JP2949167B2 - サーマルヘッドの印画制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願は、ビデオプリンタ、ファク
シミリ等に用いられるサーマルヘッドの印画制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】サ―マルヘッドを用いて印字や印画を行
うサ―マルヘッド型印画装置は、感熱紙上で発色の具合
を調整可能であるため、例えばビデオプリンタのように
階調表現を行ないかつ高解像度の印画を必要とする表示
装置に適している。

【０００３】サ―マルヘッド型印画装置において階調表
示を行なう方法として、１画素毎にその画素の階調に応
じた駆動パルス列をサ―マルヘッドの発熱体に印加する
方法（以下“マルチパルス方式”という。）が従来より
ある。

【０００４】サ―マルヘッド型印画装置では、駆動パル
スを印加する直前のヘッドの温度の相違やサーマルヘッ
ドのバラツキ（発熱体の抵抗値や発色濃度のバラツキ）
により、同一の駆動パルスを発熱体に印加しても感熱紙
に印加される熱エネルギ―が相違する。そのため、マル
チパルス方式のサ―マルヘッド型印画装置では、サ―マ
ルヘッドの温度やバラツキに応じて駆動パルス列を構成
する各駆動パルスのパルス幅を変化させている。例え
ば、サ―マルヘッドの温度が高い場合等発色し易いとき
にはパルス幅を狭くし、サ―マルヘッドの温度が低い場
合等発色し難いときにはパルス幅を広くしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のマルチパルス方
式のサ―マルヘッド型印画装置では、駆動パルス列を構
成する各駆動パルスの発生開始点も各駆動パルスのパル
ス幅の変動に応じて変動する。すなわち、各駆動パルス
のパルス幅が狭い場合には各駆動パルスの発生開始点は
相対的に前寄りになり、各駆動パルスのパルス幅が広い
場合には各駆動パルスの発生開始点は相対的に後ろ寄り
になる。したがって、同じパタ―ンの駆動パルス列であ
っても、各駆動パルスの開始点の変動に応じて印画位置
も相対的に大きく変動する（前後に移動する）ことにな
る。その結果、画質の低下を招くという問題点があっ
た。

【０００６】また、従来のマルチパルス方式のサ―マル
ヘッド型印画装置では、駆動パルス列の互いに隣り合っ
た駆動パルス間の時間間隔（前の駆動パルスの発生終了
点とその後の駆動パルスの発生開始点との時間間隔）が
一般的に短い。そのため、図５に示すように、各駆動パ
ルスが前の駆動パルスの影響を受けて過熱してしまうこ
とがあり、階調表現をするための濃度の制御が難しい等
の問題が生じる。その結果、やはり画質の低下を招くと
いう問題点があった。

【０００７】本願に係わる発明の目的は、マルチパルス
のサ―マルヘッド型印画装置方式において、画質の向上
をはかることが可能なサーマルヘッドの印画制御装置を
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願に係わるサーマルヘ
ッドの印画制御装置は、各画素の印字毎に階調に応じた
駆動パルス列を発熱体に印加することにより階調表現を
行うサーマルヘッドの印画制御装置において、上記駆動
パルス列を構成する各駆動パルスのパルス幅を可変に設
定する第１制御手段と、上記第１制御手段による上記各
駆動パルスのパルス幅の変動に拘らず、上記各駆動パル
スの発生開始点が上記各画素の印字の開始点から一定の
間隔で並ぶように制御する第２制御手段とを設けた。

【０００９】また、本願に係わるサーマルヘッドの印画
制御装置は、各画素の印字毎に階調に応じた駆動パルス
列を発熱体に印加することにより階調表現を行うサーマ
ルヘッドの印画制御装置において、上記駆動パルス列を
構成する各駆動パルスについて、直前の駆動パルスの発
生開始点から当該駆動パルスの発生開始点までの時間に
対応したデータを指定する指定手段と、上記指定手段で
指定されたデータに基いて上記各駆動パルスの発生開始
点までの時間を計測する計測手段と、上記計測手段の計
測する時間に応じて上記各駆動パルスを発生させる制御
手段とを設けた。

【００１０】

【実施例】図１は、サーマルヘッドの印画制御装置の構
成を示したブロック図である。

【００１１】サーマルヘッド１１は、数百〜数千個の発
熱体をライン状に並べたヘッド部および各発熱体をオン
／オフするデータで各発熱体を制御する駆動回路等から
構成されている。

