JP4385459B2 - サーマルヘッドの制御装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プレヒート機能（予熱機能）を有するサーマルヘッドの制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代の印刷装置として、インクリボンを必要とせず、発色エネルギーの異なるイエロー／マゼンタ／シアンの３色を組み合わせて、サーマルヘッドを用いてカラー画像を印刷用紙に形成するプリント方式のプリンタが注目されている。
図９に、この種の印刷装置に用いられている従来技術にかかるサーマルヘッドの構成を示す。この図において、符号Ｒ１〜Ｒ２４３２は、サーマルヘッドに内蔵されたヒータ（サーマルヘッドヒータ）であり、通電により発熱する抵抗素子からなる。サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２は、給紙方向と直交する方向にライン状に配列されており、その一端側が、電源ＶＨの供給線に接続されている。
【０００３】
符号ＤＲ１〜ＤＲ３８は、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２を駆動するためのドライバ（ＩＣ）である。各ドライバには、６４個のサーマルヘッドヒータが接続され、したがって３８個のドライバＤＲ１〜ＤＲ３８により、合計２４３２個のサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２を駆動するものとなっている。これらドライバＤＲ１〜ＤＲ３８は、データ線を介して従属接続されており、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７を、前段側から後段側に順次シフトして、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に１ライン分の印刷データを設定するように構成されている。なお、符号ＰＲ０〜ＰＲ７は、プルダウン用の抵抗素子である。
【０００４】
ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８には、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２に対する通電を制御するための後述のスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２や、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７をシフトするためのシフトレジスタ（図示なし）、発色濃度の値を規定するためのカウンタ（図示なし）などが内蔵されている。
【０００５】
図１０に、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２と、これらサーマルヘッドヒータの通電を制御するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２との接続関係を示す。この図に示すように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２は、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２と一対一に対応づけられて接続されており、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２が選択的にオンすることにより、電源ＶＨにより通電されるものとなっている。例えば、スイッチＳＷ１がオンすると、電源ＶＨからサーマルヘッドヒータＲ１に電流が供給されて発熱し、このスイッチＳＷ１がオフするとサーマルヘッドヒータＲ１の通電が終了して発熱しなくなる。
【０００６】
図１１に、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の制御タイミングを示す。印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７として、１ライン分の印刷データＤ１が、クロック信号Ｄ．ＣＬＫに同期してドライバＤＲ１〜ＤＲ３８を順次シフトされ、ロード信号ＬＯＡＤｂおよびセット信号ＳＥＴｂにより、発色濃度を規定するカウンタのプリセット値として各ドライバにラッチされる。ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８の各カウンタは、イネーブル信号ＥＮＢｂがロウレベルの期間に入力されたストローブパルス信号ＨＳＴＲをカウントする。
【０００７】
そして、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８は、そのカウント値がプリセット値に到達するまで、ラッチされた印刷データＤ１に応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２を選択的にオンにし、このスイッチに接続されたサーマルヘッドヒータを通電する。カウント値がプリセット値に到達してカウントアップすると、スイッチをオフにして通電を終了する。これにより、カウンタのプリセット値に応じて通電時間が定められ、サーマルヘッドヒータが通電されて、所望する発色濃度の画像が得られる。
【０００８】
ここで、いずれのスイッチをオンとし、いずれのスイッチをオフとするかについては、印刷データの内容により決定され、これらのスイッチを印刷データに応じて選択的にオン・オフさせることにより、印刷すべき画像に応じて１ライン上のドットの配置が決定され、上述の通電時間を調節することにより、発色濃度が決定される。
以下同様にして、次のラインのデータＤ２が各ドライバに取り込み、この印刷データＤ２に応じた階調とドット位置で印刷が行われる。
このように、従来技術にかかるサーマルヘッドでは、各ラインを印刷する度に、必要な発色濃度が得られるまでサーマルヘッドヒータを通電し続けている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１２に示すように、イエロー、マゼンタ、シアンの各色を用紙に印刷する場合、通電しても発色しない期間Ｔｙｏ，Ｔｍｏ，Ｔｃｏが存在する。また、最大濃度を得るのに必要な全通電時間（エネルギー）が、イエローの通電時間Ｔｙ、マゼンタの通電時間Ｔｍ、シアンの通電時間Ｔｃの順に大きくなる。したがって、上述の従来技術によれば、１ライン分の印刷を行う度に、発色しない期間を含めて必要な発色濃度が得られるまで通電しなければならず、このため、印刷に時間を要し、印刷速度が遅くなるという問題がある。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、印刷時間を大幅に短縮することができ、しかも簡単な構成で安価にプレヒート機能を実現することが可能なサーマルヘッドの制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は以下の構成を有する。すなわち、この発明にかかるサーマルヘッドの制御装置は、１種類または２種類以上の色を用いて印刷用紙の紙面上に画像を形成するように構成された印刷装置のサーマルヘッドに適用され、予熱用ヒータ（例えば後述するプレヒータＲｐｈに相当する構成要素）と印刷用ヒータ（例えば後述するサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２に相当する構成要素）とを有するサーマルヘッドの制御装置であって、前記印刷用ヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号（例えば後述するストローブ信号ＨＳＴＲに相当する信号要素）を生成する信号生成手段と、前記ストローブ信号のパルスをカウントして前記予熱用ヒータの通電を制御する予熱制御手段（例えば後述するカウンタ１０６、フリップフロップ１０７、およびスイッチＳＷｐｈからなる回路系に相当する構成要素）と、を備え、前記予熱用制御手段は、前記ストローブ信号のカウント値がプリセット値に達したときに、前記印刷用ヒータによる現在のラインの印刷と並行して次のラインのための予熱が行われるように前記予熱用ヒータに通電するように構成され、前記ストローブ信号のパルスパターンは、前記印刷用ヒータによる印刷と前記予熱用ヒータによる予熱との両方を機能させるように、印刷すべき色の通電時間と発色濃度との関係から設定されたたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、或る印刷サイクルにおいて、印刷用ヒータが、通電信号生成手段からの通電信号に基づき通電されて発熱し、印刷が行われる。また、予熱用ヒータが、予熱信号生成手段からの予熱信号に基づき、次のサイクルの印刷のための予熱を行う。ここで、予熱信号は、通電信号を生成するためのストローブ信号生成手段のストローブ信号をカウントすることにより得られる。したがって、このストローブ信号のパターンを適切に設定すれば、予熱用ヒータの予熱と印刷用ヒータの通電の双方を効果的に働させることが可能となり、簡単な構成で印刷速度を向上させることができる。
【００１３】
