JPH02292061A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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
制御するようにした濃度階調制御型のサーマルプリンタ
に関する。

［従来の技術コ 濃度階調制御方式は、一般にサーマルヘッドの各発熱抵
抗素子に一定の電圧を印加して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、画素の濃度
に階調を与えるようにしている。

第６図は、濃度階調制御方式で用いられる通電時間一濃
度特性曲．線を示す。発熱抵抗素子に単位通電時間ΔＴ
に相当する通電時間ＴＩだけ通電させると階調レベルｄ
ｉの濃度が得られ、単位通電時間ΔＴの２倍に相当する
通電時間Ｔ２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
ΔＴの６４倍に相当する通電時間Ｔ６４だけ通電させる
と、飽和濃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。

［発明が解決しようとする課題コ しかし、第６図に示されるように、通電時間と濃度との
比例関係は直線的なものではない。したがって、印画前
の信号処理の段階で、濃度データを時間軸のデータ（通
電時間データ）に変換する処理が必要で、そのために特
別な変換回路を設けなければならず、しかもその変換処
理でデータのビット数が増え、後段の処理●回路が煩雑
となった。さらに、一定な単位通電時間ΔＴの通電を整
数倍繰り返して得られる濃度階調（　ｄ　ｌ．ｄ２，・
・・・ｄＥｉ４）は等間隔の階調ではないので、精度の
高い色再現性が得られなかった。

また、印画中にサーマルヘッドに熱が蓄積すると、第６
図の特性曲線がシフトするので、ヘッドの温度を検出し
、温度補償を行う必要がある。この点に関し、従来は、
上記の濃度一通電時間変換処理の過程で温度補償を行っ
ており、それによって後段のデータφビット数がさらに
増えるという不具合があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、特別
な信号変換処理を使わずに通電時間一濃度の非直線性の
補正および温度補償を行って高精度な濃度階調制御を可
能とするサーマルプリンタ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］ 上記の目的を達成するために、本発明のサーマルプリン
タは、１つの印画ライン上の複数の画素に１対１で対応
する複数の発熱抵抗素子の各々を単位通電サイクルの整
数倍の時間だけ通電させることにより各画素に所定の濃
度階調を与えるようにした濃度階調制御型において、濃
度階調の各レベルに応じて単位通電サイクル内の通電デ
ューティ比を変える手段を具備する構成とした。

また、特別な信号変換処理を使わずに温度補償を行うた
めの方式として、サーマルヘッドの温度に応じて各単位
通電サイクル内の通電デューティ比を変える手段を具備
する構成とした。

また、特別な信号変換処理を使わずに温度補償を行うた
めの別の方式として、サーマルヘッドの温度に応じて各
単位通電サイクルの長さを変える手段を具備する構成と
した。

［作用］ 本発明によれば、単位通電サイクル内の通電デューティ
比が、通電インターバルを通して一定（固定）でな＜、
濃度階調の各レベルに応じて単位通電サイクル毎に変え
られる。

各通電サイクル内の通電デューティ比は、統計値等に基
づいて予めデータとして設定されてよ《例えば通電イン
ターバルの初期では次第に小さくなり、中間では略々一
定に、終期では次第に太き《なるように選ばれる。この
ような特性で通電デューティ比が通電インターバルを通
じて単位通電サイクル毎に変わることにより、通電時間
−１濃度特性曲線の非線形性を補正し、通電回数と濃度
との関係を直線的な比例関係にすることが可能となる。

したがって、通電前の信号処理の段階で、ｌａ度データ
を通電時間データに変換する処理は不要であり、特別な
変換回路を設けなくて済み、したがって処理ビット数を
増やす必要もない。

また、サーマルヘッドの温度が高い時は単位通電サイク
ル内の通電デニーティ比を小さ＜シ、サーマルヘッドの
温度が低い時は単位通電サイクル内の通電デューティ比
を大きくするような制御を行うことで、サーマルヘッド
の蓄熱効果を補償することができる。したがって、特別
な信号変換処理や補償回路が要らなくなる。

さらにまた、サーマルヘッドの温度が高い時は単位通電
サイクルを短＜シ、サーマルヘッドの温度が低い時は単
位通電サイクルを長くするような制御を行っても、同様
な温度補償作用を得ることができる。この場合も、特別
な信号変換処理や補償回路が要らなくなる。

