DE3731278A1

DE3731278A1 - Schaltung zur steuerung von thermokoepfen eines thermodruckers

Info

Publication number: DE3731278A1
Application number: DE19873731278
Authority: DE
Inventors: Kiyosuke Suzuki; Michihiro Hino
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1987-09-17
Publication date: 1988-04-07
Also published as: CA1281765C; JPS6374664A; KR960012767B1; CN1012264B; GB2196498B; CN87106472A; US4951152A; FR2604267B1; GB2196498A; KR880003747A; FR2604267A1; GB8721827D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Steuerung der Thermokopfelemente eines Thermodruckers, die Halbton daten eines Videosignales mit Pulsbreitenmodulation moduliert und die Thermokopfelemente mit Pulsbreitenmodula tion steuert. In einem Vollfarbendrucker mit Thermokopf steuert eine Treiberschaltung für den Thermokopf die Wärmeerzeugung der Thermokopfelemente über ein puls breitenmoduliertes Signal nach Maßgabe der empfangenen Halbtondaten und liefert auf diese Weise verschiedene Signale, die den Farbdichten entsprechen.

Es sind zwei Verfahren bekannt, bei denen die Thermokopf elemente unter Verwendung derartiger pulsbreitenmodulierter Signale angesteuert werden.

Eines dieser Verfahren ist in der geprüften japanischen Patentpublikation JP 57-14 315 beschrieben.

Hierbei wird ein analoges Videosignal einem Analog-Digital- Wandler (A/D-Wandler) zugeführt, der das analoge Videosignal in 4-Bit-Digitaldaten wandelt, wobei ein aus einer Steuerung stammender Referenztakt die Synchronisation bewirkt. Ein Speicher speichert die digital gewandelten 4-Bit-Halb tondaten in einem vorbestimmten Speicherbereich nach Maßgabe eines Schreibbefehls der Steuerung. Der Speicher liefert die gespeicherten 4-Bit-Halbtondaten in Abhängigkeit von dem Lesesignal der Steuerung an ein mit dem Thermokopf verbundenes Schieberegister. Der Datentransfer von dem Speicher zu dem Schieberegister erfolgt in der Weise, daß zunächst die jeweiligen höchstwertigen Bitdaten (n Bitdaten "1" und "0") von den Daten einer horizontalen Druckzeile, d. h. die dem vierten Bit entsprechenden Daten seriell dem Schieberegister zugeführt werden. Nach Beendigung der Kopfansteuerung auf der Basis der höchstwertigen Bits werden die jeweiligen zweithöchstwerti gen Bitdaten (d. h. die dem dritten Bit entsprechenden Daten) seriell zu dem Schieberegister übertragen. Der Datentransfer für eine horizontale Zeile ist beendet, wenn die jeweiligen niedrigstwertigen Bitdaten seriell in das Schieberegister eingegben sind.

Die Steuerung gibt, wie erwähnt, den Referenztakt an den A/D-Wandler aus. Er liefert außerdem ein Auftastsignal an eine Verriegelungs- und Treiberschaltung. Diese ver riegelt den Speicherinhalt des Schieberegisters während einer Zeitspanne, die einer Impulsbreite des Auftastsignals entspricht und liefert an alle diejenigen Kopfelemente der Gruppe von Thermokopfelementen Leistung, die solchen Bitbereichen des Schieberegistert entsprechen, in denen eine "1" gespeichert ist. Den anderen Kopfelementen, die Bit-Bereichen des Schieberegisters entsprechen, in denen eine "0" gespeichert ist, führt die Verriegelungs- und Treiberschaltung keine Leistung zu.

Die einzelnen Impulsbreiten des Auftastsignals sind unterschiedlich und hängen von einem Gewicht ab, das den einzelnen Datenbits zugeordnet ist. Das heißt, die Impuls breite des Auftastsignals beträgt 8d, wenn das vierte Datenbit "1" ist, hingegen 4d, wenn das dritte Datenbit "1" ist, 2d, wenn das zweite Datenbit "1" ist und d, wenn das erste Datenbit "1" ist. Auf diese Weise läßt sich durch die sequentielle Kombination der Auftastsignale mit unterschiedlichen Impulsbreiten ein Signal erzeugen, das der Farbdichte von 16 Tonwerten entspricht.

