DE3327904C2 - Thermoaufzeichnungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Thermoaufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Thermoaufzeichnungsgerät ist aus der JP-OS 54-21351 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Thermoaufzeichnungsgerät weist einen mehrere Heizelemente umfassenden Thermoaufzeichnungskopf sowie eine Steuerein­ richtung auf, welche die Heizelemente unter Berücksichti­ gung der jeweils aufzuzeichnenden Bildinformation mit ver­ änderbarer elektrischer Leistung ansteuert. Im einzelnen geschieht dies dadurch, daß mittels eines Zählers die An­ zahl der schwarz auszudruckenden Bildelemente gezählt wird und in Abhängigkeit vom Zählstand des Zählers unter Verwen­ dung eines Zeitgebers die Impulsbreite der an die Heizele­ mente anzulegenden Spannung verändert wird. Hierdurch soll erreicht werden, daß Temperaturschwankungen der Heizele­ mente kompensiert werden und sich eine gleichmäßige Auf­ zeichnungsdichte einstellt.

Eine derartige Steuerung ist jedoch nicht in der Lage, un­ ter allen Umständen eine jeweils völlig gleichmäßige Auf­ zeichnungsdichte zu gewährleisten; die Qualität der aufge­ zeichneten Bilder ist folglich entsprechend schwankend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ther­ moaufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß stets Bilder mit konstant hoher Qualität erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 beanspruchten Merkmale gelöst.

Demnach wird jeweils die Anzahl der während der Aufzeich­ nung gleichzeitig wärmeerzeugenden Heizelemente erfaßt und ein erster Zähler jedesmal dann aufgestuft, wenn die er­ faßte Anzahl der Heizelemente einen bestimmten Wert er­ reicht oder übersteigt, wobei die den Heizelementen zuge­ führte elektrische Leistung nur dann verringert wird, wenn der Zählstand dieses ersten Zählers einen bestimmten Zähl­ stand erreicht. Erfindungsgemäß ist darüberhinaus ein zwei­ ter Zähler vorgesehen, der jedesmal dann abgestuft wird, wenn die erfaßte Anzahl der Heizelemente den bestimmten Wert nicht erreicht, wobei die den Heizelementen zugeführte elektrische Leistung wieder erhöht wird, wenn der Zählstand dieses zweiten Zählers einen bestimmten Zählstand erreicht.

Bedingt durch die Tatsache, daß zunächst überprüft wird, ob ein Aufzeichnungsschritt überhaupt einen nennenswerten Bei­ trag zur Temperaturerhöhung des Thermoaufzeichnungskopfs leistet oder ob die Temperatur des Thermoaufzeichnungskopfs bei Betätigung von nur sehr wenigen Heizelementen bei einem Aufzeichnungsschritt eher absinkt, und ferner bedingt durch die Tatsache, daß die den Heizelementen zugeführte elektri­ sche Leistung in Abhängigkeit von der zuvor aufgezeichneten Bildinformation sowohl nach oben als auch nach unten korri­ gierbar ist, läßt sich eine stets konstante Temperatur der angesteuerten Heizelemente und damit eine gleichbleibend gute Qualität der erzeugten Bilder erreichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein erstes Ausführungs­ beispiel des Thermoaufzeichnungsgeräts zeigt.

Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Steuerungsvorgang zum Erzielen gleichförmiger Dichte veranschaulicht.

Fig. 3 und 4 sind Darstellungen, die der Dichtegleich­ förmigkeitssteuerung gemäß der Erfindung entspre­ chende Änderungen von Impulsbreiten zeigen.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel des Thermoaufzeichnungsgeräts zeigt.

Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsablauf zum Verhindern einer Überhitzung des Thermokopfs veranschaulicht.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Temperatur­ änderungen im Thermokopf bei der fortgesetzten Aufzeichnung mehrerer Vorlagen zeigt.

Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, das von einer Bildsignal- Steuereinheit C abgegebene Bildsignale t₁ und t₂ zum Speisen von Heizelementen des Thermokopfs zeigt.

Die Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Thermoaufzeichnungs­ geräts und zeigt einen Mikroprozessor CPU, eine Sammel­ leitung B, eine Bildsignal-Steuereinheit C, einen Thermo­ kopf H, Kopftreiber-Transistoren Q₁, Q₂, . . . Q_n, Widerstände R₁, R₂, . . . R_n, die Heizelemente des Thermokopfs bilden, und eine Stromversorgungsspannung Vcc.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel führt der Mikroprozessor CPU eine Steuerung gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ablaufdiagramm aus.

Der Mikroprozessor CPU setzt die Bildsignale in der Ein­ heit einer Zeile, wie sie in den Fig. 3 und 4 durch einen Pfeil A₁ dargestellt ist, in die Bildsignale in der Einheit eines Bands um, wie es durch einen Pfeil A₂ dar­ gestellt ist, und führt die dermaßen umgesetzten Signale der Bildsignal-Steuereinheit C synchron mit der Bewegung des Thermokopfs in der durch den Pfeil A₁ dargestellten Hauptabtastrichtung zu. Entsprechend den dermaßen zuge­ führten Bildsignalen führt die Bildsignal-Steuereinheit C den Kopftreiber-Transistoren Q1, Q2, . . . Qn Aufzeichnungs­ impulse mit einer vorbestimmten Breite zum Speisen der Wärmeerzeugungs-Widerstände R1 - Rn des Thermokopfs H zu, wodurch die Bildinformation auf ein Thermoaufzeichnungs­ blatt aufgezeichnet wird.

Bei der Abgabe dieser Aufzeichnungsimpulse führt die Bildsignal-Steuereinheit C ein Programm gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ablaufdiagramm aus. Zuerst werden vor dem Beginn der Aufzeichnung bei einem Schritt S1 An­ fangswerte für eine Aufzeichnungsanzahl und eine Impuls­ breite der den Kopftreiber-Transistoren Q1, Q2, . . . , Qn zu­ zuführenden Aufzeichnungsimpulse eingestellt. Für eine jeweilige Impulsbreite wird im voraus eine bestimmte An­ zahl von Aufzeichnungen festgelegt.

Danach werden bei einem Schritt S2 aus dem Mikroprozessor CPU in die Bildsignal-Steuereinheit C Bildsignale zum Bilden von Punkten in einer der Breite des Bands entspre­ chenden Anzahl eingegeben, wonach bei einem Schritt S3 aus der Bildsignal-Steuereinheit C den Kopftreiber-Transistoren Q1, Q2, . . . , Qn Aufzeichnungsimpulse mit der schon bei dem Schritt S1 festgelegten Impulsbreite zugeführt werden, um die Heizelemente des Thermokopfs zu speisen.

Während der Zufuhr dieser Aufzeichnungsimpulse führt die Bildsignal-Steuereinheit C die folgende Steuerung aus: Zuerst wird bei einem Schritt S4 die Anzahl von laufend aufgezeichneten Schwarzpunkten gezählt. Falls bei einem Schritt S5 ermittelt wird, daß die Schwarzpunkte-Anzahl groß genug ist, das ganze Substrat des Thermokopfs zu erwärmen, wird eine Aufzeichnung gezählt, wonach das Programm zu einem Schritt S6 fortschreitet. Bei dem Schritt S6 wird ermittelt, ob die Aufzeichnungsanzahl die im voraus entsprechend der Impulsbreite eingestellte Auf­ zeichnungsanzahl erreicht hat, wonach das Programm zu einem Schritt S7 fortschreitet, bei dem die Impulsbreite für die nachfolgende Aufzeichnung verringert wird und entsprechend der dermaßen verringerten Impulsbreite eine neue Aufzeichnungsanzahl eingestellt wird.

