DE3720393A1 - Antriebsvorrichtung fuer einen thermodruckkopf eines bilddruckers - Google Patents
Antriebsvorrichtung fuer einen thermodruckkopf eines bilddruckersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Bilddrucker zur Erzeugung
einer gedruckten Kopie eines Fernsehbilds oder eines
durch Computergraphik erzeugten Bildes, oder dergleichen.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum
Antrieb eines Thermodruckkopfs in dem Bilddrucker.
Es wird nunmehr auf den Stand der Technik Bezug genommen.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das schematisch einen
bekannt Bilddrucker darstellt. In dieser Figur wird ein
Bildsignal einer Eingangsklemme (101) zugeführt. Vertikale
und horizontale Synchronisiersignale werden einer weiteren
Eingangsklemme (102) zugeführt. Das Bildsignal wird
mittels eines A/D-Umsetzers (103) digitalisiert. Das
Bezugszeichen (104) bezeichnet einen digitalen
Bildspeicher. Eine Dichte-Umsetzungseinheit (105) ist
vorgesehen, um verschiedene Abstufungen entsprechend
einer Änderung von Weiß nach Schwarz aus den Bilddaten
zu erhalten. Eine Systemsteuereinheit (107) umfaßt einen
Zähler und Torschaltungen, und erzeugt Taktimpulse zur
Erzielung synchronisierter Betriebsvorgänge, sowie
weiterer für die verschiedenen Schaltungen benötigter
Signale. Ein Komparator (106) vergleicht Daten (C 5) aus der
Dichte-Umsetzungseinheit (105) mit einem Ausgangswert
C 4 aus dem in der Systemsteuereinheit (107) enthaltenen
Zähler. Ein Drucker (108) umfaßt einen Thermodruckkopf
und eine Vorrichtung, die hauptsächlich aus einer
Einrichtung zur Bewegung des Papiers besteht, auf dem
der Druck erfolgt.
Ein Betrieb dieser Vorrichtung wird nachstehend
beschrieben.
Das der Eingangsklemme (101) zugeführte Bildsignal
besteht aus einem Helligkeitssignal aus dem NTSC-Fernsehen.
Das Signal reicht von einem Bezugsschwarzwert zu einem
Bezugsweißwert und ist in sexadezimale Ziffern
quantisiert, beispielsweise mittels des A/D-Umsetzers
(103). Anschließend werden die quantisierten Bilddaten
aufeinanderfolgend aus einer vorausgehend angegebenen
Adresse in den Bildspeicher (104) eingeschrieben. Es
wird angenommen, daß die Anzahl der abgetasteten
Datenelemente auf einer horizontalen Abtastzeile 640
beträgt und daß ein Bild aus 480 horizontalen Abtastzeilen
besteht. Die Kapazität des Speichers ist 640(H)×480(V)
×6 bit=1,8 Mbit. Die für ein Halbbild im Speicher
(104) gespeicherten Bilddaten werden in einer gegebenen
Folge ausgelesen und mittels der Dichte-Umsetzungseinheit
(105) in 8-bit-Zeitachsedaten umgewandelt, so daß ein
Druck auf dem Papier mit 6 bit in 64 Abstufungen erfolgen
kann. Die Systemsteuereinheit (107) umfaßt einen Zähler,
der die Nummer 256 in der Druckzeit für eine Abtastzeile
zählt und die Zeit in 8 bit ausdrückt. Die
Ausgangsdaten C 4 des Zählers werden vom Komparator (106)
mit den von der Dichte-Umsetzungseinheit (105) gelieferten
Daten C 5 verglichen. Der Druckkopf des Druckers (108)
wird entsprechend den Ausgangsdaten (C 6) vom Komparator
(106) aktiviert oder entaktiviert, um selektiv einen
Druck vorzunehmen.
Fig. 2 zeigt den Aufbau des Thermodruckkopfs und ein
Ausführungsbeispiel des Antriebs desselben. Der
Thermodruckkopf umfaßt beispielsweise 640
Widerstandselemente. Werden die 640 Widerstandselemente
gleichzeitig eingeschaltet oder ausgeschaltet, so
verursacht dies einen unerwünscht großen elektrischen
Leistungsverbrauch. Daher ist der Thermodruckkopf in
mehrere Blöcke unterteilt, die für einen Druckvorgang
aufeinanderfolgend eingeschaltet werden. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist der Thermodruckkopf gemäß
Fig. 2 in fünf Blöcke (B 1- B 5) unterteilt. Jeder Block
umfaßt 128 Widerstandselemente. Sechshundertvierzig
(640) Daten für eine Abtastzeile werden vom Speicher
(104) während eines Zählvorgangs für die Daten (C 4)
eines 8-bit Zählers ausgelesen. Diese Daten werden durch die
Dichte-Umsetzungseinheit (105) in 8-bit Zeitachsedaten
umgesetzt, die aufeinanderfolgend mit den Daten (C 4) vom
Komparator (106) verglichen werden. Zu diesem Zeitpunkt
wird ein Signal mit Niedrigpegel geliefert, um den
Thermodruckkopf zu entaktivierten, falls die Beziehung
C 4≧C 5 gilt. Ist C 4<C 5, so wird ein Signal mit
Hochpegel zur Aktivierung des Thermodruckkopfs erzeugt.
Diese Vorgänge werden aufeinanderfolgend für alle
Datenelemente ausgeführt. Das Ausgangssignal (C 6) vom
Komparator wird einem Register im Thermodruckkopf des
Druckers (108) zusammen mit den im Signal (C 7)
enthaltenen Taktimpulsen zugeführt. Diese Signale werden
vorübergehend im Register gespeichert. Anschließend
werden jene Signale, die im Signal (C 7) zur Aktivierung
der Blöcke des Thermodruckkopfs enthalten sind,
aufeinanderfolgend während der Zeitspannen (T 1, T 2, T 3,
T 4, T 5) auf Hochpegel gebracht, um 1/256 der N-Abtastzeile
zu drucken. Damit ist das Drucken bei der Adresse (0),
die durch das Signal (C 4) angegeben wird, beendet.
