JPS61202858A - Thermal printer control system - Google Patents

Thermal printer control system

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Publication number
JPS61202858A
JPS61202858A JP4342985A JP4342985A JPS61202858A JP S61202858 A JPS61202858 A JP S61202858A JP 4342985 A JP4342985 A JP 4342985A JP 4342985 A JP4342985 A JP 4342985A JP S61202858 A JPS61202858 A JP S61202858A
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JP
Japan
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recording
data
line
output
time
Prior art date
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Pending
Application number
JP4342985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohisa Mikami
三上 知久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS61202858A publication Critical patent/JPS61202858A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/35Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads providing current or voltage to the thermal head

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accelerate recording speed and enable power consumption to be reduced by controlling a line/dot recording cycle to a required minimum value according to image data to be recorded. CONSTITUTION:A thermal head drive circuit 33 output data D2 from a memory 32, creates a drive signal after D/A conversion, and applies it a thermal head heating element. That is, data D2 output from a memory 32 at 1 point of time is 5-bit data for the current-recording and data D1 output from a memory 31 likewise is 5-bit dot data for the next recording line. therefore, a required cooling time is sought by reading ROM 34 where said time is written beforehand using said data as addresses. Further, the maximum value of each output T in a single line is sought by a maximum value detection circuit 35, and the next recording timing signal LT is output at a maximum value in a single line to be output by the circuit 35 using a timer 36.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサーマルプリンタの制御方式に関し、階調画像
を多値で記録するモノクロ/カラーサーマルプリンタに
おいて、階調レベルの精度を損なわずに記録速度を高速
化し、かつ消費電力を低減できるプリント制御方式を提
供しようとするものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a control method for a thermal printer, and relates to a control method for a thermal printer, and is capable of recording gradation images without sacrificing accuracy in gradation levels in monochrome/color thermal printers that record multi-valued gradation images. The present invention aims to provide a print control method that can increase speed and reduce power consumption.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

熱を利用して文字などの情報を記録するサーマルプリン
タとしては感熱記録方式と熱転写記録方式がある。前者
は熱によって変色する記録用紙に直接サーマルヘッドを
接触させつつサーマルヘッドの発熱体を加熱して記録用
紙を変色することにより記録する方式であり、後者はサ
ーマルヘッドによりインクを加熱して溶融あるいは昇華
し、それを記録用紙に転写して記録する方式である。ま
た発熱体の走査方式からはライン記録方式とシリアル記
録方式に大別される。高速記録にはライン記録方式が用
いられ、低速記録はシリアル記録方式が用いられる。
Thermal printers that use heat to record information such as characters include a thermal recording method and a thermal transfer recording method. The former is a method that records by bringing the thermal head into direct contact with the recording paper, which changes color due to heat, and heating the heating element of the thermal head to change the color of the recording paper, while the latter heats the ink with the thermal head to melt or melt the ink. This is a method of sublimating and transferring it to recording paper for recording. Furthermore, based on the heating element scanning method, there are two main types: line recording method and serial recording method. A line recording method is used for high speed recording, and a serial recording method is used for low speed recording.

第4図にライン記録方式の熱転写記録装置の概要を示し
、第5図にそのサーマルヘッドの構造を示す、サーマル
ヘッド11はインクシート12・記録用紙13を介して
プラテン14と対向している。インクシー)12は熱溶
融性であり、サーマルヘッド11によりこのインクシー
ト12を加熱することにより、インクシート12のイン
クが溶融し、記録用紙13に転写されて記録が行なわれ
る。サーマルへラド11は紙面と垂直方向に配列された
1ライン分の発熱体を有し、1ライン分の記録がほぼ同
時に行なわれる。1ライン分の記録が終了すると記録用
紙13とインクシート12とは同時に矢印方向に移送さ
れ、次ラインの印字に移る。
FIG. 4 shows an outline of a line recording type thermal transfer recording apparatus, and FIG. 5 shows the structure of its thermal head. A thermal head 11 faces a platen 14 with an ink sheet 12 and a recording paper 13 in between. The ink sheet 12 is heat-meltable, and by heating the ink sheet 12 with the thermal head 11, the ink on the ink sheet 12 is melted and transferred onto the recording paper 13 for recording. The thermal heater 11 has heating elements for one line arranged in a direction perpendicular to the plane of the paper, and recording for one line is performed almost simultaneously. When recording for one line is completed, the recording paper 13 and the ink sheet 12 are simultaneously transported in the direction of the arrow, and the next line is printed.

サーマルへラド11は第2図に示すように多層構造とな
っている。即ち、基板25上にグレーズ層24、発熱体
23、電極22が層構造に設けられ、記録用紙と接触す
る面には保護層21が設けられる。なお、26は放熱板
である。
The thermal helmet 11 has a multilayer structure as shown in FIG. That is, a glaze layer 24, a heating element 23, and an electrode 22 are provided in a layered structure on a substrate 25, and a protective layer 21 is provided on a surface that contacts the recording paper. Note that 26 is a heat sink.

このようなサーマルヘッドはその内部に熱を蓄積する。Such thermal heads accumulate heat within them.