また、前記サーマルヘッドの制御装置において、前記予熱制御手段は、前記ストローブ信号のパルスをカウントし、このカウント値がプリセット値として予め設定された値に達したときに所定の信号を出力するカウンタ（例えば後述するカウンタ１０６に相当する構成要素）と、前記所定の信号をトリガーとして所定のデータをラッチして出力するフリップフロップ（例えば後述するフリップフロップ１０７に相当する構成要素）と、前記予熱用ヒータと直列接続されて設けられ、前記フリップフロップの出力信号に基づき前記予熱用ヒータに対する通電を制御するスイッチ（例えば後述するスイッチＳＷｐｈに相当する構成要素）と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、ストローブ信号のカウント値がプリセット値に達すると、カウンタは、例えばパルス状の所定の信号を出力する。フリップフロップは、この所定の信号をトリガーとして所定のデータを出力する。つまり、カウント値がプリセット値に達すると、フリップフロップの出力が遷移し、これによりカウント値がプリセット値に達した時点を把握することができる。
【００１５】
さらに、前記サーマルヘッドの制御装置において、前記カウンタは、前記予熱用ヒータの予熱開始に際し、前記予熱開始の時期を規定する値を前記プリセット値として取り込むことを特徴とする。
この構成によれば、カウント値がプリセット値に達した時点が、予熱開始の時期とされ、予熱用ヒータに通電が開始される。したがって、次のサイクルのための予熱が、現在のサイクルの後ろ側に設定され、予熱用ヒータにより次のサイクルの予熱を現在のサイクルで有効に行うことができる。
【００１６】
この発明にかかるサーマルヘッドの制御方法は、１種類または２種類以上の色を用いて印刷用紙の紙面上に画像を形成するように構成された印刷装置に適用され、予熱用ヒータ（例えば後述するプレヒータＲｐｈに相当する構成要素）と印刷用ヒータ（例えば後述するサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２に相当する構成要素）とを有するサーマルヘッドの制御方法であって、（ａ）前記印刷用ヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号（例えば後述するストローブ信号ＨＳＴＲに相当する信号要素）を生成する信号生成ステップ（例えば後述するストローブパルステーブル１００およびサーマルヘッドヒータ制御信号生成回路１０１からなる回路系の機能に相当する要素）と、（ｂ）前記ストローブ信号のパルスをカウントし、前記予熱用ヒータの通電を制御する予熱制御ステップ（例えば後述するカウンタ１０６、フリップフロップ１０７、およびスイッチＳＷｐｈからなる回路系の機能に相当する要素）と、を含み、前記予熱制御ステップでは、前記ストローブ信号のカウント値がプリセット値に達したときに、前記印刷用ヒータによる現在のラインの印刷と並行して次のラインのための予熱が行われるように前記予熱用ヒータに通電し、前記ストローブ信号のパルスパターンは、前記印刷用ヒータによる印刷と前記予熱用ヒータによる予熱との両方を機能させるように、印刷すべき色の通電時間と発色濃度との関係から設定されたことを特徴とする。
【００１７】
また、前記サーマルヘッドの制御方法において、前記予熱制御ステップは、前記ストローブ信号のパルスをカウントし、このカウント値がプリセット値として予め設定された値に達したときに所定の信号を出力する第１のステップ（例えば後述するカウンタ１０６の機能に相当する要素）と、前記所定の信号をトリガーとして所定のデータをラッチして出力する第２のステップ（例えば後述するフリップフロップ１０７の機能に相当する要素）と、ラッチされた前記所定のデータに基づき前記予熱用ヒータに対する通電を制御する第３のステップ（例えば後述するスイッチＳＷｐｈの機能に相当する要素）と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記サーマルヘッドの制御方法において、前記第１のステップは、前記予熱用ヒータの予熱開始に際し、前記予熱開始の時期を規定する値を、前記プリセット値として取り込むことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態を説明する。
図１に、この発明の実施の形態にかかるサーマルヘッドの構成を示す。この図に示すサーマルヘッドは、１種類または２種類以上の色を用いて印刷用紙の紙面上に画像を形成するように構成された印刷装置のサーマルヘッドに適用され、予熱用のヒータと印刷用のヒータとを備えて構成される。
【００２０】
なお、この実施の形態にかかるサーマルヘッドが適用される印刷装置は、発色エネルギーの異なるイエロー／マゼンタ／シアンの３色を組み合わせて、サーマルヘッドを用いてカラー画像を印刷用紙に形成するプリント方式のプリンタであるものとし、印刷モードに応じてイエロー、マゼンタ、シアンの各色の印刷を個別に行うものとするが、これに限定されず、１種類の色（モノクロ）を用いて印刷を行う印刷装置であってもよい。また、印刷モードとは、イエロー、マゼンタ、シアンの印刷を行うための各動作モードを意味するものとする。例えば、イエローの印刷モードというときは、イエローを発色させるための一連の印刷動作を意味する。
【００２１】
図１において、符号Ｒ１〜Ｒ２４３２は、サーマルヘッドに内蔵された印刷用のヒータ（以下、「サーマルヘッドヒータ」と称す）であり、具体的には通電により発熱する抵抗素子からなる。このサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２は、ライン状に配列され、図示しない印刷用紙の給紙方向と直交する方向に配置される。各サーマルヘッドヒータ（抵抗素子）の一端側は、電源ＶＨの供給線に共通に接続される。符号Ｒｐｈは予熱用のヒータ（以下、「プレヒータ」と称す）、符号ＳＷｐｈは、このプレヒータＲｐｈに対する通電を制御するためのスイッチであり、これらプレヒータＲｐｈおよびスイッチＳＷｐｈは、電源ＶＨと、後述する電源ＶＬとの間に直列接続されている。
【００２２】
符号ＤＲ１〜ＤＲ３８は、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２を駆動するためのドライバ（ＩＣ）である。各ドライバには、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の中の６４個のサーマルヘッドヒータが割り付けられ、３８個のドライバＤＲ１〜ＤＲ３８により、合計２４３２（＝６４×３８）個のサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２を駆動するものとなっている。
【００２３】
これら３８個のドライバＤＲ１〜ＤＲ３８は、データ線を介して従属接続されており、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７を前段側から後段側に順次シフトして、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に１ライン分の印刷データを設定することが可能なように構成されている。ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８には、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２に対する通電を制御するための後述のスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２や、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７をシフトするためのシフトレジスタ、あるいは発色濃度の値を規定するためのカウンタなどが内蔵されている。
なお、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７が与えられる各端子とグランドＧＮＤＬが与えられる端子との間には、プルダウン用の抵抗素子ＰＲ０〜ＰＲ７が接続されている。
【００２４】
図２に、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２およびプレヒータＲｐｈと、これらのヒータに対する通電を制御するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２，ＳＷｐｈとの接続関係を示す。この図において、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２は、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に、６４個ずつに分割されて内蔵されており、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２と一対一に対応づけられて電源ＶＨの正極と負極（グランドＧＮＤＨ）との間に直列接続される。これにより、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２の導通状態が選択的に制御されることにより、電源ＶＨにより選択的に通電されて発熱する。つまり、２４３２個のサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２のそれぞれは、同じく２４３２個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２の中の対応するスイッチにより、個々に通電状態が制御されて発熱するようになっている。
【００２５】
