eines Flip-Flops (27) angesteuert wird. Das Flip-Flop (27) wird mit dem Ausgang eines Flip-Flops (26) getaktet und erzeugt einen Impuls, der bei jedem zweiten Vollbild (vier Halbbilder) invertiert wird. Der Ausgang des EX-ODER-Gatters (28) wird an die Systemsteuerung (17) als Signal LIES-O/E gelegt und einem Eingang sowohl eines UND-Gatters (30) als auch eines UND-Gatters (31) zugeführt. In diesem Fall wird das Signal LIES-O/E an das UND-Gatter (31) über einen Inverter (29) gelegt. Der Q-Ausgang (Fig. 4D) des Hip-Flops (26) wird an den anderen Eingang sowohl des UND-Gatters (30) als auch des UND-Gatters (31) gelegt. Der Q-Ausgang wird dann hoch, wenn das System den Druckbetrieb ausführt. Der Ausgang (Fig. 4G) des UND-Gatters (30) wird an die Treiberstufe (24-0) und der Ausgang (Fig. 4H) des UND-Gatters (31) an die Treiberstufe (24-E) gelegt, um diese in Betrieb zu setzen.

Wie man aus der oben beschriebenen Arbeitsweise eikennt, werden beim Wärmekopf (4) die Heizelemente in der Reihenfolge (6-0) bis (6-E) angesteuert, wenn die erste senkrechte Zeile gedruckt wird. In der zweiten senkrechten Zeile werden beim Wärmekopf (4) die Heizelemente in der Reihenfolge (6-E) bis (6-0) angesteuert. Dazu wird das Signal Lies-O/E als niedrigstwertiges Bit (AO) verwendet, um die im Speicher mit direktem Zugriff (14) gespeicherten Daten auszulesen.

Wie oben beschrieben, ist ein Vollbildspeicher, beispielsweise ein Videofoliengerät erforderlich, um bei dieser Ausführungsform das Videobild zu drucken. Beispielsweise wird ein Stehbildsignal, das man vom Videofoliengerät erhält, an den Eingang (10) gelegt. Das Signal wird im Speicher mit direktem Zugriff (14) für das erste Doppel-Halbbildintervall gespeichert, um das Stehbildsignal im zweiten Doppel-Halbbildintervall -3-

Nr. 389775 auszudrucken. Im dritten Doppel-Halbbildintervall wird im Speicher mit direktem Zugriff (14) das Stehbild-Videosignal auf der nächsten Zeile gespeichert und gleichzeitig die Gegendruckwalze (1) um einen Schritt vorgeschoben. Während des Druckintervalls wird die Gegendruckwalze (1) angehalten. Es ist daher ein Doppel-Vollbildintervall (vier Halbbildintervalle) erforderlich, um eine senkrechte Zeile auszudrucken. Wenn in der Waagrechten 1024 Bildpunkte vorhanden sind, kann ein Videobild in einem Intervall ausgedruckt werden, das 4 x 19024 Halbbildern entspricht