すなわち、第6図(alに示すようにパルス幅Waの駆
動信号Paを印加した時の時刻t1における発熱体の温
度はTaとなり、(b)に示すようにパルス@w b 
(W b < W a )の駆動信号pbを印加した時
の温度はTb (Tb<Ta)となり、(e)に示すよ
うにパルス幅W c  (W c < W b )の駆
動信号Pcを印加した時の温度はTc(Tc<Tb)と
なる。すなわち、時刻t1における発熱体の温度Tは発
熱体に印加する加熱量(駆動信号のパルス幅に相当する
)により大きく異なる。これは加熱量の変化に起因する
発熱体のM熱変動である。また、パルス幅Wcの駆動信
号Pcを印加した時時刻t1における温度はTcである
が、時刻tllでは温度がTc 1  (Tc 1<T
c)となる、つまり記録開始時点からの経過時間によっ
て発熱体の温度が異なる。この事実は記録周期の変化に
起因する発熱体の蓄熱変動、ひいては発熱体駆動時の初
期温度の変化を生じる。発熱体の初期温度が異なると次
の記録周期において所定のパルス幅の駆動信号を印加し
ても発熱体温度は予定温度にならず、従って予定濃度が
得られない。発熱体温度は、駆動信号印加時の初期温度
従って過去の履歴により変るから、今回与える駆動信号
のパルス幅だけでは発熱体の温度を所望の温度に制御す
ることはできない。
That is, the temperature of the heating element at time t1 when the drive signal Pa with the pulse width Wa is applied as shown in FIG. 6 (al) is Ta, and as shown in FIG.
When the driving signal pb of (W b < W a ) is applied, the temperature becomes Tb (Tb < Ta), and as shown in (e), the driving signal Pc of the pulse width W c (W c < W b ) is applied. The temperature at that time becomes Tc (Tc<Tb). That is, the temperature T of the heating element at time t1 varies greatly depending on the amount of heating (corresponding to the pulse width of the drive signal) applied to the heating element. This is the M heat fluctuation of the heating element due to the change in the amount of heating. Furthermore, when the drive signal Pc with the pulse width Wc is applied, the temperature at time t1 is Tc, but at time tll the temperature is Tc 1 (Tc 1<T
c), that is, the temperature of the heating element varies depending on the elapsed time from the start of recording. This fact causes a change in the heat storage of the heating element due to a change in the recording cycle, and a change in the initial temperature when the heating element is driven. If the initial temperatures of the heating elements are different, the temperature of the heating elements will not reach the expected temperature even if a drive signal with a predetermined pulse width is applied in the next recording cycle, and therefore the expected density will not be obtained. Since the temperature of the heating element changes depending on the initial temperature at the time of application of the drive signal and the past history, the temperature of the heating element cannot be controlled to a desired temperature only by the pulse width of the drive signal applied this time.

これに対処するためにサーマルヘッドの温度を検出し、
その検知温度をフィードバックして発熱体に印加する駆
動信号の駆動条件(パルス幅、波高など)を変化するこ
とが考えられる(以下フィーバツク方式と呼ぶ)。
To deal with this, detect the temperature of the thermal head,
It is conceivable to feed back the detected temperature and change the drive conditions (pulse width, wave height, etc.) of the drive signal applied to the heating element (hereinafter referred to as a feedback method).

フィードバック方式は、サーマルヘッドの基板などにお
ける低速における蓄熱に対して効果がある。サーマルヘ
ッドの基板などにおける蓄熱によりサーマルヘッド全体
の温度が上昇したり、高濃度の記録が集中した部分だけ
局所的に温度が上昇したりし、このため長時間記録を行
うと記録濃度が上昇して細かいパターンがつぶれたり、
白紙部分が黒ずんだり、あるいはサーマルヘッドの長さ
方向に記録濃度差を生じたりする。この蓄熱現象は低速
なので、一般に基板温度検出系を用いて補正できる。す
なわち、基板温度が上昇するにしたがって駆動電力を低
減すればよい。サーマルヘッドの長さ方向の温度分布を
補償するため、温度検出を複数箇所で行い、これに対応
してサーマルヘッド駆動回路を複数のブロックに分割し
て、各ブロックについて駆動条件を制御するのが普通で
ある。
The feedback method is effective against heat accumulation at low speeds in the substrate of the thermal head. The temperature of the entire thermal head increases due to heat accumulation in the substrate of the thermal head, or the temperature locally increases in areas where high-density recording is concentrated.As a result, recording density increases when recording for a long time. The fine pattern may be crushed or
Blank paper parts become dark, or recording density differences occur in the length direction of the thermal head. Since this heat accumulation phenomenon is slow, it can generally be corrected using a substrate temperature detection system. That is, the drive power may be reduced as the substrate temperature rises. In order to compensate for the temperature distribution in the length direction of the thermal head, it is recommended to detect the temperature at multiple locations, divide the thermal head drive circuit into multiple blocks, and control the drive conditions for each block. It's normal.

しかしながら、このようなフィードバック方式では記録
速度が非常に遅い場合以外は完全に蓄熱による記録濃度
の変化を補正することができない。
However, with such a feedback method, it is not possible to completely correct changes in recording density due to heat accumulation unless the recording speed is very slow.

