JPS63154373A - サ−マルヘツド階調駆動方式 - 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】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段（第１図）作用 実施例 （ａ）　　一実施例の説明（第２図、第３図）（ｂ）　
　他の実施例の説明 発明の効果 〔概　要〕 サーマルヘッドの発熱素子を階調に応じた時間幅分駆動
して階調記録を行なうサーマルヘッド階調駆動方式にお
いて、複数のレジスタ部を複数ビットの階調データが並
列入力され且つレジスタ部間を直列接続し２階調データ
をレジスタ部間で転送後、クロックに従って動作させる
ことによシ。

階調データに応じた時間幅だけ発熱素子を駆動するもの
である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、サーマルヘッドの各発熱素子の通電時間を制
御して９階調表現するサーマルヘッド階調駆動方式に関
し、特に印刷速度を低下させずに多階調記録しうるサー
マルヘッド階調駆動方式に関する。

熱を利用して１文字１図形等を印刷するサーマルプリン
タが、広く利用されておシ、熱で変色する感熱記録紙に
直接サーマルヘッドを接触させ印刷する感熱記録方式と
、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、これを記録用紙に転写する熱転写記録方式があ
る。

このようなサーマルプリンタには、印刷の濃淡に段階を
付ける階調記録が、グラフィック印刷、゛カラー印刷の
実現のため用いられている。

係る階調記録をサーマルプリンタで行なうには。

サーマルヘッドの発熱素子の発熱の高低によって。

感熱あるいは転写の濃度を制御すればよい。

この階調表現では、４？にカラー化においては。

階調数も少なくないため、情報も増大し、速度も低下し
、構成も複雑となることから、これらの改善が必要とさ
れる。

〔従来の技術〕

第４図及び第５図は従来技術の説明図である。

第４囚人は、ライン記録タイプのサーマルヘッドを示し
ておシ、−列の発熱抵抗体（発熱素子）１ａ〜１ｎの一
端は電位源Ｅに共通接続され、他端は各々のドライバ２
ａ〜２ｎに接続される。各発熱素子１ａ〜１ｎの印字情
報（通電するかしないかを示すもの）は各発熱素子１ａ
〜１ｎ対応のシフトレジスタ６ａ〜６ｎの先頭のシフト
レジスタ５ａに入力され、シフトクロックによりて順次
転送される。転送後、シフトレジスタ６ａ〜６ｎの印字
情報をラッチクロックによシ対応するラッチ４ａ〜４ｎ
に移し、ストローブ信号でゲート３ａ〜３ｎを開き、ド
ライバ２ａ〜２ｎを介し発熱素子１ａ〜１ｎを通電駆動
する。

又、電源容量、ヘッドの条件等から一度に通電するドツ
トに制限がある場合は、第５図（５）の如くストローブ
信号を１〜ｍの如くいくつかに分は時分割通電駆動する
ものが用いられ、更に、印字情報の転送速度を向上する
ため、第５間開に示す如く、シフトレジスタ６ａ〜６ｎ
をいくつかのブロックｍに分け９ｍヶ並列入力するもの
が用いられる。

このようなサーマルヘッドにおいて１階調を実現するに
は１発熱の高低を制御すればよいから。

発熱素子に与えるエネルギー（電力Ｘ時間）に差を持た
せる。

電気的には１発熱素子の抵抗は一定であるから。

印加電圧か時間で制御することになる。

階調数は表現しようとする度合によって異なるが、１６
６階調上が考えられ、一般に電圧で階調制御することは
、技術的２価格的に不利であり。

時間で制御することが行なわれている。

発熱素子毎、即ち、ドツト毎に通電時間を変えて階調を
作る場合には、第４図ＣＢ）に示す如くストローブ信号
の幅が最大の通電時間、即ち最大濃度とし、濃度知名じ
て時間を短縮する。

例えば、３階調であれば、第４図［Ｆ］）に示す如く。

ｔの時間幅Ａ、２ｔ／３の時間幅Ｂ、ｉｔ／３の時間幅
Ｃを発生し９階調制御する。

このため、従来は階調数で区切った時間毎の転送印字情
報の変化によって発熱素子１ａ〜１ｎの通電時間制御を
していた。

各区切った区間では、全ドツト（発熱素子）１８〜１ｎ
の印字情報が必要なため、第４囚人に示す如く、データ
（印字情報）は３回に分けて転送され、第１区間用Ｄ１
．第２区間用Ｄ２．第３区間用Ｄ３に各々各ドツトの印
字情報ａ　％　ｎを含ませて与える。