Anschließend werden Bilddatenelemente für die N-te
Abtastzeile erneut aus dem Bildspeicher (104) ausgelesen
und aufeinanderfolgend durch die Dichte-Umsetzungseinheit
(105) in Zeitachse-Datenelemente (C 5) umgesetzt. Die
Ausgangsdaten (C 5) aus der Dichte-Umsetzungseinheit
(105) werden mit dem erneuten Signal (C 4) verglichen,
das den Wert "1" annimmt um ein Signal (C 6) zu erzeugen,
das anschließend die Widerstandselemente aktiviert oder
entaktiviert. Anschließend wird der gleiche Vorgang wie
im Falle der Adresse "0" durchgeführt. Infolgedessen
wird das Drucken bei der von (C 4) angegebenen Adresse
"1" beendet. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis eine
Adresse (255) erreicht ist, um einen Druckvorgang für
die N-te Abtastzeile zu bewirken. Der gleiche Vorgang
wird für die (N+1)te Abtastzeile wie im Falle der
N-ten Abtastzeile durchgeführt. Diese Vorgänge werden
für 480 Abtastzeilen wiederholt, um eine gedruckte Kopie
eines Bildes zu erzeugen.
Zu diesem Zeitpunkt wird durch den Mechanismus des
Druckers (108) das Papier intermittierend oder
kontinuierlich gefördert. Die Papierbewegung wird derart
gesteuert, daß das Bildverhältnis 3:4 beträgt, das der
Norm des NTSC-Fernsehens entspricht. Die
Systemsteuereinheit (107) erzeugt verschiedene Signale
einschließlich (C1, C 2, C 3, C 4, C 7, C 8) in Abhängigkeit
sowohl von dem der Eingangsklemme (102) zugeführten
Synchronisiersignal als auch von den innerhalb der
Systemsteuereinheit (107) erzeugten Taktimpulsen.
Die Taktimpulse (C 1) werden dem A/D-Umsetzer zugeführt.
Das Steuersignal (C 2) besteht aus einem
Adressenangabesignal und einem Lese/Schreib-Signal und
wird dem Bildspeicher (104) zugeführt. Die Taktimpulse
(C 3) sind für die Dichte-Umsetzungseinheit (105)
erforderlich. Das Signal (C 4) wird vom Zähler geliefert
und ergibt den Zeitablauf mit 8 bit an. Die Taktimpulse
(C 7) sind für den Betrieb des Thermodruckkopfs
erforderlich. Das Signal (C 8) wird benötigt, um
aufeinanderfolgend den Druckmechanismus zu steuern. Eine
gewünschte gedruckte Schwarzweißkopie eines Bilds wird
durch die Anordnung und die Betriebsvorgänge, die
vorausgehend beschrieben wurden, in 64 Abstufungen
erzeugt.
Die vorausgehend erläuterte bekannte Anordnung ist
insofern nachteilig, als die Dichtewerte an Bildelementen,
die in der Papierbewegungsrichtung benachbart liegen,
sich infolge thermischer Hysterese voneinander
unterscheiden. Falls ein Druck mit niedriger Dichte
gemacht wird, sind die aktivierten Abschnitte des
Thermodruckkopfes in den vorderen Abschnitten für den
Druck eines Bildelements konzentriert. Daher hat das
gedruckte Bild ein grobes Aussehen. In jedem Falle ist
die Druckqualität schlecht.
Die bekannte Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 3
näher beschrieben. Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer
bekannten Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfs.
In Fig. 3 werden Daten (C 11) bezüglich eines Bilds oder
einer anderen aus den Bilddaten umgesetzten Datenform
einer Eingangsklemme (201) zugeführt. Ein Signal (C 12)
zur Umschaltung zwischen dem Schreib- und Lesebetrieb
wird einer weiteren Eingangsklemme (101) zugeführt. Ein
Zeilen-Zwischenspeicher (106) umfaßt einen digitalen
Speicher zur Speicherung der Daten einer Bildzeile. Eine
Schreibsteuerung (103) erzeugt Schreibadressen und
weitere Daten für den Zeilen-Zwischenspeicher (106).
Eine Lesesteuerung (104) umfaßt einen
Blockadressenzähler (104 a) und einen Adressenzähler
(104 b), und liefert gelesenen Adressen und weitere Daten
für den Zeilen-Zwischenspeicher (106). Ein Wähler (105)
wählt entweder ein Schreibsteuersignal (C 13) oder ein
Lesesteuersignal (C 14) als ein dem Zeilen-Zwischenspeicher
(106) zugeführtes Steuersignal (C 15). Ein Zeitachse-Zähler
(107) legt die Zeit fest, während welcher ein Druck
erfolgt. Ein Komparator (108) vergleich die Bilddaten
oder die daraus umgesetzten Daten, die vom Zeilen-
Zwischenspeicher (106) geliefert werden, in gewünschter
Folge mit Zeitachsedaten (C 19), die vom Zeitachse-
Zähler (107) abgegeben werden. Eine Ausgangsklemme (109)
liefert Daten (C 20) an den Thermodruckkopf des
Thermodruckers.
