CN100453326C - 驱动电路及其控制方法与相关热转印头 - Google Patents

Abstract

一种热转印头(thermal print head)的驱动电路，其包含有：多个栅控群组，分别耦接于多个不同时序的控制信号，每一栅控群组包含多个栅控单元(gate unit)，分别耦接于多个加热单元(heating element)；以及寄存器模块，耦接于该多个栅控群组，用来提供每一栅控单元一对应的色阶数据；其中每一栅控单元是依据相对应的控制信号与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元。

Description

驱动电路及其控制方法与相关热转印头

技术领域

本发明是有关热转印打印技术，尤指热升华打印机的驱动电路与其控制方法及相关的热转印头。

背景技术

一般而言，彩色打印机可概分为针式打印机、喷墨打印机、激光打印机、以及热升华(亦称为热转印)打印机四大类。其中，由于热升华打印机可以达到连续色阶(full tone)的打印表现，故愈来愈受到市场的重视。热升华打印机系利用热转印头(thermal print head)来加热色带，将色带上的染料转印到待打印物上，并依加热的时间长短或加热的温度高低来形成连续的色阶。

请参考第1图，其所绘示为一已知热转印头100的示意图。如图所示，热转印头100中会设置多个驱动电路(driver circuit)110。每一驱动电路110都会依据工作时钟信号来加载打印数据，并于打印数据加载后依据锁存信号(latch signal)将数据锁存住。接着，热转印头100会利用控制信号(strobe signal)来控制每一驱动电路110驱动其所连接的多个加热单元(heating element，未显示)。每一加热单元是用来加热一个图像点(dot)，亦即图像中的一个像素。在打印同一列的像素数据时，该控制信号必须控制所有的驱动电路110来同时驱动需要加热的加热单元，也因此，使得热转印头100在运行时的电功耗相当可观。

为了降低热转印头100运行时所需的电功耗，已知的一种方法是将同一列图像数据分成奇像素与偶像素两部分来处理。例如，先打印完同一列图像中的奇像素后，再打印该列图像中的偶像素。这样的打印方式虽然可以降低热转印头100的电功耗，但却需要耗费两倍的打印时间，且会增加热升华打印机在固件控制上的复杂度。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供控制驱动电路的方法与相关的装置，以解决上述问题。

本发明的实施例中揭露了一种热转印头的驱动电路，其包含有：多个栅控群组，分别接收多个不同时序的控制信号，每一栅控群组包含多个栅控单元，分别耦接于多个加热单元；以及寄存器模块，耦接于该多个栅控群组，用来提供每一栅控单元一对应的色阶数据；其中每一栅控单元是依据相对应的控制信号与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元，且针对任意两相邻的加热单元，分别与该两相邻加热单元耦接的两栅控单元是由不同的控制信号所驱动。

本发明的实施例还揭露一种控制热转印头的驱动电路的方法，该驱动电路包含分别耦接于多个加热单元的多个栅控群组，每一栅控群组包含多个栅控单元，该方法包含有：产生多个不同时序的控制信号；以及利用该多个控制信号来分别控制该多个栅控群组的运行；其中针对任意两相邻的加热单元，分别与该两相邻加热单元耦接的两栅控单元是由不同的控制信号所驱动。

在本发明的实施例中，还揭露了一种热转印头，其包含有：控制信号产生器，用来产生多个不同时序的控制信号；以及多个驱动电路，耦接于该控制信号产生器，每一驱动电路包含有：多个栅控群组，分别接收该多个控制信号，每一栅控群组包含多个栅控单元分别耦接于多个加热单元；以及寄存器模块，耦接于该多个栅控群组，用来提供每一栅控单元一对应的色阶数据；其中每一栅控单元是依据相对应的控制信号与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元，且针对任意两相邻的加热单元，分别与该两相邻加热单元耦接的两栅控单元是由不同的控制信号所驱动。

附图说明

第1图为一已知热转印头的示意图。

第2图为本发明一实施例的热转印头的示意图。

第3图为本发明第1图中的驱动电路的一实施例简化后的方块图。

第4图为描述第3图中的驱动电路的一较佳运行方式的时序图。

第5图为本发明另一实施例的驱动电路简化后的方块图。

第6图为描述第5图中的驱动电路的一较佳运行方式的时序图。

[主要元件标号说明]