なお、この例では、２４３２個のスイッチを３８個のドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に分割して内蔵するものとしたが、これは６４個のスイッチを内蔵するドライバを使用する場合の例であって、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２の分割数は、各ドライバのスイッチ数に応じて適切に設定される。したがって、例えば２４３２個のスイッチを内蔵するドライバを用いれば、この例の場合、１個のドライバがあれば足りる。
【００２６】
また、この図に示すように、電源ＶＨの負極側には、電源ＶＬが直列接続され、電源ＶＨの正極と電源ＶＬの負極との間には、プレヒータＲｐｈと、このプレヒータの通電を制御するためのスイッチＳＷｐｈとが直列接続されている。これにより、スイッチＳＷｐｈがオンすると、電源ＶＨと電源ＶＬとの電圧の和がプレヒータＲｐｈに印加され、このプレヒータが高電圧（ＶＨ＋ＶＬ）で通電されるようになっている。
【００２７】
図３および図４に、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に供給される各種の制御信号やデータ信号を生成するための回路であって、この実施の形態の特徴部にかかるサーマルヘッドの制御回路のブロック図を示す。
図３において、符号１００は、印刷モードに応じてサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の通電を制御するための基準となるストローブ信号ＨＳＴＲのパルスパターンが定義されたストローブパルステーブルであり、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の印刷モードを規定する印刷モード信号ＭＯＤＥに応じたパルスパターンを出力する。
【００２８】
符号１０１は、ストローブパルステーブル１００からのパルスパターンに基づき各種の制御信号（イネーブル信号ＥＮＢｂ，ロード信号ＬＯＡＤｂ，セット信号ＳＥＴｂ，ストローブ信号ＨＳＴＲ，クロック信号Ｄ．ＣＬＫ）を生成するサーマルヘッドヒータ制御信号生成回路である。ストローブパルステーブル１００およびサーマルヘッドヒータ制御信号生成回路１０１は、複数種類の色の各印刷モードに応じて、サーマルヘッドヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号を生成する信号生成手段を構成する。
【００２９】
符号１０２は、印刷すべき後述の画像データＰＤＡＴＡの階調を変換する際の変換係数を格納する変換係数テーブル、符号１０３は、外部から与えられる８ビットの画像データＰＤＡＴＡを、各種補正データおよび変換係数とともに１０ビットの内部階調データに変換する内部階調変換回路、符号１０４は、変換された内部階調データを一時的に格納するヘッドデータバッファ、符号１０５は、ヘッドデータバッファ１０４に格納された１０ビットの内部階調データを８ビットの印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７に変換するヘッドデータ変換回路である。
【００３０】
図４において、符号１０６は、ストローブ信号ＨＳＴＲのストローブパルスをカウントし、このカウント値がプリセット値ＣＰＲとして予め設定された値に達したときに例えばパルス状の所定の信号を出力するカウンタ、符号１０７は、カウンタ１０６から出力される所定の信号をトリガーとして所定のデータをラッチし、これをプレヒータＲｐｈによる予熱を制御するための予熱信号ＲＨとして出力するフリップフロップである。これらカウンタ１０６、フリップフロップ１０７、およびスイッチＳＷｐｈは、印刷モードに応じてストローブパルスをカウントし、予熱用のプレヒータの通電を制御するための予熱制御手段を構成する。
なお、図１において、符号ＴＨＥＲＭは、サーマルヘッドの発熱温度を検出するためのサーミスタである。
【００３１】
次に、この実施の形態の動作について、図３および図４に示すサーマルヘッドの制御回路に着目して説明する。
プレヒータＲｐｈによる予熱は、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２による印刷（発色）と並行して行われ、サーマルヘッドヒータにより或るラインを印刷しているときに、プレヒータにより次のラインのための予熱が行われる。つまり、予熱の動作は、１ラインだけ前の印刷動作と並行して行われる。逆に言えば、現在のラインの印刷動作と並行して、次のラインのための予熱動作が行われる。
【００３２】
以下、イエローの印刷モードにおいて、或るラインに着目して、プレヒータによる予熱のための制御動作と、サーマルヘッドヒータによる印刷のための制御動作とについて順に説明する。
（１）プレヒータによる予熱のための制御動作
着目するラインの印刷前に、プレヒートの開始時期を規定するカウント値がカウンタ１０６のプリセット値ＣＰＲとしてセットされる。また、後述するサーマルヘッドヒータによる印刷動作において、データ転送制御信号ＤＭ２ＥＮがロウレベルとなって、サーマルヘッドに対する印刷データの転送が開始されると、フリップフロップ１０７から出力される予熱信号ＰＨがロウレベルとなり、スイッチＳＷｐｈがオフしてプレヒートが終了した状態とされる。
【００３３】
このような状態から、サーマルヘッドヒータ制御信号生成回路１０１は、ストローブパルステーブル１００から印刷モード信号ＭＯＤＥによって選択されたストローブパルスパターンをもとに、イネーブル信号ＥＮＢｂ、ロード信号ＬＯＡＤｂ、セット信号ＳＥＴｂ、ストローブパルスＨＳＴＲ、クロック信号Ｄ．ＣＬＫなど、各種のサーマルヘッドヒータ制御信号を生成する。
【００３４】
図５に、サーマルヘッドヒータ制御信号生成回路１０１が生成するサーマルヘッドヒータ制御信号のひとつであるストローブ信号ＨＳＴＲの波形例を示す。この例は、イエローの印刷モードで用いられるもので、この印刷モードでは、ストローブ信号ＨＳＴＲは、パルス周期が０．１２８５ｍｓｅｃのパルス（オン期間が２５５クロック分／オフ期間が２クロック分）が５個分と、０．００２ｍｓｅｃのパルス（オン期間が２クロック分／オフ期間が２クロック分）が１０１９個分とを組み合わせたパルスパターンを有する。このストローブ信号ＨＳＴＲのパルスパターンは、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の制御とプレヒータＲｐｈの制御の両方が効果的に働くように設定され、ストローブパルステーブル１０２に予め格納されている。
【００３５】
なお、図５において、データ転送制御信号ＤＭ２ＥＮは、図１に示すサーマルヘッドのドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７を転送するための制御信号であって、２．２５ｍｓｅｃのパルス幅と、５．６０ｍｓｅｃのパルス周期を有する。
【００３６】
参考までに、図６および図７に、マゼンタおよびシアンの印刷モードで用いられるストローブ信号ＨＳＴＲの例をそれぞれ示す。図６に示す例では、ストローブ信号ＨＳＴＲは、パルス周期が０．１２８５ｍｓｅｃのパルス（オン期間が２５５クロック分／オフ期間が２クロック分）が５個分と、０．００３ｍｓｅｃのパルス（オン期間が５クロック分／オフ期間が１クロック分）が１０１９個分とを組み合わせたパターンを有する。
【００３７】
また、図７に示す例では、ストローブ信号ＨＳＴＲは、パルス周期が０．１２８５ｍｓｅｃのパルス（オン期間が２５５クロック分／オフ期間が２クロック分）が５個分と、０．００４ｍｓｅｃのパルス（オン期間が７ロック分／オフ期間が１クロック分）が１０１９個分とを組み合わせたパターンを有する。このストローブ信号ＨＳＴＲのパルスパターンは、各色の通電時間と発色濃度との関係から適切に設定されて、色ごとにストローブパルステーブル１００に格納される。
【００３８】
上述の各種の制御信号が生成される一方、後述する印刷動作において、変換係数テーブル１０２、内部階調変換回路１０３、ヘッドデータバッファ１０４、ヘッドデータ変換回路１０５からなる回路系により、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７が生成され、図１に示すサーマルヘッドの各ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に転送される。このサーマルヘッドに対するデータ転送が終了すると、図４に示すカウンタ１０６に与えられるデータ転送制御信号ＤＭ２ＥＮがハイレベルとなり、このカウンタ１０６がストローブ信号ＨＳＴＲのパルスをカウントし始める。そしてカウント値が、プレヒートの開始時期を規定するプリセット値ＣＰＲに達すると、カウンタ１０６は、出力ＯＵＴ０としてロウレベルのパルス（所定の信号）を出力する。図５に示す例では、ストローブ信号ＨＳＴＲの７６８番目のパルスの立ち下がりで、カウンタ１０６からロウレベルのパルス（ＯＵＴ０）が出力されている。
【００３９】
フリップフロップ１０７は、カウンタ１０６から出力されるロウレベルのパルス（ＯＵＴ０）を受け、データＤ（所定のデータ）として予め与えられているハイレベル（電源レベル）の信号を予熱信号ＰＨとして出力する。この予熱信号ＰＨは、予熱用のプレヒータＲｐｈに対する通電を制御するためのスイッチＳＷｐｈに与えられ、このスイッチＳＷｐｈがオンする。この結果、プレヒータＲｐｈに対する通電が開始され、プレヒート（予熱）が開始される。このプレヒートの通電時間は、予熱信号ＰＨのパルス幅により決定され、ストローブ信号ＨＳＴＲのパルスパターン（例えばクロック数やパルス幅など）や、プレヒートの開始時期を与えるカウンタ１０６のプリセット値ＣＰＲを修正することにより変更が可能である。