［実施例コ 第１図は、この実施例による濃度階調制御型サーマルプ
リンタの主要な構成を示す。

第１図において、サーマルヘッド１０には、例えば６１
２個の発熱抵抗素子Ｒ１〜Ｒ　５１２を一列に配列して
なる発熱抵抗体１２と、それら発熱抵抗素子と同数（５
　１　２）のビット容量をもつシフトレジスタ１４およ
びラッチ回路１ｅとが設けられる。さらに温度補償のた
めのサーミスタ１８が発熱抵抗体１２に近接して設けら
れ、その出力信号はＡ／Ｄ変換器４４でディジタルの温
度検出データＤＴに変換されてからＣＰＵ４０へ供給さ
れる。

データ比較回路２８は、各印画ラインの印画時間中、５
１２個の発熱抵抗素子Ｒｌ　＃Ｒ５１２にそれぞれ対す
る６１２ビットのシリアルな階調データ［ＣＫ　Ｐｌｊ
−ＣκＰ５１２ｊ］を一定周期で複数回数、例えば６４
回（Ｋ−１〜６４）連続的にシフトレジスタ１４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サイクルΔ
Ｔ中に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回路３４からの
クロック信号ＣＫに同期してシフトレジスタ１４にロー
ドされると、次にラッチ信号発生回路３６からのラッチ
信号ＬＡのタイミングで各ビットＣκＰＩＪ−ＣＫ　Ｐ
５１２Ｊがラッチ回路１６を介し電気パルスとして発熱
抵抗体１２に送られ、発熱抵抗素子Ｒｌ−ＲＳ１２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
単位通電サイクルΔτ中に通電して発熱する。

この単位通電サイクルΔＴは、実際に発熱抵抗素子に電
流が流れる通電時間ｔＥと流れない時間ｔＣとからなり
、ストローブ信号発生回路３８からのストローブ信号『
τによって規定される。この実施例では、単位通電サイ
クルΔＴに対する通電時間ｔＥの比、すなわち通電デュ
ーティ比は、通電インターバルを通して一定（固定）で
なく、ＣＰＵ４０の制御の下で濃度階調の各レベルに応
じて単位通電サイクル毎に変わる。

第２図は、この実施例による単位通電峠イクルを示す。

図示のように、単位通電サイクルΔＴ　ｎ　＋ΔＴｎ＋
１毎に通電時間ｔ　Ｅ，ｎ　Ｉ　　ｔ　Ｅ＋ｎ＋ｔの長
さ、ひいては通電デューティ比が変わる。

第３図は、この実施例によるライン印画サイクルを示す
。ＴＥ，Ｎ　．　ＴＥ．Ｎ＋１は通電インターバルで、
８４個（回）の単位通電サイクルΔＴｌ〜ΔＴ８４から
なる。ＴＣ，Ｎ　，　ＴＣ，Ｎ＋１は冷却インターバル
である。

このような単位通電サイクル毎の通電デューティ比の可
変制御を行うため、ＣＰＵ４０は、メモリ４２内の所定
のテーブルに予め設定されているデータを参照する。そ
して、そのデータを基に各通電デューティ比に相当する
時間をソフトウェア的に内部で計時するか、あるいはス
トローブ信号発生回路３８に内蔵したタイマ●カウンタ
に該データをセットすることで、回路３８より第２図お
よび第３図に示すようなストローブ信号ｙ了を発生せし
める。

第４図は、各単位サイクルΔＴ１〜ΔＴ８４に対する通
電デューティ比データの設定例を示す。この図において
、通電デューティ比は、通電インターバルの初期（ΔＴ
１〜ΔＴ　１０）では次第に小さくなり、中間（ΔＴｌ
ｌ〜ΔＴ５５）では一定（１０％）で、終期（ΔＴ５１
ｉ〜ΔＴ　６４）では次第に大きくなっている。

このような特性で通電デニーティ比が通電インターバル
を通じて単位通電サイクル毎に変わることにより、第８
図の通電時間一濃度特性曲線の非線形性が補正され、通
電回数と濃度との関係は直線的な比例関係になる。