Eine obigem entsprechende Betriebsweise wird unter
Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert. Es sei
angenommen, daß die Bilddaten (C 11) für eine Zeile,
die der Eingangsklemme (101) zugeführt werden, 8-bit
Daten sind. Ein Schreibsignal, das sich auf Hochpegel
befindet, wird der Eingangsklemme (107) zur Umschaltung
zwischen Lesebetrieb und Schreibbetrieb zugeführt, um
den Zeilenzwischenspeicher (106) in Schreibbetrieb zu
bringen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Steuersignal (C 15),
das dem Zeilen-Zwischenspeicher (106) zugeführt wird,
als Schreibsteuersignal (C 13) von der Schreibsteuerung
(103) über den Wähler (105) zugeführt. Eingangsdaten
(C 11) für eine Zeile werden im Zeilen-Zwischenspeicher
(106) an den von der Schreibsteuerung (103) angegebenen
Adressen gespeichert. Das Steuersignal (C 15) umfaßt
Adressensignale, ein Ausgabe/Freigabesignal, und weitere
Signale. Nunmehr wird ein Lesesignal auf Niedrigpegel
der Eingangsklemme (102) zur Umschaltung zwischen dem
Lese- und Schreibbetrieb zugeführt, um den Zeilen-
Zwischenspeicher (106) in den Lesebetrieb zu bringen.
Dabei wird das Steuersignal (C 15) erzeugt und mittels
des Wählers (105) von der Lesesteuerung (104) als
Lesesteuersignal (C 14) abgegeben. Die Daten werden vom
Zeilen-Zwischenspeicher (106) in einer gewünschten Folge
gelesen.
Der Zeitachse-Zähler (107) zählt 28=256 Datenbits in
bestimmten Abständen. Der Komparator (108) vergleicht
die vom Zähler (107) gelieferten Zeitachse-Daten (C 19)
mit den Ausgangsdaten (C 18) des Zeilen-Zwischenspeichers
(106). Die Ausgangsdaten vom Komparatur (108) erscheinen
an der Ausgangsklemme (109) als Datensignal (C 20), das
die Zeit bestimmt, während welcher der Thermodruckkopf
aktiviert wird.
Wird angenommen, daß der Blockadressenzähler (104 a) in
der Lesesteuerung (104) den ersten Block angibt, so gibt
der Adressenzähler (104 b) aufeinanderfolgend die Adressen
im Block an. Somit werden 128 Datenbits bezüglich des
ersten Blocks ausgelesen.
Die ausgelesenen Daten (C 18) werden mit "0" der
Ausgangsdaten (C 19) aus dem Zeitachsezähler (207) mittels
des Komparators (108) verglichen. Ist die Menge der
Daten (C 18) geringer als die Menge der Daten (C 19), so
wird der Thermodruckkopf entaktiviert. In diesem
Betriebszustand wird das Datensignal (C 20) auf
Niedrigpegel gebracht. Ist die Menge der Daten (C 18) gleich
groß wie oder größer als die Menge der Daten (C 19)
so wird der Thermodruckkopf aktiviert. In diesem
Betriebszustand wird das Datensignal (C 19) auf
Hochpegel gebracht. Das Datensignal (C 20) wird
kontinuierlich von der Ausgangsklemme (209) abgegeben
und einem Register zugeführt, das sich für den Block
(B 1) innerhalb des Thermodruckkopfs befindet. Anschließend
werden dort die Daten zeitweilig gespeichert.
Diese Signale werden dazu verwendet, den ersten Block
(B 1) des Thermodruckkopfes des Thermodruckers zu
aktivieren und zu entaktivieren, um unter Verwendung
1/256 eines Blocks einen Druck vorzunehmen. Anschließend
zählt der Zeitachsezähler (107) in Vorwärtsrichtung die
Eingangsdaten, bis "1" erreicht ist. In diesem
Betriebszustand erfolgt ein Druck unter Verwendung des
ersten Blocks (B 1) in gleicher Weise wie vorausgehend
beschrieben.
Somit schaltet der Zeitachsezähler (107) 256 mal weiter,
bis der Ausgangswert "256" erreicht ist, und es erfolgen
256 Druckvorgänge, womit der Druck unter Verwendung des
ersten Blocks (B 1) beendet ist. Anschließend gibt der
Blockadressenzähler (104 a) den zweiten Block (B 2) an.
Drucke werden mit dem zweiten Block (B 2) in gleicher
Weise wie beim beschriebenen Vorgang durchgeführt.
Ahnliche Drucke erfolgen mit dem dritten bis fünften
Block (B 3- B 5). Als Ergebnis wird eine Druckzeile
beendet. Während dieses Vorgangs werden der erste Block
(B 1), der zweite Block (B 2), der dritte Block (B 3), der
vierte Block (B 4), der fünfte Block (B 5) jeweils während
der Zeitspannen (T 1, T 2, T 3, T 4, T 5) aktiviert. Nur
einer der Blöcke (B 1- B 5) wird zu einem Zeitpunkt
aktiviert.
Es sei angenommen, daß 37,5 µs erforderlich sind, um
1/256 eines Bildelements zu drucken. Um einen Druck mit
einem Block vorzunehmen, ist eine Zeitspanne erforderlich,
die 256 mal so lang wie dieses Zeitintervall ist,
beispielsweise 9,6 ms. Zum Drucken einer Zeile ist eine
fünfmal größere Zeitspanne erforderlich, beispielsweise
etwa 48 ms. Besteht ein Bild aus 480 Zeilen, so werden
etwa 23 s benötigt, um ein Vollbild zu drucken.