【００４０】
（２）サーマルヘッドヒータによる印刷のための制御動作
内部階調変換回路１０３は、階調の表現精度を上げるために、８ビットの画像データＰＤＡＴＡを、各種補正データおよび変換係数テーブル１０２に格納された変換係数とともに１０ビットの内部階調データに変換して、ヘッドデータバッファ１０４に格納する。また、ヘッドデータ変換回路１０５は、データ転送制御信号ＤＭ２ＥＮの制御の下に、ヘッドデータバッファ１０４に格納された１０ビットの内部階調データを８ビットに変換し、４回に分けて印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７として図１に示すサーマルヘッドの各ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に転送する。ここで、８ビットで２５６階調の表現が可能であるから、８ビットのデータを４回出力することにより、２５６階調×４＝１０２４階調の表現が可能となる。
【００４１】
図１に示すサーマルヘッドにおいて、図３に示す上述の制御回路から転送された印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７は、クロック信号Ｄ．ＣＬＫに同期してドライバＤＲ１〜ＤＲ２４３２を順次シフトされ、ロード信号ＬＯＡＤｂおよびセット信号ＳＥＴｂにより、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に内蔵された階調用のカウンタ（図示なし）のプリセット値（符号なし）として、各ドライバにラッチされる。このプリセット値は、上述のプレヒートの開始時期を与えるカウンタ１０６のプリセット値ＣＰＲとは異なり、画像の発色濃度（即ち画像の階調）を与えるものであり、直接的にはサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の通電時間を規定する。
【００４２】
ドライバＤＲ１〜ＤＲ２４３２に内蔵された階調用の各カウンタは、イネーブル信号ＥＮＢｂがロウレベルの期間において、ストローブパルス信号ＨＳＴＲのパルスをカウントし、そのカウント値がプリセット値（画像の階調値）に到達するまでカウントする。そして、このカウント値（階調値）に応じたパルス幅を有する信号ＨＥＡＴが生成され、この制御信号によりサーマルヘッドヒータの通電を制御するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２の導通時間が制御される。このとき、各ドライバにラッチされた印刷データに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２が選択的にオンとされる。これにより、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２が選択的に通電され、このイエローの印刷モードでの１ライン分の印刷が行われる。
【００４３】
以下同様にして、現在の印刷モードで全ラインについて予熱動作と印刷動作が行われる。
このように、各ドライバに内蔵された階調用カウンタのプリセット値として設定された値に応じて、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の通電時間が設定されると共に、各ドライバに取り込まれた印刷データに応じてサーマルヘッドヒータが選択的に通電される。これにより、所望する発色濃度のイエローの画像が得られる。
【００４４】
上述のイエローの印刷モードでの一連の動作が終了すると、この印刷モードと同様に、マゼンタおよびシアンの各印刷モードでの動作が順次行われ、最終的に、イエロー、マゼンタ、シアンの各色を組み合わせて得られる色彩のカラー画像が印刷用紙に形成される。
【００４５】
この実施の形態によれば、現在のラインの印刷に必要とされる予熱動作は、１ライン前の印刷動作と並行して行われ、既に終了しているので、現在のラインの印刷動作では、図８に例示するように、イエロー、マゼンタ、シアンの各色について予熱のための通電時間が不要となり、短時間の通電時間Ｔｙｐ，Ｔｍｐ，Ｔｃｐにより最大発色濃度を得ることができる。
【００４６】
したがって、印刷時間を大幅に短縮することが可能となる。また、サーマルヘッドヒータの通電制御に使用されるストローブ信号を、プレヒータの通電制御に利用するため、わずかな回路の追加でプレヒートの機能を実現することができ、このための制御回路を安価に実現することができる。
【００４７】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、この実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態では、イエロー、マゼンタ、シアンを印刷する場合を例として説明したが、これに限定されることなく、これ以外の色の印刷にも適用することができ、色に応じてストローブ信号のパルスパターンや、カウンタ１０６のプリセット値を適切に設定すればよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、印刷用ヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号を生成し、前記ストローブ信号をカウントして前記予熱用ヒータの通電を制御するようにしたので、見かけ上、予熱のための通電時間がなくなり、従って印刷時間を大幅に短縮することができ、しかも簡単な構成で安価にプレヒート機能を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドヒータ周辺の詳細を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の構成図（各種の制御信号と印刷データ信号の生成系）である。
【図４】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の構成図（予熱信号ＰＨの生成系）である。
【図５】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の動作（イエローの印刷）を説明するための波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の動作（マゼンタの印刷）を説明するための波形図である。
【図７】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の動作（シアンの印刷）を説明するための波形図である。
【図８】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの通電時間と発色濃度との関係を示す特性図である。
【図９】 従来技術にかかるサーマルヘッドの構成図である。
【図１０】 従来技術にかかるサーマルヘッドヒータ周辺の詳細図である。
【図１１】 従来技術にかかるサーマルヘッドの制御回路の動作を説明するための波形図である。
【図１２】 従来技術にかかるサーマルヘッドの通電時間と発色濃度との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１００；ストローブパルステーブル
１０１；サーマルヘッドヒータ制御信号生成回路
１０２；変換係数テーブル
１０３；内部階調変換回路
１０４；ヘッドデータバッファ
１０５；ヘッドデータ変換回路
１０６；カウンタ（プレヒート開始時間設定用）
１０７；フリップフロップ
ＣＰＲ；プリセット値
ＤＲ１〜ＤＲ３８；ドライバ（ＩＣ）
ＧＮＤＨ，ＧＮＤＬ；グランド
ＰＨ；予熱信号
Ｒ１〜Ｒ２４３２；サーマルヘッドヒータ
Ｒｐｈ；プレヒータ
ＰＲ０〜ＰＲ７；抵抗素子（プルダウン用）
ＳＷ１〜ＳＷ２４３２，ＳＷｐｈ；スイッチ
Ｔｙｐ，Ｔｍｐ，Ｔｃｐ；通電時間
ＶＬ，ＶＨ；電源
【発明の属する技術分野】
この発明は、プレヒート機能（予熱機能）を有するサーマルヘッドの制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代の印刷装置として、インクリボンを必要とせず、発色エネルギーの異なるイエロー／マゼンタ／シアンの３色を組み合わせて、サーマルヘッドを用いてカラー画像を印刷用紙に形成するプリント方式のプリンタが注目されている。
図９に、この種の印刷装置に用いられている従来技術にかかるサーマルヘッドの構成を示す。この図において、符号Ｒ１〜Ｒ２４３２は、サーマルヘッドに内蔵されたヒータ（サーマルヘッドヒータ）であり、通電により発熱する抵抗素子からなる。サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２は、給紙方向と直交する方向にライン状に配列されており、その一端側が、電源ＶＨの供給線に接続されている。
【０００３】
符号ＤＲ１〜ＤＲ３８は、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２を駆動するためのドライバ（ＩＣ）である。各ドライバには、６４個のサーマルヘッドヒータが接続され、したがって３８個のドライバＤＲ１〜ＤＲ３８により、合計２４３２個のサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２を駆動するものとなっている。これらドライバＤＲ１〜ＤＲ３８は、データ線を介して従属接続されており、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７を、前段側から後段側に順次シフトして、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に１ライン分の印刷データを設定するように構成されている。なお、符号ＰＲ０〜ＰＲ７は、プルダウン用の抵抗素子である。
