JPH01275070A - 濃度階調制御型サーマルプリンタ - 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】

［産業上の利用分野］ 本発明は、単位通電時間の整数倍の通電時間だけ各発熱
抵抗素子を通電させることによって各画素の濃度階調を
制御するサーマルプリンタに関する。 ［従来の技術］ この種のサーマルプリンタでは、サーマルヘッドの各発
熱抵抗素子の通電時間を制御することによりその発熱エ
ネルギに階調をもたせ、インクの転写けひいては画像の
１農度に階調を与えるようにしている。 第３図はｌＨ度階調方式で用いられる通電時間・１度特
性曲線を示す。光Ｍ抵抗素子を単位通電時間△Ｔに相当
する通電時間ＴＩだけ通電させると階調レベルｄ１のｌ
濃度が得られ、単位通電時間△Ｔの２倍に相当する通電
時間Ｔまだけ通電させると階調レベルｄ２の濃度が得ら
れるようになっている。この例では、単位通電時間△Ｔ
の６４倍に相当する通電時間ＴＧ４だけ通電させると、
飽和１度付近の最大階調レベルｄＧ４が得られるように
なっている。 第４図は、従来のｌ口度階調制御型サーマルプリンタの
主要な構成を概略的に示す。サーマルプリントへラド１
００には、複数個（例えば、５１２個）の発熱抵抗素子
Ｒ１〜Ｒ５１２を一列に配列してなる発熱抵抗体１０２
と、それら発熱抵抗素子と同数（５１２）のビット容量
をもつシフトレジスタ１０４およびラッチ回路１０Ｂと
が設けられている。階調データ供給部１０８は、５１２
ビツトの７リアルな階調データ［ＣＫ　ＰＩＪ−ＣＫ　
Ｐ５１２ｊ］を一定周期で、複数回数、例えば６４回（
Ｋ：１〜６４）連続的にソフトレジスタ１０４に与える
。 ここで、第ｎ番目のビットＣＫＰｎＪは第ｎ番目の発熱
抵抗素子Ｒｎに対してそれを単位通電時間△Ｔだけ通電
させるべきか否かの情報をもつ。すなわち、“１”であ
れば通電を指示し、０“であれば非通電を指示する。 しかして、各回の階調データがクロック信号ＣＫに同期
してシフトレジスタ１０４にロードされると、次にラン
チ信号ＬＡのタイミングで各ピントＣＫ　ＰＩＪ−ＣＫ
　Ｐ５１２ｊがランチ回路１０８を介し電気パルスとし
て発熱抵抗体１０２に送られ、発熱抵抗素子Ｒ１−Ｒ５
１２はそれぞれ対応するビットの情報内容にしたがって
選択的に単位通電時間へＴだけ通電して発熱する。 このような動作が１つの印画ラインについてストローブ
信号ＳＴが発生している期間（通電モード）中に６４回
（Ｋ＝１〜６４）の階調データに応じて繰り返し行われ
ることにより、最大で単位Ａ電時間△Ｔの６４倍に相当
する通電時間ＴＧ４の通電がなされ、１つの印画ライン
上の各画素に対して６４段階中のいずれかのｌａ度階調
レベルが与えられる。 すなわち、各階調ピントＣＫＰｎｊが１”の情報内容を
何回の階調データまで続けるかによって対応発熱抵抗素
子Ｒｎの通電回数が決まり、それによって対応画素の／
、３度の階調レベルが決まる。 例えば、階調ピノ）　ＣＫ　Ｐ　ＩＪが第１０回の階調
データまで１”を続けたとすると、この場合、ＣＩ　Ｐ
　Ｈ−ＣＩＯＰ　ｌｊがそれぞれ“１”でＣ３Ｐ２ｊ〜
ＣＥｉ４Ｐ　Ｎがそれぞれ“Ｏ”となり、発熱抵抗素子
Ｒ１は単位通電時間ΔＴの１０倍に相当する通電時間Ｔ
ＩＯだけ通電し、対応画素のｌ農度階調レベルはｄｌｏ
となる。また、階調ビットＣＫＰ２ｊが第７回の階調デ
ータまで“１”を続けたとすると、ＣＩ　Ｐ２ｊ−Ｃ７
Ｐ２ｊがそれぞれ“１”でＣ３Ｐ２ｊ〜Ｃ［ｉ４Ｐ　２
ｊがそれぞれ“０”となり、発熱抵抗素子Ｒ２は単位通
電時間△Ｔの７倍に相当する通電時間Ｔ７だけ通電し、
対応画素の７コ度階調レベルはｄ７となる（第３図を参