すなわち、蓄熱にはサーマルヘッドの基板等によるもの
と、グレーズ層によるものとに大別でき、基板などのM
熱は記録周期に対してその変化は低速度なので前記のフ
ィ−ドバック方式により補正可能である。しかし、グレ
ーズ層による蓄熱は記録周期に対してその変化は高速で
ある。そのために高速記録時にはグレーズ層による蓄熱
は前記フィードバック方式により補正することは事実上
不可能である。
In other words, heat storage can be roughly divided into those caused by the substrate of the thermal head, and those caused by the glaze layer.
Since heat changes at a slow rate with respect to the recording cycle, it can be corrected by the feedback method described above. However, the heat storage by the glaze layer changes rapidly with respect to the recording period. Therefore, during high-speed recording, it is virtually impossible to correct heat accumulation by the glaze layer using the feedback method.

従来はこのために、高速記録に対してはその発熱体が過
去どのような温度を以て記録に供されたかの温度履歴に
より次ぎの記録パルス信号の印加電力を制御することが
試みられている(これを温度履歴方式と呼ぶ)、これは
2値の記録を例にとると、直前の記録が黒ならば、これ
が白の場合よりも発熱体に印加する駆動信号のパルス幅
を短縮するかあるいはパルス波高を小さくすることによ
り供給電力を低減する方式である。
Conventionally, for high-speed recording, attempts have been made to control the power applied to the next recording pulse signal based on the temperature history of the heating element used for recording in the past. Taking binary recording as an example, if the previous record was black, the pulse width of the drive signal applied to the heating element would be shorter or the pulse height would be shorter than if it was white. This method reduces the supplied power by reducing the

このように、温度履歴方式を採用することによりサーマ
ルヘッドの蓄熱による記録濃度変化を減少することはで
きるが、以下に述べる如き欠点を有している。温度履歴
方式では過去の駆動条件を加熱冷却特性の理論式に当て
はめることにより次ぎの記録の開始時点における発熱体
の温度を求め、この温度から供給すべき加熱量に対応す
る駆動信号の条件を求めることが必須となる。この計算
は指数関数など複雑な計算となり、またサーマルヘッド
に設けられたすべての発熱体(たとえば記録用紙がA4
版で、8ドツト/鶴とすると1680個の発熱体)に対
して前記の計算を行なう必要があり、高速演算を可能と
する回路が必要となる。
As described above, by adopting the temperature history method, it is possible to reduce changes in recording density due to heat accumulation in the thermal head, but it has the following drawbacks. In the temperature history method, the temperature of the heating element at the start of the next recording is determined by applying past drive conditions to the theoretical formula for heating and cooling characteristics, and from this temperature the conditions for the drive signal corresponding to the amount of heat to be supplied are determined. This is essential. This calculation requires complicated calculations such as exponential functions, and all heating elements installed in the thermal head (for example, if the recording paper is A4
It is necessary to perform the above calculation for 1,680 heating elements (assuming 8 dots per crane), and a circuit that can perform high-speed calculations is required.

また、遡る履歴の個数が多い程、蓄熱による記録濃度の
誤差を減少することができるが、遡る履歴の個数が多く
すると前記の計算に費やす時間が長(なる。
Furthermore, the larger the number of traced histories, the more the error in recording density due to heat accumulation can be reduced, but the greater the number of traced histories, the longer the time required for the above calculation.

更に、記録速度を高速とするために、また瞬間消費電力
を制限するために発熱体の記録周期は一定ではなく、過
去の駆動条件から駆動信号の条件を算出するにはこの記
録周期の変化をも考慮する必要があり、計算が複雑とな
り、駆動条件の組み合わせは膨大な種類となる。
Furthermore, in order to increase the recording speed and to limit instantaneous power consumption, the recording cycle of the heating element is not constant, and in order to calculate the drive signal conditions from the past drive conditions, it is necessary to take into account changes in this recording cycle. It is also necessary to take these factors into consideration, which complicates calculations and results in a huge variety of combinations of driving conditions.

このような欠点は記録速度の向上に対して不都合である
。前記の計算が終了しないうちは次ぎの駆動信号を印加
できないので、実質的に記録周期を低下することになる
。また、高速かつ高精度の演算回路を必要とする。
These drawbacks are inconvenient for improving recording speed. Since the next drive signal cannot be applied until the above calculation is completed, the recording cycle is substantially reduced. It also requires a high-speed and high-precision arithmetic circuit.

先に提案した初期温度一定化方式においては、このよう
な演算は不要であり、高速記録が可能である。
In the initial temperature stabilization method proposed earlier, such calculations are unnecessary and high-speed recording is possible.

この方式は各記録期間における蓄熱変動器上その記録期
間内においてキャンセルすることにより、蓄熱変動の影
響を次ぎの記録期間に影響しないようにしたものである
。すなわち、加熱量の変化に対しては記録開始時から一
定の時刻における発熱体の温度を一定の値に制御するこ
とにより、発熱体の温度履歴を抹消し、以後の発熱体の
温度特性は蓄熱に無関係とすることができる。また、記
録周期の変化に対しては前記一定の時刻から次ぎの記録
開始時までの時間に応じて駆動信号の駆動条件を制御す
ることにより次ぎの記録開始時点における発熱体温度を
一定の値とし、もって記録周期、 の変化による発熱体
の蓄熱変化は以後の発熱体の温度特性に無関係とするこ
とができる。
This method prevents the influence of heat storage fluctuations from affecting the next recording period by canceling the heat storage fluctuations in each recording period within that recording period. In other words, in response to changes in the amount of heating, by controlling the temperature of the heating element to a constant value at a certain time from the start of recording, the temperature history of the heating element is erased, and the subsequent temperature characteristics of the heating element are determined by heat storage. can be unrelated. In addition, in response to changes in the recording cycle, the heating element temperature at the next recording start point can be kept at a constant value by controlling the driving conditions of the drive signal according to the time from the above-mentioned fixed time to the next recording start point. , so that the change in the heat storage of the heating element due to the change in the recording period can be made irrelevant to the subsequent temperature characteristics of the heating element.