【０００４】
ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８には、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２に対する通電を制御するための後述のスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２や、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７をシフトするためのシフトレジスタ（図示なし）、発色濃度の値を規定するためのカウンタ（図示なし）などが内蔵されている。
【０００５】
図１０に、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２と、これらサーマルヘッドヒータの通電を制御するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２との接続関係を示す。この図に示すように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２は、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２と一対一に対応づけられて接続されており、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２が選択的にオンすることにより、電源ＶＨにより通電されるものとなっている。例えば、スイッチＳＷ１がオンすると、電源ＶＨからサーマルヘッドヒータＲ１に電流が供給されて発熱し、このスイッチＳＷ１がオフするとサーマルヘッドヒータＲ１の通電が終了して発熱しなくなる。
【０００６】
図１１に、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の制御タイミングを示す。印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７として、１ライン分の印刷データＤ１が、クロック信号Ｄ．ＣＬＫに同期してドライバＤＲ１〜ＤＲ３８を順次シフトされ、ロード信号ＬＯＡＤｂおよびセット信号ＳＥＴｂにより、発色濃度を規定するカウンタのプリセット値として各ドライバにラッチされる。ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８の各カウンタは、イネーブル信号ＥＮＢｂがロウレベルの期間に入力されたストローブパルス信号ＨＳＴＲをカウントする。
【０００７】
そして、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８は、そのカウント値がプリセット値に到達するまで、ラッチされた印刷データＤ１に応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２を選択的にオンにし、このスイッチに接続されたサーマルヘッドヒータを通電する。カウント値がプリセット値に到達してカウントアップすると、スイッチをオフにして通電を終了する。これにより、カウンタのプリセット値に応じて通電時間が定められ、サーマルヘッドヒータが通電されて、所望する発色濃度の画像が得られる。
【０００８】
ここで、いずれのスイッチをオンとし、いずれのスイッチをオフとするかについては、印刷データの内容により決定され、これらのスイッチを印刷データに応じて選択的にオン・オフさせることにより、印刷すべき画像に応じて１ライン上のドットの配置が決定され、上述の通電時間を調節することにより、発色濃度が決定される。
以下同様にして、次のラインのデータＤ２が各ドライバに取り込み、この印刷データＤ２に応じた階調とドット位置で印刷が行われる。
このように、従来技術にかかるサーマルヘッドでは、各ラインを印刷する度に、必要な発色濃度が得られるまでサーマルヘッドヒータを通電し続けている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１２に示すように、イエロー、マゼンタ、シアンの各色を用紙に印刷する場合、通電しても発色しない期間Ｔｙｏ，Ｔｍｏ，Ｔｃｏが存在する。また、最大濃度を得るのに必要な全通電時間（エネルギー）が、イエローの通電時間Ｔｙ、マゼンタの通電時間Ｔｍ、シアンの通電時間Ｔｃの順に大きくなる。したがって、上述の従来技術によれば、１ライン分の印刷を行う度に、発色しない期間を含めて必要な発色濃度が得られるまで通電しなければならず、このため、印刷に時間を要し、印刷速度が遅くなるという問題がある。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、印刷時間を大幅に短縮することができ、しかも簡単な構成で安価にプレヒート機能を実現することが可能なサーマルヘッドの制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は以下の構成を有する。すなわち、この発明にかかるサーマルヘッドの制御装置は、１種類または２種類以上の色を用いて印刷用紙の紙面上に画像を形成するように構成された印刷装置のサーマルヘッドに適用され、予熱用ヒータ（例えば後述するプレヒータＲｐｈに相当する構成要素）と印刷用ヒータ（例えば後述するサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２に相当する構成要素）とを有するサーマルヘッドの制御装置であって、前記印刷用ヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号（例えば後述するストローブ信号ＨＳＴＲに相当する信号要素）を生成する信号生成手段と、前記ストローブ信号のパルスをカウントして前記予熱用ヒータの通電を制御する予熱制御手段（例えば後述するカウンタ１０６、フリップフロップ１０７、およびスイッチＳＷｐｈからなる回路系に相当する構成要素）と、を備え、前記予熱用制御手段は、前記ストローブ信号のカウント値がプリセット値に達したときに、前記印刷用ヒータによる現在のラインの印刷と並行して次のラインのための予熱が行われるように前記予熱用ヒータに通電するように構成され、前記ストローブ信号のパルスパターンは、前記印刷用ヒータによる印刷と前記予熱用ヒータによる予熱との両方を機能させるように、印刷すべき色の通電時間と発色濃度との関係から設定されたたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、或る印刷サイクルにおいて、印刷用ヒータが、通電信号生成手段からの通電信号に基づき通電されて発熱し、印刷が行われる。また、予熱用ヒータが、予熱信号生成手段からの予熱信号に基づき、次のサイクルの印刷のための予熱を行う。ここで、予熱信号は、通電信号を生成するためのストローブ信号生成手段のストローブ信号をカウントすることにより得られる。したがって、このストローブ信号のパターンを適切に設定すれば、予熱用ヒータの予熱と印刷用ヒータの通電の双方を効果的に働させることが可能となり、簡単な構成で印刷速度を向上させることができる。
【００１３】
また、前記サーマルヘッドの制御装置において、前記予熱制御手段は、前記ストローブ信号のパルスをカウントし、このカウント値がプリセット値として予め設定された値に達したときに所定の信号を出力するカウンタ（例えば後述するカウンタ１０６に相当する構成要素）と、前記所定の信号をトリガーとして所定のデータをラッチして出力するフリップフロップ（例えば後述するフリップフロップ１０７に相当する構成要素）と、前記予熱用ヒータと直列接続されて設けられ、前記フリップフロップの出力信号に基づき前記予熱用ヒータに対する通電を制御するスイッチ（例えば後述するスイッチＳＷｐｈに相当する構成要素）と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、ストローブ信号のカウント値がプリセット値に達すると、カウンタは、例えばパルス状の所定の信号を出力する。フリップフロップは、この所定の信号をトリガーとして所定のデータを出力する。つまり、カウント値がプリセット値に達すると、フリップフロップの出力が遷移し、これによりカウント値がプリセット値に達した時点を把握することができる。
【００１５】
さらに、前記サーマルヘッドの制御装置において、前記カウンタは、前記予熱用ヒータの予熱開始に際し、前記予熱開始の時期を規定する値を前記プリセット値として取り込むことを特徴とする。
この構成によれば、カウント値がプリセット値に達した時点が、予熱開始の時期とされ、予熱用ヒータに通電が開始される。したがって、次のサイクルのための予熱が、現在のサイクルの後ろ側に設定され、予熱用ヒータにより次のサイクルの予熱を現在のサイクルで有効に行うことができる。
【００１６】