Die vorausgehend beschriebene bekannte Vorrichtung zum
Antrieb des Thermodruckkopfs ist insofern nachteilig,
als der Thermodruckkopf während mindestens einer Zeitdauer
von 4/5 der Zeitspanne, die zum Drucken einer Zeile
benötigt wird, nicht aktiviert ist, und der
Thermodruckkopf somit kontinuierlich während etwa 38 ms
von den zum Drucken einer Zeile erforderlichen 48 ms
entaktiviert ist, mit dem Ergebnis, daß die neben dem
gerade zum Drucken verwendeten Block liegende Blöcke
kalt sind und mit ihnen eine große Temperaturdifferenz
vorliegt. Daher steigt die Temperatur der beiden Enden
des Blocks der gerade zum Drucken verwendet wird,
langsamer an als jene des zentralen Abschnitts, so daß
die Druckdichte an den beiden Enden niedriger als die
Dichte am zentralen Abschnitt ist. Auf diese Weise wird
die Dichte innerhalb eines Blocks ungleichmäßig. Dadurch
werden an den Grenzen zwischen benachbarten Blöcken
weiße Streifen erzeugt.
Im Hinblick auf obigen Sachverhalt liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Antrieb eines
Thermodruckkopfes zur Verwendung in einem Bilddrucker zu
schaffen, der eine gedruckte Kopie eines Fernsehbilds
oder eines durch Computergraphik erzeugten Bilds liefern
kann, das eine hohe Bildqualität aufweist. Diese und
weitere Aufgabenstellungen der Erfindung werden durch
die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zum Antrieb
eines Thermodruckkopfes gelöst die mit einer
Betriebseinrichtung ausgestattet ist, die nicht zuläßt,
daß Wärme kontinuierlich an den Grenzen zwischen
benachbarten Bildelementen erzeugt wird. Insbesondere
wird erfindungsgemäß bei Herstellung eines Drucks mit
niedriger Dichte ein Bildelement durch verteilte
Mehrfarben-Entwicklungspunkte erzeugt.
Die Betriebseinrichtung steuert die Blöcke des
Thermodruckkopfes, um aufeinanderfolgend einen Druck für
jede Subzeile zu machen und den Druckvorgang mehrere
Male zu wiederholen, um den Druck für eine Zeile
fertigzustellen.
Die vorausgehend aufgeführte Aufgabenstellung wird
erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Antrieb eines
Thermodruckkopfes zum Drucken eines Bildes mit einer
Anzahl Abstufungen gelöst, deren Druckkopf eine Anzahl
von Heizelementen aufweist, und die gekennzeichnet ist
durch: einen Komparator zum Vergleich von
Bilddaten oder von aus den Bilddaten erhaltenen
Dichtedaten mit Drucksteuerdaten,
eine Vorrichtung
zur Steuerung der Zeitspanne, während welcher jedes
Heizelement des Thermodruckkopfes eingeschaltet ist,
entsprechend den Vergleichsergebnissen, und
eine Datenumsetzer- und Verarbeitungsvorrichtung zum
Verarbeiten der Drucksteuerdaten in solcher Weise, daß
ein Druckvorgang mit niedriger Dichte an einer Stelle
eingeleitet wird, die von den beiden Enden eines
Bildelements verschieden ist.
Die vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellungen,
Vorteile und Merkmale der Erfindung werden zum besseren
Verständnis in der nachfolgenden Beschreibung der
Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert;
es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das schematisch einen
bekannten Bilddrucker darstellt,
Fig. 2 den Aufbau eines Thermodruckkopfes, der in fünf
Blöcke unterteilt ist und dessen Betrieb,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer bekannten Vorrichtung
für einen Thermodruckkopf des Bilddruckers,
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen
Bilddruckers,
Fig. 5A eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Signals (C 4) gemäß Fig. 4 und
Fig. 5B und 5C Darstellungen von Ausführungsbeispielen
eines Signals (C 10) gemäß Fig. 4
Fig. 6 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Druckzustands,
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer weiteren
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bilddruckers,
Fig. 8A eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Signals (C 4) gemäß Fig. 7 und
Fig. 8B und 8C Darstellungen von Ausführungsbeispielen
eines Signals (C 10) gemäß Fig. 7,
Fig. 9 ein Blockschaltbild der weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bilddruckers,
Fig. 10 den Aufbau des in fünf Blöcke unterteilten
Thermodruckkopfs und dessen Betrieb,
Fig. 11A eine Darstellung des Zustands der zwischen
benachbarten Blöcken erzeugten weißen Streifen,
Fig. 11B eine Darstellung einer Beziehung zwischen der
maximalen Dichte und der Anzahl der Subzeilen und
Fig. 12 und 13 Blockschaltbilder einer Abänderung der
Ausführungsform des Bilddruckers nach Fig. 9.
Es wird nunmehr auf bevorzugte Ausführungsformen Bezug
genommen. Gemäß Fig. 4 setzt ein Adressenumsetzer (1)
das Ausgangssignal (C 4) des in der Systemsteuereinheit
(107) befindlichen Zählers in andere Daten (C 10) um,
wobei das Signal (C 4) den Zeitablauf angibt. Der
Komparator (106) vergleicht die Zeitdaten (C 10) des
Adressenumsetzers (1) mit den Daten (C 5). Das
Ausgangssignal des Komparators (106) aktiviert oder
entaktiviert den Thermodruckkopf. Die anderen Elemente
in der Vorrichtung sind die gleichen wie in der bereits
bezüglich Aufbau und Betrieb beschriebenen bekannten
Vorrichtung.