このように、発熱体への加熱量の違いによる温度変化と
記録周期の変化による温度変化をその記録期間内におい
て打ち消し、もって記録開始時と記録終了時の発熱体の
温度を一致させることにより過去の駆動条件は一切参照
する必要がなくなる。
In this way, temperature changes due to differences in the amount of heating to the heating element and temperature changes due to changes in the recording cycle are canceled out within the recording period, thereby making the temperature of the heating element at the start and end of recording the same, thereby making it possible to There is no need to refer to the driving conditions of .

ここで発熱抵抗体の時間温度特性を表わす式を述べるに
、これは次式で近似される。
Here, we will describe the equation representing the time-temperature characteristics of the heating resistor, which can be approximated by the following equation.

但し、t:時刻、駆動パルス印加時を1=0とする T(tl:時刻tにおける発熱抵抗体温度Ta:周囲温
度 τ: グレーズ層での蓄熱の熱時定数 基板等での蓄熱の熱時定数 tW:駆動パルス幅 W:印加電力 R:熱抵抗 第6図はかかる発熱抵抗体温度T (t)を図示したも
のである。発熱抵抗体温度T (tlと記録濃度[)c
の関係は、次式で与えられる。
However, t: time, T (tl: heating resistor temperature at time t, Ta: ambient temperature, τ: thermal time constant of heat storage in the glaze layer, thermal time constant of heat storage in the substrate, etc.) Constant tW: Drive pulse width W: Applied power R: Thermal resistance Figure 6 shows the heating resistor temperature T (t).Heating resistor temperature T (tl and recording density [)c
The relationship is given by the following equation.

但し Do:飽和濃度 C1:インクの転写定数 Q:インク転写の障壁ポテンシャル に:ポルツマン定数 CH:発熱抵抗体からインクシートへ の熱伝達に関する定数 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述のようにサーマルプリンタで多値記録を行うために
は、サーマルヘッドによる加熱量制御をきわめて高い精
度で行わなければならない。しかしサーマルヘッド内に
熱が蓄積する現象のために、加熱量の制御は容易ではな
く、従来、次のような制御方式がとられている。
However, Do: Saturation concentration C1: Transfer constant of ink Q: Barrier potential of ink transfer: Portzmann constant CH: Constant related to heat transfer from heating resistor to ink sheet [Problem to be solved by the invention] As described above. In order to perform multi-value recording with a thermal printer, the amount of heating by the thermal head must be controlled with extremely high precision. However, because of the phenomenon in which heat accumulates within the thermal head, it is not easy to control the amount of heating, and the following control method has conventionally been used.

1)低速度の蓄熱だけを補償するフィードバック方式の
みを用い、高速度の蓄熱が無視できる程度の低速度(通
常、ライン記録方式でライン記録周期>100m5)で
記録する。
1) Recording is performed at such a low speed that high-speed heat accumulation can be ignored (usually line recording period > 100 m5 in line recording method) using only a feedback method that compensates for low-speed heat accumulation.

2)フィードバック方式だけでなく、高速度の蓄熱を補
償する温度履歴方式を併用し、温度履歴演算の可能な範
囲で高速度で記録する。
2) Use not only the feedback method but also a temperature history method that compensates for high-speed heat storage, and record at high speed within the range where temperature history calculation is possible.

3)フィードバック方式だけでなく、高速度の蓄熱を補
償する初期温度−走化方式を併用し、高速度(通常、ラ
イン記録方式でライン記録周期≦10m S )で記録
する。
3) In addition to the feedback method, an initial temperature-chemotaxis method is used to compensate for high-speed heat accumulation, and recording is performed at a high speed (usually line recording period ≦10 m S in a line recording method).

温度履歴方式では、記録速度は温度履歴の演算速度によ
って制限されることが多(、改善の余地は少ない。しか
し他の2方式では、改善の余地が多い。これらの方式で
は、空白行/文字印刷時を除いてはライン/ドツト記録
周期は一定であり、その値は最悪条件におけるサーマル
へ、ドの必要冷却時間、すなわち最高階調レベル(真黒
)のドツトの直後に最低階レベル(真白)のドツトを記
録するための条件から決められている。しかし最悪条件
が連続する画像は極めて稀であり、濃淡画像であれば階
調レベル差は少ないことが多い。一般に2値画像では黒
レベルは10〜30%であり、残りは白レベルである。
With the temperature history method, the recording speed is often limited by the calculation speed of the temperature history (there is little room for improvement. However, with the other two methods, there is much room for improvement. The line/dot recording cycle is constant except during printing, and its value corresponds to the required cooling time for thermal and dots under the worst-case conditions, that is, immediately after the highest gradation level (pure black) dot, the lowest gradation level (pure white) It is determined based on the conditions for recording dots.However, images with continuous worst conditions are extremely rare, and if it is a dark and dark image, the difference in gradation level is often small.In general, in a binary image, the black level is 10 to 30%, and the rest is at the white level.