Bei dieser Ausführungsform ist das Femsehsignal in Signalanteile eines ungeradzahligen Halbbilds und Signalanteile eines geradzahligen Halbbilds eingeteilt die in den Speicher mit direktem Zugriff (14) eingeschrieben werden. Im Datenabrufintervall wird das Signal SCHREIB-O/E im ungeradzahligen Halbbild auf den logischen Pegel "1" gesetzt. Damit wird (AO) (niedrigstwertiges Bit der Adresse) des Speichers mit direktem Zugriff (14) auf den logischen Pegel "1" gesetzt. Das Signal SCHREIB-O/E wird im geradzahligen Halbbild auf den logischen Pegel "0” gesetzt Wenn das Datenabrufintervall, das zwei Halbbilder aufweist beendet ist, wird mit dem Druckintervall begonnen. Bei dieser Ausführungsform wird eine Impulsbreitenmodulations-Regelung durchgeführt, um ein Bild von 32 Grauabstufungen gemäß der Art des Videosignals zu erhalten. Da das Videosignal vom A/D-Umsetzer (12) in 5-Bit Daten umgesetzt wird, erzeugt der Graustufen-Zähler (20) ebenfalls 5-Bit Bezugsdaten. Beim ersten Graustufenpegel, beispielsweise "00000", worden 256 Datenwerte, die im Speicher mit direktem Zugriff (14) gespeichert sind, im Größenvergleicher (21) mit den 5-Bit Daten verglichen. Die Vergleichsergebnisse werden der Reihe nach in den Schieberegistern (22-0) gespeichert. In diesem Fall werden das Signal LIES-O/E auf den logischen Pegel ’T und das niedrigstwertige Bit (AO) ebenfalls auf den logischen Pegel "1" gesetzt. Daraufhin werden die im Speicher mit direktem Zugriff (14) gespeicherten 256 Datenwerte mit einem Graustufenpegel (d. h. "00001") verglichen, wobei die Vergleichsergebnisse der Reihe nach im Schieberegister (22-0) gespeichert werden. Der im Schieberegister (22-0) vorher gespeicherte Inhalt wird in Abhängigkeit vom Übertragsignal des Adressenzählers (18) zur Verriegelungsstufe (23-0) abgerufen, dort verriegelt und dazu verwendet, um die ungeradzahligen Heizelemente (6-0-1) bis (6-0-256) über die Treiberstufe (24-0) anzusteuem. Obwohl das Schieberegister (22-E) und die Verriegelungsstufe (23-E) auf die gleiche Art arbeiten wie das Schieberegister (22-0) bzw. die Verriegelungsstufe (23-0), wird der Steuerimpuls nicht an die Treiberstufe (24-E) gelegt. Dadurch werden die geradzahligen Heizelemente (6-E-l) bis (6-E-256) nicht angesteuert. Bei der oben erwähnten Graustufenprüfung ist der Größenvergleicher (21) so angeordnet, daß er dann ein Signal mit dem logischen Pegel ”1" erzeugt, wenn er zwei Eingänge (A) und (B) empfängt und der Eingang (A) gleich oder größer als (B) ist. An sich kann die Impulsbreitenmodulation in Übereinstimmung mit diesem Pegel durchgeführt werden. Da das

Imulsbreitenmodulations-Verfahren in der Patentschrift.........(schwebende Patentanmeldung 06/403.795 vom 30. Juli 1982) beschrieben ist, sei für eine ausführliche Erörterung auf diese Patentschrift verwiesen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform steuert der Wärmekopf (4) die ungeradzahligen Heizelemente und die geradzahligen Heizelemente für die erste senkrechte Zeile in der angeführten Reihenfolge an. Für die zweite senkrechte Zeile steuert der Wärmekopf (4) die geradzahligen Heizelemente und die ungeradzahligen Heizelemente in dieser Reihenfolge an. Die Umschaltung der anzusteuemden Heizelemente wird mit den Steuerimpulsen gesteuert, die von den UND-Gattern (30) und (31) stammen. In diesem Fall wird die Adresse des Speichers mit direktem Zugriff (14) mit dem Signal LIES-O/E gesteuert. Weiters wird erfindungsgemäß der Ausgang des Flip-Flops (25) dazu verwendet, um die Frequenz des Schwingungssignals vom Oszillator (19) zu regeln. Wenn der Wärmekopf (4) die ungeradzahligen Heizelemente ansteuert, steigt die Temperatur der geradzahligen Heizelemente etwas an. Wenn die geradzahligen Heizelemente unter den gleichen Bedingungen angesteuert werden, wie sie für die ungeradzahligen Heizelemente bestehen, werden einige der geradzahligen Heizelemente von der "Restwärme" überhitzt. Um dieses Problem zu beseitigen, wird die Frequenz des Schwingungssignals vom Oszillator (19) etwas angehoben, so daß die Heizelemente während des zweiten Heizintervalls für eine Zeitspanne erhitzt werden, die etwas kürzer als jener Zeitraum ist, in dem das erste Heizintervall ausgeführt wird. Das Verhältnis der Zeitspanne des ersten Heizintervalls zur Zeitspanne des zweiten Heizintervalls wird beispielsweise mit 10:9 festgesetzt.