In gleicher Weise wie der bereits beschriebene bekannte
Drucker quantisiert dieser Drucker Daten in
Sexadezimalziffern, und das Signal (C 4) ist ein
8-bit-Zählerausgang. Der Einfachheit wegen sei angenommen,
daß die Daten in binäre Ziffern quantisiert werden, und
daß (C 4) der Ausgang eines 4-bit-Zählers ist. Der Wert
des Signals (C 4) steigt gleichförmig von 0 bis 15 an,
während ein Druck für jede Abtastzeile durchgeführt
wird, wie in Fig. 5(A) dargestellt ist. Das Signal (C 4)
wird durch den Adressenumsetzer (1) zum Drucken jeder
Abtastzeile gemäß Fig. 5(B) gesetzt. Sind anschließend
die umgesetzten Daten (C 10) größer als die Daten (C 5),
so wird der Thermodruckkopf aktiviert. Dabei erfolgt das
Drucken gemäß Fig. 6. Bei einer üblichen Vorrichtung
werden die Ausgangsdaten gemäß Fig. 5(A) einem Vergleich
im Komparator (106) unterzogen, damit ein Aktivierungs/
Entaktivierungssignal für den Thermodruckkopf geliefert
wird. Daher neigen die gedruckten Punkte dazu, in der
Nähe des vorderen Endes einer Zeile konzentriert zu
sein. Im Vergleich hierzu wird jedoch erfindungsgemäß
gemäß Fig. 5(B) und Fig. 6 ein Entaktivierungssignal am
Beginn und am Ende einer Zeile erzeugt. Daher kann eine
Kühlperiode zwischen den Punktdruckvorgängen vorgesehen
werden. Somit ist es möglich, eine Kühlperiode nach dem
Drucken eines Punkts maximaler Dichte vorzusehen, was
durch 2, 3 und 4 in Fig. 6 angegeben wird. Es ist
infolgedessen unwahrscheinlich, daß die Dichte wegen
thermischer Hysterese ungleichmäßig wird. Bei einem
kontinuierlichen Drucken mit maximaler Dichte gemäß
Fig. 6(1), wird der nachfolgende Punkt ohne Kühlperiode
gedruckt, weswegen die Dichte als Folge thermischer
Hysterese ungleichmäßig wird. In diesem Falle wird jedoch
die Druckqualität im Vergleich zu jener der bekannten
Vorrichtung erheblich verbessert. Ferner ist eine
Umsetzung gemäß Fig. 5(C) möglich. In diesem Falle wird
ein Entaktivierungssignal an zwei fernliegenden Stellen
erzeugt. Die Entfernung zwischen einer Druckposition und
der nächsten Druckposition wird gleich der Hälfte der
Breite eines jeden Bildelements bemessen. Infolgedessen
sieht das gedruckte Bild weniger groß aus, insbesondere
bei niedriger Dichte.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung. In gleicher Weise wie bei dem vorausgehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Daten in
binäre Ziffern quantisiert, und das Signal (C 4) ist der
Ausgang aus dem 4-bit-Zähler. Während das Bildsignal,
das der Quantisierung in binäre Ziffern unterzogen wird,
mittels der Dichte-Umsetzungseinheit (105) in quarternäre
Zeitachsedaten umgesetzt und bei dem vorausgehenden
Beispiel dem Komparator (106) zugeführt wird, erfolgt
bei diesem Ausführungsbeispiel keine Dichteumsetzung.
Das Signal (C 4) wird durch den Adressenumsetzer (1) in
binäre Abstufungsdaten umgesetzt und mit den Bilddaten
im Komparator (2) verglichen, damit der Thermodruckkopf
aktiviert und entaktiviert wird.
Fig. 8(B) und Fig. 8(C) zeigen Umsetzungsergebnisse, die
die gleichen Resultate wie in Fig. 5(B) und in Fig. 5(C)
liefern. Gemäß Fig. 8 ergibt die Abstufung 0 die Dichte
bei einem Druck an, wenn kein Impuls gezählt wird. Die
Abstufung 1 gibt die Dichte an, wenn ein Druck, abhängig
vom siebten gezählten Impuls, erfolgt. Die Abstufung 2
gibt die Dichte an, wenn ein Druck, abhängig vom zwölften
gezählten Impuls, erfolgt. Die Abstufung 3 zeigt die
Dichte, wenn ein Druck, abhängig von sechzehnten gezählten
Impuls erfolgt.
Sind die umgesetzten Daten (C 10) gleich groß wie oder größer
als die die Abstufungen angebenden Bilddaten (C 9), so
liefert der Komparator (2) ein Signal mit Niedrigpegel
an den Drucker zwecks Entaktivierung des Thermodruckkopfs.
Ist andererseits (C 10) kleiner als (C 9), so liefert der
Komparator (2) ein Signal mit Hochpegel an den Drucker,
um den Thermodruckkopf zu aktivieren. Entsprechend wird
bei diesem Ausführungsbeispiel für C 9 gleich Null der
Thermodruckkopf nicht aktiviert. Ist C 9 gleich 1, so
wird der Thermodruckkopf abhängig von sieben aufeinander
folgenden bit der umgesetzten Daten, die 0 darstellen
und daher kleiner als 1 sind, aktiviert. Ist C 9 gleich
2, so wird der Thermodruckkopf, abhängig von zwölf
aufeinanderfolgenden bit der umgesetzten Daten, die 0
oder 1 darstellen und somit kleiner als 2 sind,
aktiviert. Ist C 2 kleiner als 2, so wird der Druckkopf,
abhängig von allen sechzehn aufeinanderfolgenden bit
der umgesetzten Daten, die 0, 1 oder 2 darstellen, und
somit kleiner als 3 sind, aktiviert. Auf diese Weise
wird die vorausgehend aufgeführte Abstufung erzielt.
In den vorausgehenden Beispielen werden zur Erläuterung
die Daten in Binärform quantisiert,und der Ausgang des
Zeitzählers erhält eine quarternäre Form. Die Erfindung
ist nicht auf dieses Schema begrenzt. Dieses Konzept
läßt sich auf jeden Fall anwenden, so lange die Anzahl
der durch Quantisierung erzeugten bit kleiner als die
Anzahl der bit des Ausgangs vom Zeitzähler ist.