この発明にかかるサーマルヘッドの制御方法は、１種類または２種類以上の色を用いて印刷用紙の紙面上に画像を形成するように構成された印刷装置に適用され、予熱用ヒータ（例えば後述するプレヒータＲｐｈに相当する構成要素）と印刷用ヒータ（例えば後述するサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２に相当する構成要素）とを有するサーマルヘッドの制御方法であって、（ａ）前記印刷用ヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号（例えば後述するストローブ信号ＨＳＴＲに相当する信号要素）を生成する信号生成ステップ（例えば後述するストローブパルステーブル１００およびサーマルヘッドヒータ制御信号生成回路１０１からなる回路系の機能に相当する要素）と、（ｂ）前記ストローブ信号のパルスをカウントし、前記予熱用ヒータの通電を制御する予熱制御ステップ（例えば後述するカウンタ１０６、フリップフロップ１０７、およびスイッチＳＷｐｈからなる回路系の機能に相当する要素）と、を含み、前記予熱制御ステップでは、前記ストローブ信号のカウント値がプリセット値に達したときに、前記印刷用ヒータによる現在のラインの印刷と並行して次のラインのための予熱が行われるように前記予熱用ヒータに通電し、前記ストローブ信号のパルスパターンは、前記印刷用ヒータによる印刷と前記予熱用ヒータによる予熱との両方を機能させるように、印刷すべき色の通電時間と発色濃度との関係から設定されたことを特徴とする。
【００１７】
また、前記サーマルヘッドの制御方法において、前記予熱制御ステップは、前記ストローブ信号のパルスをカウントし、このカウント値がプリセット値として予め設定された値に達したときに所定の信号を出力する第１のステップ（例えば後述するカウンタ１０６の機能に相当する要素）と、前記所定の信号をトリガーとして所定のデータをラッチして出力する第２のステップ（例えば後述するフリップフロップ１０７の機能に相当する要素）と、ラッチされた前記所定のデータに基づき前記予熱用ヒータに対する通電を制御する第３のステップ（例えば後述するスイッチＳＷｐｈの機能に相当する要素）と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記サーマルヘッドの制御方法において、前記第１のステップは、前記予熱用ヒータの予熱開始に際し、前記予熱開始の時期を規定する値を、前記プリセット値として取り込むことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態を説明する。
図１に、この発明の実施の形態にかかるサーマルヘッドの構成を示す。この図に示すサーマルヘッドは、１種類または２種類以上の色を用いて印刷用紙の紙面上に画像を形成するように構成された印刷装置のサーマルヘッドに適用され、予熱用のヒータと印刷用のヒータとを備えて構成される。
【００２０】
なお、この実施の形態にかかるサーマルヘッドが適用される印刷装置は、発色エネルギーの異なるイエロー／マゼンタ／シアンの３色を組み合わせて、サーマルヘッドを用いてカラー画像を印刷用紙に形成するプリント方式のプリンタであるものとし、印刷モードに応じてイエロー、マゼンタ、シアンの各色の印刷を個別に行うものとするが、これに限定されず、１種類の色（モノクロ）を用いて印刷を行う印刷装置であってもよい。また、印刷モードとは、イエロー、マゼンタ、シアンの印刷を行うための各動作モードを意味するものとする。例えば、イエローの印刷モードというときは、イエローを発色させるための一連の印刷動作を意味する。
【００２１】
図１において、符号Ｒ１〜Ｒ２４３２は、サーマルヘッドに内蔵された印刷用のヒータ（以下、「サーマルヘッドヒータ」と称す）であり、具体的には通電により発熱する抵抗素子からなる。このサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２は、ライン状に配列され、図示しない印刷用紙の給紙方向と直交する方向に配置される。各サーマルヘッドヒータ（抵抗素子）の一端側は、電源ＶＨの供給線に共通に接続される。符号Ｒｐｈは予熱用のヒータ（以下、「プレヒータ」と称す）、符号ＳＷｐｈは、このプレヒータＲｐｈに対する通電を制御するためのスイッチであり、これらプレヒータＲｐｈおよびスイッチＳＷｐｈは、電源ＶＨと、後述する電源ＶＬとの間に直列接続されている。
【００２２】
符号ＤＲ１〜ＤＲ３８は、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２を駆動するためのドライバ（ＩＣ）である。各ドライバには、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の中の６４個のサーマルヘッドヒータが割り付けられ、３８個のドライバＤＲ１〜ＤＲ３８により、合計２４３２（＝６４×３８）個のサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２を駆動するものとなっている。
【００２３】
これら３８個のドライバＤＲ１〜ＤＲ３８は、データ線を介して従属接続されており、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７を前段側から後段側に順次シフトして、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に１ライン分の印刷データを設定することが可能なように構成されている。ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８には、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２に対する通電を制御するための後述のスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２や、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７をシフトするためのシフトレジスタ、あるいは発色濃度の値を規定するためのカウンタなどが内蔵されている。
なお、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７が与えられる各端子とグランドＧＮＤＬが与えられる端子との間には、プルダウン用の抵抗素子ＰＲ０〜ＰＲ７が接続されている。
【００２４】
図２に、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２およびプレヒータＲｐｈと、これらのヒータに対する通電を制御するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２，ＳＷｐｈとの接続関係を示す。この図において、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２は、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に、６４個ずつに分割されて内蔵されており、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２と一対一に対応づけられて電源ＶＨの正極と負極（グランドＧＮＤＨ）との間に直列接続される。これにより、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２の導通状態が選択的に制御されることにより、電源ＶＨにより選択的に通電されて発熱する。つまり、２４３２個のサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２のそれぞれは、同じく２４３２個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２の中の対応するスイッチにより、個々に通電状態が制御されて発熱するようになっている。
【００２５】
なお、この例では、２４３２個のスイッチを３８個のドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に分割して内蔵するものとしたが、これは６４個のスイッチを内蔵するドライバを使用する場合の例であって、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２の分割数は、各ドライバのスイッチ数に応じて適切に設定される。したがって、例えば２４３２個のスイッチを内蔵するドライバを用いれば、この例の場合、１個のドライバがあれば足りる。
【００２６】
また、この図に示すように、電源ＶＨの負極側には、電源ＶＬが直列接続され、電源ＶＨの正極と電源ＶＬの負極との間には、プレヒータＲｐｈと、このプレヒータの通電を制御するためのスイッチＳＷｐｈとが直列接続されている。これにより、スイッチＳＷｐｈがオンすると、電源ＶＨと電源ＶＬとの電圧の和がプレヒータＲｐｈに印加され、このプレヒータが高電圧（ＶＨ＋ＶＬ）で通電されるようになっている。
【００２７】
図３および図４に、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に供給される各種の制御信号やデータ信号を生成するための回路であって、この実施の形態の特徴部にかかるサーマルヘッドの制御回路のブロック図を示す。
図３において、符号１００は、印刷モードに応じてサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の通電を制御するための基準となるストローブ信号ＨＳＴＲのパルスパターンが定義されたストローブパルステーブルであり、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の印刷モードを規定する印刷モード信号ＭＯＤＥに応じたパルスパターンを出力する。
【００２８】