例えば９発熱素子１ａに注目すると、最大濃度ではＤｌ
のａ、Ｄ２の”ｐ　Ｄ　３Ｏａともオン（°１°）とし
１時間幅Ａを得、中間濃度ではＤｌのａ、Ｄ２のａ（又
はＤ２Ｏａ、Ｄ３Ｏａ　）をオン（“１”）とし２時間
幅Ｂを得、最小濃度ではＤｌ（２）ａ　（又はＤ２Ｃ）
ａ、又はＤ３のａ）の１つだけオン（“１”）とし２時
間幅Ｃとしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来は印字情報を用いて１階調制御する
ことから、ｎドツト分の１回のデータ転送時間はｔ／階
調数以下であることが必要となる。

階調数が３階調程度であれば、比較的問題はないが、１
６６階調程となると、印字情報を第４図（５）、第５囚
人の場合では、を時間内に１６回転送する必要があシ、
転送時間は一定のため、逆に１サイクルの時間ｔを長く
しなければならず、印刷速度が無階調のものに比し、数
倍遅くなるという問題があった。

又、第５図ＣＢ）のものでは、１６階調の場合、分割ブ
ロック数ｍを１６とすると、全転送時間は理論上１回分
であるが、ラッチクロックに同期して１６回の情報転送
動作が必要となり、印字情報を転送する側での処理が複
雑化し、転送動作方だけ余分に時間がかかるという問題
が生じる。

本発明は、情報転送側での転送動作を減少し。

且つ印刷速度を向上しうるサーマルヘッド階調駆動方式
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図（５）中、第４図及び第５図で示したものと同一
のものは同一の記号で示してあ’）ｅ６ａｐ６ｂ、・・
・６ｎは各々レジスタ部であり、各ドライバ２３〜２ｎ
毎に設けられ、複数ビットの階調データが並列入力され
るとともに、各レジスタ部６ａ〜６ｎが直列接続され９
階調データを次のレジスタ部へ転送可能とし、且つ（ス
トローブ）クロック８ＴＣＬに従い動作して、保持した
階調データに応じた時間幅信号Ｔａ−Ｔｎをドライバ２
ａ〜２ｎに出力するものである。

〔作　用〕

本発明では、第１図（ロ）に示す如く、各発熱素子１ａ
〜１ｎの時間幅を示す階調データＤ　ａ　％　Ｄ　ｎを
レジスタ部６ａ〜６ｎに並列入力し、レジスタ部６３〜
６ｎで階調データを転送させ、転送終了後の保持した階
調データに従ってレジスタ部６ａ〜６ｎがクロックＳＴ
Ｂに従りて時間幅信号Ｔａ〜Ｔｎを作成するようにして
いる。即ち、駆動回路側で階調データを処理するように
している。

このため、１回のデータ転送で済むから、転送側の処理
が簡単になるとともに、印刷速度も向上する。又、並列
入力しているので、一層データ転送時間が短縮され、印
刷速度が６４階調等のものでも低下することがない。

〔実施例〕

（ａ）　　一実施例の説明 第２図は本発明の一実施例構成図である。

図中、第１図、第４図及び第５図で示したものと同一の
ものは同一の記号で示してあシ、７はシフト／計数切換
回路であシ、ストローブ信号ＳＴＢのハイ、ローに応じ
て、シフトクロックｓｃＬ又はストローブクロック５Ｂ
ＣＬを切換えて各レジ１１１部６　ａ　、　６　ｂ・・
・６ｎに与えるものであり。

ストローブ信号ＳＴＢを反転するインバータ７゜と、イ
ンバータ７０の出力によって開き、シフトクロック８Ｃ
Ｌを出力するアンドゲート７１と。

ストローブ信号８ＴＢによって開き、ストローブクロッ
ク５ＢＣＬを出力するアンドゲート７２と。

アンドゲート７１，７２の出力クロックの論理和（オア
）をとシ、各しジスタ部６ａ、・・・６ｎの後述する計
数シフトレジスタのクロック端子に出力するオアゲート
７３を有するものである。

