JPH032060A - 記録ヘッドの駆動制御方式 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は記録ヘッドの発熱駆動方式に関し、特に中間調
記録を行う記録ヘッドの駆動制御方式に関するものであ
る。

［従来の技術］ なお、本発明は熱転写記録方式に限定されずに、例えば
インクジェット記録方式にも適用できるものであるが、
以下、熱転写記録方式を例にして説明する。

ＯＡ機器、ビデオ機器の出力プリンタとして、その保守
性、ランニングコスト、再生画質の品位などの点から、
サーマルヘッドを用いたサーマルプリント方式が広く採
用されている。このうち、特に画質の品位やプリント速
度に鑑みて、中間調記録が可能なダイレクトドライブ式
のライン型サーマルヘッドを使用するのが主流になって
きている。

このようなライン型のサーマルヘッドを用いたサーマル
ヘッドにより中間調記録を行うには、例えば６４階調に
分割された、各階調レベルのデータを１ラインずつ、例
えば階調レベルの下位レベルのデータから順次サーマル
ヘッドのシフトレジスタに転送し、ストローブパルス幅
に相当する時間だけサーマルヘッドに通電して各階調で
の記録を実行する。この動作を１ラインに対して６４回
繰り返し実行することにより、６４階調での中間調記録
を行うようにしている。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら上記従来例では、各階調レベルのデータを
、１ライン毎にその階調に応じた回数（例えば、６４階
調のときは６４回）サーマルヘッドに転送し、各階調毎
にストローブ信号を出力して通電することにより１ライ
ンを記録を行うようにしているため、記録速度を上げる
ことができなかった。例えば、５１２素子のサーマルヘ
ッドに２ＭＨｚのシフトクロックでデータを転送し、６
４階調で記録する場合、これに要するデータ転送時間は
、（５１２Ｘ　Ｏ，５μｓ　Ｘ　６４）より約１６ｍ５
ｅｃとなる。同様にして、１０２４素子、２ＭＨｚ、２
５６階調の場合は、（１０２４Ｘｏ、５μ５Ｘ２５６）
より約１３１ｍ５ｅｃのデータ転送時間が必要になる。

以上のように、サーマルヘッドへのデータ転送時間が階
調度に応じて長くなると、いかに優れた記録材料が開発
されても記録速度を上げることが不可能になる。そこで
、このようなサーマルヘッドへのデータ転送時間を減少
させるために、以下に述べるような方法が取られている
。

■データ転送周波数を高くする。

■サーマルヘッドのシフトレジスタの入力を分割し、数
データをパラレルに入力できるようにする。

しかしながら、■の場合は、現在のサーマルヘッドのド
ライバＩＣの最大動作クロック周波数は４ＭＨｚ程度で
あり、転送りロックの周波数を高（することによる効果
はあまり期待できない。また、■の場合は、シフトレジ
スタの分割数を増やすことにより画像データをラッチす
るラッチ回路数が増大するためサーマルヘッド内の回路
が複雑になり、サーマルヘッドがコスト高になるととも
に、サーマルヘッドのデータ入出力端子数が増大するた
め、サーマルヘッドへのケーブルの線数が増大したりし
て、装置の大型化やコストアップになるなどの問題があ
る。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、階調性を
損なうことなく高速に記録できる記録ヘッドの駆動制御
方式を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために本発明の記録ヘッドの駆動制
御方式は以下の様な構成からなる。即ち、 所定時間に記録ヘッドに複数のパルスを印加して階調記
録を行う記録ヘッドの駆動制御方式であって、記録する
画像データの各画素の階調数を２進数で表し、前記所定
時間を前記２進数のうちの最大のビット数で分割して、
前記２進数の最上位ビットより順次分割された時間領域
に割当てて、前記時間領域のそれぞれに対応する前記記
録ヘッドへの出力データを決定する決定手段と、前記最
上位ビットが割当てられた時間領域より順次前記時間領
域に対応する前記各画素の２進数のビットデータを前記
記録ヘッドに転送する転送手段と、前記転送ごとに前記
記録ヘッドを発熱駆動する駆動手段と、前記各画素の全
ビットが前記記録ヘッドに出力されて発熱駆動されるま
で、前記転送手段と前記駆動手段を繰返し実行させる手
段とを有する。