Beispielsweise können die erzeugten Daten Oktalziffern
sein. Ferner sind die Umsetzungen nicht auf jene der
Fig. 5(B), 5(C), 8(B) und 8(C) beschränkt, sondern
es kann vielmehr jede Umsetzung verwendet werden, so
lange sie zumindest nützlich ist, um eine
Dichteungleichförmigkeit als Folge thermischer Hysterese
zu verhindern oder den Druckzustand bei niedriger Dichte
zu verbessern.
Ferner ist die Anzahl der Blöcke des Thermodruckkopfs
nicht auf fünf beschränkt. Schließlich ist das Drucken
nicht auf das vorliegende System beschränkt.
Endlich können von einem Bildmuster verschiedene
Graphikdarstellungen gedruckt werden, indem der A/D-
Umsetzer (103) durch eine digitale Schnittstelle
ersetzt wird.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer weiteren
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Antrieb eines Thermodruckkopfs. In Fig. 9 weisen
jene Schaltungselemente, die denen in Fig. 3 entsprechen,
die gleichen Bezugszeichen auf. Eine Lesesteuerschaltung
(10) umfaßt einen Blockzähler (1 a) und einen
Adressenzähler (1 b) und erzeugt gelesene Adressen und
andere Daten für einen Zeilen-Zwischenspeicher (106).
Ein 2-bit-Subzeilenzähler (20) zählt in Vorwärtsrichtung
Übertragsignale (C 2), die vom Blockzähler (10 a) in der
Lesesteuerschaltung (10) geliefert werden. Ein 6-bit-
Zeitachsezähler (30) gibt die Zeit an, während welcher
ein Druck erfolgt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird erläutert, wie die
vorausgehend beschriebene Vorrichtung den Thermodruckkopf
antreibt.
Daten für eine Zeile, die in dem Zeilen-Zwischenspeicher
gespeichert ist, werden für jeden der Blöcke (B 1- B 5)
ausgelesen. Die Ausgangsdaten (C 18) vom Zeilen-
Zwischenspeicher (206) werden mit den Ausgangsdaten (C 5)
vom Zeitachse-Zähler (30) und dem Subzeilenzähler (20)
durch den Komparator (108) verglichen. Die
Ausgangsdaten des Komparators (208) werden an der
Ausgangsklemme (209) als ein Signal zur Aktivierung oder
Entaktivierung des Thermodruckkopfes abgegeben.
Die Betriebsweise des Thermodruckkopfs wird nunmehr
unter Verwendung der vorausgehend aufgeführten numerischen
Werte näher erläutert.
Zunächst wird der Inhalt des Zeitachse-Zählers (30) und
des Subzeilenzählers (20) auf "0" gesetzt. Die Daten für
den ersten Block (B 1) werden aus dem Zeilen-Zwischenspeicher
(106) ausgelesen, und ein Druck erfolgt mit 1/256 eines
Blocks. Anschließend wird der Zeitachse-Zähler (30) zu
einer Erhöhung veranlaßt, bis jedes bit des Inhalts
"1" erreicht. Wiederum erfolgt ein Druck mit 1/256 eines
Blocks. In ähnlicher Weise erfolgt ein Druck mit dem
ersten Block (B 1), bis jedes bit des 6-bit-Zählers (30)
"1" erreicht, d. h., bis der Inhalt "63" erreicht.
Anschließend wird der Inhalt des Zählers (30) auf "0"
zurückgestellt. Der Inhalt des Blockadressenzählers
(10 a) in der Lesesteuerschaltung (10) wird verwendet, um
den zweiten Block (B 2) anzugegben. In gleicher Weise wie
im Falle des ersten Blocks (B 1) erfolgt ein Druck mit
64/246 (=1/4) des zweiten Blocks (B 2), während der Wert
der Zeitachsedaten von 0 auf 63 geändert wird.
Anschließend wird der Druckvorgang mit dem dritten bis
fünften Block (B 3, B 4, B 5) in gleicher Weise fortgesetzt.
Auf diese Weise wird ein Viertel einer Zeile, das
anschließend als "Subzeile" bezeichnet wird, gedruckt.
Als nächstes wird der Subzeilenzähler (20) zu einer
Erhöhung veranlaßt, bis jedes bit des Inhalts "1" erreicht.
Der Inhalt des Zeitachse-Zählers (30) wird von 0 auf 63
in gleicher Weise wie im Falle der ersten Subzeile erhöht.
Somit werden die beiden höchsten bit des Inhalts des
Zählers (20) gleich "01". Der Wert der Ausgangsdaten
(C 5) ändert sich von 64 auf 127. Für die zweite Subzeile
werden die Druckvorgänge mit den Blöcken (B 1- B 5)
durchgeführt, während sich der Wert der Daten (C 5) von
64 auf 127 in der gleichen Weise wie im Falle der ersten
Subzeile ändert. Der Inhalt des Subzeilenzählers (2)
nimmt für die dritte Subzeile den Wert "10" an. Der Wert
der Daten (C 5) ändert sich von 128 auf 191. Für die
vierte Subzeile nimmt der Inhalt des Zählers (20) den
Wert (11) an. Der Wert der Daten (C 5) ändert sich von
192 auf 255. Ein vollständiger Druck eines Bildes erfolgt
mit den vier Subzeilen.
Wird angenommen, daß es etwa 37,5 µs dauert, um 1/256
eines Bildelements zu drucken, so ist zur Herstellung
eines Drucks mit einem Block in einer Subzeile die
erforderliche Zeit zum Drucken mit einem Block 64 mal
länger als diese Zeitspanne, beispielsweise 2,4 ms,
was den gleichen Wert wie die üblicherweise benötigte
Zeit ist. Infolgedessen verlängert das vorliegende System
nicht die für den Druckvorgang benötigte Zeit.
