JP2016165834A - 昇華型プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーマルヘッドへのデータ転送の方法を工夫することで昇華型プリンタ装置としてのトータルの輻射ノイズを低減させる。【解決手段】奇数番目グループの発熱体の１階調目のデータ転送信号は１クロック分のハイレベルと１クロック分のローレベルを交互に１ラインの発熱体数の１／２分出力し、偶数番目グループの発熱体の１階調目のデータ転送信号はローレベルを出力し、クロック信号を１クロック分出力する。奇数番目グループの発熱体の２階調目のデータ転送信号はハイレベルを出力し、クロック信号を１クロック分出力する。以降、最小階調値までは、偶数番目グループの発熱体通電時はデータ信号にローレベルを出力し、クロック信号を１クロック分出力する。奇数番目グループの発熱体通電時はハイレベルを出力し、クロック信号を１クロック分出力する。最小階調値以降は、画像データに応じたハイレベル、ローレベルのデータ信号を出力する。【選択図】図１０

Description

本発明は、昇華型プリンタ装置に関し特に印画動作時にサーマルヘッドへのデータ転送信号ラインから発生する輻射ノイズを低減する昇華型プリンタ装置のサーマルヘッド駆動方式に関する。

従来、昇華型プリンタ装置では、イエロー、マゼンタ、シアンの染料が塗布されたインクリボンにサーマルヘッドの発熱体から画像データに応じた熱を与えることでカラー印刷が実現される。

サーマルヘッドの発熱体から画像データに応じた熱を発生させる為には、画像データをサーマルヘッドに転送する必要がある。その画像データ転送時に輻射ノイズがプリンタ装置を制御する電気基板、電気基板とサーマルヘッドを接続するFFC（フレキシブル・フラット・ケーブル）から放射される。

輻射ノイズが大量に放射されると他の電子機器の動作に影響を及ぼす可能性がある。

先行技術としては以下がある。特許文献１では、画像データを下位ビットと上位ビットに分けて処理を行い両ビットの通電時間を変え、下位ビットと上位ビットのデータ転送クロックの周波数を変えることで輻射ノイズの周波数を分散させ輻射ノイズの影響を低減することが開示されている。

また、特許文献２では、電気基板からサーマルヘッドへのデータ転送用の信号線を光ファイバーで置き換えることで輻射ノイズの影響を低減させることが開示されている。

特開2008-290299号公報 特平11-28847号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示された先行技術では、輻射ノイズが発生する周波数を２つに分割するだけでトータルとしての輻射ノイズのエネルギーは低減されていない。

また、上記の特許文献２に開示された先行技術では、サーマルヘッドへのデータ転送を電気信号から光に置き換えることで輻射ノイズの低減は期待できる。しかし、光ファイバー自体のコストが高く、また、光ファイバーのアライメント工程の精度が要求され製品化時の実現可能性が低い。

そこで、本発明の目的は、サーマルヘッドへのデータ転送は従来の電気信号のまま、データ転送の方法を工夫することで昇華型プリンタ装置としてのトータルの輻射ノイズを低減させることにある。

上記目的を達成する為に、本発明は、サーマルヘッドへのデータ転送の中で再利用できるデータを有効利用することで不要なデータ転送を無くし輻射ノイズの低減を図ることを特徴とする。

本発明によれば、従来のサーマルヘッドへの配線方式、サーマルヘッドに搭載された回路部の構成を変更することなく、昇華型プリンタ装置として実質的な輻射ノイズの低減を図ることが可能である。

ドライバーIC内の回路構成を説明する図 奇数番目発熱体、偶数番目発熱体通電前のドライバーIC内のデータ格納状態を説明する図 従来のサーマルヘッド制御信号生成部を説明する図 ２分割交互分散方式でサーマルヘッドを駆動する場合の一階調分のデータ転送信号タイミングチャート 従来駆動方式で５０％グレーベタ画像を印画した場合の１ライン分のデータ信号波形 従来駆動方式と新駆動方式のドライバーIC内のラッチ回路部のデータ保持状態を説明する図 新駆動方式で５０％グレーベタ画像を印画した場合の１ライン分のデータ信号波形 自然画のある１ラインの階調値分布を説明する図 従来駆動方式で自然画を印画した場合の１ライン分のデータ信号波形 新駆動方式で自然画を印画した場合の１ライン分のデータ信号波形 実施例１の新駆動方式のサーマルヘッド制御信号生成部を説明する図 実施例２の奇数番目の発熱体の１階調目を通電する為のデータ転送波形を説明する図 輻射ノイズの規格値を説明する図 実施例２の新駆動方式のサーマルヘッド制御信号生成部を説明する図 実施例３の各チャンネルの奇数番目の発熱体の１階調目を通電する為のデータ転送波形の出力タイミングを説明する図 実施例３の奇数番目の発熱体の１階調目を通電する為のデータ転送波形を説明する図 本昇華型プリンタ装置のシステムブロック図 本実施例の昇華型ロール紙印刷装置及び該印刷装置に用いられるカートリッジを説明する図 カートリッジが本印刷装置に装着された状態を、側面から見た場合の断面図