符号１０１は、ストローブパルステーブル１００からのパルスパターンに基づき各種の制御信号（イネーブル信号ＥＮＢｂ，ロード信号ＬＯＡＤｂ，セット信号ＳＥＴｂ，ストローブ信号ＨＳＴＲ，クロック信号Ｄ．ＣＬＫ）を生成するサーマルヘッドヒータ制御信号生成回路である。ストローブパルステーブル１００およびサーマルヘッドヒータ制御信号生成回路１０１は、複数種類の色の各印刷モードに応じて、サーマルヘッドヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号を生成する信号生成手段を構成する。
【００２９】
符号１０２は、印刷すべき後述の画像データＰＤＡＴＡの階調を変換する際の変換係数を格納する変換係数テーブル、符号１０３は、外部から与えられる８ビットの画像データＰＤＡＴＡを、各種補正データおよび変換係数とともに１０ビットの内部階調データに変換する内部階調変換回路、符号１０４は、変換された内部階調データを一時的に格納するヘッドデータバッファ、符号１０５は、ヘッドデータバッファ１０４に格納された１０ビットの内部階調データを８ビットの印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７に変換するヘッドデータ変換回路である。
【００３０】
図４において、符号１０６は、ストローブ信号ＨＳＴＲのストローブパルスをカウントし、このカウント値がプリセット値ＣＰＲとして予め設定された値に達したときに例えばパルス状の所定の信号を出力するカウンタ、符号１０７は、カウンタ１０６から出力される所定の信号をトリガーとして所定のデータをラッチし、これをプレヒータＲｐｈによる予熱を制御するための予熱信号ＲＨとして出力するフリップフロップである。これらカウンタ１０６、フリップフロップ１０７、およびスイッチＳＷｐｈは、印刷モードに応じてストローブパルスをカウントし、予熱用のプレヒータの通電を制御するための予熱制御手段を構成する。
なお、図１において、符号ＴＨＥＲＭは、サーマルヘッドの発熱温度を検出するためのサーミスタである。
【００３１】
次に、この実施の形態の動作について、図３および図４に示すサーマルヘッドの制御回路に着目して説明する。
プレヒータＲｐｈによる予熱は、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２による印刷（発色）と並行して行われ、サーマルヘッドヒータにより或るラインを印刷しているときに、プレヒータにより次のラインのための予熱が行われる。つまり、予熱の動作は、１ラインだけ前の印刷動作と並行して行われる。逆に言えば、現在のラインの印刷動作と並行して、次のラインのための予熱動作が行われる。
【００３２】
以下、イエローの印刷モードにおいて、或るラインに着目して、プレヒータによる予熱のための制御動作と、サーマルヘッドヒータによる印刷のための制御動作とについて順に説明する。
（１）プレヒータによる予熱のための制御動作
着目するラインの印刷前に、プレヒートの開始時期を規定するカウント値がカウンタ１０６のプリセット値ＣＰＲとしてセットされる。また、後述するサーマルヘッドヒータによる印刷動作において、データ転送制御信号ＤＭ２ＥＮがロウレベルとなって、サーマルヘッドに対する印刷データの転送が開始されると、フリップフロップ１０７から出力される予熱信号ＰＨがロウレベルとなり、スイッチＳＷｐｈがオフしてプレヒートが終了した状態とされる。
【００３３】
このような状態から、サーマルヘッドヒータ制御信号生成回路１０１は、ストローブパルステーブル１００から印刷モード信号ＭＯＤＥによって選択されたストローブパルスパターンをもとに、イネーブル信号ＥＮＢｂ、ロード信号ＬＯＡＤｂ、セット信号ＳＥＴｂ、ストローブパルスＨＳＴＲ、クロック信号Ｄ．ＣＬＫなど、各種のサーマルヘッドヒータ制御信号を生成する。
【００３４】
図５に、サーマルヘッドヒータ制御信号生成回路１０１が生成するサーマルヘッドヒータ制御信号のひとつであるストローブ信号ＨＳＴＲの波形例を示す。この例は、イエローの印刷モードで用いられるもので、この印刷モードでは、ストローブ信号ＨＳＴＲは、パルス周期が０．１２８５ｍｓｅｃのパルス（オン期間が２５５クロック分／オフ期間が２クロック分）が５個分と、０．００２ｍｓｅｃのパルス（オン期間が２クロック分／オフ期間が２クロック分）が１０１９個分とを組み合わせたパルスパターンを有する。このストローブ信号ＨＳＴＲのパルスパターンは、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の制御とプレヒータＲｐｈの制御の両方が効果的に働くように設定され、ストローブパルステーブル１０２に予め格納されている。
【００３５】
なお、図５において、データ転送制御信号ＤＭ２ＥＮは、図１に示すサーマルヘッドのドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７を転送するための制御信号であって、２．２５ｍｓｅｃのパルス幅と、５．６０ｍｓｅｃのパルス周期を有する。
【００３６】
参考までに、図６および図７に、マゼンタおよびシアンの印刷モードで用いられるストローブ信号ＨＳＴＲの例をそれぞれ示す。図６に示す例では、ストローブ信号ＨＳＴＲは、パルス周期が０．１２８５ｍｓｅｃのパルス（オン期間が２５５クロック分／オフ期間が２クロック分）が５個分と、０．００３ｍｓｅｃのパルス（オン期間が５クロック分／オフ期間が１クロック分）が１０１９個分とを組み合わせたパターンを有する。
【００３７】
また、図７に示す例では、ストローブ信号ＨＳＴＲは、パルス周期が０．１２８５ｍｓｅｃのパルス（オン期間が２５５クロック分／オフ期間が２クロック分）が５個分と、０．００４ｍｓｅｃのパルス（オン期間が７ロック分／オフ期間が１クロック分）が１０１９個分とを組み合わせたパターンを有する。このストローブ信号ＨＳＴＲのパルスパターンは、各色の通電時間と発色濃度との関係から適切に設定されて、色ごとにストローブパルステーブル１００に格納される。
【００３８】
上述の各種の制御信号が生成される一方、後述する印刷動作において、変換係数テーブル１０２、内部階調変換回路１０３、ヘッドデータバッファ１０４、ヘッドデータ変換回路１０５からなる回路系により、印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７が生成され、図１に示すサーマルヘッドの各ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に転送される。このサーマルヘッドに対するデータ転送が終了すると、図４に示すカウンタ１０６に与えられるデータ転送制御信号ＤＭ２ＥＮがハイレベルとなり、このカウンタ１０６がストローブ信号ＨＳＴＲのパルスをカウントし始める。そしてカウント値が、プレヒートの開始時期を規定するプリセット値ＣＰＲに達すると、カウンタ１０６は、出力ＯＵＴ０としてロウレベルのパルス（所定の信号）を出力する。図５に示す例では、ストローブ信号ＨＳＴＲの７６８番目のパルスの立ち下がりで、カウンタ１０６からロウレベルのパルス（ＯＵＴ０）が出力されている。
【００３９】
フリップフロップ１０７は、カウンタ１０６から出力されるロウレベルのパルス（ＯＵＴ０）を受け、データＤ（所定のデータ）として予め与えられているハイレベル（電源レベル）の信号を予熱信号ＰＨとして出力する。この予熱信号ＰＨは、予熱用のプレヒータＲｐｈに対する通電を制御するためのスイッチＳＷｐｈに与えられ、このスイッチＳＷｐｈがオンする。この結果、プレヒータＲｐｈに対する通電が開始され、プレヒート（予熱）が開始される。このプレヒートの通電時間は、予熱信号ＰＨのパルス幅により決定され、ストローブ信号ＨＳＴＲのパルスパターン（例えばクロック数やパルス幅など）や、プレヒートの開始時期を与えるカウンタ１０６のプリセット値ＣＰＲを修正することにより変更が可能である。
【００４０】
（２）サーマルヘッドヒータによる印刷のための制御動作
内部階調変換回路１０３は、階調の表現精度を上げるために、８ビットの画像データＰＤＡＴＡを、各種補正データおよび変換係数テーブル１０２に格納された変換係数とともに１０ビットの内部階調データに変換して、ヘッドデータバッファ１０４に格納する。また、ヘッドデータ変換回路１０５は、データ転送制御信号ＤＭ２ＥＮの制御の下に、ヘッドデータバッファ１０４に格納された１０ビットの内部階調データを８ビットに変換し、４回に分けて印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７として図１に示すサーマルヘッドの各ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に転送する。ここで、８ビットで２５６階調の表現が可能であるから、８ビットのデータを４回出力することにより、２５６階調×４＝１０２４階調の表現が可能となる。
【００４１】
図１に示すサーマルヘッドにおいて、図３に示す上述の制御回路から転送された印刷データＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ７は、クロック信号Ｄ．ＣＬＫに同期してドライバＤＲ１〜ＤＲ２４３２を順次シフトされ、ロード信号ＬＯＡＤｂおよびセット信号ＳＥＴｂにより、ドライバＤＲ１〜ＤＲ３８に内蔵された階調用のカウンタ（図示なし）のプリセット値（符号なし）として、各ドライバにラッチされる。このプリセット値は、上述のプレヒートの開始時期を与えるカウンタ１０６のプリセット値ＣＰＲとは異なり、画像の発色濃度（即ち画像の階調）を与えるものであり、直接的にはサーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の通電時間を規定する。