Das andere Verfahren ist in der ungeprüften japanischen Patentpublikation JOP 51-1 23 511 beschrieben:

Hier liefert der Speicher die 4-Bit-Halbtondaten für eine horizontale Zeile sequentiell an einem Komparator. Zusätzlich liefert ein Tonwertzähler sequentiell 16 Referenztonwertsignale für einen ersten bis zu einem sechszehnten Tonwert an den Komparator. Der Komparator vergleicht die 4-Bit-Tonwertdaten A in einer horizontalen Zeile (n) aus dem Speicher mit dem ersten Referenztonwert signal B für den ersten Tonwert aus dem Tonwertzähler. Falls A ≧= B, erzeugt der Komparator eine logische "1" als Ausgangssignal. Falls hingegen A < B, erzeugt der Komparator eine logische "0" als Ausgangssignal. Das jeweilige Ausgangssignal des Komparators wird zu dem Schieberegister übertragen. Anschließend werden die 4-Bit-Tonwertdaten A der entsprechenden horizontalen Zeile (n) aus dem Speicher wiederum an den Komparator ausgegeben. Der Komparator vergleicht dann die Tonwertdaten A mit dem Referenztonwertsignal B für den zweiten Tonwert aus dem Tonwertzähler. Das dem Vergleichsergebnis ent sprechende jeweilige Ausgangssignal wird von dem Komparator zu dem Schieberegister übertragen. Dieser Vergleichsvorgang wird bis zu dem sechszehnten Tonwert wiederholt. Nach Beendigung des Datentransfers der Ausgangssignale von dem Komparator zu dem Schieberegister liefert die Steuerung das Auftastsignal mit relativ kleiner Impulsbreite an die Verriegelungs- und Treiberschaltung. Diese verriegelt die in dem Schieberegister gespeicherten Daten in Abhängig keit von der Anstiegsflanke des Auftastsignals solange, bis das nächstfolgende Auftastsignal beginnt. Falls der nächste aus dem Komparator kommende Datenwert eine "1" ist, fährt die Verriegelungs- und Treiberschaltung fort, die Kopfelemente mit Leistung zu beliefern. Es lassen sich dementsprechend Signale erzeugen, die Farbdich ten in sechzehn Tonwerten entsprechen.

Die beiden vorangehend beschriebenen Verfahren haben die im folgenden angegebenen Nachteile:

Da bei dem erstgenannten Verfahren die Menge der für jede horizontale Zeile übertragenen Daten 4n beträgt und das Auftastsignal in Abhängigkeit von dem Gewicht jedes Bits pulsbreitenmoduliert wird, besteht der Treiberim puls für den Thermokopf aus einem diskontinuierlichen pulsbreitenmodulierten Signal, in welchem ein Treiberimpuls von dem anderen zeitlich getrennt ist, wenn die Daten mit dem Wert "1" getrennt vorhanden sind. Die Thermo-Charak teristiken der Kopfelemente sind deshalb so, daß der Treiberimpuls mit der Breite d aktiviert wird, nachdem die von dem Treiberimpuls mit der Breite 8d verursachte Wärme fast abgeklungen ist. Die Wärmeerzeugung ist deshalb kleiner im Vergleich zu dem Fall, in welchem aufeinander folgende Treiberimpulse mit einer kontinuierlichen Impuls breite von 9d die entsprechenden Kopfelemente aktivieren. Deshalb läßt sich keine geeignete, verzerrungsfreie Thermo-Kennlinie erzielen.

Bei dem zweiten Verfahren läßt sich zwar eine Wärmeerzeugung erreichen, die der jeweiligen Impulsbreite der Treiber impulse entspricht, da die aufeinanderfolgende Treiberimpul se in ein kontinuierliches pulsbreitenmoduliertes Signal umgewandelt werden, so daß die geeignete, verzerrungsfreie Thermo-Kennlinie realisiert wird. Die Menge der für jede horizontale Zeile zu dem Thermokopf übertragenen Druckdaten beträgt hier jedoch 16n und ist somit beträcht lich größer als die Datenmenge (4n) in dem ersten Verfahren. Wenn deshalb die Anzahl der Tonwerte verdoppelt wird, wird auch die Menge der übertragenen Daten verdoppelt, so daß dementsprechend auch die für das Drucken der Tonwertdaten erforderliche Zeit verdoppelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schaltungen und Verfahren zur Steuerung von Thermoköpfen von Druckern anzugeben, die geeignete Farbdichte-Kennlinien in dem Druckbild beibehalten und gleichzeitig ein Hochgeschwindig keitsdrucken mit verringerter Menge an zu übertragenden Tonwertdaten ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltung nach Anspruch 1.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann auch gelöst werden durch eine Schaltung nach Anspruch 5.