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１７に、本昇華型プリンタ装置のシステムブロック図を示す。

１１０は本装置全体を制御したり、デジタル画像の処理を行ったり、ＵＳＢ通信の制御やＬＣＤの制御を行うためのＣＰＵ。１１１は本装置を制御するためのプログラムやＬＣＤモニター１１７に表示するＧＵＩ用のアイコンデータや画像合成を行う為のフレームデーター等を格納するＦｌａｓｈＭｅｍｏｒｙ。１１２は、プログラム動作時や画像処理時に使用したりＬＣＤモニターに表示するデーターを格納する為のワークメモリとしてのＳＤＲＡＭ。１１３は、昇華プリンタ部分のサーマルヘッド及びＬＦモーター、ＵＤモーターを制御する為のヘッド・モータ制御ＩＣ、１１４は昇華プリンタの主要部品であるサーマルヘッド。サーマルヘッドには、発熱体が１５３６個一列に配列されている。１１５は、ＬＦモーター、ＵＤモーターを駆動するモータードライバー。１１６は、ＬＣＤモニター１１７を駆動する為のＬＣＤドライバー。１１７は、デジタル画像や本装置の操作を行う為のグラフィカルユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）を表示する為のＬＣＤモニター。１１８はＵＳＢのプロトコルデーターを振り分ける為のＵＳＢＨＵＢでカードメモリーコントローラーとＵＳＢ Ａコネクターに接続されている。１１９はＵＳＢインターフェイスを有するカードメモリーコントローラーで複合カードスロットに接続されている。

更に、図１８および図１９を参照して、本発明の実施例による、印刷システムの概要について説明する。

図１８は本実施形態にかかる印刷装置２００および該印刷装置２００に用いられるカートリッジ２１０の外観構成を示す図である。

図１８に示すように、印刷装置２００は、その側面が開閉しカートリッジ２１０を矢印２２０方向に着脱可能（装着可能／取り出し可能）ハウジング２０１を備え、該ハウジング２０１の上部には、表示部２０２と操作部２０３とが配されている。

表示部２０２はＬＣＤ等の表示画面から構成され、印刷される画像データを表示したり、印刷に必要な設定データを入力するためのメニューを表示したりする。

操作部２０３は、印刷装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを指示する電源スイッチ２０４と、表示部２０２に表示された各種メニューを選択するための選択スイッチ２０５とを備える。

カートリッジ２１０には、インクが塗布されているインクリボンと、印画紙としてのロール紙（ローラに巻き回された帯状の記録媒体）とが収納されている。また、カートリッジ２１０を印刷装置２００に装着する前の状態では、ロール紙はハウジング２１１により密閉された構成となっており、ユーザーがロール紙に直接触れることがない構成となっている。印刷時にはロール紙がカートリッジ２１０から引き出され、インクリボンに塗布されたインクを印刷装置のサーマルヘッドによりロール紙に転写して、印画が行われる。

図１９はカートリッジ２１０が印刷装置２００に装着された状態を、印刷装置２００の側面から見た場合の断面図である。図１９を用いて、印刷装置２００が印刷処理を行う際に動作する各部の構成について簡単に説明する。なお、上述の説明において既出の構成については、同じ参照番号を付すこととし、ここでは説明は省略する。

図１９において、３０１はカートリッジ２１０に内包されたロール紙３１３−２が印画時に印画位置３１１まで引き出される場合に通過する搬送路である。３０２はカートリッジ出口である。ローラ３１３−１に巻き回されていたロール紙３１３−２は分離部材３１４により引き剥がされることで、カートリッジ出口３０２よりカートリッジ２１０外部に引き出され、搬送路３０１を通過する。

３０３−１、３０３−２はカール取りローラ及びカール取り従動ローラであり、ロール紙３１３−２の巻き癖を矯正する。３０４−１、３０４−２はグリップローラ及びピンチローラであり、ロール紙３１３−２を介して対向する位置に配され、ロール紙３１３−２の表裏面を挟持する。当該１対のローラが正転することで（グリップローラ３０４−１が紙面に向かって左回りに回転することで）、カートリッジ２１０から引き出されたロール紙３１３−２が、印画位置３１１に向かって搬送する。ロール紙の先端は光学センサー３２３によって検知される。また、光学センサー３２３はロール紙の終端付近に設けられた穴を検出することで用紙を使い終ったことを判定する機能も兼ねている。

