DE3525409C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Ansteuern eines thermischen Zeilendruckkopfes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges System zum Ansteuern eines thermischen Zeilendruckkopfes ist aus der EP 0 068 702 A2 bekannt. Auch dieses bekannte System weist eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Heizelementen auf, die in mehrere Blöcke aufgeteilt sind. Diese mehreren Blöcke können nacheinander von einem Ende zum anderen Ende des Druckkopfes über eine Steuereinrichtung angesteuert werden. Das bekannte System enthält eine Energieversorgungseinrichtung, um einzelnen Heizelementen des Druckkopfes selektiv Energie abhängig von Erregungsbedingungen der Heizelemente zuzuführen. Bei diesem bekannten System wird angestrebt die Energiemenge, welche jedem Heizelement zugeführt wird, bei einem jeweils nächsten Druckzyklus davon abhängig einzustellen wie hoch die Energiemenge bei einem vorhergehenden Druckzyklus war und auch abhängig davon einzustellen, wie hoch die Dichte der Bilddaten ist, die gedruckt werden sollen. Dieses bekannte System ist jedoch nicht im Stande einzelne Heizelemente innerhalb eines jeweiligen Blockes von Heizelementen bzw. innerhalb mehrerer Blöcke von Heizelementen hinsichtlich der Energieversorgung zu berücksichtigen.

Aus der US-PS 44 15 908 ist ein Thermodrucker bekannt, der ebenfalls einen Thermokopf aufweist, welcher eine Vielzahl von Heizelementen enthält. Auch bei diesem bekannten Thermodrucker sind die Heizelemente in Gruppen zusammengefaßt und werden auch gruppenmäßig erregt. Bei diesem bekannten System werden immer wenigstens drei benachbarte Heizelementblöcke erregt, wobei auch eine Speichereinrichtung vorhanden ist, um ein Einstellmuster zu speichern, nach welchem die jeweiligen Heizelementgruppen erregt werden. Jedoch ist es bei diesem bekannten System ebenfalls nicht möglich, einzelne Heizelemente innerhalb der Heizelementgruppen hinsichtlich der Energiezufuhr besonders zu berücksichtigen.

In einem thermischen Zeilendruckkopf der eingangs genannten Art sind die Anzahl von Heizelementen, die in Form einer Einzelzeile angeordnet sind, in eine Anzahl Blöcke unterteilt und die Blöcke, welche jeweils eine vorbestimmte Anzahl Heizelemente enthalten, werden einer nach dem anderen nacheinander aktiviert. In Fig. 2 ist dargestellt, wie eine solche Blockansteuerung eines thermischen Zeilendruckkopfes durchgeführt wird. In Fig. 2 sind nur zwei Druckzeilen dargestellt, d. h. eine vorhergehende Zeile und die laufende Zeile; es ist jedoch zu beachten, daß da ein Blatt Aufzeichnungspapier üblicherweise relativ zu dem thermischen Druckkopf in der Richtung bewegt wird, die senkrecht zu der Anordnungszeile der Heizelemente in dem thermischen Druckkopf verläuft, in der Tat eine Anzahl Druckzeilen vor der laufenden Zeile gedruckt werden. In Fig. 2 gibt jeder Kreis ein Bildelement an, welches durch das entsprechende Heizelement des thermischen Druckkopfs zu drucken ist; wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt, ist die ganze Abtastzeile in eine Anzahl Blöcke unterteilt, und die Blöcke werden einer nach dem anderen von einem Ende zum anderen angesteuert, wobei die Heizelemente eines Blocks selektiv gemäß dem entsprechenden Teil eines Bildsignals aktiviert werden.