照）。 ［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、従来は、通電モードが開始されると、記
録を行うべき画素に対応した発熱抵抗素子は一斉に通電
し始め、その時から各発熱抵抗素子の通電が終わるまで
の時間長に応じたｌ層間階調が各画素に与えられた。 しかしながら、そのように通電モードの開始直後に発熱
抵抗素子が一斉に通電し始めるために、全体の通電電流
が急激に増大し、それによって発熱抵抗素子の印加（駆
動）電圧が急激にドロップする。 第５図にこの様子を示す。ストローブ信号ＳＴ（第５図
Ａ）が“Ｏ”になっている期間ＴＥ　　（通電モード）
中に、発熱抵抗素子Ｒ１〜Ｒ５１２はそれぞれ記録すべ
き画素のｌ層間階調に対応した時間だけ通電する。例え
ば、印画ラインＬＮでは、発熱抵抗素子Ｒ１（第５図Ｂ
）が最大の時間Ｔｌ１ｉ４まで通電して最大のｔ１度階
調ｄ［ｉ４をもつ画素を記録し、発熱抵抗素子Ｒ２（第
５図Ｃ）は時間Ｔ３４だけ通電してほぼ中間のＩＱ度階
調ｄ３４をもつ画素を記録する。なお、ストローブ信号
ＳＴが“１″になっている期間ＴＣは冷却モードで、最
大可能通電時間（Ｔｅ３）の通電によって加熱された発
熱抵抗素子の冷却に最小限必要な長さの時間に選ばれて
いる。 さて、各印画ラインＬＭ、ＬＮ＋１の印画において通電
モードＴＥの開始時刻ｔ　Ｎ、　ｔ　Ｎ＋１の直後に、
画素を記録しない発熱抵抗素子を除（全ての発熱抵抗素
子Ｒ１，Ｒ２，・・・・Ｒ５１２が一斉に通電するこ七
により、発熱抵抗素子全体に供給される電／Ａ（全通電
電流と称する）■は急激に増大する（第５図Ｅ）。そう
すると、電源回路と発熱抵抗素子とを接続するケーブル
やプリント配線寺の導体での１五圧降−ドが急激にｔ昇
して、発ＪＩＡ抵抗素子に実際に印加される駆動電圧Ｖ
が大きくドロップする（第５図Ｆ）。もっとも、このド
ロップＤＲの後に駆動電圧Ｖは基準値ＶＦに立ち直るが
、これは電圧補償の働きによる。すなわち、駆動電圧Ｖ
を検出しそれをＬｕ電源回路帰還して一定の電圧に維持
させるような電圧補償回路が使われている。 しかし、電圧補償回路の応答が遅いと、駆動電圧■の立
ち直りに時間がかかり、記録品質を保証するためには発
熱抵抗素子の通電時間をその９延ｆｊさせるような設計
をしなくてはならず、これは誰しい調整であるばかりか
、プリントの所要時間を長くしてしまう点で好ましくな
い。 また、高速応答形の電圧補償回路を使用するとなると装
置価格が相当高価になり、その割りにはＬ記の不具合が
根本的に解消するわけでもない。 本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたちので、発熱
抵抗素ｒの駆動電圧の急激な変化を生Ｉ、。 させないようにして電源回路の負担軽減ないし簡易化と
記録品質の安定化を可能とする濃度階調制御４！のサー
マルブリ／りを提供することを目的とする。 口課題を解決するための手段コ ■−記目的を達成するために本発明は、１つの印画ライ
ン七の複数の画素に複数の発熱抵抗素子を１対１で対応
させ、各印画ラインについて各発熱抵抗素子をｔ４ｉ位
通電時間の整数倍の時間だけ通電させることによって各
画素に１度階調を与えるようにしたｌコ度階調制御型の
サーマルプリンタにおいて、各印画ライン内で通電時間
の長い順に発熱抵抗素子の通電を開始させ通電時間の長
い順に発熱抵抗素子の通電を終了させる手段を具備する
構成とした。 ［作用］ 各印画ラインの印画において、通電時間の長い順に発熱
抵抗素子の通電が始まることにより、発熱抵抗素子全体
に供給される通電用の電流（全通電電流）は通電を開始
する発熱抵抗素子の増加に応じて増大し、最後に通電時
間の最も短い発熱抵抗素子の通電が開始した時に全通電