６０８〜６０ｒｌは各々シフトレジスタであシ。

ドツトのオン／オフを示す印字情報（ＤＡＴＡ）が入力
端子りに、シフトクロック８ＣＬがクロック端子ＣＬに
、後述する計数シフトレジスタのキャリー出力がリセッ
ト端子Ｒに入力され、各シフトレジスタ６０ａ〜６０ｎ
は直列接続され、且っＱ出力が対応するゲー）３８〜３
ｎの入力となっているもの、６１ａ〜６１ｒｌは各々計
数シフトレジスタであわ、各々直列接続され、４ビツト
の階調データが並列入力され、ストローブ信号ＳＴＢを
ロード信号としてロード端子りに受け、切換回路７から
のクロックをクロック端子ＣＬに受けるもの、６２８〜
６２ｎは各々オアゲートであり。

計数シフトレジスタ６１８〜６１ｒｌの４ビツト出力の
論理和（オア）をとるもの、６３ａ〜６３ｎは各々アン
ドゲートでアシ、ストローブ信号８ＴＢによって開かれ
、オアゲート６２ａ〜６２ｎの出力をアンドゲート３ａ
〜３ｎに出力するものである。

この４ビツトの計数シフトレジスタ６１８〜６１ｎは、
ロード端子りの入力が“ロー”の時は入力モードとなり
、クロック端子ＣＬのクロックによって入力データを取
り込み、ロード端子りの入力が１ハイ°の時は計数モー
ドとなり、クロック端子ＣＬのクロックを計数するもの
である。従りて４ビツトのカウンタ兼シフトレジスタで
ある０第３図は本発明の一実施例動作説明図であシ。

第２図実施例構成の動作について第３図を用いて説明す
る。

発熱素子１ａ〜１ｎを選択するかしないかの１ビツトの
印字情報ＤＡＴＡと階調を示す４ピツ）の階調データは
、情報転送側から同期して与えられる。

印字情報ＤＡＴＡは２発熱素子１ａ〜１ｎの各々の選択
ビットを含む直列ｎビットで構成されている。階調デー
タは、並列４ビツトでコード化されており、従りて４ビ
ツトで１６階調を示し２発熱素子１ａ〜１ｎの各々に応
じて直列ｎビットである。

先づ、ストローブ信号ＳＴＢは゛ロー°であるから、各
計数シフトレジスタ６１８〜６１ｎは。

入力モードとなっておシアストローブ信号ＳＴＢによっ
てアンドゲート７１が開き、各計数シフトレジスタ６１
１〜６１ｎにシフトクロックＳＣＬが供給されている。

従って、直列ｎビットの印字情報ＤＡＴＡは、シフトク
ロックＳＣＬによってシフトレジスタ６０８〜６０ｎ間
を転送シフトされ、これとともにシフトクロック８ＣＬ
Ｋよって並列４ビット直列ｎピッ）（０階調データが計
数シフトレジスタ６１３〜６１ｎ間を転送シフトされる
。

ｎビットの転送シフトが終了するＡ点に達すると、各シ
フトレジスタ６０３〜６０Ｈに対応する発熱素子１ａ〜
１ｎの印字情報が、各計数シフトレジスタ６１３〜６１
ｎに対応する発熱素子１ａ〜１ｎの階調データが格納さ
れることになる。

そして、シフトクロックＳＣＬを停止し、ストローブ信
号８ＴＢを“ハイ”とするとともにストローブクロック
８ＢＣＬを入力する。従って、各シフトレジスタ６０８
〜６０Ｈには対応する印字情報が保持され、これによっ
てゲー）３８〜３ｎが開閉するとともに、計数シフトレ
ジスタ６１２〜６１ｎは計数モードとなり、切換回路７
のアンドゲート７２が開き、ストローブクロック５ＢＣ
Ｌが入力される。

計数シフトレジスタ６１８〜６１ｒｌは１図の場合、１
６計数になっているため、最大通電時間（最大濃度）は
１６クロツク、最小通電時間（最小濃度）は１クロツク
である。