Wenn andererseits bei dem Schritt S5 ermittelt wird, daß die Schwarzpunkte-Anzahl nicht groß genug ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S9 weiter, bei dem die aufein­ anderfolgende Anzahl von Bildaufzeichnungen mit einer der­ artigen geringen Schwarzpunkte-Anzahl gezählt wird. Falls diese Zählung eine bestimmte Anzahl übersteigt, schreitet das Programm zu einem Schritt S10 weiter, bei dem für die nachfolgende Aufzeichnung die Impulsbreite vergrößert wird und eine der dermaßen vergrößerten Impulsbreite ent­ sprechende Aufzeichnungsanzahl eingestellt wird.

Nach Abschluß dieses Programmablaufs schreitet das Pro­ gramm entweder von dem Schritt S7 oder von dem Schritt S10 zu einem Schritt S8 weiter, bei dem das Ende der gerade abgegebenen Aufzeichnungsimpulse abgewartet wird. Die Aufzeichnung erfolgt durch Wiederholen des vorstehend beschriebenen Programmablaufs, wobei die Anfangseinstel­ lung der Impulsbreite und der Aufzeichnungsanzahl am Ende einer jeden Hauptabtastung ausgeführt wird.

Die Änderungen der Impulsbreite und der Aufzeichnungs­ anzahl gemäß der vorstehenden Erläuterung erlauben es, entsprechend dem exponentiellen Temperaturanstieg des Thermokopf-Substrats eine nahezu exponentielle Steuerung hinsichtlich der Impulsbreite in der Hauptabtastrichtung zu erreichen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Änderungen der Impulsbrei­ te bei der erfindungsgemäßen Dichtegleichförmigkeit- Steuerung, und zwar jeweils bei der Aufzeichnung allein von Schwarzsignalen bzw. bei der Aufzeichnung von Signa­ len, die Schwarzsignale und Weißsignale enthalten. In diesen grafischen Darstellungen sind mit P die Bildsignale dargestellt, die ein Band bilden, während TO einen Maximalwert der Aufzeichnungsimpulsbreite darstellt.

Im Falle der Fig. 3 zeigt die Impulsbreite eine exponen­ tielle Abnahme, jedoch wird im Falle der Fig. 4 die im­ pulsbreite jeweils nach einer fortgesetzten Schwarzauf­ zeichnung bzw. einer fortgesetzten Weißaufzeichnung ver­ ringert oder vergrößert.

Gemäß der vorstehenden Erläuterung erlaubt es die Erfin­ dung, durch die Regelung der Impulsbreite entsprechend dem Schwarzpegel der aufzuzeichnenden Bildsignale eine gleichförmige Aufzeichnungsdichte zu erreichen und eine Überhitzung des Thermokopfs zu verhindern.

Obwohl die Aufzeichnungsimpuls-Steuerung bei dem vor­ stehend beschriebenen Ausführungsbeispiel auf das Erzie­ len einer gleichförmigen Dichte gerichtet ist, kann das erfindungsgemäße Thermoaufzeichnungsgerät auch dazu ver­ wendet werden, über dem ganzen Bild einen gleichförmigen Dichtepegel hervorzurufen. Mittels einer zusätzlichen Steuerung für das Schalten der Impulsspannung oder der Impulsbreite in einigen Stufen ist es daher möglich, ein Thermoaufzeichnungsgerät zu erhalten, welches eine Tö­ nung- bzw. Gradationsaufzeichnung ermöglicht.

Weiterhin wird zwar bei dem vorstehend beschriebenen Aus­ führungsbeispiel die Impulsbreite geregelt, während die Impulsspannung an dem Thermokopf konstant gehalten wird, jedoch kann die gleiche Wirkung auch durch eine gleichar­ tige Steuerung der Impulsspannung erzielt werden, wäh­ rend die Impulsbreite konstant gehalten wird.