In Fig. 2 sind die Endpunkte eines Blockes als schraffierte Kreise in der laufenden Zeile angezeigt. Diese Blockendpunkte werden durch die Bildinformation einer vorhergehenden Zeile und die benachbarten Punkte der laufenden Zeile im Vergleich zu den anderen Punkten, welche keine Blockendpunkte sind, thermisch weniger beeinträchtigt. Folglich neigen diese Blockendpunkte dazu, wenn sie aktiviert werden, in der Temperatur niedriger zu sein, was einen örtlich geringeren Bildschwärzungsgrad bewirkt, was ein gedrucktes Bild schlechter Qualität zur Folge hat. Ein derartiger Nachteil wird insbesondere dann deutlich, wenn ein thermisches Drucken in einem Halbtonmode z. B. in einem Mehrschwärzungsgrad-Pegelmodulationsgrad (im Falle eines direkten Druckens) oder in einem Flächenmodulationsmode (im Falle des Transferdruckens) bewirkt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein System zum Ansteuern eines thermischen Zeilendruckkopfes der angegebenen Gattung zu schaffen, welches die Möglichkeit bietet, bei der Energiezufuhr zu den jeweiligen Heizelementen auch einzelne Heizelemente, insbesondere die an den Enden der Blöcke vorhandenen Heizelemente spezifisch berücksichtigen zu können, um dadurch die Druckqualität weiter zu verbessern.

Diese Aufgsbe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Systems zum Ansteuern eines thermischen Zeilen-Druckkopfes gemäß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, in welcher zwei Druckzeilen, d. h. eine vorhergehende und eine laufende Zeile, dargestellt sind, welche in einer blockweisen Ansteuerung gedruckt werden; und

Fig. 3a und 3b schematische Darstellungen, welche zur Erläuterung verwendet werden, wie sich der thermische Einfluß zwischen dem Blockendpunkt und einem mittleren Punkt unterscheidet.

Gemäß der Erfindung ist ein Ansteuerungssystem geschaffen, um einen thermischen Zeilen-Druckkopf nacheinander Block für Block anzusteuern, wobei ein modifizierter Wert Ansteuerenergie an jeden der Blockendpunkte angelegt wird, wenn er entsprechend einem Bildsignal zu aktivieren ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist der modifizierte Ansteuerenergiewert, der an den Blockendpunkt angelegt wird, höher als ein Bezugsenergiewert, der außer an den Blockendpunkt an die anderen Punkte angelegt wird.

Anhand von Fig. 3a und 3b wird der Grundgedanke der Erfindung beschrieben. In Fig. 3a und 3b ist ein interessierender Punkt mit a bezeichnet, und die benachbarten Punkte auf beiden Seiten des interessierenden Punktes a sind mit b bzw. mit f bezeichnet, und diese Punkte, welche den Punkten b, a und f in der laufenden Zeile entsprechen und welche in der vorhergehenden Zeile festgelegt sind, sind dementsprechend mit c, d und e bezeichnet. Folglich entspricht der Punkt d in der vorhergehenden Zeile dem Punkt a in der laufenden Zeile, und diese beiden Punkte d und a werden durch dasselbe Heizelement eines thermischen Druckkopfes zeitlich gestaffelt gedruckt. Die gleichen Argumente gelten zwischen den Punkten c und b zwischen den Punkten e und f. Ferner ist zu beachten, daß in Fig. 3a und 3b die Blockendpunkte durch schraffierte Kreise bezeichnet sind, und folglich ist nur ein Blockendpunkt im Falle der Fig. 3a dargestellt, während zwei Blockendpunkte b und a im Falle der Fig. 3b dargestellt sind.