即ち、計数シフトレジスタ８１８〜６１ｎは。

以降ストローブクロック５ＢＣＬを計数するが。

計数によってｒ１６ｊ　（’　００００”）となると。

オアゲート６２ａ〜６２ｎの出力が「ロー」となシ９通
電を終了する回路となりている。

従って、ストローブ信号ＳＴＢの幅は１６クロツク分で
あシ、必要な通電時間（必要な濃度）は、予め計数値を
進ませた様に階調データで入力しておく。

例えば、１６クロツクの半分の通電時間が必要なら「８
」（”１０００°）を階調データとして与えると、この
階調データを前述の転送によりて保持シた計数シフトレ
ジスタはオアゲートを介し「１６」までの残シ８クロッ
ク分時間幅信号を発する。

この階調データの値は。

階調データ：１６−（必要とする通電時間）となる。

第３図の場合には、計数シフトレジスタ６０ａ。

６０ｂ、・・・にセットされた階調データの値が「１２
ｊ　、ｒ１３Ｊ・・・の場合を示しておシフレジスタ部
１６ａ、１６ｂ・・・の時間幅信号’Ｉ’ａ、Ｔｂ・・
・は、４クロック分、３クロック分−・・となる。

計数シフトレジスタ６１８〜６１ｎは、計数が終了する
と、印字情報を記憶しているシフトレジスタ６０８〜６
０ｎをキャリー信号でクリアする。

各ドライバ２ａ〜２ｂには、ゲー）３８〜３ｎの出力、
即ちシフトレジスタ６０８〜６０ｎの印字情報と、計数
シフトレジスタ６１８〜６１Ｈの出力に対するオアゲー
ト６２ａ〜６２ｎのオア出力と、ストローブ信号８ＴＢ
との論理積が入力されているから、印字情報によって選
択された発熱素子１ａ〜１ｎを時間幅信号Ｔａ−Ｔｎの
時間分通電駆動する。

このようにして、１回の転送動作で済むようにし１階調
デニタをヘッド側で処理して印刷速度を向上させるもの
である。

（ｂ）　　他の実施例の説明 上述の実施例では、４ビツトの計数シフトレジスタを用
い、１６階調の階調データを４ビツトに符号化して、４
ビツトの並列ラインで済むようにしているが、計数シフ
トレジスタを１６ビツトのシフトレジスタで構成し、１
６ビツトの並列ラインを設け、１６階調の階調データを
並列１６ビツトで表わして入力するようにしてもよい。

又、１６階調の表現を可能としているが、ビット数を増
減すれば、希望の最大階調を得ることができ、印字情報
と階調データの両方を入力しているが２階調データの示
す最小階調を印字せず（非選択）に定義し、印字情報を
省く構成としてもよい０ 更に、第２図の構成をＬＳＩ技術によってヘッド内に搭
載することもでき、これによって小型化に寄与する。

以上本発明を実施例により説明したが２本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり。

本発明からこれらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に２本発明によれば、サーマルヘッドを
通電時間幅の変化によって階調駆動するに際し、１回の
階調データの転送でよいことから。

情報転送側での処理が簡単化するという効果を奏する他
に、印すリ速度が向上するという効果も奏し。

特に多階調印ＩＩＩやカラー印すリにおいて印刷速度を
大幅に向上し、情報転送側の処理プログラムの簡素化に
寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。 第２図は本発明の一実施例構成図。 第３図は本発明の一実施例動作説明図。 第４図及び第５図は従来技術の説明図である。 図中、１ａ〜１ｎ・・・発熱素子。 ２ａ〜２ｎ・・・ドライバ部。 ６ａ〜６ｎ・・・レジスタ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の発熱素子（１ａ〜１ｎ）と、 該複数の発熱素子（１ａ〜１ｎ）の各々を駆動する複数
   のドライバ部（２ａ〜２ｎ）と、各ドライバ部（２ａ〜
   ２ｎ）毎に設けられ、複数ビットの階調データが並列入
   力される複数のレジスタ部（６ａ〜６ｎ）とを有し、 該複数のレジスタ部（６ａ〜６ｎ）を直列接続し、一の
   レジスタ部（６ａ〜６ｎ）に入力された階調データを次
   のレジスタ部（６ａ〜６ｎ）に転送し、対応する階調デ
   ータを各レジスタ部（６ａ〜６ｎ）に保持せしめた後、 該各レジスタ部（６ａ〜６ｎ）をクロックに従い動作さ
   せて、該保持した階調データに応じた時間幅分信号を出
   力し、該発熱素子（１ａ〜１ｎ）を駆動することを 特徴とするサーマルヘッド階調駆動方式。