なお、カートリッジ２１０が印刷装置２００に装着された状態では、印画位置３１１に対応する位置においてインクリボン３１５を覆っていたカートリッジ２１０のハウジングは取り除かれている。そして、インクリボン３１５がカートリッジ２１０外部に露出した状態となっている。

３０５はプラテンローラであり、印画位置３１１において、サーマルヘッド３２１との間で、インクリボン３１５とロール紙３１３−２とを重畳させた状態を維持する。

３０６は排紙ローラであり、ロール紙３１３−２を排紙方向に搬送する。３０７は排紙蹴りだしローラであり、凹凸部を備え、印画され切断されたロール紙３１３−２を不図示の排紙ボックスに蹴りだす。排紙ローラ３０６と排紙蹴りだしローラ３０７とは、ロール紙３１３−２を介して対向する位置に配され、ロール紙３１３−２の表裏面を挟持する。

３０８はカッターモータ３２２の動作をカッターユニットに伝達するギア列である。３０９、３１０はカッターユニットを構成するカッター刃とカッター受け刃であり、ロール紙３１３−２の搬送路を挟んで、対向した位置に配置されている。カッター刃３０９とカッター受け刃３１０は、ギア列３０８により駆動され、はさみ状に上下の刃がすりあわされることにより、ロール紙３１３−２を切断する。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。

昇華型プリンタ装置は、画像データに従ってサーマルヘッドの発熱体をオン・オフすることで専用用紙にインクリボンに塗布された染料を昇華させ画像を形成する。昇華型プリンタ装置の中で最も電力を消費するのはサーマルヘッドでありサーマルヘッドに電力供給する電源回路部を小型化することが民生機としての必須の技術要件である。そうすることで、昇華型プリンタを一般の家庭やオフィスで使用できるようになる。

サーマルヘッドには、１画素に対応する発熱体が主走査方向に数百〜数千個配列されており、全数の発熱体を同時にオンすると通電するトータルの電流量が過大になり、その電流量を流す為には電流容量の大きな電源回路が必要で電源回路全体の容積も大きくなる。

電源回路部を小型化する為に発熱体全数を同時に通電しない分割駆動（1/2分割、1/4分割）が民生用の昇華型プリンタでは一般的な駆動方式として用いられている。

特に、高画質化を目的として一階調毎に奇数番目グループの発熱体と偶数番目グループの発熱体を交互に通電する２分割交互分散駆動方式が従来、民生用昇華型プリンタの一般的なサーマルヘッド駆動方式として採用されている。

図１に、サーマルヘッドに搭載されているドライバーICの構造を示す。

通常サーマルヘッドには、複数個のドライバーICが搭載されている。図１のR1〜Rnが発熱体を示している。この発熱体は抵抗である。抵抗の一端は電源（Vh）に接続されており、もう一端はトランジスターT1〜Tnに接続されている。ドライバーICに入力される制御信号は、DCLK、DATA、LATCH、STROBEの４本から構成されている。発熱体１個にトランジスターが１個接続されており、トランジスターのベースはAND回路の出力と接続されている。AND回路も発熱体１個に１個対応している（A1〜An）。各AND回路の入力の一つは、ラッチ回路の出力と接続されている。ラッチ回路も発熱体１個に1個対応している（L1〜Ln）。

STROBE信号アサート時の各ラッチ信号の出力値によって各トランジスターのON・OFFが決まり発熱体へ電流を流すか流さないかが決定される。

各ラッチ回路へのデータの転送はDATA信号とDCLK信号が入力されたシフトレジスター部で行われる。従って、DCLK（クロック）に同期してデータが１クロック分づつシフトし所望のクロック分の同期転送が完了した時点でLATCH信号に従って各ラッチ回路にデータが格納される。

図２には、図１の構造のドライバーICが搭載されたサーマルヘッドを２分割交互分散方式で一階調分駆動する場合の所望のデータ量のデータ転送が完了した時点で各ラッチ回路に格納された「１」、「０」のデータを模式的に示している。

図２−（１）に示すように奇数番目グループの発熱体を通電する時は、L1〜Lnのラッチ回路にデータが「１」―「０」を繰り返すように格納しSTROBE信号をアサートする。次に、図２−（２）に示すように偶数番目グループの発熱体を通電する時は、L1〜Lnのラッチ回路にデータが「０」−「１」を繰り返すように格納しSTROBE信号をアサートする。