濃淡画像でも低階調レベルが画像の大部分を占めるもの
が多く、このような画像を上記の最悪条件から定めた周
期で記録すると、本来なら高速記録が可能であるのに、
不必要に低速な速度で記録することになってしまう。
Even in grayscale images, low gradation levels often occupy the majority of the image, and if such images are recorded at a cycle determined from the worst-case conditions above, high-speed recording would normally be possible.
This results in recording at an unnecessarily slow speed.

また高速記録の方が、まだ冷めないうちに次の記録を行
なうので電力節減になるが、最悪条件から定めた周期で
は冷却時間が必要以上に長く、過度に冷却されるので、
サーマルへラド発熱体の加熱に余分の電力を必要とする
Also, high-speed recording saves power because the next recording is performed before it has cooled down, but if the cycle is set based on the worst-case conditions, the cooling time will be longer than necessary, resulting in excessive cooling.
Extra power is required to heat the thermal heating element.

本発明は、記録すべき画像データに応じてライン/ドツ
ト記録周期を必要最小値に制御することにより、記録速
度を高速化し、かつ消費電力低減を可能とする多値サー
マルプリンタのプリント制御方式を提供しようとするも
のである。
The present invention provides a print control method for a multilevel thermal printer that increases the recording speed and reduces power consumption by controlling the line/dot recording cycle to the minimum necessary value according to the image data to be recorded. This is what we are trying to provide.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、多値階調データより作成した駆動信号により
サーマルヘッドの複数個の発熱体を加熱して画像記録を
行なうサーマルプリンタの制御方式において、ある時点
で各発熱体に印加される駆動信号と次の時点で各発熱体
に印加される駆動信号とから各発熱体の所要冷却時間を
求め、前記法の時点を該所要冷却時間の最大値に応じて
定めることを特徴とするものである。
The present invention relates to a control method for a thermal printer that records an image by heating a plurality of heating elements of a thermal head using a driving signal created from multilevel gradation data. The method is characterized in that the required cooling time of each heating element is determined from the drive signal applied to each heating element at the next point in time, and the point in time of the method is determined according to the maximum value of the required cooling time. .

本発明では、サーマルヘッドの全発熱体について従って
ラインの全ドツトについて、ある時点Tiで記録すべき
階調レベルとその次の時点T、+、で記録すべき階調レ
ベルをチェックし、これらより必要な発熱体の冷却時間
を算出し、その最大値を時点Tiにおける記録周期(=
T、+t  Ti)とし、これにより前記目的を達成す
る。サーマルプリンタには、ライン記録方式とシリアル
記録方式があるが、サーマルヘッドの発熱体の駆動(加
熱)と冷却に関しては両者は基本的に同一である。した
がって、以下ライン記録方式を例にとり説明する。
In the present invention, the gradation level to be recorded at a certain time point Ti and the gradation level to be recorded at the next time point T, + is checked for all the heating elements of the thermal head, and therefore for all dots on the line, and from these, Calculate the required cooling time of the heating element, and calculate the maximum value as the recording period at time Ti (=
T, +t Ti), thereby achieving the above objective. Thermal printers include a line recording method and a serial recording method, but both are basically the same in terms of driving (heating) and cooling of the heating element of the thermal head. Therefore, the line recording method will be explained below as an example.

サーマルヘッドを用いて多値記録を行う場合、1ライン
を記録するとサーマルヘッドの発熱体温度は上昇するの
で、これが十分冷却するまでは次のラインを記録できな
い、最も長時間の冷却を必要とするのは、明らかに最高
階調レベルの直後に最低階調レベルの記録を行う場合(
最悪ケース)である。これを、第7図(a)に示す、2
値記録においては、1ラインの全発熱体中のどれかがこ
のような記録パターンになっている頻度が極めて高いの
で記録周期は最悪ケースに合わせ、空白ラインの連続だ
けを別途検出して高速処理すれば、限界に近い速度で記
録することになる。一方、階調画像の多値記録において
は、1)そもそも全画素データ中で、中間階調レベルが
圧倒的に多い、2)画像においては階調レベルの変化は
一般にゆるやかであり、最高階調レベルの直後に最低階
調レベルが出現する頻度は極めて低い、などの理由によ
り、第7図(alにより記録周期を定めることは不当に
遅い速度で記録することになる。ただし、頻度が低いと
は言っても第7図(a)に示す記録周期が必要な場合も
有りうるので、結局1ラインの全発熱体について必要な
冷却時間を算出し、その最大値を検出してそれを記録周
期とすれば記録品質を損なうことなく、しかも平均的記
録周期は第7図(b)。
When performing multi-level recording using a thermal head, the temperature of the heating element of the thermal head rises when one line is recorded, so the next line cannot be recorded until it has cooled down sufficiently, which requires the longest cooling period. Obviously, if the lowest gradation level is recorded immediately after the highest gradation level (
(worst case). This is shown in Figure 7(a), 2
In value recording, it is extremely common for any of the heating elements in one line to have such a recording pattern, so the recording cycle is adjusted to the worst case, and only consecutive blank lines are detected separately to achieve high-speed processing. If you do this, you will be recording at a speed close to the limit. On the other hand, in multi-level recording of gradation images, 1) intermediate gradation levels are overwhelmingly large among all pixel data, and 2) changes in gradation levels in images are generally gradual, and the highest gradation For reasons such as the fact that the frequency of the lowest gradation level appearing immediately after the level is extremely low, determining the recording period using the figure 7 (al) will result in recording at an unreasonably slow speed. However, if the frequency is low, However, there may be cases where the recording cycle shown in Figure 7(a) is necessary, so in the end, the required cooling time for all heating elements in one line is calculated, the maximum value is detected, and this is used as the recording cycle. If so, the average recording cycle is as shown in FIG. 7(b) without degrading the recording quality.