Eine andere Möglichkeit zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist gegeben durch das Verfahren nach Anspruch 16.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen (in denen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Elemente bezeichnen) näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Steuerung des Thermokopfes eines Druckers,

Fig. 2 zeigt ein Signal-Zeitdiagramm der wesentlichen Teile der Schaltung von Fig. 1,

Fig. 3 zeigt ein weiteres Signal-Zeitdiagramm der wesent lichen Teile der Schaltung zur Steuerung des Thermokopfes eines Druckers in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Farbdichte- Kennlinie des Druckers gemäß der vorliegenden Erfindung.

Zunächst sei das in Fig. 1 dargestellte vereinfachte Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Steuerung des Thermokopfes eines Druckers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert.

Einem Eingang 1 eines Verstärkers 2 wird ein analoges Video-Bildsignal zugeführt.

Der Verstärker 2 verstärkt das Video-Bildsignal und führt das verstärkte Signal einem A/D-Wandler 3 und einer Steuerung 4 zu. Der A/D-Wandler 3 empfängt von der Steuerung 4 einen Referenztakt und wandelt das Video- Bildsignal synchron zu dem Referenztakt in Halbtondaten um, die aus einem 5-Bit-Digitalsignal bestehen. Die 5-Bit-Digitaldaten werden sodann in bitparallele Form zu einem Vollbildspeicher 5 übertragen.

Der Vollbildspeicher 5 besitzt eine Speicherkapazität, die einem Druckbild (n × m) mit n Bildpunkten in horizonta ler Richtung und m Bildpunkten in vertikaler Richtung entsprechen. Die Tonwertdaten (ein Tonwert = 5 Bit, insgesamt also n × m × 5) für das gesamte Druckbild werden in einem vorbestimmten Speicherbereich nach Maßgabe eines aus der Steuerung 4 stammenden Schreibsignals gespeichert.

Ein Zeilenspeicher 6 speichert die Tondaten (ein Bildpunkt = 5 Bit, insgesamt also n × 5) für eine Zeile in horizonta ler Richtung des Druckbildes. Der Zeilenspeicher 6 liefert vorbestimmte Bits von Tonwertdaten an einen Komparator 7 und an einen Datenselektor 8, wobei die Tonwertdaten in der im folgenden beschriebenen Weise aufgeteilt werden. Wie in dem Signal-Zeitdiagramm von Fig. 2 erkennbar ist, werden die vorbestimmten Bits der Tonwertdaten (im vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 Bit) in einen größeren Bitbereich A und einen kleineren Bitbereich B aufgeteilt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel umfaßt der größere Bitbereich A die vier höchstwertigen Bit und der kleinere Bitbereich B das niedrigstwertige Bit. Der größere Bitbereich A wird zu dem Komparator 7 über tragen, während der kleinere Bitbereich B zu dem Datenselek tor 8 übertragen wird.

Ein Halbtonzähler 9 erzeugt an seinem Ausgang in Abhängig keit von einem aus der Steuerung 4 stammenden Steuersignal sequentiell Referenz-Halbtonsignale, die die einzelnen Halbtöne vom ersten Tonwert bis zum sechszehnten Tonwert repräsentieren.

Der Komparator 7 vergleicht die aus dem Zeilenspeicher 6 kommenden oberen 4-Bit-Tonwertdaten mit den einzelnen Referenz-Halbtonsignalen aus dem Tonwertzähler 9. Falls die Größe der Tonwertdaten größer ist oder ebenso groß ist wie das jeweilige Referenz-Halbtonsignal, liefert der Komparator ein H-Signal (hoher Pegel) an den Datenselek tor 8. Wenn die Größe der Tonwertdaten hingegen kleiner ist als diejenige des Referenzsignals, liefert der Kompara tor 7 ein L-Signal (niedriger Pegel) an den Datenselektor 8.

Der Datenselektor 8 empfängt selektiv entweder die Daten aus dem Zeilenspeicher 6 oder das Ausgangssignal des Komparators 7. Diese Daten werden selektiv einem Schiebere gister 11 einer Thermokopfeinheit 10 zugeführt. Die Auswahl der Eingangsdaten des Datenselektors 8 wird mit Hilfe eines Hilfsdruckimpulses ausgeführt, der aus einem mit der Steuerung 4 verbundenen Hilfsdruckimpuls generator 12 stammt. Das Schieberegister 11 bestitzt eine Speicherkapazität (n × 1 Bit), die es ermöglicht, für jedes der n Kopfelemente TH-1 bis TH-n Treiberbits bzw. Nichttreiberbits zu speichern (wobei die Treiberbits durch H-Signale und die Nichttreiberbits durch L-Signale repräsentiert werden). Das Schieberegister 11 speichert die von dem Datenselektor 8 zugeführten Daten in einem vorbestimmten Speicherbereich in Abhängigkeit von einem aus der Steuerung 4 stammenden Schiebetakt.