【００１２】ＣＰＵ部１２は、ＣＰＵの他にＩ／Ｏポー
トを含んでいる。システムＲＯＭ１３は、システム全体
のプログラムを記憶している他、各発熱体のオン／オフ
のパターンデータ、後述の駆動パルス幅のデータおよび
駆動パルスの発生開始点のデータ等を記憶している。

【００１３】ヘッド転送制御回路１４は、ＣＰＵ部１２
からの１ラスター毎のプリント要求信号“ＰＲＱ”を受
けて、印画制御信号（サーマルヘッドへのデータの転送
開始および終了等を指示する信号）を出力するものであ
る。メモリコントローラ１５は、ヘッド転送制御部１４
からの信号を受けて画像メモリ１６を制御するものであ
る。画像メモリ１６には、サーマルヘッド１１によって
印画される印画パターンの階調データが記憶されてい
る。パルス数カウンタ１７は、システムＲＯＭ１３に記
憶されているデータを受けて１ラスター内の駆動パルス
列の全パルス数をプリセットし、ダウンカウントを行う
ものである。１ラスター内の駆動パルス列のパルス数は
８〜１６個程度であり、最初の１〜２個は予熱用であ
り、残りが階調表現用のパルスとなる。

【００１４】パターン展開用の２ポートメモリ１８（デ
ュアルポートメモリ）は、画像メモリ１６から階調デー
タを読出し、これをオン／オフのデータに展開するもの
である。ビット選択回路１９は、２ポートメモリ１８か
らのパターン展開データに基いてビット選択を行うもの
である。

【００１５】２ポートメモリ２０（デュアルポートメモ
リ）は、駆動パルス列の各駆動パルスの開始点データ
（開始位置のデ―タ）を読込むものである。開始点デ―
タは、感熱紙の種類とサ―マルヘッドの特性によって決
まり、予めソフトウエアによって設定される。例えば、
サ―マルヘッドの加熱を緩かに行う場合には、開始点デ
―タを大きくして、隣り合った駆動パルス間の間隔を拡
げるようにする。開始点カウンタ２１は、２ポートメモ
リ２０からの開始点デ―タをプリセットし、基準クロッ
クによってダウンカウントを行うものである。この基準
クロックには、システムクロックあるいはこれを分周し
たもの等、周波数が常に一定のものを使用する。

【００１６】２ポートメモリ２２（デュアルポートメモ
リ）は、駆動パルスのパルス幅を読込むものである。パ
ルス幅カウンタ２３は、２ポートメモリ２２からのパル
ス幅デ―タをプリセットし、ＶＣＯ２４（ボルテ―ジ
コントロ―ルド オシレ―タ）からのクロックによって
ダウンカウントを行うものである。ＶＣＯ２４から出力
されるクロックの周波数は可変であるため、パルス幅カ
ウンタ２３に同一のパルス幅のデ―タがプリセットされ
ていてもパルス幅カウンタ２３から出力されるパルス幅
は、ＶＣＯ２４から出力されるクロックの変動に応じて
変動する。

【００１７】印加率カウンタ２５は、ビット選択回路１
９からのオン／オフデ―タに基いて、印加率（サ―マル
ヘッドの発熱体へ駆動パルスが印加される発熱体と印加
されない発熱体との割合）を求めるものである。Ｄ／Ａ
コンバ―タ２６は、ＣＰＵ部１２からサ―マルヘッド１
１の温度補正デ―タおよびサーマルヘッドのバラツキに
関係するデ―タを、印加率カウンタ２５から印加率デ―
タをそれぞれ受けて、ＶＣＯ２４へ電圧制御信号を送る
ためにＤ／Ａ変換動作を行うものである。

【００１８】平均階調計算回路２７は、１ラスタ―の平
均階調値（１ラスタ―内における各画素の階調を加算し
た値を画素数で割ったもの）を計算してＣＰＵ部１２に
送るものである。ＣＰＵ部１２では、平均階調値に基い
てサ―マルヘッド１１の温度上昇を予測し、予測結果を
次のラスタ―の予熱パルス（１ラスター内の駆動パルス
列のなかの最初の１〜２個のパルス）のパルス幅に反映
させる。

【００１９】定電圧源２８は、サ―マルヘッド１１のヘ
ッド部に所定の定電圧を供給するものである。

【００２０】次に、図２のタイミングチャ―トおよび図
３のフロ―チャ―トを参照して、図１のサ―マルヘッド
型印画装置の動作を説明する。

【００２１】感熱紙や画像ガンマ等の使用上の設定、ヘ
ッド温度およびサーマルヘッドのバラツキ等を考慮して
計算を行い、その計算結果に基いてパタ―ン展開デ―
タ、駆動パルスの開始点デ―タおよび駆動パルスのパル
ス幅デ―タを求め、それぞれパタ―ン展開用の２ポ―ト
メモリ１８、駆動パルスの開始点設定用の２ポ―トメモ
リ２０および駆動パルスのパルス幅設定用の２ポ―トメ
モリ２２に設定をする（ａ）。