(C)に示すように大幅に短縮される。その結果、記録
速度が高速になるばかりでなく、無駄に放散される熱エ
ネルギーが減少するので、消費電力も低減できることに
なる。
As shown in (C), it is significantly shortened. As a result, not only the recording speed increases, but also the wasteful dissipation of thermal energy is reduced, so power consumption can also be reduced.

本発明の実施例のブロック図を第1図に、タイムチャー
トを第2図に示す。
A block diagram of an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, and a time chart is shown in FIG. 2.

〔実施例〕〔Example〕

第1図において31.32は1728段×5ビット構成
のFIFO(ファーストイン ファーストアウト)形メ
モリで、1ライン1728ドツトの各ドツトの濃淡を2
値5ビツト(うち1ビツトはパリティであるから実質は
4ビツト)で表わす階調データDo、D+  (D+は
メモリ31の出力でDoと同じ)をメモリ始端より逐次
入力され、入力されたデータをメモリ中でシフトし、終
端より逐次、入力した順で出力する。53はサーマルヘ
ッド駆動回路で、メモリ32の出力データD2を取込み
、D/A変換して第6図の駆動信号pa。
In Fig. 1, 31 and 32 are FIFO (first in, first out) memory with 1728 rows x 5 bits configuration, and each dot of 1728 dots in one line has 2 shades of gray.
Gradation data Do, D+ (D+ is the output of the memory 31 and is the same as Do) expressed in 5 bits (of which 1 bit is parity, so it is actually 4 bits) is input sequentially from the beginning of the memory, and the input data is Shift in memory and output sequentially from the end in the order in which it was input. 53 is a thermal head drive circuit which takes in the output data D2 of the memory 32 and converts it from D/A to the drive signal pa shown in FIG.

Pb等を作り、これをサーマルヘッド発熱体へ印加する
。メモリ31.32を設けるのは、今回記録ラインと次
回記録ラインの対応する各ドツト間の濃度差を求め、こ
れより所要冷却時間を求めるためである。部ち1時点で
メモリ32が出力するデータD2は今回記録ラインの5
ビツトデータ、同様にメモリ31が出力するデータD1
は次回記録ラインの5ビツトドツトデータであるから、
これら(パリティを除くので4+4=8ビツト)をアド
レスとして、予め所要冷却時間を書込んでおいたROM
 (読取り専用メモリ)34を読取ることにより、該所
要冷却時間を求めることができる。
Pb or the like is prepared and applied to the thermal head heating element. The reason why the memories 31 and 32 are provided is to determine the density difference between the corresponding dots of the current recording line and the next recording line, and to determine the required cooling time from this. Data D2 outputted by the memory 32 at point 1 of the current recording line is 5.
Bit data, similarly data D1 output by the memory 31
is the 5-bit dot data of the next recording line, so
Using these (4+4=8 bits excluding parity) as addresses, write the required cooling time in advance in the ROM.
By reading the (read-only memory) 34, the required cooling time can be determined.

所要冷却時間はnビットで表わすとすると、アドレスは
8ビツトつまり256アドレスであるから、ROM34
としてはnピント/ワード、256アドレスのものを用
いればよい。Toはか−るROM34の出力データであ
る。35は最大値検出回路で、1ライン中の各出力To
の最大値を求める。
If the required cooling time is expressed in n bits, the address is 8 bits or 256 addresses, so the ROM 34
For example, one with n pints/word and 256 addresses may be used. To is the output data of the ROM 34. 35 is a maximum value detection circuit, which detects each output To in one line.
Find the maximum value of.

36はタイマで、回路35が出力する1ライン中最大値
T+により次回記録のタイミング信号LTを出力する。
A timer 36 outputs a timing signal LT for the next recording based on the maximum value T+ in one line outputted by the circuit 35.

STは起動信号、DLは階調データラッチ信号である。ST is a start signal, and DL is a gradation data latch signal.

以下本回路の動作を説明する。The operation of this circuit will be explained below.

起動信号STが立上ると、タイマ36の出力すなわちラ
インタイミング信号LTが立上り、階調データDoが図
示しない画像データ制御回路から出力される。第2図に
おいては、i、jを自然数として、第1番目のラインの
第j番目の発熱体に対応する階調データをDijと表わ
す。起動信号STはサーマルヘッド駆動回路33にも同
時に入力され、初期化処理が行われる。
When the start signal ST rises, the output of the timer 36, that is, the line timing signal LT rises, and the gradation data Do is output from an image data control circuit (not shown). In FIG. 2, the gradation data corresponding to the j-th heating element of the first line is expressed as Dij, where i and j are natural numbers. The activation signal ST is also input to the thermal head drive circuit 33 at the same time, and initialization processing is performed.