電流は最大となる。 しかる後、通電時間の最も短い発熱抵抗素子から通゛・
８時間の短い順に発熱抵抗素子の通電が終了することに
より、全通電電流は通電を終了する発熱（↓（抗素子の
増加（別言すれば、通電を持続する発熱抵抗素子の減少
）に応じて次第に減少し、通電モードの終了時には零と
なる。 このように通電時間の長さに応じて発熱抵抗素子の通電
の開始と終了のタイミングに時差が設けろねることによ
り、−斉の通電開始あるいは一斉の通電終了が回避され
、全通電電流の急激な増大・減少が防止される。したが
って、応答速度の遅い安価な電圧補償回路でも、そのよ
うな全通電電流の変化に対して発熱抵抗素子の駆動７［
圧をほぼ一定値に維持することが可能である。 ［実施例コ 以ド、第１図および第２図を参明して本発明の一実施例
を説明する。 第１図は、この実施例にょる７０度階調制御型サーマル
プリンタの主要な回路構成を示す。 サーマルヘッド１０内のシフトレジスタ１２゜ラッチ回
路１４．発熱抵抗素子６は、第４図のシフトレジスタ１
０４．ランチ回路１ｏ６９発熱抵抗体１０２とそれぞれ
同じ構成のものでよい。 フレームメモリ２０にはディノタル映像信号Ｄ■が画素
データとして入力される。フレームメモリ２０の各行は
テレビ画像の水平走査線に対応し画素データはラスク走
査に対応した順序で書き込まれる。次に、フレームメモ
リ２ｏの第１列から始まって１列（ｊ）毎に１ライン分
の画素データａＩｊ、ａ２Ｊ、・・・・・・・・ａ　５
１２ｊが読み出されてカラー・プロセス回路２２に入力
され、そこでそれらの画素データは逆ガンマ補正なとの
画像処理を受けてからそれぞれ８ビツトの１５度データ
ｂ　ＩＬ　　ｂ　２Ｌ　曲・・・・ｂ　５１２ｊに変換
される。これろ濃度データの各々は、例えば

【０】　（
最小ｌコ度）〜［６４］　　（最大１度）の範囲内で対
応画素の２０度に応じた値（階調レベル）をもつ。 カラー・プロセス回路２２より生成された１印画ライン
分の７１度データｂｌｊ、　　ｂ２ｊ、・・・・・・・
・ｂ　５１２ｊは２０度−通電時間変換回路２３に供給
され、ここで各１９度データｂｎｊはその階調レベル［
Ｎ］に対応した通電時間＜Ｎ）を指示する通電時間デー
タＢｎｊに変換され、次にこのデータＢｎＪの半値のデ
ータＢｎＪ／２が求められる。しかして、１印画ライン
分の１度データｂｌｊ、　ｂ２ｊ、・・・・・・・・ｂ
５１２ｊに対応する１印画ライン分の半値通電時間デー
タＢｌｊ／２．Ｂ２ｊ／２．・・・・・・・・Ｂ　Ｓ＋
２ｊ／　２が濃度−通電時間変換回路２３より出力され
、それらのデータＢｌｊ／２．　Ｂ２ｊ／２．・・・・
・・・・Ｂ　５１２ｊ／　２はいったんラインバッファ
２４に格納されたのち、ラッチ回路２６を介してデータ
比較回路２８の一方の入力端子に供給され、そこで以下
のような処理によって通電モード期間の前半部と後半部
とでそれぞれ３２回の階調データ［ＣＫ　Ｐｌｊ−ＣＫ
　Ｐ５１２ｊコ（Ｋ：１〜３２）に変換される。 データ比較回路２８の他方の入力端子には、階調カウン
タ３０からの８ビ、／）の比較基準値ＤＳが与えられる
。このカウンタ３０は、アップ／ダウン・カウンタで構
成され、通電モードＴＥの前宇部ではダウン・カウンタ
として動作して一定周期で所期値（３２）から（１）ま
で１ずつ減分する比較基準（ＭＤＳを出力し、通電モー
ドＴＥの後半部ではアップ・カウンタとして動作して一
定周期で所期値（１）から（３２）まで１ずつ増分する
比較基準値ＤＳを出力する。 データ比較回路２８は、通電モードＴＥの期間中に比較
基準値ＤＳを各半値通電時間データと比較し、後者が前
者に等しいかそれよりも大きいときに“１″のどノドを
、そうでないとき（小さいとき）はＯ”のビットを階調
ビットとして生成する。 例えば、ｌロ度データｂ　ＩＪＩ　　ｂ　２Ｌ・・・・