Wenn, wie in Fig. 3a dargestellt, der interessierende Punkt a ein dazwischen liegender Punkt und kein Blockendpunkt ist, wird er thermisch nicht nur durch die benachbarten Punkte b und f, welche zur selben Zeit wie der interessierende Punkt a aktiviert werden, sondern auch die drei entsprechenden Punkte c, d und e in der vorhergehenden Zeile beeinflußt. Wenn andererseits, wie in Fig. 3b dargestellt, der interessierende Punkt a ein linker Blockendpunkt ist, dann wird er thermisch durch den rechten angrenzenden Punkt f, welcher zur selben Zeit wie der interessierende Punkt a aktiviert wird, und durch die entsprechenden Punkte d und e der vorhergehenden Zeile beeinflußt. In ähnlicher Weise wird, obwohl es nicht dargestellt ist, wenn der interessierende Punkt a ein rechter Blockendpunkt ist, dieser thermisch durch den linken benachbarten Punkt b und die entsprechenden Punkte c und d in der vorhergehenden Zeile beeinflußt. Auf diese Weise unterscheidet sich der thermische Einflußpegel, der von dem interessierenden Punkt a aufgenommen wird, zwischen dem Fall, bei welchem der interessierende Punkt ein Blockendpunkt ist, und dem Fall, bei welchem der interessierende Punkt a ein dazwischenliegender Punkt ist. Wenn der interessierende Punkt a ein Blockendpunkt ist, wird er im Vergleich zu dem Fall, bei welchem der interessierende Punkt a ein dazwischenliegender Punkt ist, thermisch weniger beeinflußt. Mit anderen Worten, der interessierende Punkt a im Falle eines Blockendpunktes erhält im Vergleich zu dem interessierenden Punkt a im Falle eines dazwischenliegenden Punktes einen niedrigeren thermischen Beeinflussungspegel. Folglich liegt der Blockendpunkt auf einer niedrigen Temperatur, wenn er durch denselben Ansteuerstrom aktiviert wird, und zwar hauptsächlich infolge dieses verminderten thermischen Einflusses, welcher eine örtliche Abnahme in dem Bildschwärzungsgrad zur Folge haben würde. Basierend auf dieser Feststellung ist gemäß dem Grundgedanken der Erfindung ein Ansteuersystem eines in Blöcke unterteilten thermischen Zeilendruckkopfes geschaffen, welcher entsprechend ausgeführt ist, um einen höheren Ansteuerenergiewert anzulegen, wenn ein Blockendpunkt bei einer Blockansteuerung zu aktivieren ist.

In Fig. 1 ist ein System zum Ansteuern eines thermischen Druckkopfes dargestellt, welcher gemäß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung ausgeführt ist. Wie dargestellt, werden bei dem Ansteuersystem der Fig. 1 Druckdaten D eines Bildsignals, welches ein Bit oder eine Anzahl Bits für jedes Bildelement enthält, und ein Taktsignal C angelegt, welches synchron mit dem Bildsignal D ist. Das Ansteuersystem der Fig. 1 weist einen Zähler, welcher das Taktsignal C erhält, und eine Dekodiereinrichtung 2, im weiteren Verlauf auch als Dekodierer bezeichnet, auf, welcher mit dem Zähler 1 verbunden ist, um dessen Zählstand aufzunehmen. Der Zähler 1 und die Dekodiereinrichtung 2 in Kombination stellen einen Blockendpunkt fest, wenn ein thermischer Druckkopf 9 mit einer Anzahl (nicht dargestellter) Heizelemente, welche in Form einer einzigen Zeile angeordnet sind, anzusteuern ist, wobei sie in Blöcke unterteilt sind.