［作用］ 以上の構成において、記録する画像データの各画素の階
調数を２進数で表し、所定時間を２進数のうちの最大の
ビット数で分割して、その２進数の最上位ビットより順
次分割された時間領域に割当てて、時間領域のそれぞれ
に対応する記録ヘッドへの出力データを決定する。そし
て、その最上位ビットが割当てられた時間領域より順次
時間領域に対応する各画素の２進数のビットデータを記
録ヘッドに転送し、転送するごとに記録ヘッドを発熱駆
動する。こうして、各画素の全ビットが順次記録ヘッド
に出力して、前述した最大ビット数に対応する回数分光
熱駆動させる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。

［サーマルヘッド通電回路の説明（第１図）］第１図は
実施例のサーマルプリンタにおけるサーマルヘッドの発
熱駆動回路の一例を示すブロック図である。

図において、１２０はＲＧＢのデジタルカラー画像信号
、１０１はこのカラー画像信号１２０を入力して、イン
クの３原色であるＭＭＣ信号に変換して出力する色変換
回路である。１０．２はサーマルヘッド１０５により印
刷される１ライン分の画像データを記憶するラインメモ
リで、色変換回路１０１より出力される各色成分（Ｙ、
Ｍ、Ｃ）の多値画像データ（ここでは、３階調、３ビツ
トとする）を１ライン分記憶している。１０３は中間調
記録を制御するための制御部で、ラインメモリ１０２よ
り各色毎に１ライン分の記録データを入力し、後述する
制御を実施してサーマルヘッド１０５により中間調記録
を行っている。なお、この制御部１０３は、マイクロプ
ロセッサなどのＣＰＵ１１１、ＣＰＵＩＩＩの制御プロ
グラムや各種データを記憶しているＲＯＭ１１２、ＣＰ
Ｕ　１１１のワークエリアとして使用されるＲＡＭｌｌ
３を備えている。

１０４はＲＯＭテーブルで、各階調レベルの画像データ
に対応するサーマルヘッド１０５への出力データを記憶
している。また、このデータテーブルは使用する記録材
料の特性（例えば、インクシートが熱溶融性か熱昇華性
かなど）に対応した階調変換データを記憶しているため
、制御部１０３は使用する記録材料に対応する変換デー
タをこのＲＯＭテーブル１０４より読出して記録するこ
とができる。さらに、このＲＯＭテーブル１０４の変換
データは、サーマルヘッド１０５の温度に対応したスト
ローブ信号（ＳＴＲＢ）のパルス幅を記憶しているため
、制御部１０３はサーマルヘッド１０５の温度に適した
記録制御をも行うことができる。

１０５は第２図に詳細を示すサーマルヘッド１０５で、
発熱素子を主走査方向にライン状に配しており、インク
シート１０８に熱溶融あるいは熱昇華によりインクシー
ト１０８のインクを記録紙１１０に転写記録している。

１０６はサーマルヘッド１０５の温度を検出するための
温度センサで、この温度センサ１０６よりの温度検知信
号ｌ１４により制御部１０３はサーマルヘッド１０５の
温度を検知して記録制御を行う。１０９はプラテンロー
ラ、１０７はインクシート１０８を供給するインクシー
ト供給ロールである。１１０はインクシート巻き取りロ
ール、１１１は記録紙搬送ローラ対である。