画像データ制御回路からは一定周期で階調データDoが
出力され、やや遅れて階調データラッチ信号DLが出力
される。第(i−3)ラインのデータが記録されている
時画像データ制御回路から出力される階調データDoは
第iラインに対するそれであり、1728個の該階調デ
ータが、ラインタイミング信号LTの立上り以後出力さ
れるラッチ信号DLにより第1のFIFOメモリ31に
逐次取込まれる。これら第iラインのデータは、第(i
−2)ラインのデータが記録されている時に第2のFI
FOメモリ32に記録される。これらの第iラインのデ
ータは、第(i−1)ラインのデータが記録されている
時にサーマルヘッド駆動回路33に記憶され、次のライ
ンタイミング信号LTの立上りで記録される。
The image data control circuit outputs the gradation data Do at regular intervals, and outputs the gradation data latch signal DL with a slight delay. When the data of the (i-3)th line is being recorded, the gradation data Do output from the image data control circuit is for the i-th line, and 1728 pieces of the gradation data are generated at the rising edge of the line timing signal LT. The data is sequentially taken into the first FIFO memory 31 by the latch signal DL that is output thereafter. These i-th line data are
-2) The second FI when the line data is being recorded.
It is recorded in the FO memory 32. These i-th line data are stored in the thermal head drive circuit 33 while the (i-1)th line data is being recorded, and are recorded at the next rising edge of the line timing signal LT.

ROM34のアクセスアドレスAoA+はFIFoメモ
1J32.31の出力D 2.  D + テアリ、第
(i−3)ラインのデータが記録されている時ROM3
4のアドレスA1は、第1(7)F I Foメモリ3
1の出力D1すなわちI)+−t、+ 〜D i−1,
1728内の1つであり、アドレスA2は第2のFIF
Oメモリ32の出力D2すなわちI)t−2+1〜Di
−2.1728内の1つである。ROM34は、これら
のアドレスでアクセスされ、やや遅れて各階調データ(
(Ih−t、+ l Di−21,) 、  (Di−
1,21D、−2,2) 1・・・・・・(DI−1,
1728、DI−2,1728) )に対応する最低必
要な記録周期T o  (Tl−21,Tl−22、・
・・・・・T r−2,1728)を出力する。ROM
34の出力Taは最大値検出回路35に入力され、1ラ
イン分の全データが入力されるとやや遅れてその中の最
大値T+−2(Max (Tl−2,t 、  Tr−
2,2+  ”0−−0Ti−2,17□8))を出力
する。
The access address AoA+ of the ROM34 is the output D of the FIFo memory 1J32.31.2. D+Tearly, when the data of the (i-3)th line is recorded, ROM3
4 address A1 is the first (7) F I Fo memory 3
1 output D1, i.e. I)+-t, + ~D i-1,
1728, and address A2 is the second FIF
Output D2 of O memory 32, i.e. I) t-2+1~Di
-2.1728. The ROM 34 is accessed using these addresses, and each gradation data (
(Ih-t, + l Di-21,) , (Di-
1, 21D, -2, 2) 1... (DI-1,
1728, DI-2, 1728) ) corresponding to the minimum required recording cycle T o (Tl-21, Tl-22, .
...Tr-2, 1728) is output. ROM
The output Ta of 34 is input to the maximum value detection circuit 35, and when all the data for one line is input, the maximum value T+-2 (Max (Tl-2, t, Tr-
2,2+ "0--0Ti-2,17□8))" is output.

次のラインタイミング信号LTの立上り、すなわち第(
i−2)ラインのデータの記録時に、タイマ36には上
記T、−2の値が設定され、T i−2な等しい時間経
過するとタイミング信号LTが立上り、第(i−1)ラ
インのデータの記録が開始される。すなわち、第(i−
2)ラインのデータの記録周期はT、−211からT 
i−2,1728までの中の最大値となり、可能な限り
高速に多値記録を行うことができる。
The rising edge of the next line timing signal LT, that is, the (
When recording the data of the i-2) line, the above values T and -2 are set in the timer 36, and when the equal time T i-2 has elapsed, the timing signal LT rises and the data of the (i-1)th line is recorded. recording will begin. That is, the (i-th
2) Line data recording cycle is T, from -211 to T
This is the maximum value up to i-2,1728, and multi-level recording can be performed as fast as possible.

Tl−3、T1−1 、 T iはt  4+ t−2
+ t−1ライン記録中に求めた次ラインの記録タイミ
ング信号であり、これらの時間経過後ラインタイミング
信号LTが立上る。
Tl-3, T1-1, Ti is t4+t-2
+t-1 This is the recording timing signal for the next line obtained during line recording, and the line timing signal LT rises after these times have elapsed.

ここで、ROM34に書込んでおくデータ、すなわち2
7の階調データ値に対応する最低限必要な記録周期の算
出法について述べる。様々な算出法が考えられるのが、
計算が簡単でかつ発明の効果を十分発揮する方法の例を
示す。フィードバック方式では、フィードバック不可能
な高速の蓄熱の量について、2つの階調データのうち後
に記8される方のデータに対応してそれぞれ許容値を定
め、先に記録される方のデータと蓄熱許容値とから、前
記の式(11〜(3)を用いて記録周期を算出する。
Here, the data to be written to the ROM 34, namely 2
A method for calculating the minimum required recording period corresponding to the gradation data value of 7 will be described. There are various possible calculation methods:
An example of a method that is easy to calculate and fully demonstrates the effects of the invention will be shown. In the feedback method, for the amount of high-speed heat storage that cannot be fed back, a permissible value is determined for each of the two gradation data, which will be described later, and the amount of heat storage that cannot be fed back is determined according to the data that is recorded first. The recording period is calculated from the allowable value using the above equations (11 to (3)).