Eine Verriegelungsschaltung 13 verriegelt den gespeicherten Inhalt des Schieberegisters 11 nach Maßgabe eines aus der Steuerung 4 stammenden Auftastsignals und liefert den Speicherinhalt an entsprechende UND-Glieder 14-1 bis 14-n.

Jedes der UND-Glieder 14-1 bis 14-n empfängt ein Ausgangs signal eines ODER-Gliedes 15 sowie ein entsprechendes Treiber- oder Nichttreiberinformationssignal des Schiebere gisters 11. Die Ausgänge der einzelnen UND-Glieder 14-1 bis 14-n sind jeweils mit der Basis eines zugeordneten Transistors Tr ₁ bis Tr _nverbunden.

Die Kollektoren der einzelnen Transistoren Tr ₁ bis Tr _n sind jeweils mit einem zugeordneten Kopfelement TH-1 bis TH-n verbunden, die Heizelemente bilden. Die Emitter der genannten Transistoren sind miteinander und mit Erdpotential verbunden.

Die einzelnen Thermokopfelemente TH-1 bis TH-n bilden eine Gruppe 16 von Kopfelementen. Das heißt, die Gruppe 16 von Kopfelementen besteht aus n Kopfelementen, wobei n die Anzahl der Bildpunkte einer horizontalen Zeile ist. Die Impulsbreite des Hilfsdruckimpulses ("H"-Signal) ist halb so groß wie die kleinste Impulsbreite des größeren Bitbereichs A.

Wie oben erläutert wurde, liefert die Steuerung 4 das Auftastsignal für die Verriegelungsschaltung 13. Das Auftastsignal wird erzeugt, wenn die Übertragung aller Daten (n) für eine horizontale Zeile von dem Datenselektor 8 zu dem Schieberegister 11 abgeschlossen ist. Während die Daten des größeren Bitbereichs A zu dem Schieberegister 11 übertragen werden, erzeugt die Steuerung 15 Auftast signale, wobei das erste Auftastsignal im Anstiegszeitpunkt des von dem Hauptdruckimpulsgenerator 18 erzeugten Haupt druckimpulses erzeugt wird und das Intervall zwischen benachbarten Auftastimpulsen den konstanten Wert d hat. Die einzelnen Kopfelemente TH-1 bis TH-n erhalten von einer Spannungsquelle 17 eine Vorspannung.

Der Hauptdruckimpulsgenerator 18 liefert das "H"-Signal während einer Zeitspanne an das ODER-Glied 15, in der die Daten des größeren Bitbereiches A an das Schieberegister 11 übertragen werden. Das Drucken erfolgt auf der Basis dieser Daten.

Der Hilfsdruckimpulsgenerator 12 liefert das "H"-Signal an das ODER-Glied 15 und den Datenselektor 8 während einer Zeitspanne, in der die Daten des Hilfsbitbereichs B zu dem Schieberegister 11 übertragen werden, und das Drucken wird auf der Basis dieses Datenwertes d ausgeführt. Die Daten des Hilfsbitbereichs B werden in derselben Zeit übertragen, in welchem der aus dem Hilfsdruckimpuls generator 12 stammende Hilfsdruckimpuls ansteigt. Wenn die Treiberdaten mit Hilfe der Verriegelungsschaltung 13 in Abhängigkeit von dem Auftastsignal verriegelt werden, erhalten die Kopfelemente TH-1 bis TH-n Treiber energie, bis der Hilfsdruckimpuls abfällt. Die Impulsbreite des Hilfsbitbereichs B beträgt die Hälfte der kleinsten Impulsbreite des größeren Bitbereichs A . Folglich repräsen tieren, wie aus Fig. 2 hervorgeht, die Tonwertdaten (00001) die Daten des Tonwerts 1, die Tonwertdaten (00010) die Daten des Tonwerts 2, die Tonwertdaten (00011) die Daten des Tonwerts 3 usw. Somit lassen sich Treiberimpulse erzeugen, deren Impulsbreite der Größe der Tonwertdaten proportional ist.

Als nächstes sei die Funktion der Schaltung zur Steuerung des Drucker-Thermokopfes gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel erläutert.