Das Ansteuersystem der Fig. 1 weist auch einen Pufferspeicher 3 auf, welcher entsprechend geschaltet ist, um das Bildsignal D aufzunehmen und welcher drei Punkte Bildinformation speichern kann, welche in der laufenden Druckzeile auszudrucken sind, d. h. die Punkte b, a und f, wobei jeder Punkt aus einem Bit oder einer Vielzahl bestehen kann. Der Pufferspeicher 3 hat einen Ausgangsanschluß, welcher mit einem Eingangsanschluß eines Blockzeilenpuffers 4 verbunden ist, welcher eine Block-Bildinformation speichern kann. In der dargestellten Ausführungsform speichert der Zeilenpuffer 4 die Bildinformation des entsprechenden Blockes in der vorhergehenden Zeile, so daß er die Daten für die entsprechenden drei Punkte c, d und e in der vorhergehenden Zeile enthält. In dem Ansteuersystem der Fig. 1 ist ein Selektor 5 vorgesehen, welcher dekodierte Daten von dem Dekodierer 2 erhält, wobei die dekodierten Daten anzeigen, ob der interessierende Punkt a, der nunmehr in der mitleren Position des Pufferspeichers 3 gespeichert ist, ein Blockendpunkt ist oder nicht. Der Selektor 5 ist entsprechend geschaltet, um Daten für die zu Punkt a benachbarten Punkte b und f von dem Pufferspeicher 3 und Daten für die Punkte c und e der vorhergehenden Zeile aufzunehmen, welche Punkten b und f in der laufenden Zeile von dem Blockzeilenpuffer 4 entsprechen.

Auf diese Weise erhält der Selektor 5 vier Daten für die Punkte b, f, c und e von den Puffern 3 und 4 und Ausgangsdaten von dem Dekodierer 2, welche anzeigen, ob der interessierende Punkt a ein Blockendpunkt ist oder nicht; er liefert diese Daten selektiv als seinen Ausgang an eine Umsetzungstabelle 6 als eine Adresse zum Auswählen eines ganz bestimmten Ansteuerenergiewerts. Wenn in dem bevorzugten Mode dieser Ausführungsform der Ausgang von dem Dekodierer 2 anzeigt, daß der interessierende Punkt a ein dazwischen­ liegender Punkt und kein Blockendpunkt ist, dann läßt der Selektor 5 zu, daß alle Daten für die Punkte b, f, c und e durchgelassen werden, die als ein Ausgang an die Umsetzungstabelle geliefert werden. Wenn dagegen der Ausgang von dem Dekodierer 2 anzeigt, daß der interessierende Punkt a ein linker Blockendpunkt ist, dann setzt der Selektor 5 die Daten für die Punkte b und c auf null und liefert nur Daten für die Punkte e und f als deren Ausgang an die Umsetzungstabelle 6, die dann als eine Adresse zu verwenden ist. Wenn ferner der Ausgang von dem Dekodierer 2 anzeigt, daß der interessierende Punkt a ein rechter Blockendpunkt ist, dann setzt der Selektor 5 die Daten für die Punkte e und f auf null, wodurch dann nur Daten für die Punkte b und c als deren Ausgang an die Umsetzungstabelle 6 geliefert werden, so daß die Daten für die Punkt b und c eine Adresse festlegen, die in diesem Fall in der Umsetzungstabelle 6 zu verwenden ist. Diese Funktion ist der Einfachheit halber unten tabellarisch aufgeführt.

Da die Umsetzungstabelle 6 Daten für Punkte a und d unmittelbar aus den Puffern 3 bzw. 4 erhält, legen die Daten, welche von dem Selektor 5 geliefert worden sind, zusammen mit Daten für Punkte a und d eine Adresse zum Herausfinden eines ganz bestimmten Energiewertes fest, welcher zu verwenden ist, um das entsprechende Heizelement in dem thermischen Druckkopf 9 anzusteuern. Folglich unterscheidet sich die Adresse, die in der Umsetzungstabelle 6 zu verwenden ist, in Abhängigkeit von dem Ausgang, welcher von dem Selektor 5 geliefert worden ist. Die Umsetzungstabelle 6 ist, um ihre adressierte Information auf einem Ansteuerenergiewert zu liefern, mit einem binären Impulsanzahlumsetzer 7 verbunden, in welchem die Ansteuer-Energiewertinformation, welche von der Tabelle 6 geliefert worden ist, in die entsprechende Anzahl Stromimpulse umgesetzt wird, welche dann einmal in einem Zeilenpuffer 8 für ein Blockansteuern des thermischen Druckkopfes 9 gespeichert werden. Es ist zu beachten, daß, wenn jeder der Punktdaten a bis f aus n Bits besteht, dann der Ausgang von dem Selektor 5 aus 4 n Bits besteht, und folglich eine Adresse der Umsetzungstabelle 6 aus 6 n Bits gebildet ist. Auf diese Weise wird eine Adresse, die zu verwenden ist, zum Zugriff zu einem ganz bestimmten, in der Tabelle 6 gespeicherten Ansteuerenergiewert zu haben, in Abhängigkeit von dem Ausgang des Selektors 5, d. h. in Abhängigkeit davon, ob der interessierende Punkt a ein Endpunkt ist oder nicht unterschiedlich festgelegt, so daß ein entsprechend modifizierter Ansteuerenergiewert jedem der Heizelemente des thermischen Druckkopfes 9 jederzeit zugeführt werden kann, so daß folglich keine örtliche Abschwächung im Bildschwärzungsgrad hervorgerufen wird.