100、200热转印头

110、210、500驱动电路

220控制信号产生器

310a、310b、510a、510b、510c、510d栅控单元

320、520加热单元

330、530寄存器模块

332移位寄存器

334锁存器模块

400、600时序图

412、414、612、614脉波

420、620加热时间

具体实施方式

请参考第2图，其所绘示为本发明一实施例的热转印头200的示意图。在本实施例中，热转印头200包含有多个驱动电路(driver circuit)210，以及控制信号产生器(strobe signal generator)220。每一驱动电路210是用来驱动多个加热单元(heating element，未显示)。控制信号产生器220则系用来产生第一控制信号(strobe signal)STB1以及第二控制信号STB2，其中，该第一控制信号STB1与该第二控制信号STB2两者的时序并不相同。如第2图所示，该第一控制信号STB1与该第二控制信号STB2两者均会发送至热转印头200中的所有驱动电路210。

此外，热转印头200中的每一个驱动电路皆会接收工作时钟信号CLK与锁存信号(latch signal)LAH。该工作时钟信号CLK是用来控制打印数据DI加载每一驱动电路210的时序，而该锁存信号LAH则系用来于打印数据加载该等驱动电路后，控制每一驱动电路210锁存住所加载的数据。一般而言，该工作时钟信号CLK与该锁存信号LAH是由应用热转印头200的热升华打印机的控制电路所产生。由于该工作时钟信号CLK与该锁存信号LAH的产生方式，为所属领域中具有通常知识者所悉知，为简洁起见，在此不多加赘述。在本例中，该锁存信号LAH、该第一控制信号STB1及该第二控制信号STB2皆为低电平有效(low active)，但本发明的实际实施方式并不以此为限。

请参考第3图及第4图。第3图所绘示为本发明的驱动电路210的一实施例简化后的方块图。第4图则是用来描述驱动电路210的一较佳运行方式的时序图400。如第3图所示，驱动电路210包含有多个栅控单元(gateunit)310，分别用来控制多个加热单元320；以及寄存器模块330，耦接于所有的栅控单元310，用来依据该工作时钟信号CLK接收打印数据DI，并提供每一栅控单元310一对应的色阶数据。在每一驱动电路210中，一部分的栅控单元310接收该第一控制信号STB1，而另一部分的栅控单元310则接收该第二控制信号STB2。从一角度而言，若将每一驱动电路210中所有接收同一控制信号的多个栅控单元视为一个栅控群组(gating group)，则每一驱动电路210中会有多个栅控群组。实作上，将每一控制信号发送至栅控单元数目设计成相同，可获得较佳的节电效果。

举例而言，在本实施例中，该第一控制信号STB1发送至驱动电路210中所有排列于奇数位置的栅控单元310，而该第二控制信号STB2则发送至所有排列于偶数位置的栅控单元310。为便于说明，接收该第一控制信号STB1的栅控单元310在第3图中是以310a表示，而接收该第二控制信号STB2的栅控单元310则是以310b表示。如前所述，可将接收该第一控制信号STB1的多个栅控单元310a视为第一栅控群组，并将接收该第二控制信号STB2的多个栅控单元310b视为第二栅控群组。

如第3图所示，本实施例的寄存器模块330包含有移位寄存器(shiftregister)332以及锁存器模块(latch module)334。移位寄存器332会依据该工作时钟信号CLK来加载待打印数据DI的色阶值。如第4图所示，锁存器模块334会依据该锁存信号LAH中一致能脉波412的触发，将移位寄存器332所加载的第N笔像素色阶数据锁存住，并输出相对应的色阶数据至每一栅控单元310a与310b。接着，在第N笔像素色阶数据所对应的加热时间420内，该第一栅控群组会依据该第一控制信号STB1来控制相对应的奇数加热单元320，而该第二栅控群组也会同时依据该第二控制信号STB2来控制相对应的偶数加热单元320。在一实施例中，每一加热单元320的加热时间长短是由所对应的像素的色阶值来决定，而其加热温度则是由相对应的控制信号来控制。