Das an dem Eingang 1 ankommende Videosignal wird in dem Verstärker 2 verstärkt und dem A/D-Wandler 3 sowie der Steuerung 4 zugeführt. Der A/D-Wandler 3 wandelt das Videosignal synchron mit dem Referenztakt in die Tonwertdaten um, die jeweils aus einem 5-Bit-Digitalsignal bestehen. Die von dem A/D-Wandler 3 umgewandelten Tonwert daten eines ganzen Druckbildes werden in dem Vollbild speicher 5 gespeichert. Die Tonwertdaten für eine erste horizontale Zeile werden zur temporären Speicherung in den Zeilenspeicher 6 übertragen. Die Tonwertdaten des Hilfsbitbereichs B werden zunächst nach Maßgabe eines Lesebefehlsignals der Steuerung 4 aus dem Zeilen speicher 6 in den Datenselektor 8 geholt und sequentiell zu dem Schieberegister 11 übertragen. Während die Daten für eine horizontale Zeile (die Anzahl dieser Daten beträgt n) zu dem Schieberegister 11 übertragen werden, empfängt die Verriegelungsschaltung 13 das Auftastsignal aus der Steuerung 4, und der Hilfsdruckimpulsgenerator 12 erzeugt einen Hilfsdruckimpuls und liefert diesen an den Datenselektor 8 und die UND-Glieder 14 ₁ bis 14 _n. Wenn die Daten eines Treiberbits in einem Bitbereich des Schieberegisters 11 gespeichert werden, verriegelt die Verriegelungsschaltung 13 diese Daten in Abhängigkeit von der Anstiegsflanke des Auftastsignals und liefert sie an das betreffende Exemplar der UND-Glieder 14 ₁ bis 14 _n. Das jeweilige UND-Glied liegt eine Basisspannung an das zugeordnete Exemplar der Transistoren Rr ₁ bis Tr _n, so daß dieses während des Empfangs des Auftastsignals in seinen weitenden Zustand gelangt und die Spannung der Spannungsquelle 17 an das zugeordnete Exemplar der Kopfelemente TH-1 bis TH-n angelegt wird. Die Stromversor gung des entsprechenden Kopfelementes TH-1 bis TH-n durch die Spannungsquelle 17 wird solange fortgesetzt, bis der Hilfsdruckimpuls endet.

Sobald die Hilfsbit-Tonwertdaten in der Verriegelungsschal tung 13 verriegelt sind, werden die Tonwertdaten des größeren Bitbereichs A, die in dem Zeilenspeicher 6 gespeichert sind, sequentiell zu dem Komparator 7 über tragen. Dieser empfängt das den ersten Tonwert kennzeich nende Referenz-Halbtonsignal aus dem Tonwertzähler 9 und vergleicht die 4-Bit-Daten des größeren Bitbereichs A mit dem Referenz-Tonwertsignal. Der Komparator 7 gibt in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis ein "H"-Signal oder ein "L"-Signal über den Datenselektor 8 an das Schieberegister 11. Wenn alle (n) Daten für eine horizontale Zeile in das Schieberegister 11 übertragen sind, wird das Auftastsignal zu der Verriegelungsschaltung 13 über tragen und der Hauptdruckimpulsgenerator 18 erzeugt den Hauptdruckimpuls. Alle diejenigen Kopfelemente TH-1 bis TH-n, die Register-Bitbereichen entsprechen, in denen "H"-Signale gespeichert sind, empfangen die Spannung der Spannungsquelle 17, während diejenigen, in deren zugeordneten Schieberegisterstellen "L"-Signale gespeichert sind keine Spannung von der Spannungsquelle 17 empfangen.

Wenn die Daten des Schieberegisters 11 in Abhängigkeit von dem Auftastsignal der Steuerung 4 verriegelt sind, wird der Hauptbitbereich A in dem Zeilenspeicher 6 sequen tiell zu dem Komparator 7 übertragen. Dieser empfängt von dem Halbtonzähler 9 das Referenz-Halbtonsignal des zweiten Tonwerts und vergleicht die Daten des Hauptbit bereichs A mit dem Referenz-Halbtonsignal. Wenn das dem Vergleichsergebnis entsprechende "H"- oder "L"-Signal von dem Komparator 7 über den Datenselektor 8 zu dem Schieberegister 11 übertragen wird, werden die Daten in dem Schieberegister 11 aktualisiert und in Abhängigkeit von dem nächstfolgenden Auftastimpuls verriegelt. Diejenigen der Kopfelemente TH-1 bis TH-n, die solchen Register-Bit bereichen entsprechen, in denen die Treiberdaten noch gespeichert sind, empfangen nach wie vor kontinuierlich die Spannung der Spannungsquelle 17. Falls die vorherigen Daten Treiberdaten und die aktuellen Daten Nichttreiberdaten sind, wird die Spannungszufuhr zu den entsprechenden Kopfelementen TH-1 bis TH-n mit dem Anstieg des Auftast signals unterbrochen.

