JPH01159267A - サーマルヘッド駆動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、熱を利用して画像などの情報を記録する、サ
ーマルプリンタのサーマルヘッドの駆動方式に係り、特
に面積階調型の記録方式のドツト面積を制御するように
したサーマルヘッドの駆動方式に関し、 記録ドツト数と画像濃度との関係を、理想的な関係に近
ずけることができるサーマルヘッドの駆動方式を得るこ
とを目的とし、 画素マトリックスの記録ドツト数を制御して画像の階調
を表現し、直線状に配列した発熱素子を駆動して印字を
行うサーマルプリンタにおいて、画像の階調レベルを表
す記録ドツト数を保持する階調レベル保持手段と、該階
調レベル保持手段から出力される記録ドツト数に対応し
て、サーマルヘッドに設けられた発熱素子に印加する記
録信号の同一タイミングで駆動するドツト数の組合せを
変化させる同時駆動ドツト数可変手段とを有するように
構成する。

（産業上の利用分野） この発明は熱を利用して画像などの情報を記録する、サ
ーマルプリンタのサーマルヘッドの駆動方式に係り、特
に面積階調型の記録方式のドツト面積を制御するように
したサーマルヘッドの駆動方式に関する。

〔従来の技術） 従来の感熱型或は熱転写型のサーマルプリンタにおいて
は、サーマルヘッドによって多数の画素について二値の
印字を行うが、熱転写型について説明すると第９図に示
すように、サーマルヘッド１はインクシート２、記録用
紙３、を介してプラテン４と対向している。インクシー
ト２は熱溶融性であり、サーマルヘッドｌによりインク
シート２を加熱することにより、インクシート２のイン
クが溶融し、記録用紙３に転写されて記録が行われる。

サーマルヘッド１は図の紙面と垂直方向に沿って配列さ
れた１ライン分の発熱体を有し、１ライン分の記録がほ
ぼ同時に行われる。１ライン分の記録が終了すると記録
用紙３とインクシート２とは同時に矢印方向に移送され
る。

このような記録方式のものでは、第１０図に示すように
複数の記録ドツト５（この場合は４×４の１６記録ドツ
トである）をまとめて画素マトリックス６を形成し、画
素マトリックス６内の記録ドツト７の数の変化によって
階調（中間調）を変化させているが、この場合の記録す
べき画像における、その画素マトリックス６の部分の濃
淡により、画素マトリックス６内のドツト７の数を増減
させて画像の濃淡を表現し記録している。しかしてこの
場合各ドツト７の面積は一定であり、濃淡の階調に応じ
て濃い場合はドツト７の数を多くし、淡い場合はドツト
７の数を少なくしていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところでこのような従来の面積階調型の記録方式にあっ
ては、画素のマトリックスサイズがＮｘＮ　（Ｎは自然
数）ドツトの場合を例に取ると、記録ドツト数ｎと画素
濃度（画像から反射される光が人の目に感する感度）Ｏ
，Ｄ、どの関係は、第３図のようになる。即ち記録ドツ
ト数ｎと濃度０．Ｄ、とは、ドツト数Ｏで画素濃度は０
となり、ドツト数Ｎ２で画素濃度がり。どなるが、その
中間では直線的な関係とはならず、画像濃度の濃い部分
では記録ドツト数ｎが少し変化しただけで、その部分の
画素濃度０．Ｄ、は大幅に変化するので、ドツト数ｎが
１個変化したことに対する画素濃度０．Ｄ、の変化が大
き過ぎるため、階調が不連続となって疑似輪郭を生ずる
という問題点があった。なお中間調の画像の記録におい
ては、中間部が直線的になるのが理想的な対応ではなく
、画像の性質によって最適な入出力濃度曲線は異るが、
一般には第４図のような特性が望ましいとされている。