Die Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Thermoaufzeichnungsgeräts, wobei eine Bildsignal-Steuereinheit C, Kopftreiber-Transistoren Q1, Q2, . . . ,Qn, Widerstände R1, R2, . . . Rn, die Heizelemente bilden, und ein mit den mehreren Heizelementen R1 bis Rn ausgestatteter Thermokopf H gezeigt sind. An dem Thermo­ kopf H oder in dessen Nähe ist ein Temperaturfühler TS angebracht. Mit D1, D2, . . . ,Dn sind Bildsignale bezeich­ net.

Die Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktion der in Fig. 5 gezeigten Bildsignal-Steuereinheit veran­ schaulicht, wobei mit Tmax eine vorbestimmte Temperatur für die Ausführung einer Überhitzungsschutz-Steuerung bezeichnet ist und t1 und t2 Impulsbreiten der aus der Bildsignal-Steuereinheit C den Transistoren Q1 bis Qn zuzuführenden Bildsignale sind, wobei t1 kleiner als t2 ist.

Die Fig. 7 ist eine grafische Darstellung, die die Tem­ peraturänderungen im Thermokopf bei der erfindungsgemäßen Überhitzungsschutz-Steuerung zeigt.

Die Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, das Änderungen der aus der Bildsignal-Steuereinheit C den Kopftreiber-Transisto­ ren Q1, Q2, . . . ,Qn bei der Überhitzungsschutz-Steuerung zu­ geführten Bildsignale D1, D2, . . . Dn zeigt. Eine Kurve (B) zeigt eine Kurvenform mit im Vergleich zu einer Kurvenform gemäß (A) verringerter Impulsbreite (t1<t2), während eine Kurve (C) eine Kurvenform mit einer im Vergleich zu der Kurvenform gemäß (A) verringerten Impulsspannung zeigt (V1<V2).

Gemäß dem in Fig. 6 gezeigten Ablaufdiagramm wird vor Beginn der Aufzeichnung für eine erste Vorlage bei einem Schritt S1 mit dem Temperaturfühler TS die Anfangstempe­ ratur des Thermokopfs H ermittelt. Wenn die ermittelte Temperatur höher als die vorbestimmte Temperatur Tmax ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S2 weiter, bei welchem die Aufzeichnung mit der Impulsbreite t1 vorgenommen wird. Falls andererseits die ermittelte Tem­ peratur niedriger als die vorbestimmte Temperatur Tmax ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S3 weiter, bei dem die Aufzeichnung mit der Impulsbreite t2 erfolgt. Innerhalb eines Aufzeichnungsbilds wird diese Aufzeich­ nungsimpulsbreite konstant gehalten.

Bei jeweils nachfolgenden Schritten S4 und S5 wird der Abschluß der einer Vorlage entsprechenden Aufzeichnung und die Beendigung des Aufzeichnungsvorgangs ermittelt. Bei einem nachfolgenden Schritt S6 wird ermittelt, ob eine Aufzeichnung einer nachfolgenden Vorlage erforder­ lich ist; wenn dies der Fall ist, kehrt das Programm zu dem Schritt S1 zurück, bei dem wieder die Temperatur des Thermokopfs H geprüft wird und auf gleichartige Weise die Aufzeichnungsimpulsbreite für die nachfolgende Aufzeich­ nung festgelegt wird.

Im Falle fortgesetzter Informationsaufzeichnung werden die vorstehend beschriebenen Vorgänge wiederholt.

Gemäß der vorstehenden Erläuterung wird die Aufzeichnungs­ impulsbreite verkürzt, sobald die Temperatur des Thermo­ kopfs H eine bestimmte festgelegte Temperatur über­ steigt; dadurch wird die in dem Thermokopf H gesammelte Wärme abgeführt. Infolgedessen erreicht gemäß der Darstel­ lung in Fig. 7 die Temperatur einen stationären Zustand um die vorbestimmte-Temperatur Tmax herum, so daß selbst bei einer lang dauernden fortgesetzten Aufzeichnung eine Beschädigung bzw. Zerstörung des Thermokopfs H verhin­ dert werden kann.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zwar die Überhitzung des Thermokopfs durch Regelung der Aufzeichnungsimpulsbreite verhindert, jedoch ist eine gleichartige Wirkung auch durch Steuerung der dem Thermo­ kopf zugeführten Impulsspannung unter Konstanthalten der Aufzeichnungsimpulsbreite erzielbar.