Nunmehr wird eine weitere Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform ist im Aufbau identisch mit der vorherigen Ausführungsform, außer daß der Blockzeilenpuffer 4 entfernt ist. Es ist oft der Fall, daß der thermische Einfluß von der vorherigen Zeile bedeutend geringer ist, als der thermische Einfluß von den benachbarten Punkten, so daß es Fälle gibt, in welchen der thermische Einfluß von der vorhergehenden Zeile praktisch vernachlässigt werden kann. Dies kommt beispielsweise in dem Fall vor, bei welchem die Abtastzeile in eine verhältnismäßig große Anzahl Blöcke unterteilt ist. Wenn in diesem Fall der interessierende Punkt a ein Endpunkt ist, wird er durch einen der benachbarten Punkte b und f thermisch beeinflußt; wenn dagegen der interessierende Punkt ein Zwischenpunkt ist, wird er thermisch durch die beiden benachbarten Punkte b und f beeinflußt. Folglich muß auch in diesem Fall der Energiepegel, der an ein Heizelement angelegt wird, welches dem interessierenden Punkt a entspricht, welcher an dem Ende eines Blockes festgelegt ist, erhöht werden, um einen verringerten thermischen Einfluß auszugleichen.

Ein spezielles Schema, um den thermischen Einfluß der laufenden Zeile auszugleichen, wird nunmehr im einzelnen beschrieben. Es soll nunmehr vier Tonpegel geben, wenn ein Punkt einzeln angesteuert wird:

0, L₁, L₂, L₃

selbstverständlich nehmen der Tonpegel oder -schwärzungsgrad zu, wenn die tiefgestellte Zahl ansteigt. Der Wert der Ansteuerenergie, welcher für jeden dieser vier Tonpegel anzulegen ist, wird bezeichnet mit:

0, e₁, e₂, e₃

und auch hier nimmt der Energiewert zu, wenn die tiefgestellte Zahl ansteigt. Nunmehr werden diese Energiewerte in Form eines Kodes in der folgenden Weise angezeigt, wobei zwei Bits verwendet werden, da es vier Pegel gibt:

00, 01, 10, 11

Ein zusätzliches Bit wird für jeden Kode hinzugefügt, um anzuzeigen, ob der benachbarte Punkt b oder f sich in demselben Block befindet oder nicht. Folglich werden, wenn eine "0" für den Fall hinzuaddiert wird, daß der benachbarte Punkt b oder f nicht in demselben Block ist, die vorstehend beschriebenen Kodes:

000, 001, 010, 011

Wenn dagegen eine "1" für den Fall hinzuaddiert wird, daß ein benachbarter Punkt b oder f sich in demselben Block befindet, ergibt sich

100, 101, 110, 111.