そして第３図の特性は第４図の特性とは大きく異なるた
め、この特性の違いから画質が劣化することが問題点と
なっていた。

この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、記録ドツト数と画像濃度との関係を、理想的な
関係に近ずけることができるサーマルヘッドの駆動方式
を得ることをその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、この目的を達成するために、本発明にあっては
その構成を、第１図に示すように、画素マトリックス１
１の記録ドツト数ｎを制御して画像の階調を表現し、直
線状に配列した発熱素子を駆動して印字を行うサーマル
プリンタ１ｏにおいて、画像の階調レベルを表す記録ド
ツト数ｎを保持する階調レベル保持手段１２と、該階調
レベル保持手段１２から出力される記録ドツト数ｎに対
応して、サーマルヘッド１４に設けられた発熱素子に印
加する記録信号の同一タイミングで駆動するドツト数の
組合せを変化させる、同時駆動ドツト数可変手段１５と
を有することとした。

（作用） 次に本発明の詳細な説明すると、入力してくるサーマル
プリンタｌＯのデータ信号から、記録すべき階調レベル
のデータの記録ドツト数ｎが階調レベル保持手段１２に
一時的に保持される。そして同時駆動ドツト数可変手段
１５では、該階調しベル保持手段１２から入力される記
録ドツト数ｎに対応して、記録ドツト数ｎと画素濃度と
の関係が理想的な曲線となるように、サーマルヘッド１
４に設けられた発熱素子に印加する記録信号の同一タイ
ミングで駆動するドツト数の組合せを変化させるための
指示を出す。

この指示をもとにサーマルヘッドで印字が行われ、一箇
所にまとまって同一タイミングで印字される記録ドツト
の数が多いときは、１ドツトの面積が大きくなり、一箇
所にまとまって同一タイミングで印字される記録ドツト
の数が少ないときは、１ドツトの面積が小さくなって印
字されるので、記録ドツト数ｎに対する画素濃度０．Ｄ
、の値は第４図に示す理想的な特性に近くなる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す構成図で、熱転写記録
方式のサーマルプリンタ１ｏにおいて、画素マトリック
ス１１の記録ドツト数ｎを制御して、画像の階調を表現
する場合を示す。画像データは伝送線１７から入力し、
伝送線１７から入力する画像の画素マトリックスの階調
レベルを表す記録ドツト数の信号が、データクロツタ発
生装置１８からのクロック信号の立上りによって、階調
レベル保持手段である、ラッチ回路２０に保持される。

この場合の画素マトリックスは４×４ドツトであるとす
れば、階調レベルは画素マトリックス内に何も印字しな
いレベルＯから、全ドツトを印字するレベル１６までの
１７段階となるが、一般には全ドツト記録の段階は使用
されないので、階調レベル０から階調レベル１５までの
１６段階となり、４ビツトの信号で階調レベルを指定す
るようにする。そして画素マトリックスの縦横方向の４
個づつのドツトのうち、どのドツトを記録するタイミン
グであるかを、２ビツトづつのＸ及びＹアドレス信号に
よって示す。

ラッチ回路２０からの記録ドツト数の信号と、Ｘアドレ
ス信号発生装置２１からのドツト位置信号、Ｙアドレス
信号発生装置２２からのドツト位置信号とが、同時駆動
ドツト数可変手段１５である第ｌＲＯＭ２５．第２ＲＯ
Ｍ２６に入力し、パルス発生装置３０を経てサーマルヘ
ッド１４（第９図に示すサーマルヘッド１と同じもの）
を駆動するが、次にその過程を説明する。

例えば記録用紙の寸法をＡ４判、ドツト密度を１６ドツ
ト／ｍｍとすると、１ラインのドツト数は３４５６ドツ
トとなり、これだけの発熱素子が直線状に配列している
。よって１ライン上のサーマルヘッドをすべて同時に駆
動して印字を行うときは、消費電力はｌｋｗ以上になっ
てしまうので、一般に１ラインのドツトを４〜８のブロ
ックに分割し、１ラインの記録周期内で各ブロック毎に
４〜８回に分けて駆動し、消費電力にピークが出ないよ
うにしている。８分割して駆動する場合の分割のブロッ
ク構成を第５図に示すが、第５図（ａ）が−船釣な場合
であり、（ｂ）（Ｃ）（ｄ）のような分割方法が用いら
れることがある。（ａ）の分割方法を用いる場合は、ド
ツトが一箇所に多くまとまって同時に印字されるので、
隣接ドツトの影響を大きく受けてサーマルヘッドの温度
が上昇し、ドツト面積が大きくなる。従ってこの場合は
同一記録濃度を得るために必要な電力が小さいことにな
る。（ｄ）の分割方法を用いる場合は、ドツトが１個づ
つ分散しているため、隣接ドツトの影響は全くなく、サ
ーマルヘッドの温度上昇がないのでドツト面積が広がる
ことはない。従って同一面積のドツトを印字する場合の
電力は大きくなるが、ドツト面積が小さいために解像度
の高い記録ができる。（ｂ）（Ｃ）の分割方法を用いる
ときは上記の両者の中間の結果が得られることになる。