［サーマルヘッドの説明　（第２図）］第２図は第１図
に示すサーマルヘッド１０５の構成を示すブロック図で
ある。

１３はライン状に配置された発熱素子群で、各発熱素子
は抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・Ｒｎで示されている。トラン
ジスタＱｌ、Ｑ２．・・・Ｑｎは各発熱素子に対応して
設けられた駆動用トランジスタで、各トランジスタに対
応して設けられたＡＮＤ回路Ａｌ、Ａ２．・・・Ａｎの
出力をベースに入力し、その出力がハイレベルのときに
対応する発熱素子に通電している。１６はラッチ回路で
、制御部１０３よりのラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）により
シフトレジスタ１６に記憶されている１９４２分の２値
データをラッチする。

ＡＮＤ回路のそれぞれはラッチ回路１６の出力がハイレ
ベル（記録データが存在し）で、ストローブ信号（ＳＴ
ＲＢ）がロウレベルのときに、その出力をハイレベルに
している。１７は１９４２分の２値データを記憶するシ
フトレジスタで、制御部１０３よりクロック信号（ＣＬ
Ｋ）に同期して２値画像データ（ＤＡＴＡ）をシリアル
で入力し、１ライン分の記録データをサーマルヘッド１
０５にラッチしている。

［動作原理の説明　（第３図〜第５図）］］第３はＲＯ
Ｍテーブル１０４に記憶されている画像データよりサー
マルヘッド１０５への出力データに変換するためのテー
ブルの内容例を示す図、第４図はこうして作成された出
力データに基づくサーマルヘッド１０５の駆動タイミン
グを示す図で、ここでは各パルスのパルス幅を２ｍ５ｅ
ｃとしている。

ＲＯＭテーブル１０４には、３ビツトの画像データに対
応する通電パルスデータ（第１パルス〜第４パルス）が
記憶されている。ここで、第１パルスは昇華あるいは溶
融温度の直前までインクシート１０８の温度を上昇させ
るためのブリパルスで、全ての階調レベルのデータに対
して必ず通電される。第２パルスから第４パルスまでは
、画像データの階調レベルに応じて設定されるパルスで
、階調レベルに応じてサーマルヘッド１０５への印加エ
ネルギーが徐々に増加するように設定されている。

この実施例における階調レベルに対応したパルス印加の
特徴は、第５図の従来のタイミングと比較すると明らか
なように、同じく４パルスを印加しても従来は３階調し
か表現できなかったのに対し、この実施例では４パルス
を印加することにより８階調を表現できることにある。

第４図のタイミング図より、画像データの階調レベルが
“３゛°の場合と°４゛°の場合とを比較すると、階調
レベルが°３゛°の場合に３パルスを印加し、階調レベ
ルが“４”のときに２パルスを印加しているにも拘らず
、２パルスを印加している階調レベル４の方が濃く記録
される。これは、階調が“４°“のときは、ブリパルス
（第１パルス）の印加に引き続き、発熱素子の温度が低
下しないうちに第２パルスを印加している。しかし１階
調が“３”の場合は、第２パルスの印加タイミングでは
通電がオフされるため、この間に発熱素子が放熱する。

そして、発熱素子の温度が低下してから、第１パルスよ
り短い幅の第３パルス、第４パルスが印加されるため、
その記録濃度が階調“４”の場合に比べて低くなる。こ
のようにして、各階調レベルに対する印加エネルギーを
考慮して作成されたのが、第３図に示すデータである。

［１ラインの記録処理の説明　（第６図）］第６図は実
施例の制御部１０３にょる１ラインの記録処理を示すフ
ローチャートで、この処理を実行する制御プログラムは
制御部１０３のＲＯＭ１１２に記憶されている。

この処理は、制御線１２１を通して色変換回路１０１に
１ライン分の画像データが入力されたことが知らされる
ことにより開始され、第３図や第４図を参照して説明し
たように、画像データは３ビツトで、８階調で記録する
ものとする。