【００２２】使用上の設定変更あるいは環境変化等の有
無を判断する（ｂ）。設定変更や環境変化等があった場
合には、“ａ”の処理において再度２ポ―トメモリへの
設定動作を行う。設定変更や環境変化等がない場合に
は、印画動作を行うか否かを判断する（ｃ）。

【００２３】印画を行う場合には、１ラスタ―内におけ
る駆動パルス列のパルス数をパルス数カウンタ１７に設
定する（ｄ）。通常駆動パルス数は８〜１６個程度であ
り、最初の１〜２個は予熱用であり、残りが階調表現用
のパルスとなる。ＣＰＵ部１２ののＩ／Ｏ部から１ラス
タ―の印画の開始を要求する信号“ＰＲＱ”をヘッド転
送制御回路１４に出力する（ｅ）。

【００２４】画像メモリ１６から階調デ―タを読出し、
パタ―ン展開用の２ポ―トメモリ１８で各発熱体のオン
／オフデ―タに展開する。展開されたデ―タはビット選
択回路１９を通してサーマルヘッド１１の駆動回路部に
順次転送される（ｆ）。駆動パルスの開始点設定用の２
ポ―トメモリ２０からの解始点データを開始点カウンタ
２１にプリセットする。開始点カウンタ２１では、周波
数一定の基準クロックによって順次カウントダウンされ
る（ｇ）。

【００２５】サーマルヘッド１１への各発熱体のオン／
オフデ―タの転送が終了し、かつ駆動パルスの開始点に
なっているかが判断される。各発熱体のオン／オフデ―
タの転送が終了しているか否かは、ヘッド転送制御回路
１４からの転送が終了したか否かを表す信号“ＴＲＮＳ
ＲＤＹ”の論理状態によって判断される。駆動パルスの
開始点になっているか否かは、開始点カウンタ２１のカ
ウントが終了したか否かを表す信号“ＴＲＧＲＤＹ”の
論理状態によって判断される（ｈ）。

【００２６】各発熱体のオン／オフデ―タの転送が終了
しかつ駆動パルスの開始点になっている場合には、駆動
パルスのパルス幅設定用の２ポ―トメモリ２２からのパ
ルス幅データをパルス幅カウンタ２３にプリセットす
る。パルス幅カウンタ２３では、ＶＣＯ２６からのクロ
ックによって順次カウントダウンされる（ｉ）。ＶＣＯ
２４からのクロックは、Ｄ／Ａコンバータ２６に入力さ
れる各種データ（ＣＰＵ部１２からのサ―マルヘッドの
温度補正デ―タおよびサーマルヘッドのバラツキデ―
タ、印加率カウンタ２５から印加率デ―タ等）に応じて
可変であるため、パルス幅カウンタ２３から出力される
パルス幅も可変となる。パルス数カウンタ１７を１カウ
ント分カウントダウンし（ｊ）、ボローが生じるか否か
を判断する（ｋ）。

【００２７】ボローが生じない場合には、次の駆動パル
スの開始点を決めるために、駆動パルスの開始点設定用
の２ポ―トメモリ２０からの開始点データを開始点カウ
ンタ２１にプリセットする。開始点カウンタ２１では、
周波数一定の基準クロックによって順次カウントダウン
される（ｌ）。

【００２８】パルス幅カウンタ２３からボローが生じた
か否か、すなわち駆動パルスの出力が終了したか否かが
判断される（ｍ）。ボローが発生した場合には、画像メ
モリ１６から再び同じ階調デ―タを読出し、パタ―ン展
開用の２ポ―トメモリ１８でオン／オフデ―タに展開す
る。展開されたデ―タはビット選択回路１９を通してサ
ーマルヘッド１１の駆動回路部に順次転送される
（ｎ）。ビット選択はパルス数カウンタ１７によって決
められるので、読出したパターン展開データのうち異な
るビットを選んでいく。