図３に、図１の構造のドライバーICが搭載されたサーマルヘッドを２分割交互分散方式で駆動する場合の従来のヘッド制御信号生成部の構成図を示す。

昇華型サーマルヘッドの発熱体の通電・非通電制御は１ライン毎に行う。発熱体は、サーマルヘッドの主走査方向に数百から数千個配列されており、複数のチャンネルに分割されている。印画速度との関係からこの複数チャンネルを並列駆動する必要がある。図３の１２０がData信号生成部で複数チャンネル分必要である。

１２１は発信器で、ヘッド制御信号生成部の基本クロックとなる。１ライン毎にサーマルヘッドの発熱体の通電・非通電制御を行うので、２次元の画像データを１ラインづつ読み込む。このような場合、通常ラインバッファーが使用されるのが一般的であるが、昇華型サーマルヘッドでは複数チャンネルを並列駆動する必要から各チャンネルにチャンネルバッファー１２２なるものを用意する。

更に、昇華型プリンタ装置のサーマルヘッドの通電・非通電制御は一階調づつ行うので制御を行う階調を計数する階調カウンタ１２３を有する。

また、本実施例では、奇数番目の発熱体（画素）と偶数番目の発熱体（画素）の通電を交互に行う２分割交互分散制御方式を行っているので、奇数偶数画素判定部１２４を有する。サーマルヘッドの１画素毎の発熱体の通電・非通電は各画素の画像データと次に通電を行う階調値とを比較することで決定する。その画像データ・階調比較部が１２５である。

各画素の画像データが次に通電を行う階調値よりも大きければData信号出力制御部１２６から「ハイレベル」を出力する。

また、奇数偶数画素判定部１２４の判定値に従って、奇数画素のData信号出力時には偶数画素のData信号はData信号出力制御部１２６から「ローレベル」を出力する。偶数画素のData信号出力時には奇数画素のData信号はData信号出力制御部１２６から「ハイレベル」を出力する。

基本クロックを元にサーマルヘッドの発熱体の通電・非通電を制御するクロックとなるDCLKがクロック信号出力制御部１２７から出力され、更に、Latch・Strobe信号出力制御部からLatch信号とStrobe信号が出力される。

図３の制御信号生成部によって出力される一階調分の制御信号のタイミングチャートを図４に示す。先述の通り、サーマルヘッドの制御信号は、DCLK、LATCH、STROBE、DATAの４種類の信号で構成されている。DATA信号の本数は、１チャンネルあたりの発熱体の数とサーマルヘッド全体の発熱体の数で決まる。図４の例では１２本のデータ信号を有している。

図４のデータ信号は、DCLK（クロック）１周期分の「ハイレベル」、「ローレベル」を繰り返す波形となっている。この「ハイレベル」、「ローレベル」の繰り返しは数十MHz程度の周波数である。この高周波数のデータ信号が複数本、昇華型プリンタ装置の電気基板からサーマルヘッドへFFCやFPCで接続されており、この部分からの輻射ノイズが多く放射されることが経験的に分かっている。

そこで、本実施例では、サーマルヘッド駆動時にサーマルヘッドへのデータ転送を極力少なくすることで輻射ノイズの低減を実現する。

図５に従来の２分割交互分散方式の駆動方式で５０％グレーベタ画像を印画した場合の１チャンネル分のデータ信号波形を示す。本実施例では、１２チャンネルで１ラインの画像を形成できる。

最大階調を２５６階調とした場合、５０％グレーは階調数としては１２８階調になる。

図５の最上部から奇数番目の画素の１階調目を印画する為に奇数番目の発熱体に通電を行う為のデータを転送する信号波形（Odd-1）。偶数番目の画素の１階調目を印画する為に偶数番目の発熱体に通電を行う為のデータを転送する信号波形（Even-1）。奇数番目の画素の２階調目を印画する為に奇数番目の発熱体に通電を行う為のデータを転送する信号波形（Odd-2）。偶数番目の画素の２階調目を印画する為に偶数番目の発熱体に通電を行う為のデータを転送する信号波形（Even-2）が順に示され、偶数番目の画素の２５６階調目を印画する為に偶数番目の発熱体に通電を行う為のデータを転送する信号波形（Even-256）で終了する。

図５に示すように、従来のサーマルヘッド駆動部では、奇数番目の画素の発熱体に通電を行う為のデータ転送波形（Odd-1,Odd-2,Odd-3,……,Odd128）は、「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形。偶数番目の画素の発熱体に通電を行う為のデータ転送波形（Even-1,Even-2,Even-3,……,Even128）は、「ローレベル」−「ハイレベル」の繰り返し波形である。出力の順番は、Odd-1 → Even-1 → Odd-2 → Even-2 → …… Odd-256 → Even-256 となる。奇数番目の発熱体に通電を行う為の「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形を出力し終わった後に偶数番目の発熱体に通電を行う為の「ローレベル」−「ハイレベル」の繰り返し波形を出力する。