ｂ　５１２ｊの値がそれぞれ［２０１、［６４］　、・
・・・

【２８】である場合、それらに対応した半値通電
時間データＢ１ｊ／２．　　Ｂ２Ｊ／２．・・・・Ｂ５
１２ｊ／２の値はそれぞれ＜１０＞、＜３２＞、・・・
・（１４）である。 この場合、通電モードＴＥの前半部において、第１回の
比較の比較基準値ＤＳは（３２）で、このとき得ろれる
第１回の階調データ［ＣＩＰｌｊ。 ＣＩＰ２ｊ、　　・・・・ＣＩ　　Ｐ５１２ｊコは［０
，１，・・・・Ｏコ　となる。第２回の比較では、比較
基準値ＤＳが（３１）で、第２回の階調データ［Ｃ２Ｐ
ＩＪ、　Ｃ２Ｐ２ｊ、・・・・Ｃ２Ｐ５１２ｊコは［０
，１，・・・・０］となる。 そして、第１９回の比較では、比較基準値ＤＳは（１４
）で第１９回の階調データ［Ｃ１９Ｆ’ｌＪ、　　Ｃｌ
９Ｐ　２ｊ、・・・・Ｃ１９Ｐ　５１２ｊコは［０，１
，・・・・１コとなる。このようにして、比較基準値Ｄ
Ｓが所期値（３２）から（１）まで１ずつ減分する度に
、それと半値通電時間データＢｌｊ／２．Ｂ２ｊ／２．
・・・・Ｂｒ＋ｊ／２の各々との比較が行われ、それぞ
れの比較結果に応じた階調データ［ＣＩ　ＰＨ，ＣＩ　
Ｐ２ｊ。 ・・・・ＣＩ　　Ｐ５１２ｊコ　、　　　［Ｃ２Ｐｌｊ
、　　Ｃ２Ｐ２ｊ、　　・・・・Ｃ２Ｐ５１２ｊコ　、
　・・・・　ＣＣ３２Ｐ　Ｉｊ、　　Ｃ３２Ｐ　２ｊ、
　　・・・・Ｃ３２Ｐ　ｓ＋２ｊｌが一定周期で順次シ
リアルにサーマルへ、ド１０の７フトレノスタ１２に送
られる。 通電モードＴＥの後半部においては、第１回の比較の比
較基準値ＤＳは（１）で、第１回の階調データ［ＣＩ　
Ｐ　Ｉｊ、　ＣＩ　Ｐ　２ｊ、・・・・ＣＩ　Ｐ５１２
ｊコはｃｔ、ｉ、・・・・１］となる。そして、第１１
回の比較では、比較基準値ＤＳが（１１）で、第１１回
の階調データ［ＣＩＩＰ　Ｎ、　ＣＩＩＰ　２ｊ、・・
・・Ｃ２Ｐ５１２ｊコは［０，１，・・・・１］となり
、第１５回の比較では比較基準値ＤＳが（１５）で、第
１５回の階調チー　９　［Ｃ１５Ｐ　ｌｊ、　　Ｃｌ５
Ｐ２ｊ、　−Ｃ１５Ｐ５１２ｊコは［０，１，・・・・
０］となる。このようにして、比較基準値ＤＳが所期値
（１）から（３２）まで１ずつ増分する度にそれ七半値
通電時間データＢｌｊ／　２　、　Ｂ　２ｊ／　２　、
−　Ｂ　ｎｊ／　２の各々との比較が行われ、それぞれ
の比較結果に応じた階調データ［ＣＩ　Ｐｌｊ、　ＣＩ
　Ｐ２ｊ、・・・・ＣＩ　Ｐ５１２ｊｌ　、　　［Ｃ２
ＰＩＬ　Ｃ２Ｐ２Ｌ　−Ｃ２Ｐ５１２ｊコ、　曲［Ｃ３
２Ｐ　Ｉｊ。 Ｃ３２Ｐ　２ｊ、・・・・Ｃ３２Ｐ　５１２ｊコが一定
周期で順次ンリアルにサーマルヘッド１０のンフトレン
スタ１２に送ろれる。 このようにして、各印画ラインの印画において通電時間
の長い順に発熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，・・・・Ｒ５１２
の通電か開始し、通電時間の短い順に発執低抗ＡｒＲＬ
Ｒ２，＝−＝−Ｒ５１２ノ通ｉＥＥ　’ｂ’　終ｒｆ　
ル。 第２図にこの実施例の作用を示す。この図から理解され
るように、印画ラインＬＮの印画において、通電モード
ＴＥの前半部では、通電時間の最も長い発熱抵抗素子Ｒ
２から始まって通電時間の長い順に発熱抵抗素子Ｒ１，
Ｒ２，・・・・Ｒ５１２の通電が開始し、前半部の終了
時には通電すべき発、Ｑ抵抗素子の全てが通、■する。 そして、通電モードＴＥの後半部では、通電時間の最も
短い発熱抵抗素子から始まって通電時間の短い順に発熱
抵抗素子Ｒ＋　、Ｒ２１・・・・Ｒ５１２が通電を終ｒ
し、後平部の終了時には全発執抵抗素子が非通電状態と
なる。 このような通電動作により、発熱抵抗素子全体に供給さ
れる全通電電流Ｉ（第２図Ｅ）は、通電モードＴＥの前