Wenn die zweiten Daten in der Verriegelungsschaltung 13 verriegelt werden, vergleicht der Komparator 7 sie mit dem Referenz-Halbtonsignal des dritten Tonwerts. Wenn die gleiche Operation solange wiederholt und der Größenvergleich zwischen den Daten und den Referenz-Tonwert signalen solange wiederholt wird, bis das Referenz-Halbton signal des 16. Tonwerts beendet ist, ist das Drucken einer horizontalen Zeile durch die Kopfelemente abge schlossen.

Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Treiberimpuls aus dem kontinuierlichen, pulsbreitenmodulierten, von den Daten des größeren Bitbereichs A gebildeten und dem daran anschließenden, von den Daten des Hilfsbitbereichs B gebildeten pulsbreitenmodulierten Teil besteht, erhält man eine Wärmeerzeugungscharakteristik, die nach Maßgabe der Größe der Tonwertdaten gesteuert ist. Da in dem Drucker mit n Farbpunkten pro horizontaler Zeile die Menge der in dem Hilfsbitbereich B zur Übertragung der 5-Bit-Tonwertdaten zu transferierende Daten n und diejenige in dem größeren Bitbereich A 16 × n (tatsächlich 15 × n) beträgt, wird die Anzahl der transferierten Daten halb so groß wie bei dem in der Beschreibungseinleitung an zweiter Stelle erwähnten Verfahren, bei dem die Anzahl der transferierten Daten 16 × 2 × n ist.

Als nächstes sei ein zweites Ausführungsbeispiel der Schaltung zur Ansteuerung des Thermokopfes in einem Drucker beschrieben:

Die spezifische Schaltungskonfiguration im zweiten Ausfüh rungsbeispiel ist praktisch die gleiche wie bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel wandelt der A/D-Wandler 3 das ankommende und in dem Verstärker 2 verstärkte Videosignal in Tonwertdaten um, die aus einem 6-Bit-Digital signal bestehen. Die Tonwertdaten werden dann in den größeren Bitbereich A, der die vier oberen Bits umfaßt, und den Hilfsbitbereich B aufgeteilt, der die unteren beiden Bit umfaßt. Wenn die Daten der unteren beiden Bit des Hilfsbitbereichs B zuerst in das Schieberegister 11 übertragen werden, erzeugt der Hilfsdruckimpulsgenerator 12 einen Hilfsdruckimpuls, dessen Impulsbreite halb so groß (^d/₂) ist, wie die kleinste Impulsbreite des größeren Bitbereichs A. Während die dem niedrigstwertigen Bit entsprechenden Daten aus dem Datenselektor 8 zu dem Schieberegister 11 übertragen werden, erzeugt der Hilfsdruckimpulsgenerator 12 einen Hilfsdruckimpuls mit einer Impulsbreite von ^d/₄, der Hälfte der Impulsbreite der dem niedrigstwertigen Bit entsprechenden Daten.

Im folgenden sei die Funktion des zweiten Ausführungsbei spiels anhand von Fig. 3 erläutert:

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, repräsentieren die Tonwertdaten (000001) den ersten Tonwert, die Tonwertdaten (000010) den zweiten Tonwert, die Tonwertdaten (000011) den dritten Tonwert usw. Somit lassen sich Treiberimpulse erzeugen, deren Impulsbreiten sich proportional zur Größe der Tonwertdaten ändern. Die Hilfstreiberimpulsbereiche der einzelnen Treiberimpulse, die aus dem Hilfsbitbereich B erzeugt werden, werden bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von den Impulsbreiten des Hilfsbitbereichs zwar diskontinuierlich, sie werden jedoch, wie in Fig. 3 gezeigt, nicht extrem voneinander getrennt. Deshalb läßt sich eine den Tonwertdaten entsprechende Wärmeerzeugung erreichen. Da in dem Drucker mit n Farbpunkten pro horizon taler Zeile die transferierten Daten des Hilfsbitbereichs B, die für die Übertragung der aus 6 Bits bestehenden Tonwertdaten benötigt werden, 2 × n betragen und die Menge der transferierten Daten des größeren Bitbereichs A 16 × n (tatsächlich 15 × n) beträgt, ist die Menge der insgesamt für eine horizontale Zeile zu transferierenden Daten nur etwa ¹/₃ so groß wie bei dem in der Beschreibungs einleitung an zweiter Stelle beschriebenen bekannten Verfahren, bei dem die zu transferierende Datenmenge 16 × 6n beträgt.