従来の駆動方式では、「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形と「ローレベル」−「ハイレベル」の繰り返し波形を階調分交互に繰り返す構造になっており、この期間に放出される輻射ノイズ量が昇華型プリンタ装置の中では最も多いものの一つとなっている。

従って、上記期間の「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形と「ローレベル」−「ハイレベル」の繰り返し波形の出現頻度を少なくすることで輻射ノイズの低減が図れる。

本実施例の新駆動方式では、従来のサーマルヘッド駆動部（サーマルヘッド制御信号生成部）を改良し、「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形と「ローレベル」−「ハイレベル」の繰り返し波形の出力を必要最小限とすることで輻射ノイズの低減を図る。

ドライバーIC内ラッチ部の各階調でのデータ転送完了時のデータ格納状態を図６に示す。
図６−（１）に従来方式、図６−（２）に新方式の場合を示す。従来方式と新方式の各階調でのデータ転送完了時の「１」、「０」の格納パターンは同一であることが分かる。違いは、「１」、「０」のデータの送られ方である。

従来の駆動方式では次の階調を通電する為にドライバーIC内の全てのラッチ部に格納されている全てのデータをクリアーしていた。即ち、全てのデータを捨てていた。図６−（１）で、その状態を説明している。奇数番目の発熱体の１階調目を通電する前にドライバーIC内のラッチ部に「１」−「０」のデータを格納している。図中では、グレー背景の四角で示してある。次に、偶数番目の発熱体の１階調目を通電する前には、ドライバーIC内のラッチ部は「０」−「１」のデータが格納されている。これらのデータは全てが新たにドライバーIC内のラッチ部に入力されたデータであり、図中では白背景の四角で示してある。更に、奇数番目の発熱体の２階調目を通電する前には、ドライバーIC内のラッチ部には「１」−「０」のデータが格納された状態となる。これらのデータには、前の偶数番目の発熱体１階調目を通電する為に使ったデータは一つも使われておらず全て新たにドライバーIC内のラッチ部に入力されたデータである。図中では、偶数番目の発熱体の１階調目を通電する為に使ったデータとは違うデータであることを示す為にグレーに白い斜線の背景の四角で示してある。

上述のように、従来の駆動方式では、新たな階調を通電する為にドライバーIC内の全てのラッチ部に格納されている全てのデータをクリアーして新たなデータを格納していた。その結果データ転送量が多くなり輻射ノイズの発生量が多くなっていた。

次に、新方式のドライバーIC内のラッチ部への「１」、「０」のデータの送り方を図６−（２）を用いて説明する。

奇数番目の発熱体の１階調目を通電する前には、ドライバーIC内のラッチ部に「１」−「０」のデータを格納している。図中では、グレー背景の四角で示してある。ここまでは、従来の駆動方式と同様である。次に、偶数番目の発熱体の１階調目を通電する前には、1個の「０」データをドライバーIC内のラッチ部に入力する。その結果、前記の奇数番目の発熱体の１階調目を通電する為にドライバーIC内に格納されている「１」−「０」のデータを１データ分シフトし「０」−「１」の繰り返しデータが格納された状態となる。この時、ドライバーIC内のラッチ部から捨てられたデータは１個の「１」データのみである。この状態を図６−（２）の偶数Gr１階調目に示してある。白背景の四角で示された「０」データは新たにドライバーICのラッチ部に入力されたデータである。残りのグレー背景の四角で示された「１」−「０」のデータは、奇数番目の発熱体の１階調目を通電する際に使われたデータを再度使っている。更に、奇数番目の発熱体の２階調目を通電する前には、１個の「１」データをドライバーIC内のラッチ部に入力する。その結果、偶数番目の発熱体の１階調目を通電する為にドライバーIC内に格納されている「０」−「１」のデータを１データ分シフトし「１」−「０」の繰り返しデータが格納された状態となる。この時、ドライバーIC内のラッチ部から捨てられたデータは１個の「０」データのみである。この状態を図６−（２）の奇数Gr２階調目に示してある。グレーに白い斜線の背景の四角で示された「１」データは新たにドライバーICのラッチ部に入力されたデータである。白背景の四角で示された「０」データは偶数番目の発熱体の１階調目を通電する前にドライバーICのラッチ部に入力されたデータを再度使っている。残りのグレー背景の四角で示された「１」−「０」のデータは、奇数番目の発熱体の１階調目を通電する際に使われたデータを再度使っている。以降も同様なデータの送り方となる。

