JP2006335009A - Thermal printer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、サーマルプリンタに関するものであり、特に、階調制御型のサーマルプリンタに関するものである。 The present invention relates to a thermal printer, and more particularly to a gradation control type thermal printer.
サーマルプリンタは、環境温度やサーマルプリントヘッドの温度によって印刷濃度が変化し、サーマルプリントヘッドの発熱エネルギーを制御して適切な印刷濃度とする必要がある。多階調の写真印刷などが可能な階調制御型サーマルプリンタ以外では、印刷濃度の自動制御は容易であり、通常はサーミスタなどの感温素子によって温度を検出し、検出温度に応じて1ドットあたりのストローブ信号のデューティ比を変化させて印刷濃度を制御している(特許文献1,2など)。
In the thermal printer, the print density varies depending on the environmental temperature and the temperature of the thermal print head, and it is necessary to control the heat generation energy of the thermal print head to obtain an appropriate print density. Other than the gradation control type thermal printer capable of multi-tone photo printing, it is easy to automatically control the print density. Usually, the temperature is detected by a temperature sensitive element such as a thermistor, and 1 dot is detected according to the detected temperature. The print density is controlled by changing the duty ratio of the corresponding strobe signal (
図3はストローブパルスのデューティ比による印刷濃度制御例を示し、ライン型サーマルプリントヘッドのシフトレジスタへドットデータが転送されてラッチ回路によりラッチされ、1ライン分のドットデータの転送が完了した時点でラッチオフとなるとともに、ストローブ信号が出力されて発熱素子はストローブ信号が継続している間に発熱して1ライン分の印刷が行われる。 Fig. 3 shows an example of print density control based on the duty ratio of the strobe pulse. When dot data is transferred to the shift register of the line-type thermal print head and latched by the latch circuit, transfer of dot data for one line is completed. In addition to the latch-off, the strobe signal is output and the heating element generates heat while the strobe signal continues, and printing for one line is performed.
図3(a)はストローブ信号のデューティ比が100%の場合を示し、図3(b) はストローブ信号のデューティ比が50%の場合を示しており、ストローブ信号のデューティ比に比例して発熱素子の発熱エネルギーが変化し、印刷濃度も発熱エネルギーに応じて変化する。 Fig. 3 (a) shows the case where the duty ratio of the strobe signal is 100%, and Fig. 3 (b) shows the case where the duty ratio of the strobe signal is 50%, and heat is generated in proportion to the duty ratio of the strobe signal. The heat generation energy of the element changes, and the printing density also changes according to the heat generation energy.
一方、1ドットを8ビットなどのマルチビット多階調データで表し、ドット毎の通電時間を多段階制御することにより、ドット単位で印刷濃度を変調して多階調を表現する階調制御型サーマルプリンタ(特許文献3など)においては、上記の技術を適用できない。 On the other hand, a gradation control type that expresses multiple gradations by modulating the print density in dot units by representing one dot as multi-bit multi-gradation data such as 8 bits and controlling the energization time for each dot in multiple steps. The above technique cannot be applied to a thermal printer (eg, Patent Document 3).
図4は、階調制御の一例として4ビットの16階調データを1ビット×16のデータに変換して階調制御するサーマルプリントヘッドのタイミングチャートを示し、1ドット分16個の1ビットデータの下段はデータクロックに同期してオンオフするラッチ信号を示し、その下段は1ドット分のストローブ信号であり、その下段は発熱素子の発熱タイミングを示している。 Fig. 4 shows a timing chart of a thermal print head that controls gradation by converting 4-bit 16-gradation data into 1-bit x 16-data as an example of gradation control. 16 bits of 1-bit data for one dot The lower part shows a latch signal that is turned on / off in synchronization with the data clock, the lower part shows a strobe signal for one dot, and the lower part shows the heat generation timing of the heating element.