よって印加される電力が一定とすると、第５図において
（ｄ）（ｃ）（ｂ）の順に記録されるドツトの面積が大
きくなり、このように（ｂ）（ｃ）（ｄ）の３種類の分
割駆動のブロック構成を変えてサーマルヘッドを駆動す
ることにより、ドツト面積を可変にすることができる。

よってサーマルヘッドに設けられた発熱素子に印加する
記録信号の、同一タイミングで駆動するドツト数の組合
せを変化させ、これによって記録ドツトの面積を制御で
きるのである。

そこで一箇所にまとまって同一タイミングで駆動される
ドツト数の組合せを変化させる方法として、先ず１ライ
ンの記録周期を１２分割し、１２回のサーマルヘッドの
駆動で１ラインが印字されるようにする。１２回の分割
駆動による分割印字パターンの構成を第６図の（ａ）〜
（文）に示す。それぞれの分割印字パターンには、０〜
１１までの番号を付すが、記録周期開始直後に駆動する
パターンがＯで、次々に番号順のパターンで１１まで印
字されるパターンが繰返される。そしてドツト面積を大
きくしようとするときは、第５図（ｂ）に相当する０〜
３のパターンを用い、ドツト面積を小さくしようとする
ときは、第５図（ｄ）に相当する８〜１１のパターンを
用い、ドツト面積を中間の面積にしようとするときは、
第５図（Ｃ）に相当する−４〜７のパターンを用いるこ
とになる。分割印字パターンは１２通りあるので、４ビ
ツトの分割印字パターン信号によって表され、第２図の
パターン番号発生装置２８から出力しており、分割印字
パターンを指定している０〜１１の１２回の印字タイミ
ングの信号となっている。

ラッチ回路２０からは階調レベルを表す記録ドツト信号
（４ビツト）が出力し、Ｙアドレス発生装置２２からは
、画素マトリックスの縦方向の４ドツトのうちどのドツ
トを記録するタイミングかを示すＹアドレス信号が出力
し、Ｘアドレス発生装置２１からは、印字する１ライン
の左端からのドツト位置（０〜３４５５）を示すＸアド
レス信号（１２ビツト）の下位２ビツトが画素マトリッ
クスの横方向の４ドツトのうちどのドツトを記録するタ
イミングかを示すようにして出力し、第ｌＲＯＭ２５に
入力する。第ｌＲＯＭ２５は画素マトリックスの階調レ
ベルに応じて出力すべきドツト数と、該ドツト数によっ
て決まるドツト面積をどのようにすべきかを出力する。

次の第２ＲＯＭ２６は第ｌＲＯＭ２５（７）出力に応じ
て、発熱素子に印加する記録信号の同時に印字されるド
ツト数をどのようにすべきかを設定する。

次に画素の中の記録ドツト数と画像濃度との関係が、第
４図に示す理想的な特性曲線に近い曲線となるように、
ドツトの面積を変える方法について説明する。先ず第７
図に示すように、同時部′動ドツト数Ｎｓに対する記録
ドツト面積率との関係を求める。例えば同時駆動ドツト
数が２であるとすれば、このとき記録ドツトの面積率は
例えば８０％になるが、同時記録ドツト数を常に２とし
た状態で記録ドツト数に対する画像濃度を求めれば、第
３図に示す特性となる。この特性と第４図に示す理想的
な画像濃度特性とを第８図に示すように重ねて描き、各
記録ドツト数において実現すべき記録ドツトの面積率を
求める。即ちどの階調レベルであればどのような面積率
になるかを決定し、理想的特性がドツト数を２として求
めた特性よりも大きいときは面積率を上げ、また理想的
特性がドツト数を２として求めた特性より小さいときは
、面積率を下げる。この場合は同時駆動ドツト数を２の
ままにするか、１にするか、４にするかの全部で３段階
の調整しかできないから、その範囲で面積率を変えて理
想的特性に近づけるようにし、ｌ、２．４の同時駆動ド
ツト数Ｎ８の信号を出力するようにする。第ｌＲＯＭ２
５にはそのための変換のテーブルが装着されている。