Fig. 4 zeigt die Kennlinie der Farbdichte des gedruckten Bildes in Abhängigkeit von der Zeitdauer der Spannungsbeauf schlagung eines Thermokopfelements. Wie die durchgezogene Linie in Fig. 4 zeigt, wird die Farbdichte im Fall der vorliegenden Erfindung proportional zur Zeitdauer wesentlich vergrößert. Wie die strichpunktierte Linie in Fig. 4 zeigt, liegt die Farbkonzentrationskennlinie außerhalb des durch die durchgezogene Linie definierten akzeptablen Bereichs.

Da bei der Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung die Tonwertdaten, die aus dem Digitalsignal mit mehreren Bits bestehen, in einen größeren Bitbereich und einen Hilfsbitbereich aufgeteilt werden, wird die Pulsbreitenmodu lation für den größeren Bitbereich durch Vergleich zwischen diesem größeren Bitbereich und den den jeweiligen Tonwerten entsprechenden Referenz-Tonwertsignalen durchgeführt, während die Impulsbreitenmodulation des Hilfsbitbereichs der Tonwertdaten in Abhängigkeit von einem jedem Bit des Hilfsbitbereichs zugeordneten Gewicht durchgeführt wird, wobei die Impulsbreite des Hilfsbitbereichs graduell um die Hälfte der kleinsten Impulsbreite des Hauptbitbe reichs verschmälert wird. Die Treiberimpulse für die einzelnen Kopfelemente des Druckers bestehen aus den Impulsen des größeren und denen des Hilfsbitbereichs. Dadurch verringert sich die Menge der pro horizontaler Zeile zu übertragenden Tonwertdaten, wobei die Farbkonzen trationskennlinie in geeigneter Weise beibehalten wird, so daß der Drucker mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann.

Claims

1. Mit Pulsbreitenmodulation arbeitende Steuerschaltung für Drucker, mit Speichermitteln (5, 6) zur Speicherung digitalisierter Bildinformationen, gekennzeichnet durch
eine mit den Speichermitteln verbundene Hauptwandlerein richtung zur Umwandlung der oberen Bits der digitalisierten Bildinformationen in ein pulsbreitenmoduliertes Signal auf der Basis einer ersten Zeiteinheit,
eine mit den Speichermitteln verbundene Hilfswandlerein richtung zur Umwandlung der übrigen Bits der digitalisierten Bildinformationen in ein pulsbreitenmoduliertes Hilfssignal auf der Basis einer zweiten Zeiteinheit,
sowie eine mit der Hauptwandlereinrichtung und der Hilfs wandlereinrichtung verbundene Treiberschaltung zur Erzeugung von Treibersignalen für den Kopf des Druckers nach Maßgabe des pulsbreitenmodulierten Hauptsignals und des pulsbreiten modulierten Hilfssignals.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwandlereinrichtung einen Halbtongenerator (9) zur Erzeugung von Referenz-Halbtonsignalen sowie einen mit den Speichermitteln (5, 6) und dem Halbtongenerator (9) verbundenen Größenkomparator (7) aufweist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswandlereinrichtung einen mit den Speicher mitteln (5, 6) und dem Komparator (7) verbundenen Daten selektor (8) zum Addieren des pulsbreitenmodulierten Hilfssignals und des pulsbreitenmodulierten Hauptsignals auf der Basis des Bit-Status der genannten übrigen Bits der digitalisierten Bildsignal aufweist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung ein mit dem Datenselektor (8) der Hilfswandlereinrichtung verbundenes Schieberegister (11) aufweist.