このように、1ドット分の印刷処理の間に、例えば4ビット階調制御では1ビットデータを16回書き換え、16個の1ビットデータ中のオンビットの個数に比例して階調が変化するようにしているので、ストローブ信号は1ドット分の印刷処理時間中継続していなければならない。もし、ストローブ信号のデューティ比を100%未満に短縮したとすると、1ドットを構成する複数の1ビットデータ中の幾つかが切り捨てられることになり、データどおりの階調表現ができないことになる。
従来の階調制御型サーマルプリンタは、環境温度やサーマルプリントヘッドの発熱履歴などに応じて、階調を損なわず全体的な印刷濃度を制御する手段が備えられていなく、温度変化によって印刷濃度が変化するという問題がある。そこで、階調制御型サーマルプリンタの階調精度を向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。 Conventional gradation control type thermal printers are not equipped with means to control the overall print density without losing gradation according to the environmental temperature, the heat generation history of the thermal print head, and the like. There is a problem of changing. Therefore, a technical problem to be solved in order to improve the gradation accuracy of the gradation control type thermal printer arises, and the present invention aims to solve the above problem.
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、1ドット毎の階調を複数ビットで表現した画像データを複数の連続する1ビットデータに変換し、前記1ビットデータに基づきドット単位の発熱体通電時間を制御することにより、印刷濃度をドット単位で変化させて階調を表現するサーマルプリンタにおいて、サーマルプリントヘッドのシフトレジスタへ1ビットデータが転送される度にラッチオフするラッチ信号に同期させてストローブ信号をオンオフし、且つ前記ストローブ信号のデューティ比を制御する手段を備え、デューティ比を変化させることにより印刷濃度を制御するように構成したことを特徴とするサーマルプリンタを提供するものである。 The present invention is proposed in order to achieve the above-mentioned object, and converts image data expressing gradation for each dot by a plurality of bits into a plurality of continuous 1-bit data, and dot based on the 1-bit data. A latch signal that latches off each time 1-bit data is transferred to the shift register of the thermal print head in a thermal printer that expresses gradation by changing the print density in dots by controlling the heating element energization time in units. A thermal printer is provided which includes a means for controlling the duty ratio of the strobe signal by changing the duty ratio by turning on and off the strobe signal in synchronization with the strobe signal. Is.
また、サーミスタなどの感温素子を介した温度情報、及び発熱素子の発熱履歴情報に応じて前記デューティ比を制御するように構成した上記サーマルプリンタを提供するものである。 The present invention also provides the thermal printer configured to control the duty ratio in accordance with temperature information via a temperature sensitive element such as a thermistor and heat generation history information of the heat generation element.
本発明は、1ドットの印刷時間を分割して1ビットデータを複数回書換えることにより階調を表現するサーマルプリンタにおいて、一つの1ビットデータ毎にストローブパルスをオンオフし、そのデューティ比を制御するように構成したことにより、階調を損なわず全体的な印刷濃度を制御できる。 The present invention controls a duty ratio by turning on / off a strobe pulse for each 1-bit data in a thermal printer that expresses gradation by dividing 1-dot printing time and rewriting 1-bit data multiple times. With this configuration, the overall print density can be controlled without losing the gradation.
この発明は、1ドット毎の階調を複数ビットで表現した画像データを複数の連続する1ビットデータに変換し、1ドット印刷処理中に1ビットデータを複数回書換え、複数の1ビットデータのオンオフ比によって印刷濃度を変化させて階調を表現するサーマルプリンタにおいて、サーマルプリントヘッドのシフトレジスタへ1ビットデータが転送される度にラッチオフするラッチ信号に同期させてストローブ信号をオンし、且つ前記ストローブ信号のデューティ比を制御する手段を備えることにより、階調制御型サーマルプリンタにおける印刷濃度制御を可能にした。 The present invention converts image data expressing gradation for each dot by a plurality of bits into a plurality of continuous 1-bit data, rewrites the one-bit data a plurality of times during a one-dot printing process, In a thermal printer that expresses gradation by changing the print density according to the on / off ratio, the strobe signal is turned on in synchronization with a latch signal that is latched off each time 1-bit data is transferred to the shift register of the thermal print head, and By providing means for controlling the duty ratio of the strobe signal, it is possible to control the print density in the gradation control type thermal printer.