まずステップＳ１で制御線１２１により１ライン分のＹ
データをラインメモリ１０２に転送するように指示する
。これにより、ラインメモリ１０２に１ライン分のＹデ
ータ（多値データ）が記憶される。次にステップＳ２に
進み、温度センサ１０６よりの温度検知信号１１４を入
力してサーマルヘッド１０５の温度を調べ、その温度値
をＲＡＭ１１３に記憶する。次にステップＳ３で信号線
１２２によりラインメモリ１０２にアドレス信号や読８
し信号を出力し、ラインメモリ１０２より多値画像デー
タを読出す。そして、その読出した画像データをもとに
ＲＯＭテーブル１０４を参照してサーマルヘッド１０５
への出力データを決定する。

次にステップＳ４に進み、ラッチ回路１６の全データな
へイレベルにし、５ＴＲＢ信号をロウレベルにして第１
パルスを印加する。ステップＳ５ではサーマルヘッド１
０５のシフトレジスタ１７に第２パルスの印加時に対応
した階調データを８カし、ステップＳ６でラッチ信号（
ＬＡＴＣＨ）を出力する。これにより、ラッチ回路１６
に第２パルスの印加タイミングに対応した１ライン分の
階調データがラッチされる。そして、ステップＳ７に進
み、サーマルヘッド１０５の温度等で決定されるパルス
幅で５ＴＲＢ信号をロウレベルで出力する。これにより
、第４図の第２パルスにょるサーマルヘッド１０５の通
電が行われる。

次にステップＳ８に進み、次のパルス印加に対応する出
力データをサーマルヘッド１０５のシフトレジスタ１７
に出力して格納する。そしてステップＳ９でストローブ
（ＳＴＲＢ）信号のパルス幅に相当する時間が経過する
のを待ち、ＳＴＲＢ信号のパルス幅時間が経過するとス
テップＳ１０で第４パルス（８階調）までの通電が終了
したかを調べる。第４パルスまでの通電が終了していな
ければステップＳ６に戻り、前述した処理を実行する。

こうして第４パルスまでの通電が終了するとステップＳ
ｌｌに進み、ＹＭＣＢ色による記録が終了したかを調べ
る。３色による記録が終了していないときはステップＳ
１２に進み、次の色のデータをラインメモリ１０２に転
送するように色変換回路１０１に指示してラインメモリ
１０２にデータをセットする。こうしてステップＳ２に
戻り、前述した処理を実行する。なお、このときにはイ
ンクシート１０８は図示しない制御回路などの制御によ
り所定量搬送されて、その転写色が対応する色に変更さ
れているものとする。

第７図は昇華性インクシートを用い、前述した実施例の
方法で記録したときの、階調レベルに対応した記録濃度
（反射濃度）の関係を示している。この図からも明らか
なように、°“ｏパから“７°”までの階調レベルに対
し、はぼ比例した記録濃度が得られることがわかる。

これに対し第８図は、第５図に示すような従来の方法に
より階調記録を行ったときの１階調レベルに対する記録
濃度を示した図である。この場合も本実施例と同様に４
回のパルスによりサーマルヘッドを駆動しているが、記
録できる階調レベルは“０゛°から“３°′までの４階
調レベルだけである。

第９図は本実施例と同様に、従来の方法で８階調での記
録を行うときのデータ例を示す図で、このようにすると
８個のパルス分のデータが必要となり、１色で１ライン
を記録するのにサーマルヘッドに８回データを転送する
必要がある。このことは特に、３２階調などというよう
に階調数を増やしてフルカラー画像を記録するような場
合に、データ転送に多（の時間を要することを意味して
いる。このため階調レベルを多くすると記録速度を上げ
るのがむずかしくなる。例えば、１０２４個の発熱素子
を有するサーマルヘッドに２ＭＨｚでデータを転送し、
２５６階調を表現するときは、１色につき（１０２４Ｘ
　２５６　Ｘ　Ｏ，５ｇ、　ｓ）約１３４ｍ５ｅｃのデ
ータ転送時間を要し、ＹＭＣａ色を記録するのに１ライ
ン分のデータ転送のみで約４０２ｍ５ｅｃを要すること
になる。