如第4图所示，为了避免加热单元320因连续加热过久而烧毁，故该第一、第二控制信号STB1与STB2皆会以脉波控制的方式来控制其发送到的栅控单元310。如前所述，该第一控制信号STB1与该第二控制信号STB2在本实施例中皆为低电平有效。因此，当该第一控制信号STB1处于高电平时，该第一栅控群组中的所有栅控单元310a都不会致能(enable)任何加热单元，而当该第一控制信号STB1处于低电平时，每一栅控单元310a则会依据所接收到的色阶数据来决定是否致能相对应的加热单元320。同样地，当该第二控制信号STB2处于高电平时，该第二栅控群组中的所有栅控单元310b都不会致能任何加热单元，而当该第二控制信号STB2处于低电平时，每一栅控单元310b则会依据所接收到的色阶数据来决定是否致能相对应的加热单元320。换言之，驱动电路210中的每一栅控单元310是依据相对应的控制信号与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元320。

在本实施例中，控制信号产生器220在加热时间420中，会交替地将该第一控制信号STB1与该第二控制信号STB2两者设于有效电平(activelevel)，亦即该第一控制信号STB1与该第二控制信号STB2在加热时间420中不会同时处于低电平状态。因此，该第一、第二栅控群组在加热时间420中会交替地进行运行，使得驱动电路210在这段期间内的任一时间点，最多都只会有半数的加热单元320同时在对色带进行加热。如此一来，将可大幅地驱动电路210所需的电功耗。

请注意，在第4图中，该第一控制信号STB1与该第二控制信号STB2于加热时间420中的脉波数目仅为一示意例，而非局限本发明的实施方式。

在依据第N笔像素色阶数据进行加热的过程中，热转印头200便可开始加载下一笔像素色阶数据(亦即第N+1笔像素色阶数据)至每一驱动电路210的移位寄存器332中。当第N笔像素色阶数据加热完成后，每一驱动电路210中的锁存器模块334皆会依据该锁存信号LAH中一致能脉波414的触发，将移位寄存器332新加载的第N+1笔像素色阶数据锁存住。如此一来，当热转印头200处理完第N笔像素色阶数据后，便可立即依据第N+1笔像素色阶数据来进行运行。

由前述说明可知，每一驱动电路210在任一时间点中最多只有半数的加热单元320在同时进行加热，故可推知热转印头200在任一时间点中最多亦只有半数的加热单元320在同时进行加热。相较于已知技术，本发明前揭的驱动电路210的结构可在不增加打印时间的情形下，大幅地将热转印头200所需的电功耗降低一半左右。

请注意，控制信号产生器220所产生的控制信号个数并不局限于两个。实作上，控制信号产生器220亦可产生三个或三个以上不同时序的控制信号，并分别利用这些控制信号来控制每一驱动电路210中的不同栅控群组。只要这些控制信号中任一控制信号处于有效电平的有效期，不要与另一控制信号处于有效电平的有效期完全重达，便可达成降低热转印头200的电功耗的目的。

举例而言，第5图为本发明另一实施例的驱动电路500简化后的方块图。如图所示，驱动电路500包含有多个栅控单元510，分别用来控制多个加热单元520；以及寄存器模块530，耦接于所有的栅控单元510。在本实施例中，驱动电路500中的多个栅控单元510是分成四个栅控群组，分别接收控制信号产生器(未显示)所产生的不同时序的第一、第二、第三及第四控制信号STB1、STB2、STB3及STB4。为便于说明，接收该第一控制信号STB1的栅控单元510于第5图中是标示为510a，接收该第二控制信号STB2的栅控单元510是标示为510b，接收该第三控制信号STB 3栅控单元510是标示为510c，而接收该第四控制信号STB4的栅控单元510则是标示为510d。

请参考第6图，其所绘示为用来描述驱动电路500的较佳运行方式的时序图600。与前述实施例相似，寄存器模块530会依据该锁存信号LAH中致能脉波612的触发，将所加载的待打印图像DI的第N笔像素色阶数据锁存住，并提供每一栅控单元510一相对应的色阶数据。寄存器模块530的运行及实施方式与前述的寄存器模块330是实质上相同，为简洁起见，在此不重复赘述。接着，驱动电路500中的四个栅控群组便会分别依据该四个控制信号STB1、STB2、STB3及STB4来进行运行。对每一栅控群组而言，该栅控群组中的所有栅控单元都会依据该栅控群组所对应的控制信号来运行。例如，在对应于第N列像素的加热时间620内，每一栅控单元510a会依据该第一控制信号STB1与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元520，每一栅控单元510b会依据该第二控制信号STB2与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元520，每一栅控单元510c会依据该第三控制信号STB3与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元520，而每一栅控单元510d则会依据该第四控制信号STB4与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元520。