次に、初期温度−走化方式では、初期温度目標値を、出
現頻度が高い中間階調レベル値でサーマルヘッドを無限
回繰返し動作させた場合の、発熱体の定常温度とする。
Next, in the initial temperature-chemotaxis method, the initial temperature target value is set to the steady temperature of the heating element when the thermal head is repeatedly operated an infinite number of times at intermediate gradation level values that appear frequently.

先に記録される方のデータと初期温度目標値とから、前
記の式(1)〜(3)を用いて記録周期が算出できる。
The recording period can be calculated from the data recorded first and the initial temperature target value using the above equations (1) to (3).

すなわち、従来は第3図(a)に示すように初期温度目
標値ToQが高く、中間階調レベルでは常に補助加熱を
必要としたが、本発明では第3図山)に示すように’l
’o3を低く設定でき、中間階調レベルでも補助加熱が
不要、あるいは加熱量を非常に少な(でき、記録速度も
高速にできる。この例では、後に記録される方のデータ
は参照する必要が無い。
That is, in the past, as shown in Fig. 3(a), the initial temperature target value ToQ was high and auxiliary heating was always required at the intermediate gradation level, but in the present invention, as shown in Fig. 3(a), 'l
'o3 can be set low, auxiliary heating is not required even at intermediate gradation levels, or the amount of heating can be very small (and the recording speed can be increased. In this example, it is necessary to refer to the data that will be recorded later. None.

後に記録される方のデータも参照し、Tωの値を複数個
の基準値から1個選択するようにすれば、さらに高速・
低電力化できるが、計算はかなり複雑になる。
If you refer to the data that will be recorded later and select one value of Tω from multiple reference values, the speed will be even higher.
Although the power consumption can be reduced, the calculation becomes quite complicated.

ROM34の代りに演算回路を用いてもよいが、先行記
録ラインの各ドツトの階調(D2)は16種、後続記録
ラインの各ドツトの階11(DI)も16種であるから
組合せは16X16=256に過ぎず、各組合せにおけ
る所要冷却時間を予め計算してROM34に書込んでお
き、これを読出して使用するようにした方が簡単、迅速
である。
An arithmetic circuit may be used in place of the ROM 34, but since there are 16 types of gradations (D2) for each dot in the preceding recording line and 16 types for the gradation 11 (DI) of each dot in the subsequent recording line, the combination is 16×16. = 256, and it is easier and faster to calculate the required cooling time for each combination in advance, write it in the ROM 34, and read it out for use.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明では先行記録ラインと後続記
録ラインの対応する各ドツトの濃度差の最大のものを求
め、該最大のものに必要な記録間隔を求めて該記録間隔
より後続記録ラインの記録を行なうので、各ラインの記
録間隔を常に必要値に定めることができ、最悪条件に合
わせて若しくは発生頻度の高いケースに合せて記録間隔
を定める方式のように過不足になることがなく、高速、
省エネルギ、かつ高品質の印字を行なうことができる。
As explained above, in the present invention, the maximum density difference between corresponding dots between the preceding recording line and the succeeding recording line is determined, the recording interval necessary for the maximum difference is determined, and the recording interval for the subsequent recording line is determined from the recording interval. Since recording is performed, the recording interval of each line can always be set to the required value, and unlike the method of determining the recording interval according to the worst conditions or the most frequently occurring cases, there is no excess or deficiency. high speed,
Energy saving and high quality printing can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は動
作説明用のタイムチャート、第3図は同グラフ、第4図
はサーマルプリンタの説明図、第5図はサーマルヘッド
の説明図、第6図及び第7図は発熱体温度特性の説明図
である。 図面で、Doは多値階調データ、11はサーマルヘッド
、23は加熱体、34は所要冷却時間を記憶するROM
である。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart for explaining the operation, Fig. 3 is the same graph, Fig. 4 is an explanatory diagram of the thermal printer, and Fig. 5 is an explanation of the thermal head. 6 and 7 are explanatory diagrams of heating element temperature characteristics. In the drawing, Do indicates multilevel gradation data, 11 is a thermal head, 23 is a heating element, and 34 is a ROM that stores the required cooling time.
It is.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 多値階調データより作成した駆動信号によりサーマルヘ
ッドの複数個の発熱体を加熱して画像記録を行なうサー
マルプリンタの制御方式において、ある時点で各発熱体
に印加される駆動信号と次の時点で各発熱体に印加され
る駆動信号とから各発熱体の所要冷却時間を求め、前記
次の時点を該所要冷却時間の最大値に応じて定めること
を特徴とするサーマルプリンタの制御方式。
In a thermal printer control system that records an image by heating multiple heating elements of a thermal head using a drive signal created from multilevel gradation data, the drive signal applied to each heating element at one point in time and the next point in time are A control method for a thermal printer, characterized in that the required cooling time of each heating element is determined from the drive signal applied to each heating element, and the next point in time is determined according to the maximum value of the required cooling time.
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