以上説明したように本実施例によれば、階調数の増加に
対し、サーマルヘッドへのデータ転送回数を少な（して
多階調での画像記録を行うことができる。

なお、この実施例では、各パルスのパルス幅を全て等し
くなるようにしたがこれに限定されるものでなく、各パ
ルスのパルス幅を第１パルスより第４パルスに移行する
につれて徐々に短くしてもよく、あるいは各パルス幅を
適宜変更するようにしてもよい。

また、この実施例では第４図に示すように８階調の場合
で説明したが、同様にして例えば１６階調、３２階調、
６４階調などでも記録できることはもちるんである。な
お、このときに要するパルスの出力回数（データの転送
回数）は、４回、５回、６回というように１パルスずつ
増加していく。従って、本実施例によれば、１ラインが
１０２４個の発熱素子を有するサーマルヘッドに２ＭＨ
ｚでデータを転送し、２５６階調で記録するときを考え
ると、データ転送の回数は８回でパルスの印加回数はブ
リパルスも含めて９回となる。よって、いま１画面が１
０２４ラインで構成されていると、１色につき約５ｍ５
ｅｃ、ＹＭＣａ色でもデータ転送に要する時間は約１４
ｍｓ　ｅ　ｃとなる。

なお、以上説明した実施例では、熱転写記録方式を用い
た例を示したが、本発明はこれに限定されるものでな（
、例えば熱によりインク滴を吐出させるインクジェット
法による記録方式にも適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、記録ヘッドへのデ
ータ転送時間を短くして、階調性を損なうことな（高速
に記録できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のサーマルプリンタにおけるサーマルヘ
ッドの発熱駆動回路の概略を示すブロック図、 第２図はサーマルヘッドの構成を示すブロック図、 第３図は実施例によるサーマルヘッドの駆動データテー
ブルのデータ例を示す図、 第４図は第３図のデータに基づいてサーマルヘッドを駆
動するときのタイミング図、 第５図は従来のサーマルヘッドの駆動タイミングを示す
図、 第６図は実施例の制御部による１ラインの記録処理を示
すフローチャート、 第７図は実施例による階調レベルと記録濃度との関係を
示す図、 第８図は従来の方法により３パルスで記録したときの階
調レベルと記録濃度との関係を示す図、そして 第９図は従来の方法により８階調を表現するときのデー
タ例を示す図である。 図中、１０１・・・色変換回路、１０２・・・ラインメ
モリ、１０３・・・制御部、１０４・・・ＲＯＭテーブ
ル、１０５・・・サーマルヘッド、１０６・・・温度セ
ンサ、１０８・・・インクシート、１０９・・・プラテ
ンローラ、１１０・・・記録紙％　１１１・・・ＣＰＵ
、１１２　・ＲＯＭ、１１３・ＲＡＭ、１１４・・・温
度検知信号である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定時間に記録ヘッドに複数のパルスを印加して
   階調記録を行う記録ヘッドの駆動制御方式であつて、 記録する画像データの各画素の階調数を２進数で表し、
   前記所定時間を前記２進数のうちの最大のビット数で分
   割して、前記２進数の最上位ビットより順次分割された
   時間領域に割当てて、前記時間領域のそれぞれに対応す
   る前記記録ヘツドへの出力データを決定する決定手段と
   、 前記最上位ビットが割当てられた時間領域より順次前記
   時間領域に対応する前記各画素の２進数のビットデータ
   を前記記録ヘッドに転送する転送手段と、 前記転送ごとに前記記録ヘッドを発熱駆動する駆動手段
   と、 前記各画素の全ビットが前記記録ヘッドに出力されて発
   熱駆動されるまで、前記転送手段と前記駆動手段を繰返
   し実行させる手段と、 を有することを特徴とする記録ヘッドの駆動制御方式。