半部では通電を開始する発熱抵抗素子の増加に応じて次
第に増大し、通電モードＴＥの後半部では通電を終了す
る発熱抵抗素子の増加（通電を持続する発熱抵抗素子の
減少）に応して次第に減少し、通電モードＴＥの終で時
には零となる。 したがって、互いに並列接続された発熱抵抗素子Ｒ１〜
Ｒ５１２に印加される駆動電圧Ｖ（第２図Ｆ）は、応答
速度の遅い電圧補償回路が用いられた場合でも、全通電
電流Ｉの変化に対してほぼ一定値ＶＦに維持される。 このように、この実施例によれば、駆動電圧Ｖの急激な
ドロップも急激な上昇も生しないので、特に、債速応答
形の電圧補償回路を使用する必要はな（、応答速度の遅
い安価な電圧補償回路でも安定な記録品質を保証するこ
とができる。 なお、ＤＭＡコントローラ３２は、階調カウンタ３０の
カウント動作に同期してライン・バッファ２４の書込・
読出を制御する。また、ラッチ・ストローブ回路３６は
、ラッチ信号ＬＡとストローブ信号ＳＴを所定のタイミ
ングでサーマルヘッド１０に与える。クロック発生回路
３４は、シフトレンスタ１２に階調データ入力用のクロ
ックパルスＣＫを与えるとともに、ラッチ回路２６にラ
ッチ用のタイミング信号ＬＣを与える。ＣＰＵ３８は、
ＤＭＡコントローラ３２．　　ラッチ・ストローブ回路
３６と制御信号およびタイミング信号のやりとりを行っ
たり、フレームメモリ２０の；暫込１１読出を直接制御
する。 〔発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、各印画ラインについて
通電時間の長い順に発熱抵抗素子の通電を開始させ通電
時間の短い順に発熱抵抗素子の通７１を終了させること
により、通電時間の長さに応して発熱抵抗素子の通電の
開始と終了のタイミングに時差を設け、発熱抵抗素子全
体に供給されるｊｆｉ’Ｊｉ電流の急激な増大または減
少を防止して駆動電圧の急激なドロップを生じさせない
ようにしたので、応答速度の遅い電圧補償回路を使用し
ても安定な印ｉＪｉ品質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるｌｊ１度階調制御型
サーマルプリンタの主要な回路構成を示すブロック図、 第２図は、実施例の作用を説明するためのタイミング図
、 第３図は、濃度階調制御方式で用いられる通電時間・ｌ
Ｈ度時特性曲線示す図、 第４図は、従来の７二度階調制御型サーマルプリ／夕の
主要な構成を示すブロック図、および第５図は、従来の
サーマルプリンタの作用を説明するためのタイミング図
である。 図面において、 １０・・・・サーマルプリンタ、 １２・・・・ンフトレジスタ、 １４・・・・ラッチ回路、 １６・・・・発熱抵抗体、 Ｒ１，Ｒ２，〜Ｒ５１２・・・・発熱抵抗素子、２０・
・・・フレームメモリ、 ２２・・・・カラー・プロセス回路、 ２３・・・・ｌｎ度−通電時間変換回路、２４・・・・
ラインバッファ、 ２６・・・・ラッチ回路、 ２８・・・・データ比較回路、 ３０・・・・階調カウンタ、 ３２・・・・ＤＭＡコントローラ、 ３６・・・・ラッチ・ストローブ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １つの印画ライン上の複数の画素に複数の発熱抵抗素子
   を１対１で対応させ、各印画ラインについて各発熱抵抗
   素子を単位通電時間の整数倍の時間だけ通電させること
   によって各画素に濃度階調を与えるようにした濃度階調
   制御型のサーマルプリンタにおいて、 各印画ライン内で通電時間の長い順に発熱抵抗素子の通
   電を開始させ通電時間の短い順に発熱抵抗素子の通電を
   終了させる手段を具備することを特徴とする濃度階調制
   御型サーマルプリンタ。