図1はサーマルプリンタのサーマルプリントヘッド駆動回路部を示し、1はサーマルプリントヘッド駆動回路部全体を制御するCPUである。ホストコンピュータから転送されるマルチビットの階調画像データはラインバッファ2に読込まれ、マルチビット/1ビットデータ変換回路3で、1ラインを構成する各ドットが階調に応じた1ビットデータに変換されて通電データバッファ4へ書き込まれ、クロック発生器5のクロックタイミングに同期してサーマルプリントヘッド9のシフトレジスタ10へ順次転送される。
FIG. 1 shows a thermal printhead drive circuit unit of a thermal printer, and 1 is a CPU that controls the entire thermal printhead drive circuit unit. Multi-bit gradation image data transferred from the host computer is read into the line buffer 2, and each dot constituting one line is converted into 1-bit data corresponding to the gradation by the multi-bit / 1-bit
ラッチ信号発生器6は、クロック発生器5のクロックタイミングに基づき、シフトレジスタ10へサーマルプリントヘッドの1ライン分の1ビットデータが転送されたときに、サーマルプリントヘッドのラッチ回路11をラッチオフ状態に切替えるとともに、ストローブ信号発生器7がラッチオフに同期してストローブ信号を出力し、電源13から発熱素子12へ通電されて印刷が実行される。
Based on the clock timing of the clock generator 5, the latch signal generator 6 sets the thermal print head latch circuit 11 to the latch-off state when 1-bit data for one line of the thermal print head is transferred to the
1ライン分の印刷が実行されると、通電カウンタ8の信号により通電データバッファ4からシフトレジスタ10へ次の1ライン分の1ビットデータが転送されて、シフトレジスタ10の1ビットデータが書き換えられ、書換え完了毎にラッチオフ信号によりラッチ回路11がラッチオフとなり、ストローブ信号が出力されてライン型の発熱素子12へ通電され、1ドット印刷中に複数回の1ビットデータ書換えが行われて1ドット分の階調制御が行われる。
When printing for one line is executed, 1-bit data for the next line is transferred from the energization data buffer 4 to the
従来型のサーマルプリンタとは異なり、本発明のサーマルプリンタは、CPUがデータ転送周波数及びラッチ動作周波数に同期してストローブ信号を発生させる。つまり、1ビットデータが転送されてラッチオフとなる都度ストローブ信号を発生させ、且つストローブ信号のデューティ比を制御するように構成していることを特徴としている。 Unlike the conventional thermal printer, in the thermal printer of the present invention, the CPU generates a strobe signal in synchronization with the data transfer frequency and the latch operation frequency. In other words, the strobe signal is generated each time 1-bit data is transferred and latched off, and the duty ratio of the strobe signal is controlled.
図2は、一例として1ドットあたり1ビットデータを16回書き換えて16階調印刷を行うサーマルプリントヘッドの動作タイミングを示しているが、256階調処理(8ビット階調)などであっても原理は同一である。ライン型サーマルプリントヘッドのライン方向ドット数(発熱素子数)に相当する数、すなわち1ライン分の1ビットデータがシフトレジスタへ転送されてラッチされ、ラッチオフとなると同時にストローブ信号が出力され、発熱素子へ通電して1ラインの印刷が実行される。 Figure 2 shows the operation timing of a thermal print head that performs 16 gradation printing by rewriting 1-bit data per dot 16 times as an example, but even with 256 gradation processing (8-bit gradation), etc. The principle is the same. The number corresponding to the number of dots in the line direction (the number of heating elements) of the line-type thermal print head, that is, 1-bit data for one line is transferred to the shift register and latched. 1 line is printed when power is turned on.