Die Qualität eines Videobilds, das mit einem Graustufen-Drucker gedruckt wird, kann durch die Heizfolgeregelung und die Heizzeitregelung verbessert werden. Die gedruckten Bildpunkte sind in Fig. 5 dargestellt. Dabei zeigt ein weißer Kreis ein Muster an, das mit Heizelementen gedruckt wurde, die im ersten Druckintervall angesteuert werden, wogegen ein schraffierter Kreis ein Muster anzeigt, das mit Heizelementen gedruckt wurde, die im zweiten Druckintervall angesteuert werden. In diesem Fall ist die Impulsbreite des Wärmeansteuerimpulses, der für den Ausdruck des schraffierten Kreises anliegt, kürzer als die Impulsbreite des Wärmeansteuerimpulses, der für den Ausdruck des weißen Kreises anliegt. -4-

Claims

Nr. 389775 PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum thermischen Drucken von Daten auf ein Medium, mit einem Thermokopf, einem Datenspeicher zur Speicherung von Daten, welche aus einer Vielzahl getrennter, vom Thermokopf zu druckenden Datenpunkten bestehen, und einer Kopfsteuerstufe, welche zwischen dem Thermokopf und dem Datenspeicher geschaltet ist und den Thermokopf ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermokopf (4) eine erste und eine zweite Gruppe von Heizelementen (6) aufweist, welche Gruppen zueinander in verschachtelter Form angeordnet sind und wobei alle Heizelemente (6) in einer Linie angeordnet sind, daß die Kopfsteuerstufe aus einer ersten Treiberschaltung (22-0 bis 24-0), welche an den Datenspeicher (14) angeschlossen ist und von diesem einander abwechselnde getrennte Datenpunkte empfängt und an die erste Gruppe von Heizelementen des Thermokopfes (4) angeschlossen ist, und einer zweiten Treiberschaltung (22-E bis 24-E) besteht, welche an den Datenspeicher (14) angeschlossen ist und von diesem die übrigen der Vielzahl von getrennten Datenpunkten empfängt und an die zweite Gruppe von Heizelementen angeschlossen ist, welche die übrigen Heizelemente des Thermokopfes (4) enthält, und daß eine Logiksteuerschaltung (25, 27, 28, 29, 30, 31) an den Datenspeicher (14) und an die erste und die zweite Treiberschaltung angeschlossen ist und während eines Druckzyklus die erste und die zweite Treiberschaltung (22-0 bis 24-0; 22-E bis 24-E) ansteuert, sodaß jeweils die zweiten der Mehrzahl getrennter Datenpunkte während einer ersten Zeitdauer gleichzeitig von der ersten Gruppe von Heizelementen gedruckt werden und die übrigen der Vielzahl von getrennten Datenpunkten während einer zweiten Zeitdauer gleichzeitig von der zweiten Gruppe von Heizelementen gedruckt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logiksteuerschaltung (25, 27-31) eine Folgesteuerschaltung aufweist, welche die Reihenfolge der Ansteuerung bei jedem abwechselnden Druckzyklus, in dem die erste und die zweite Treiberschaltung (22-0 bis 24-0; 22-E bis 24-E) die entsprechenden Heizelemente (6) ansteuem, steuert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logiksteuerschaltung (25, 27-31) eine Heizzeitsteuerschaltung aufweist, welche die Länge der Heizzeiten steuert, in denen die erste und die zweite Gruppe von Heizelementen jeweils innerhalb jedes Druckzyklus angesteuert weiden, wobei die zweite Gmppe von Heizelementen für eine kürzere Zeit als die Zeit der Ansteuerung der ersten Gruppe von Heizelementen angesteuert wird. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -5-