第２ＲＯＭ２６は１，２．４（７）同時駆動ドツト数Ｎ
ｓの入力に対して、すべてのＸアドレスについて、第６
図のどの分割駆動パターンによってサーマルヘッドを駆
動すべきかをテーブル化したものである。

次のコンパレータ２９はパターン番号発生装置２８から
のパターン番号と比較され、第２ＲＯＭ２６からの信号
と一致したことを検知する。そして次のプログラマブル
パルス発生器３０に対して印字信号を出力する。プログ
ラマブルパルス発生器３０では、第２ＲＯＭ２６の出力
に応じたパルス巾の記録パルスを発生し、サーマルヘッ
ドが駆動される。上記のように第ｌＲＯＭ２５、第２Ｒ
ＯＭ２６、コンパレータ２９、プログラマブルパルス発
生器３０によって同時駆動ドツト数可変手段１５を構成
している。

画像データは伝送線１７から入力してラッチ回路２０に
入力する。ラッチ回路２０からの画像の階調レベルを表
す信号、Ｙアドレス信号発生装置２２からのＹアドレス
信号、Ｘアドレス信号発生装置２１からのＸアドレス信
号が第１　ＲＯＭ２５に入力し、各々の画素マトリック
ス内の各ドツトを、どのような面積率にしなければなら
ないかを出力して第２ＲＯＭ２６に入力する。第２ＲＯ
Ｍ２６では第ｌＲＯＭ２５からの面積率の信号と、Ｘア
ドレス発生装置２１からの１ライン分のアドレス信号と
から、第６図に示すどの駆動パターンでプリンタを駆動
すべきかを決定し、次のコンパレータ２９に対して出力
する。コンパレータ２９ではパターン番号発生装置２８
からのパターン番号とが比較され、一致したときに次の
プログラマブルパルス発生装置３０に対して信号を送出
してプリントがなされる。

〔発明の効果〕・ 以上説明したようにこの発明によれば、サーマルプリン
タの階調表現のための記録ドツト数に対する画像濃度の
特性を、理想的な曲線に近似させることができるため、
記録画像の濃度を自然の状態に近づけ得るようになり、
従来低濃度部や高濃度部で目立っていた階調の不連続を
除去して、記録画像の画質を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は木　　、発
明の一実施例の構成を示す図、第３図は従来の記録ドツ
ト数に対して表現される画像濃度を示す図、第４図は記
録ドツト数に対する画像濃度の理想的な特性を示す図、
第５図は分割駆動のブロック構成を示す図、第６図は分
割駆動のパターンを示す図、第７図は同時駆動ドツト数
と面積率との関係を示す図、第８図は記録ドツト数に対
する画像濃度特性を最適化する過程を示す図、第９図は
熱転写型プリンタの印字ラインに直角な断面図、第１Ｏ
図は画素マトリックスと記録ドツトを示す図である。 １０・・・サーマルプリンタ １１・・・画素マトリックス １２・・・階調レベル保持手段 １４・・・サーマルヘッド １５・・・同時駆動ドツト数可変手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画素マトリックス（１１）の記録ドット数を制御して画
   像の階調を表現し、直線状に配列した発熱素子を駆動し
   て印字を行うサーマルプリンタ（１０）において、 画像の階調レベルを表す記録ドット数（ｎ）を保持する
   階調レベル保持手段（１２）と、 該階調レベル保持手段（１２）から出力される記録ドッ
   ト数（ｎ）に対応して、サーマルヘッド（１４）に設け
   られた発熱素子に印加する記録信号の同一タイミングで
   駆動するドット数の組合せを変化させる、同時駆動ドッ
   ト数可変手段（１５）とを有するサーマルヘッド駆動方
   式。