In obiger Beschreibung ist die Anzahl der Subzeilen
gleich 4. Im allgemeinen besteht eine Zeile aus alpha-
Subzeilen, und wird somit "alpha" gleich 1 gemacht, so
ist das System mit dem bekannten System gleich.
Ferner wird im obigen Ausführungsbeispiel eine Zeile in
gleich große Subzeilen unterteilt. Jedoch ist es nicht
immer notwendig, eine Zeile in gleiche Subzeilen zu
unterteilen. Besonders, wenn die Anzahl der Subzeilen
ein
Subvielfaches der Anzahl der je Block vom Zeitachse-
Zähler gemachten Zählungen ist, kann jede Subzeile durch
die gleiche Zeit geteilt werden.
Wird die Anzahl der Subzeilen erhöht, so wird die Zeit,
während welcher der Thermodruckkopf entaktiviert wird,
verkürzt. Dies verringert den Temperaturunterschied
zwischen benachbarten Blöcken und die
Dichteungleichmäßigkeit innerhalb eines Blocks. Jedoch
wird die Wärme bitweise zugeführt, und die Temperatur
steigt somit mit einer niedrigeren Geschwindigkeit an.
Infolgedessen wird das gesamte Bild dünn gedruckt. Fig.
11B zeigt eine Beziehung zwischen der maximalen Dichte
und der Anzahl der Subzeilen.
Bei den bekannten Verfahren, wie auch bei dem obigen
Ausführungsbeispiel der Erfindung, können weiße Streifen
zwischen benachbarten Blöcken erzeugt werden. Diese
Streifen sind gemäß Fig. 11A dünn für zwei Subzeilen,
jedoch sind sie noch deutlich sichtbar. Bei vier Subzeilen
sind sie schwierig zu erkennen. Bei acht Subzeilen haben
sie sich als nahezu unsichtbar gezeigt. Wird jedoch, wie
in Fig. 11B dargestellt ist, die Anzahl der Subzeilen
erhöht, so verringert sich die Dichte. Daher ist es
nicht erwünscht, die Anzahl sehr stark zu erhöhen.
Vielmehr ist es vorzuziehen, die Anzahl der Subzeilen
zwischen vier bis acht auszuwählen.
Erfolgt ein Druck dünn, so wird die Pausenspanne, während
welcher der Thermodruckkopf entaktiviert ist, lang.
Infolgedessen werden die weißen Streifen zwischen den
Blöcken auffälliger. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden,
kann die Anzahl der Subzeilen für jede Zeile entsprechend
dem Verhältnis von schwarz oder einem anderen Faktor
geändert werden. Beispielsweise wird ihre Anzahl erhöht,
wenn die Zeile dicht ist, und verringert, wenn sie dünn
ist.
Fig. 12 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zum Antrieb einer Thermodruckkopfanordnung dar, die die
Anzahl der Subzeilen zwischen 8 und 16 wählen kann. In
dieser Figur ist ein 4-bit-Subzeilenzähler (20)
dargestellt, ein 5-bit-Zeitachse-Zähler (30), ein 1-bit-
Wähler (50), ein 4-bit-Wähler (60), und ein
Eingabeabschnitt (70), an welchem ein 8/16
Subzeilenschaltsignal (C 21) gelegt wird.
Die vorausgehend beschriebene Anordnung arbeitet in der
nachfolgend beschriebenen Weise. Es sei angenommen, daß
das Signal (C 21) mit einem Niedrigpegel dem
Eingangsanschluß (70) zugeführt wird, um dadurch die
16 Subzeilen zu wählen. Ist ein Wählersignal auf
Niedrigpegel, so wählen die Wähler (50 und 60) "B". Ist
das Wählersignal auf einem Hochpegel, so wählen sie "A".
Anschließend wählt der Wähler (50) das vierte bit (b4)
des Ausgangs vom Zeitachse-Zähler (30), und liefert den
Ausgang (C 3), der den Blockadressenzähler (10 a) der
Lesesteuerschaltung (10) veranlaßt, den nächsten Block
anzugeben. Zählt der Zeitachse-Zähler (30)
24 Eingangssignale, so wird der Block zu einem anderen
weitergeschaltet. Nach dem Druckvorgang von fünf Blöcken
wird ein Vorwärtszählsignal (C 2) dem Subzeilenzähler
(20) zugeführt, um ihn zu einer Vorwärtszählung zu
veranlassen.
Der Wähler (60) liefert (S 4, S 3, S 2, S 1) jeweils nach (b8,
b7, b6 und b5). Die signifikanten vier bit der Zeitdaten
(C 22), die dem Komparator (208) zu Vergleichszwecken
zugeführt werden, kommen vom Subzeilenzähler (20),
während die niedrigsten vier bit vom Zeitachse-Zähler
(30) kommen. Dies ist jenem Fall äquivalent, bei dem 16
Subzeilen verwendet werden. Wird ein Signal mit Hochpegel,
das acht Subzeilen angibt, dem Eingangsanschluß (70)
zugeführt, so ist der Ausgang (C 3) vom Wähler (50) das
fünfte bit (b10) des Zeitachse-Zählers (30). Sooft der
Zähler (30) die Anzahl 25=32 zählt, gibt der
Blockzähler den nächsten Block an. Die Ausgänge vom
Wähler (60) sind (S3, S 2, S 1 und b 10). Die signifikanten
drei bit der Daten (C 22) kommen vom Subzeilenzähler (20),
während die fünf niedrigeren Bit vom Zeitachse-Zähler
(30) kommen. Dies ist dem Fall äquivalent, bei welchem
acht Subzeilen verwendet werden.