図６−（２）で示した新方式でのドライバーIC内のラッチ部へのデータを送る際のデータ転送波形を図７に示した。奇数番目の発熱体の１階調目を通電する為のデータ転送波形（Odd-1）は、「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形である。このデータ転送波形でドライバーIC内のラッチ部全てにデータを格納する。次に、偶数番目の発熱体の１階調目を通電する為のデータ転送波形（Even-1）は、直流的な「ローレベル」波形で、同時にDCLK（クロック）が、１クロック分出力される（不図示）。その結果、ドライバーIC内のラッチ部に１個の「０」データが入力される。その結果、既に格納されているデータは１個分シフトされる。更に、奇数番目の発熱体の２階調目を通電する為のデータ転送波形（Odd-2）は、直流的な「ハイレベル」波形で、同時にDCLK（クロック）が、１クロック分出力される（不図示）。ドライバーIC内のラッチ部に１個の「１」データが入力され、既に格納されているデータは１個分シフトされる。

以降、偶数番目の発熱体の１２８階調目を通電する為のデータ転送波形（Even-128）まで、直流的な「ローレベル」或いは、「ハイレベル」信号がデータ転送波形として出力される。

従って、新駆動方式ではデータ転送波形の「ローレベル」から「ハイレベル」、「ハイレベル」から「ローレベル」への電圧変動が殆ど無い。結果、輻射ノイズの低減が図れる。

上記までは、説明がシンプルで分かり易いので、５０％グレーベタ画像に本実施例の新駆動方式を適用した場合を説明したが、自然画を印画する場合に本実施例の新駆動方式を適用するには、追加の構成が必要になる。

以下、自然画に本実施例を適用した場合の説明をする。

図８−(１)にある自然画のある一ライン分の全画素の階調値分布を示す。

自然画なので一ライン分の全画素の階調値分布はランダムな値になる。２分割交互分散方式で印画した場合の一ライン分の階調値分布のデータをイメージし易くする為に、奇数画素グループと偶数画素グループの階調値分布に分割する。奇数画素グループの階調データ分布は図８−(２)のようになり奇数番目の画素はランダムな値の階調を有し、偶数番目の画素の階調は全て０階調となる。同様に偶数番目グループの階調データ分布は図８−(３)のようになり偶数番目の画素はランダムな値の階調を有し、奇数番目の画素の階調は全て０階調となる。

図８−(２)の階調値分布に従って一ライン全画素の発熱体への通電・非通電を実現する為には各階調毎のデータ転送波形は、四角で囲んだ右上から左下への斜線の範囲では、「１」−「０」データの繰り返しの同様なデータ転送波形となる。それ以降の階調では画像データに従った「１」、「０」がランダムに組み合わされたデータ転送波形となる。

また、図８−(３)の階調値分布に従って一ライン全画素の発熱体への通電・非通電を実現する為には各階調毎のデータ転送波形は、四角で囲んだ左上から右下への斜線の範囲では、「０」−「１」データの繰り返しの同様なデータ転送波形となる。それ以降の階調では画像データに従った「１」、「０」がランダムに組み合わされたデータ転送波形となる。

図８に示した自然画のある一ラインのある１チャンネル分の階調データの従来駆動方式でのデータ転送波形を示すと図９のようになる。図９のデータ出力順番２３８までは、「ハイレベル」−「ローレベル」波形の繰り返しと「ローレベル」−「ハイレベル」波形の繰り返し信号が交互に出力されている。データ出力順番２３９から２４３までは、画像データの階調数に応じて「ハイレベル」と「ローレベル」波形が出力されている。データ出力順番２４４以降は「ローレベル」が出力されており、この自然画では以降の階調が無いことを示している。

図９のデータ出力順番２３８までは、「ハイレベル」−「ローレベル」波形の繰り返しと「ローレベル」−「ハイレベル」波形の繰り返し信号が交互に出力されているので本提案の新駆動方式を適用することができる。新駆動方式の適用可能階調は、各チャンネルの最小階調値となる。従って、自然画に新駆動方式を適用する為にはチャンネル毎の最小階調判定手段を有することが必須になる。

図１０に、自然画に本提案の新駆動方式を適用した際のデータ転送波形を示す。

奇数番目グループの発熱体の１階調目（データ出力順番１）のデータ転送波形は、「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形となる。偶数番目のグループの１階調目（データ出力順番２）のデータ転送波形は、「ローレベル」が直流的に出力される。奇数番目のグループの発熱体の２階調目（データ出力順番３）のデータ転送波形は、「ハイレベル」が直流的に出力される。以降、偶数番目の発熱体の１１９階調目（データ出力順番２３８）までは新駆動方式を適用でき、直流的なデータ転送波形となる。それ以降の階調では、従来の駆動方式でのデータ転送波形となり、画像データに応じた「ハイレベル」、「ローレベル」が組み合わされたデータ転送波形となる。