Somit kann die Umsetzungstabelle 6 auf die folgende Weise aufgebaut werden:

Ausgleichender Energiebetrag

Folglich ist aus der vorstehenden Tabelle zu ersehen, daß ein Punkt a einen der Ansteuerenergiewert 0, e₁, e₂, e₃ erhält, wenn er durch sich selbst aktiviert wird; da aber die Umsetzungstabelle 6 auch Daten für Punkte b und f erhält, welche die benachbarten Punkte sind, legt eine Datenkombination für diese Punkte b und f eine Adresse fest, um einen der ausgleichenden Energiebeträge auszuwählen, welcher mit Ei, j bezeichnet ist, welcher zu dem Energiewert 0, e₁, e₂ oder e₃, der ausgewählt worden ist, um einen entsprechenden Energiewert zu erzeugen, welcher an den thermischen Druckkopf 9 anzulegen ist, hinzuaddiert oder von diesem subtrahiert wird.

Wie oben im einzelnen beschrieben ist, werden gemäß der Erfindung, selbst wenn eine einzige Abtastzeile Block für Block nacheinander angesteuert wird, die Blockendpunkte immer garantiert mit einem richtigen Energiewert ansteuert, wobei eine unterschiedliche thermische Wirkung von der Umgebung und erforderlichenfalls die entsprechenden Punkte in der vorhergehenden Zeile in Betracht gezogen werden, so daß ein thermisches Drucken immer optimal ausgeführt werden kann, ohne daß eine lokale Minderung im Bildschwärzungsgrad auftritt.

Claims (4)

1. System zum Ansteuern eines thermischen Zeilendruckkopfes, mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Heizelementen, die in mehrere Blöcke aufgeteilt sind und wobei die einzelnen Blöcke nacheinander von einem Ende zum anderen Ende des Druckkopfes über eine Steuereinrichtung angesteuert werden, mit einer Energieversorgungseinrichtung, um einzelnen Heizelementen des Druckkopfes selektiv Energie abhängig von Erregungsbedingungen der Heizelemente zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung folgendes enthält:

• a) eine Dekodiereinrichtung (2), die feststellt, ob bei einem Druckzyklus Bildelementdaten für ein am Ende eines jeweiligen Blockes liegendes Heizelement vorliegen,
• b) eine adressenbildende Einrichtung (3, 4, 5), um Adressen mit Hilfe von Bildelementdaten zu erzeugen, welche zumindest zwei benachbarten Heizelementen auf beiden Seiten des Endheizelements zugeordnet sind, und
• c) eine Speichereinrichtung (6), welche eine Energiewertetabelle enthält und welche durch die Dekodiereinrichtung (2) ansteuerbar ist und durch die Adressen der adressenbildenden Einrichtung (3, 4, 5) adressierbar ist, um aus der Speichereinrichtung (6) einen Ansteuerenergiewert auszulesen, welcher dem Endheizelement zuzuführen ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen bildende Einrichtung einen Pufferspeicher (3) aufweist, welcher ein Bildsignal (D) erhält und vorübergehend Bilddaten für drei aufeinanderfolgende Punkte speichert, wobei ein mittlerer Punkt den interessierenden Punkt festlegt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen bildende Einrichtung ferner einen Selektor (5) aufweist, welcher den Ausgang von der Dekodiereinrichtung (2) und Bilddaten von beiden Endanschlüssen des Pufferspeichers (3) aufnimmt, und welcher eine Adresse an die Speichereinrichtung (6) liefert.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen bildende Einrichtung einen Zeilenpuffer (8) aufweist, welcher das Bildsignal über den Pufferspeicher (3) aufnimmt, um vorübergehend die Bilddaten für eine vorbestimmte Länge zu speichern, und welcher Bildelementdaten für die entsprechenden Endpunkte in der vorhergehenden Zeile an den Selektor (5) liefert, die verwendet werden, um die Adresse und auch Bildelementdaten für den Punkt in der vorhergehenden Zeile zu bilden, welcher dem interessierenden Punkt in der Speichereinrichtung (6) entspricht.