Fig. 13 ist ein Blockschaltbild einer Anordnung, in
welcher vier Subzeilen verwendet werden und eine
Adressenumsetzung erfolgt. Diese Umsetzung geschieht
mittels eines ROMs (21). Durch die vorausgehend
aufgeführte Adressenumsetzung sollen die Ausgänge (C 31
und C 32) aus den Zählern (20 und 30), die die
Einschaltzeit bestimmen, in andere Werte auf nichtlineare
Weise umgesetzt werden. Beispielsweise wird "0" zur
Mitte gebracht, so daß ein Druck mit geringster Dichte
von der Mitte der Zeitachse eingeleitet wird.
Auf diese Weise kann ein Druckvorgang mit niedriger
Dichte verbessert werden. Ferner kann die thermische
Hysterese verringert werden. Die Adressenumsetzung kann
in anderer Weise als vorausgehend erwähnt abgeändert
werden, und das ROM kann durch ein Torschaltungssystem
ersetzt werden.
Wie vorausgehend beschrieben wurde, ist der
erfindungsgemäße Drucker mit einer Verarbeitungsvorrichtung
ausgestattet, die die Anordnung der Daten, die den
Zeitablauf angeben und die Aktivierungsperiode des
Thermodruckkopfs steuern, in eine andere Anordnung
umsetzen. Der Druckvorgang bei niedriger Dichte wird
von einer anderen Stellung als von beiden Enden eines
Bildelements eingeleitet. Infolgedessen wird eine
Dichteungleichförmigkeit als Folge thermischer Hysterese
verringert. Ferner wird die Entwicklung der Farben bei
niedriger Dichte verbessert.
Ferner wird erfindungsgemäß eine Abtastzeile in eine
Anzahl Subzeilen unterteilt. Ein Druck erfolgt für jede
Subzeile, während die Blöcke aufeinanderfolgend verwendet
werden. Dies verkürzt die Zeitspanne, während welcher
der Thermodruckkopf entaktiviert ist. Ferner wird die
Temperaturungleichmäßigkeit innerhalb eines jeden Blocks
des Thermodruckkopfs erheblich verringert. Dadurch wird
die Dichteungleichmäßigkeit innerhalb eines jeden Blocks
auf ein Mindestmaß verringert. Schließlich wird die
Bildung weißer Streifen an den Grenzen zwischen
benachbarten Blöcken unterdrückt. Infolgedessen kann
der Druckvorgang mit einer guten Bildqualität erfolgen.
Claims (7)
1. Antriebsvorrichtung zum Antrieb eines
Thermodruckkopfs zum Drucken eines Bildes, das eine
Anzahl Abstufungen aufweist, wobei der Thermodruckkopf
eine Anzahl Heizelemente enthält,
gekennzeichnet durch:
einen Komparator (2; 106; 208) zum Vergleich von
Bilddaten oder von aus den Bilddaten erhaltenen
Dichtedaten mit Drucksteuerdaten,
eine Vorrichtung (107; 10, 20, 30, 40, 50, 60, 203)
zur Steuerung der Zeitspanne, während welcher jedes
Heizelement des Thermodruckkopfes eingeschaltet ist,
entsprechend den Vergleichsergebnissen, und
eine Datenumsetzer- und Verarbeitungsvorrichtung zum
Verarbeiten der Drucksteuerdaten in solcher Weise, daß
ein Druckvorgang mit niedriger Dichte an einer Stelle
eingeleitet wird, die von den beiden Enden eines
Bildelementes verschieden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Datenumsetzer- und Verarbeitungsvorrichtung die
Zeitablaufdaten in Daten anderer Form umsetzt, um
Drucksteuerdaten zu erhalten, und daß die
Zeitablaufdaten erhalten werden, indem die zum Drucken
eines Bildelements benötigte Zeit in N-Zeitabschnitte
unterteilt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
- A) einer der numerischen Werte 0, 1, ... M-1, M, die Abstufungen unterdrücken, einer der Adressen der N-Zeitablaufdaten zugeteilt wird, die als Drucksteuerdaten verwendet werden,
- B) zumindest einer der numerischen Werte mehrfach verwendet wird, um eine gewünschte Abstufung zu erzielen, und
- C) solche Daten verwendet werden, die einen Druck mit niedriger Dichte veranlassen, um von einer Position auszugehen, die von den beiden Enden eines Bildelements verschieden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Drucksteuerdaten von einer Datenumsetzervorrichtung
erhalten werden, die ein Bildelement in zwei oder mehr
an verschiedenen Stellen befindliche Punkte unterteilt,
wenn ein Druck bei niedriger Dichte erfolgt.
5. Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfs zum
Drucken eines Bilds, das eine Anzahl Abstufungen
aufweist, wobei der Thermodruckkopf in eine Anzahl
Blöcke unterteilt ist, von denen jeder eine Anzahl
Heizelemente enthält, gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung (10, 10 a, 20, 30) zur Unterteilung
einer Abtastzeile in eine Anzahl Subzeilen, und
eine Vorrichtung zur Steuerung der Blöcke des
Thermodruckkopfes in solcher Weise, daß diese
aufeinanderfolgend aktiviert werden, um den
Druckvorgang einer jeden der Subzeilen zu Ende zu
führen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung zur Aufteilung einer Abtastzeile eine
Vorrichtung (20, 50, 60) zur Auswahl der Anzahl der
Subzeilen entsprechend Daten aufweist, die das
Schwarzverhältnis umfassen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner
gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, um
die Daten, die die Aktivierungszeit der
Heizelemente des Thermodruckkopfs betreffen, einer
nichtlinearen Umsetzung zu unterwerfen.
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