5. Mit Pulsbreitenmodulation arbeitende Steuerschaltung für Drucker mit Speichermitteln (5, 6) zur Speicherung digitalisierter Bildinformationen, gekennzeichnet durch

a) eine erste Einrichtung zur Aufnahme digitalisierter Tonwertdaten und zur in einzelnen horizontalen Zeilen erfolgenden Übertragung der digitalisierten Tonwertdaten eines ganzen Druckbildes zu einem Thermokopf eines Druckers, wobei eine konstante Menge der transferierten Tonwertdaten für jede horizontale Zeile des gesamten Druckbildes unabhängig von der analysierten Anzahl der Tonwerte konstant beibehalten wird, und
b) eine zweite Einrichtung, durch die die Farbkonzen trationskennlinie des Thermokopfes des Druckers nach Maßgabe der Größen der empfangenen digitalisierten Tonwertdaten innerhalb eines akzeptablen Bereichs gehalten wird.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung folgende Teile aufweist:

a) eine dritte Einrichtung zur Speicherung der digitalisier ten Tonwertdaten,
b) eine vierte Einrichtung zur Aufnahme der digitalisierten Tonwertdaten pro horizontaler Zeile des ganzen Druck bildes und zur Umwandlung vorbestimmter signifikanter Ziffern der digitalisierten Tonwertdaten in ein erstes pulsbreitenmoduliertes Signal auf der Basis einer ersten Zeiteinheit und
c) eine fünfte Einrichtung zur Umwandlung der übrigen Ziffern der digitalisierten Tonwertarten in ein zweites pulsbreitenmoduliertes Signal auf der Basis einer zweiten Zeiteinheit.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Treiberschaltung umfaßt, die in Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten puls breitenmodulierten Signals ein Treibersignal für den Thermokopf erzeugt, derart daß die Farbkonzentrationskenn linie des Thermokopfes innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt.

8. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung folgende Teile aufweist:

a) einen Halbtongenerator (9) zur Erzeugung von Referenz- Halbtonsignalen nach Maßgabe der analysierten Anzahl von Tonwerten, sowie
b) einen mit der dritten Einrichtung (6) und dem Halbtonge nerator (9) verbundenen Komparator (7) für den sequen tiellen Vergleich der vorbestimmten signifikanten Ziffern der digitalisierten Tonwertdaten mit den Referenz-Halbtonsignalen.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einrichtung die übrigen Ziffern der digitali sierten Tonwertdaten nach Maßgabe des Gewichts der einzelnen restlichen Ziffern in das zweite pulsbreitenmodulierte Signal umwandelt.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einrichtung einen Datenselektor (8) zur selektiven Ausgabe der aus der dritten Einrichtung abgelei teten restlichen Ziffern der digitalisierten Tonwertdaten und des ersten pulsbreitenmodulierten Signals aufweist.

11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einrichtung folgende Teile umfaßt:
einen Impulsgenerator (12) der ein Impulssignal erzeugt, dessen Impulsbreite je nach dem Gewicht der einzelnen restlichen Ziffern der digitalisierten Tonwertdaten kleiner wird,
sowie eine Gatterschaltung (14 ₁ bis 14 _n), die die von dem Datenselektor (8) ausgegebenen restlichen Ziffern der digitalisierten Tonwertdaten zu dem von dem genannten Impulsgenerator (12) erzeugten Impulssignal addiert und auf diese Weise das zweite pulsbreitenmodulierte Signal erzeugt.

12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung eine Verriegelungsschaltung (13) aufweist, die die restlichen Ziffern der digitalisier ten Tonwertdaten und das erste pulsbreitenmodulierte Signal sequentiell verriegelt und die verriegelten Daten und das Signal sequentiell an die Gatterschaltung ausgibt.

13. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalisierten Tonwertdaten fünf Ziffern haben und daß der Halbtongenerator einen 16-Bit-Halbtonzähler umfaßt.

14. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalisierten Tonwertdaten sechs Ziffern haben und daß der Halbtongenerator einen 16-Bit-Halbton-Zähler umfaßt.

15. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vier höchstwertigen Ziffern der digitalisierten Tonwertdaten mit 4 Bits der Referenz-Halbtonsignale des Halbtongenerators mit Hilfe des Komparators in ihrer Größe miteinander verglichen werden.

16. Verfahren zur Steuerung eines Thermokopfes eines Druckers, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Speichern digitalisierter Bild-Tonwertdaten,
b) Umwandlung vorbestimmter niedrigwertiger Ziffern der digitalisierten Tonwertdaten in ein pulsbreitenmodu liertes Hilfssignal,
c) Umwandlung der übrigen oberen Ziffern der digitalisierten Tonwertdaten in ein pulsbreitenmoduliertes Hauptsignal, und
d) Erzeugen eines Kopf-Treibersignals für den Thermokopf nach Maßgabe des pulsbreitenmodulierten Hauptsignals und des pulsbreitenmodulierten Hilfssignals.