従って、新駆動方式をグレーベタ、自然画等全てのパターンの画像に適用する為には、各チャンネル毎にそのチャンネルに含まれる画素の最小階調を判別する最小階調判定手段が必要となる。その判定結果に応じて最小階調までは新駆動方式のデータ転送を行い、それ以降の階調では従来駆動方式のデータ転送を行う。

本実施例の新駆動方式のヘッド制御信号生成部の構成図を図１１に示す。従来の駆動方式のヘッド制御信号生成部と同様の部分は説明を省略する。

従来の駆動方式のヘッド制御信号生成部との違いは、最小階調判定部１２９が新たに加えられた点である。各チャンネル毎に最小階調判定部１２９の判定結果に基づいて、最小階調値までは新駆動方式を適用し、それ以降の階調では従来の駆動方式を適用する。

印画する画像に応じて、新駆動方式の適用範囲は決まるが、結果、効果の程度に違いはあるものの従来駆動方式に比べて輻射ノイズの低減効果が確実にある。

本実施例では、昇華型プリンタ装置の輻射ノイズの更なる低減方法を提案する。

実施例１のように新駆動方式を適用する場合でも、１ライン毎に最初の奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送波形は従来の「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形となる。図１２−（１）のデータ出力順番１のOdd-1がそのデータ転送波形を示している。このライン毎に出力される「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形からの輻射ノイズを低減させると更なる効果が期待できる。

従来、全ての階調のデータ転送波形の周波数は同じ周波数である。本実施例では、図１２−（２）に示すようにデータ出力順番１のOdd-1のデータ転送波形の「ハイレベル」―「ローレベル」の繰り返し波形の周波数を従来よりも低く設定する。

輻射ノイズは、３０MHz以上の周波数のものが規定されている。図１３に示すように３０MHz以上でEMI規格値をオーバーしていた輻射ノイズを３０MHzより低い周波数に移動させることができれば、規格値をクリアーできる。更に、周波数の低いノイズは放射しない特性があるので実質的に輻射ノイズが低減できる。

１ライン毎の最初の奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送波形の「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形の周波数のみを低くし、それ以外の階調のデータ転送波形の周波数は通常動作時の周波数のままとするヘッド制御信号生成部を図１４に示す。実施例１と同様の部分には同様の番号が付してある。また、同様の番号が付してある箇所は、動作が異なる場合意外は説明を省略する。図１４の実施例１のヘッド制御信号生成部の構成との変更点を説明する。

まず、発信器１２１からの出力信号を分周する為の分周器１３０が追加されている。

１ライン毎の最初の奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送波形「ハイレベル」−「ローレベル」を低い周波数で出力する為に、本実施例では、発信器１２１の出力信号を分周器１３０で分周（例えば１６分周）して周波数を低くした信号を使う。その信号を基本信号として、上記、Data信号を始めヘッド制御信号のDCLK、Strobe、Latchを通常動作時よりも低い周波数で生成する。

次に、発信器１２１からの出力信号か分周器１３０からの出力信号かを切替えるセレクター１３１が追加されている。更に、セレクター１３１からどちらの信号を出力するかの信号を判定後出力する為に切替判定部１３２が追加されている。

切替判定部１３２には、発信器１２１からの出力信号が入力されている。予め決められた分周値（例えば１６分周）を考慮して、１ライン毎の最初の奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送波形「ハイレベル」−「ローレベル」が出力された後、発信器１２１からの出力信号を選択する切替信号を出力する。この発信器１２１からの出力信号が選択された状態は１ライン分の階調データが全て転送されるまで続く。１ライン分の階調データの転送が完了した時点で、次のラインの最初の奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送に向けて、分周器１３０からの出力信号が選択された状態とする切替信号を出力する。以後、最終ラインまで同様の動きとなる。

また、階調値カウンタ１２３、奇数偶数画素判定部１２４の動作も実施例１での動作と若干異なり、予め決められた分周値（例えば１６分周）を考慮して階調のカウント動作、奇数偶数画素判定が行われることになる。

本実施例では、各ライン毎に奇数グループの一階調目のデータ転送波形の「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し周波数の高調波が３０MHzより低い周波数になるように低い周波数とすることを特徴とする。

その結果、ノイズが発生しても昇華型プリンタ装置の外部に放射されることがなく、輻射ノイズ低減としては効果が得られる。

本実施例では、昇華型プリンタ装置の輻射ノイズの更なる低減方法を提案する。

実施例１のように新駆動方式を適用する場合でも、１ライン毎に最初の奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送波形は従来の「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形となる。このライン毎に出力される「１」−「０」の繰り返し波形からの輻射ノイズの影響を低減させると更なる効果が期待できる。