【００４２】
ドライバＤＲ１〜ＤＲ２４３２に内蔵された階調用の各カウンタは、イネーブル信号ＥＮＢｂがロウレベルの期間において、ストローブパルス信号ＨＳＴＲのパルスをカウントし、そのカウント値がプリセット値（画像の階調値）に到達するまでカウントする。そして、このカウント値（階調値）に応じたパルス幅を有する信号ＨＥＡＴが生成され、この制御信号によりサーマルヘッドヒータの通電を制御するためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２の導通時間が制御される。このとき、各ドライバにラッチされた印刷データに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ２４３２が選択的にオンとされる。これにより、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２が選択的に通電され、このイエローの印刷モードでの１ライン分の印刷が行われる。
【００４３】
以下同様にして、現在の印刷モードで全ラインについて予熱動作と印刷動作が行われる。
このように、各ドライバに内蔵された階調用カウンタのプリセット値として設定された値に応じて、サーマルヘッドヒータＲ１〜Ｒ２４３２の通電時間が設定されると共に、各ドライバに取り込まれた印刷データに応じてサーマルヘッドヒータが選択的に通電される。これにより、所望する発色濃度のイエローの画像が得られる。
【００４４】
上述のイエローの印刷モードでの一連の動作が終了すると、この印刷モードと同様に、マゼンタおよびシアンの各印刷モードでの動作が順次行われ、最終的に、イエロー、マゼンタ、シアンの各色を組み合わせて得られる色彩のカラー画像が印刷用紙に形成される。
【００４５】
この実施の形態によれば、現在のラインの印刷に必要とされる予熱動作は、１ライン前の印刷動作と並行して行われ、既に終了しているので、現在のラインの印刷動作では、図８に例示するように、イエロー、マゼンタ、シアンの各色について予熱のための通電時間が不要となり、短時間の通電時間Ｔｙｐ，Ｔｍｐ，Ｔｃｐにより最大発色濃度を得ることができる。
【００４６】
したがって、印刷時間を大幅に短縮することが可能となる。また、サーマルヘッドヒータの通電制御に使用されるストローブ信号を、プレヒータの通電制御に利用するため、わずかな回路の追加でプレヒートの機能を実現することができ、このための制御回路を安価に実現することができる。
【００４７】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、この実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態では、イエロー、マゼンタ、シアンを印刷する場合を例として説明したが、これに限定されることなく、これ以外の色の印刷にも適用することができ、色に応じてストローブ信号のパルスパターンや、カウンタ１０６のプリセット値を適切に設定すればよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、印刷用ヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号を生成し、前記ストローブ信号をカウントして前記予熱用ヒータの通電を制御するようにしたので、見かけ上、予熱のための通電時間がなくなり、従って印刷時間を大幅に短縮することができ、しかも簡単な構成で安価にプレヒート機能を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドヒータ周辺の詳細を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の構成図（各種の制御信号と印刷データ信号の生成系）である。
【図４】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の構成図（予熱信号ＰＨの生成系）である。
【図５】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の動作（イエローの印刷）を説明するための波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の動作（マゼンタの印刷）を説明するための波形図である。
【図７】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの制御回路の動作（シアンの印刷）を説明するための波形図である。
【図８】 この発明の実施の形態１にかかるサーマルヘッドの通電時間と発色濃度との関係を示す特性図である。
【図９】 従来技術にかかるサーマルヘッドの構成図である。
【図１０】 従来技術にかかるサーマルヘッドヒータ周辺の詳細図である。
【図１１】 従来技術にかかるサーマルヘッドの制御回路の動作を説明するための波形図である。
【図１２】 従来技術にかかるサーマルヘッドの通電時間と発色濃度との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１００；ストローブパルステーブル
１０１；サーマルヘッドヒータ制御信号生成回路
１０２；変換係数テーブル
１０３；内部階調変換回路
１０４；ヘッドデータバッファ
１０５；ヘッドデータ変換回路
１０６；カウンタ（プレヒート開始時間設定用）
１０７；フリップフロップ
ＣＰＲ；プリセット値
ＤＲ１〜ＤＲ３８；ドライバ（ＩＣ）
ＧＮＤＨ，ＧＮＤＬ；グランド
ＰＨ；予熱信号
Ｒ１〜Ｒ２４３２；サーマルヘッドヒータ
Ｒｐｈ；プレヒータ
ＰＲ０〜ＰＲ７；抵抗素子（プルダウン用）
ＳＷ１〜ＳＷ２４３２，ＳＷｐｈ；スイッチ
Ｔｙｐ，Ｔｍｐ，Ｔｃｐ；通電時間
ＶＬ，ＶＨ；電源
Claims (6)
- １種類または２種類以上の色を用いて印刷用紙の紙面上に画像を形成するように構成された印刷装置のサーマルヘッドに適用され、予熱用ヒータと印刷用ヒータとを有するサーマルヘッドの制御装置であって、
前記印刷用ヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号を生成する信号生成手段と、
前記ストローブ信号のパルスをカウントして前記予熱用ヒータの通電を制御する予熱制御手段と、
を備え、
前記予熱用制御手段は、前記ストローブ信号のカウント値がプリセット値に達したときに、前記印刷用ヒータによる現在のラインの印刷と並行して次のラインのための予熱が行われるように前記予熱用ヒータに通電するように構成され、
前記ストローブ信号のパルスパターンは、前記印刷用ヒータによる印刷と前記予熱用ヒータによる予熱との両方を機能させるように、印刷すべき色の通電時間と発色濃度との関係から設定されたことを特徴とするサーマルヘッドの制御装置。 - 前記予熱制御手段は、
前記ストローブ信号のパルスをカウントし、このカウント値が前記プリセット値に達したときに所定の信号を出力するカウンタと、
前記所定の信号をトリガーとして、前記予熱用ヒータに対する通電を制御するために使用されるデータをラッチして出力するフリップフロップと、
前記予熱用ヒータと直列接続されて設けられ、前記フリップフロップの出力信号に基づき前記予熱用ヒータに対する通電を制御するスイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載されたサーマルヘッドの制御装置。 - 前記カウンタは、
前記予熱用ヒータの予熱開始に際し、前記予熱開始の時期を規定する値を前記プリセット値として取り込むことを特徴とする請求項２に記載されたサーマルヘッドの制御装置。 - １種類または２種類以上の色を用いて印刷用紙の紙面上に画像を形成するように構成された印刷装置に適用され、予熱用ヒータと印刷用ヒータとを有するサーマルヘッドの制御方法であって、
（ａ）前記印刷用ヒータの通電を制御するための基準となるストローブ信号を生成する信号生成ステップと、
（ｂ）前記ストローブ信号のパルスをカウントし、前記予熱用ヒータの通電を制御する予熱制御ステップと、
を含
み、
前記予熱制御ステップでは、前記ストローブ信号のカウント値がプリセット値に達したときに、前記印刷用ヒータによる現在のラインの印刷と並行して次のラインのための予熱が行われるように前記予熱用ヒータに通電し、
前記ストローブ信号のパルスパターンは、前記印刷用ヒータによる印刷と前記予熱用ヒータによる予熱との両方を機能させるように、印刷すべき色の通電時間と発色濃度との関係から設定されたことを特徴とするサーマルヘッドの制御方法。 - 前記予熱制御ステップは、
前記ストローブ信号のパルスをカウントし、このカウント値が前記プリセット値に達したときに所定の信号を出力する第１のステップと、
前記所定の信号をトリガーとして、前記予熱用ヒータに対する通電を制御するために使用されるデータをラッチして出力する第２のステップと、
ラッチされた前記所定のデータに基づき前記予熱用ヒータに対する通電を制御する第３のステップと、
を含むことを特徴とする請求項４に記載されたサーマルヘッドの制御装置。 - 前記第１のステップは、
前記予熱用ヒータの予熱開始に際し、前記予熱開始の時期を規定する値を、前記プリセット値として取り込むことを特徴とする請求項５に記載されたサーマルヘッドの制御装置。
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