ストローブ信号発生周波数は、1ラインのデータ転送周波数ならびにラッチ信号発生周波数と一致していて、図2(a)に示すようにストローブ信号のパルス幅が最大(デューティ比100%)の場合に印刷濃度は最高濃度となる。そして、サーミスタなどの感温素子による環境温度やヘッド温度のフィードバック信号に応じてデューティ比が制御され、温度上昇に伴ってデューティ比が減少する。図2(b)にストローブ信号のデューティ比20%の状態を示す。
The strobe signal generation frequency matches the data transfer frequency of one line and the latch signal generation frequency, and the print density when the pulse width of the strobe signal is maximum (
また、キー或いはダイアルなどの操作によってデューティ比を手動調節できるようにしてもよく、例えば、手動でデューティ比の初期設定を90%とすれば、運転中にデューティ比90%からそれ以下の範囲でデューティ比の自動制御が行われる。また、発熱履歴制御も行うように構成すれば、一つの発熱素子が連続してオンする場合や、その発熱体及び左右の発熱体のオン履歴に応じてデューティ比を次第に低下させて蓄熱による階調の変調を抑制でき、より高精度な階調表現が得られる。 Further, the duty ratio may be manually adjusted by an operation of a key or a dial. For example, if the initial duty ratio is manually set to 90%, the duty ratio can be set within a range from 90% to less during operation. The duty ratio is automatically controlled. In addition, if the heat generation history control is also performed, the duty ratio is gradually decreased according to the ON history of one heating element or the heating element and the left and right heating elements, and the level due to heat storage is increased. Tone modulation can be suppressed, and more accurate gradation representation can be obtained.
このように、1ドットの印刷時間を分割してデータを複数回書換えることにより階調を表現するサーマルプリンタにおいて、一つの1ビットデータ毎にストローブパルスをオンオフし、そのデューティ比を制御することにより、階調を損なわず全体的な印刷濃度を制御できる。 In this way, in a thermal printer that expresses gradation by dividing the printing time of 1 dot and rewriting the data multiple times, the strobe pulse is turned on and off for each 1-bit data, and the duty ratio is controlled. Thus, the overall print density can be controlled without losing the gradation.
尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention, and it is natural that the present invention extends to those modifications.
1 CPU
2 ラインバッファ
3 マルチビット/1ビットデータ変換回路
4 通電データバッファ
5 クロック発生器
6 ラッチ信号発生器
7 ストローブ信号発生器
8 通電カウンタ
9 サーマルプリントヘッド
10 シフトレジスタ
11 ラッチ回路
12 発熱素子
13 電源
1 CPU
2 line buffer
3 Multi-bit / 1-bit data conversion circuit
4 Energized data buffer
5 Clock generator
6 Latch signal generator
7 Strobe signal generator
8 Energizing counter
9 Thermal print head
10 Shift register
11 Latch circuit
12 Heating element
13 Power supply
Claims (2)
サーマルプリントヘッドのシフトレジスタへ1ビットデータが転送される度にラッチオフするラッチ信号に同期させてストローブ信号をオンオフし、且つ前記ストローブ信号のデューティ比を制御する手段を備え、デューティ比を変化させることにより印刷濃度を制御するように構成したことを特徴とするサーマルプリンタ。 By converting the image data expressing the gradation for each dot with a plurality of bits into a plurality of continuous 1-bit data, and controlling the heating element energization time in units of dots based on the 1-bit data, the print density is set in dots. In a thermal printer that expresses gradation by changing the
A means for turning on and off the strobe signal in synchronization with a latch signal that is latched off each time 1-bit data is transferred to the shift register of the thermal print head, and for controlling the duty ratio of the strobe signal, and changing the duty ratio; A thermal printer characterized in that the printing density is controlled by the above.
The thermal printer according to claim 1, wherein the duty ratio is controlled in accordance with temperature information via a temperature sensitive element such as a thermistor and heat generation history information of the heat generation element.
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