昇華型プリンタ装置に搭載されているサーマルヘッドは、数百から数千個の発熱体を有しており、複数のチャンネルから構成されている。ライン毎に出力される「１」−「０」の繰り返し波形は同時に複数本の信号ラインに出力される。その為、信号波形が重畳され輻射ノイズのエネルギーが大きくなると言う問題点がある。

本実施例では、ライン毎に出力される「１」−「０」の繰り返し信号波形をチャンネル単位で出力期間が重ならないように出力することを特徴とする。

図１５−（１）に実施例１での全チャンネルの奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送波形である「ハイレベル」−「ローレベル」の繰り返し波形の出力タイミングを示す。

１チャンネル辺り１２８個の発熱体があり、「ハイレベル」−「ローレベル」が６４回繰り返されている。この波形がチャンネル数分同時に出力されている。

この各チャンネルの奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送波形の出力タイミングを実施例３では、図１５−（２）に示すように時間的に重ならないように出力する。

図１６には、各チャンネルの奇数番目の発熱体の１階調目のデータ転送波形の出力タイミングが重ならないようにする為のヘッド制御信号生成部の構成図を示す。実施例１と同様の部分には同様の番号が付してある。また、同様の番号が付してある箇所は、動作も同様なので説明は省略する。図１４の実施例１のヘッド制御信号生成部の構成との変更点は、Data信号出力タイミング調整部１３２が追加された点である。このData信号出力タイミング調整部１３２は、１ライン毎の奇数番目の発熱体の１階調目の通電データ信号を出力する時に動作する。その出力は各チャンネルのData信号出力制御部に入力されており、各チャンネルからのData信号出力が時間的に重ならないように調整を行っている。

図１６に示したヘッド制御信号生成部によって、１ライン毎に奇数番目の発熱体の制御信号として出力される「１」−「０」の繰り返し波形の重畳が無くなり輻射ノイズのエネルギーを低く抑えることが可能となり、輻射ノイズ低減効果が得られる。

１１０ CPU、１１１ フラッシュメモリー、１１２ ＳＤＲＡＭ、
１１３ ヘッド・モーター制御ＩＣ、１１４ サーマルヘッド、
１１５ モータドライバー、１１６ ＬＣＤドライバー、１１７ ＬＣＤモニター、
１１８ ＵＳＢ ＨＵＢ、１１９ カードメモリコントローラー、
１２０ Data信号生成部、１２１ 発信器、１２２ チャンネルバッファ、
１２３ 階調カウンタ、１２４ 奇数偶数画素判定部、１２５ データ・階調比較部、
１２６ Data信号出力制御部、１２７ クロック信号出力制御部、
１２８ Latch・Strobe信号出力制御部、１２９ 最小階調判定部、１３０ 分周器、
１３１ セレクター、１３２ 切替判定部、１３３ Data信号出力タイミング調整部

Claims (3)

1. 昇華型プリンタ装置において、奇数番目の発熱体と偶数番目の発熱体を交互に通電するサーマルヘッドの駆動方式で、チャンネル毎に印画画像の最小階調値を検出する手段を有し、奇数番目グループの発熱体の１階調目のデータ転送信号は１クロック分のハイレベルと１クロック分のローレベルを交互に１ラインの発熱体数の１/２分出力し、偶数番目グループの発熱体の１階調目のデータ転送信号はローレベルを出力し、クロック信号を１クロック分出力する。奇数番目グループの発熱体の２階調目のデータ転送信号はハイレベルを出力し、クロック信号を１クロック分出力する。以降、最小階調値までは、偶数番目グループの発熱体通電時はデータ信号にローレベルを出力し、クロック信号を１クロック分出力する。奇数番目グループの発熱体通電時はハイレベルを出力し、クロック信号を１クロック分出力する。最小階調値以降は、画像データに応じたハイレベル、ローレベルのデータ転送信号を出力することを特徴とするサーマルヘッド駆動方式。
2. １ライン印画時毎に奇数番目グループの発熱体の１階調目の１クロック分のハイレベルと１クロック分のローレベルを交互に出力するデータ転送信号の高調波から発生される輻射ノイズのエネルギーレベルが所定の基準値をオーバーする場合、前記高調波の周波数が３０MHzを下回る周波数になるように１クロック分のハイレベルと１クロック分のローレベルを交互に出力するデータ転送信号のハイレベルとローレベルの繰り返し周波数を低くすることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド駆動方式。
3. １ライン印画時毎に奇数番目グループの発熱体の１階調目の１クロック分のハイレベルと１クロック分のローレベルを交互に出力するデータ転送信号をサーマルヘッドを構成する複数のチャンネル毎にデータ転送信号出力期間が重ならないように出力することを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド駆動方式。