如第6图所示，为避免加热单元520因相对应的控制信号处于有效电平的时间过短，而造成加热温度不足的情形发生，本实施例是于加热时间620的前半段时间中交替地将该第一、第二控制信号STB1与STB2切换至有效电平，并于加热时间620的后半段时间中交替地将该第三、第四控制信号STB3与STB4切换至有效电平。因此，前述这四个控制信号在加热时间620的任一时间点中，仅会有一个控制信号是处于有效电平。利用这样的控制方式，打印一列像素所需的时间约略是前述热转印头200的两倍，但却可将所需的电功耗再大幅降低一半左右。

同样地，在依据第N笔像素色阶数据进行加热的过程中，驱动电路500的寄存器模块530即可开始加载第N+1笔像素色阶数据，并于第N笔像素色阶数据加热完成后，依据该锁存信号LAH中致能脉波614的触发，将新加载的第N+1笔像素色阶数据锁存住。如此一来，当热转印头处理完第N笔像素色阶数据后，便可立即依据第N+1笔像素色阶数据来进行运行操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种热转印头的驱动电路，其包含有：

多个栅控群组，分别接收多个不同时序的控制信号，每一栅控群组包含多个栅控单元，分别耦接于多个加热单元；以及

寄存器模块，耦接于该多个栅控群组，用来提供每一栅控单元一对应的色阶数据；

其中每一栅控单元是依据相对应的控制信号与所接收到的色阶数据来控制所耦接的加热单元，且针对任意两相邻的加热单元，分别与该两相邻加热单元耦接的两栅控单元是由不同的控制信号所驱动。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其中该多个控制信号会交替地处于有效电平。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其中该多个控制信号是于每一笔像素数据的打印过程中，交替地处于该有效电平。

4.根据权利要求1所述的驱动电路，其中每一控制信号发送至相同数目的栅控单元。

5.根据权利要求1所述的驱动电路，其中该多个控制信号于同一时间点仅有一个控制信号会处于有效电平。

6.一种控制热转印头的驱动电路的方法，该驱动电路包含分别耦接于多个加热单元的多个栅控群组，每一栅控群组包含多个栅控单元，该方法包含有：

产生多个不同时序的控制信号；以及

利用该多个控制信号来分别控制该多个栅控群组的运行；

其中针对任意两相邻的加热单元，分别与该两相邻加热单元耦接的两栅控单元是由不同的控制信号所驱动。

7.根据权利要求6所述的方法，其中产生该多个控制信号的步骤包含有：

交替地将该多个控制信号设于有效电平。

8.根据权利要求7所述的方法，其中产生该多个控制信号的步骤包含有：

在每一笔像素数据的打印过程中，交替地将该多个控制信号设于该有效电平。

9.根据权利要求6所述的方法，其中每一控制信号是控制相同数目的栅控单元。

10.根据权利要求6所述的方法，其中该多个控制信号于同一时间点仅有一个控制信号会处于有效电平。

11.根据权利要求6所述的方法，其中控制该多个栅控群组的运行的步骤包含有：

针对每一栅控群组，利用该栅控群组所对应的控制信号来控制该栅控群组中的所有栅控单元。

12.一种热转印头，其包含有：

控制信号产生器，用来产生多个不同时序的控制信号；以及

多个驱动电路，耦接于该控制信号产生器，每一驱动电路包含有：

多个栅控群组，分别接收该多个控制信号，每一栅控群组包含多个栅控单元，分别耦接于多个加热单元；以及

寄存器模块，耦接于该多个栅控群组，用来提供每一栅控单元一对应的色阶数据；

其中每一栅控单元是依据相对应的控制信号与色阶数据来控制所耦接的加热单元，且针对任意两相邻的加热单元，分别与该两相邻加热单元耦接的两栅控单元是由不同的控制信号所驱动。

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