Gemäß der vorstehenden Erläuterung ist mit der Erfindung ein zufriedenstellender Schutz des Thermokopfs gegen Überhitzung mittels eines einfachen Schaltungsaufbaus und einer einfachen Steuerung dadurch erzielbar, daß die Kopftemperatur zu Beginn der Aufzeichnung geprüft wird und demgemäß die Impulsbreite oder die Impulsspannung eingeregelt wird. Ferner ist die erfindungsgemäße Gestal­ tung auch zum Vermeiden von plötzlichen Dichteänderungen in einem Aufzeichnungsbild wirkungsvoll.

Es wird ein Thermoaufzeichnungsgerät angegeben, das es ermöglicht, durch die Steuerung von einem Thermokopf zu­ geführten Aufzeichnungsimpulsen eine zufriedenstellende Bildqualität zu erhalten, ferner durch die Steuerung der Impulsbreite oder der Spannung von Aufzeichnungsimpulsen gemäß einem Schwarzpegel von Bildinformationen eine gleichförmige Aufzeichnungsdichte zu erhalten und im weiteren unnatürliche Änderungen der Aufzeichnungsdichte auf einem Aufzeichnungsblatt dadurch zu verhindern, daß zu Beginn oder zum Abschluß eines jeweiligen Aufzeich­ nungsvorgangs für ein Vorlagenblatt die Impulsbreite der Aufzeichnungsimpulse gesteuert wird.

Claims (4)

1. Thermoaufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung von Bildin­ formationen auf einem Aufzeichnungsmedium, mit einem meh­ rere Heizelemente aufweisenden Thermoaufzeichnungskopf so­ wie mit einer Steuereinrichtung, welche die Heizelemente unter Berücksichtigung der jeweils aufzuzeichnenden Bildin­ formation mit veränderbarer elektrischer Leistung an­ steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (CPU)
[a] jeweils die Anzahl der während der Aufzeichnung gleich­ zeitig Wärme erzeugenden Heizelemente (R1 bis Rn) erfaßt,
[b] einen ersten Zähler jedesmal dann aufstuft, wenn die erfaßte Anzahl der Heizelemente (R1 bis Rn) einen bestimm­ ten Wert erreicht und übersteigt,
[c] einen zweiten Zähler jedesmal dann aufstuft, wenn die erfaßte Anzahl der Heizelemente (R1 bis Rn) den bestimmten Wert nicht erreicht,
[d] die den Heizelementen (R1 bis Rn) zugeführte elektri­ sche Leistung verringert, wenn der Zählstand des ersten Zählers einen bestimmten Zählstand erreicht, und
[e] die den Heizelementen (R1 bis Rn) zugeführte elektri­ sche Leistung erhöht, wenn der Zählstand des zweiten Zäh­ lers einen bestimmten Zählstand erreicht.

2. Thermoaufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (CPU) die den Heiz­ elementen (R1 bis Rn) zugeführte elektrische Leistung im wesentlichen exponentiell verringert, wenn bei den vorher­ gehenden Aufzeichnungsschritten im wesentlichen nur der er­ ste Zähler aufgestuft wurde.

3. Thermoaufzeichnungsgerät nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Steuerung der den Heizelementen (R1 bis Rn) zugeführten elektrischen Leistung jeweils nur die­ jenigen Aufzeichnungsschritte ausgewertet werden, die zuvor innerhalb der gerade auszudruckenden Zeile ausgeführt wur­ den.

4. Thermoaufzeichnungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (CPU) die elektrische Leistung durch Ändern einer Im­ pulsbreite oder einer Spannung ändert.