【００２９】“ｋ”の処理において、パルス数カウンタ
１７からボローが生じた場合、すなわち１ラスター分の
印画が終了した場合には、１画面分の印画が終了したか
否かが判断される（ｏ）。通常は４８０〜５１２ラスタ
ーで１画面が構成されるいる。１画面分の印画が終了し
ていない場合には、平均階調計算回路２７でその前の１
ラスター分の平均階調値が計算される（ｐ）。平均階調
値はＣＰＵ部１２に送られ、ＣＰＵ部１２では平均階調
値に基いて次のラスタ―の予熱パルス（１ラスター内の
駆動パルス列のなかの最初の１〜２個のパルス）のパル
ス幅を適宜変更する（ｑ）。

【００３０】次のラスターの印画のタイミングか否かが
判断され（ｒ）、次のラスターの印画のタイミングであ
る場合には“ｄ”の処理へと移る。

【００３１】以上のようにして、図１のサ―マルヘッド
型印画装置の動作が行われる。

【００３２】なお、以上の実施例では、メモリ１８、２
０および２２に２ポートメモリを用いていたが、２ポー
トメモリの代わりに出力ポートユニットを用いることも
可能である。特に回路をＡＳＩＣで構成する場合には、
使用ゲート数を低減させることができ効果的である。

【００３３】

【発明の効果】本願に係わる発明では、駆動パルス列を
構成する各駆動パルスのパルス幅を可変に設定する第１
制御手段と、第１制御手段による各駆動パルスのパルス
幅の変動に拘らず各駆動パルスの発生開始点が上記各画
素の印字の開始点から一定の間隔で並ぶように制御する
第２制御手段とを設けた。したがって、各駆動パルスの
パルス幅が変動しても、同じパタ―ンの駆動パルス列に
対しては印画位置が大きく変動することを防止すること
ができ、画質の向上をはかることが可能となる。また、
感熱紙や画像ガンマの違いによってパルス幅や開始点を
任意に変更することも可能となる。

【００３４】また、本願に係わる発明では、駆動パルス
列を構成する各駆動パルスについて、直前の駆動パルス
の発生開始点から当該駆動パルスの発生開始点までの時
間に対応したデータを指定する指定手段と、上記計測手
段の計測する時間に応じて上記各駆動パルスを発生させ
る制御手段とを設けた。したがって、各駆動パルスのパ
ルス幅の変更によらず、各駆動パルスの発生開始点は定
まり、印画位置が大きく変動することを防止することが
できる。また、パルス幅の設定とは独立して、各駆動パ
ルスの発生開始点が設定できるので、駆動パルス列中で
互いに隣り合った駆動パルス間の時間間隔を容易に設定
することができる。これにより、例えば、上記時間間隔
を十分広げ、蓄熱作用によりヘッドの温度が必要以上に
高くなることを防止することが容易にできる。その結
果、蓄熱作用の影響を低減させることができ、画質の向
上をはかることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願に係わる実施例のブロック図

【図２】図１の動作を説明するためのタイムチャート

【図３】図１の動作を説明するためのフローチャート

【図４】本願に係わる発明によって得られる駆動パルス
およびサーマルヘッドの温度変化の一例を示した説明図

【図５】従来例に係わるものであり、駆動パルスおよび
サーマルヘッドの温度変化の一例を示した説明図

【符号の説明】

２０……２ポートメモリ（第２制御手段、指定手段） ２１……開始点カウンタ（第２制御手段、計測手段） ２２……２ポートメモリ（第１制御手段） ２３……パルス幅カウンタ（第１制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−110166（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−197257（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各画素の印字毎に階調に応じた駆動パル
   ス列を発熱体に印加することにより階調表現を行うサー
   マルヘッドの印画制御装置において、 上記駆動パルス列を構成する各駆動パルスのパルス幅を
   可変に設定する第１制御手段と、 上記第１制御手段による上記各駆動パルスのパルス幅の
   変動に拘らず、上記各駆動パルスの発生開始点が上記各
   画素の印字の開始点から一定の間隔で並ぶように制御す
   る第２制御手段とを設けたサーマルヘッドの印画制御装
   置。
2. 【請求項２】 各画素の印字毎に階調に応じた駆動パル
   ス列を発熱体に印加することにより階調表現を行うサー
   マルヘッドの印画制御装置において、 上記駆動パルス列を構成する各駆動パルスについて、直
   前の駆動パルスの発生開始点から当該駆動パルスの発生
   開始点までの時間に対応したデータを指定する指定手段
   と、 この指定手段で指定されたデータに基いて、上記各駆動
   パルスについて直前の駆動パルスの発生開始点から当該
   駆動パルスの発生開始点までの時間を計測する計測手段
   と、上記計測手段の計測する時間に応じて上記各駆動パルス
   を発生させる制御手段と を設けたサーマルヘッドの印画
   制御装置。