しかして、１印画ラインの通電インターバルＴＥ中に、
６４回（Ｋ：１〜６４）の階調データに応じて単位通電
サイクルの通電動作が繰り返し行われることによって、
１つの印画ライン上の各画素に対して等間隔な６４の濃
度階調のいずれかのレベルが与えられる。すなわち、各
階調ビッ｝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澗度の階調レ
ベルが決まる。例えば階調ビッ｝ＣＫＰＩＪ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，
　Ｃｔ　ＰＩＪ〜Ｃ　ＩＯＰ　ＩＪがそれぞれ“１”で
Ｃ　ＩＩＰ　ｌｊ　−　Ｃ　Ｉ３４Ｐ　ｌｊがそれぞれ
″０”となり、発熱抵抗素子Ｒｌは単位通電サイクルΔ
Ｔｌ〜ΔＴ１０のそれぞれの通電時間ｔ　Ｅ，ｌ　−　
ｔ　Ｅ，１０を累積した時間に相当する通電時間だけ通
電し、対応画素の濃度階調レベルはｄｌＯとなる。この
実施例によれば、通電回数と濃度との関係は直線的な比
例関係にあり、等間隔な濃度階調レベルが得られるので
、このレベルｄｌＯは、例えばレベルｄ５の２倍ｄ２Ｇ
の１７２倍の濃度をもつことになる。

さらに、この実施例によれば、ＣＰＵ４０は、サーミス
タ１８からのヘッド温度検出データＤＴを基に、ヘッド
１０の温度に応じて．単位通電サイクル内の通電デュー
ティ比を変える制御を行う。

この制御のために、メモリ４２内のテーブルにはヘッド
温度毎に異なる通電デューティ比のデータが設定される
。しかして、第４図の通電デューティ比データがヘッド
温度２５゜に対するものである場合、例えばヘッド温度
３０゜に対しては第５図に示すような別のデータが参照
される。このように、ヘッド温度が高くなった時は、各
単位通電サイクルΔτ１で発生される熱エネルギを減少
させるように、通電デニーティ比を小さくする。

さらにまた、単位通電サイクルの長さを変えることで、
温度補償を行うことが可能である。例えば、上記の例の
場合、ヘッド温度３０゜に対しては単位通電サイクルΔ
Ｔｌ〜ΔＴ８４の長さを０．９ｍｓに短くすることで、
第４図の通電デューティ比データをそのまま利用するこ
とができる。このように単位通電サイクルの長さを変え
るとき、ＣＰＵ４０は、ラッチ信号発生回路３６を介し
てラッチ信号ＬＡの周期を変える。なお、単位通電サイ
クルの長さの変わると、それに応じて通電インターバル
の長さも変わる。

データ比較回路２８より出力される階調データ［：ＣＫ
　ＰＩＪ−ＣＫ　ＰＳ１２Ｊコ（ｋ：ｌ−８４）は、以
下のようにしてつくられる。

先ス、フレームメモリ２０にディジタル映像信号ＤＶ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２０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ａｌｊ＋　　ａ２ｊ＋・・・・・・
・・ａ　５１２Ｊが読み出されてカラー●プロセス回路
２２に供給され、そこで逆ガンマ補正などの画像処理を
受けてからそれぞれθビットの鳩度データｂｌｊ．　　
ｂ２Ｊ．・・・・・・・・ｂ５１２Ｊに変換される。こ
れら濃度データｂｉＪの各々は、（０）（最小壜度）〜
（８４＞（最大濃度）の範囲内で対応する画素の濃度に
応じた値（階調レベル）をもつ。

カラー拳プロセス回路２２より出力された１印画ライン
分の濃度データｂｌＪ．　　ｂ２Ｊ，・・・・・・・・
ｂ　５１２Ｊは、いったんラインバヅフ１２６に取り込
まれたのちデータ比較回路２日の一方の入力端子に与え
られる。ラインパッファ２θの書込●読出は、ＤＭＡコ
ントローラ３０の制御の下で行われる。

データ比較回路２８の他方の入力端子には、通電インタ
ーバルＴＥ中に階調カウンタ３２より一定周期で１ずつ
増分する８ビットの比較基準値ＤＮが与えられる。デー
タ比較回路２８は、この比較基準値ＤＮを各濃度データ
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”のビットを、そうでないとき（小さいとき）は
“０”のビットを階調ビットとして生成する。

例えば、通電時間データＢｌｊ．　Ｂ２ｊ，・・・・Ｂ
　５１２Ｊの値がそれぞれ＜１０＞，（２＞．・・・・
《１》であるとする。この場合、第１回の比較では、比
較基準値ＤＮは《１》で、このとき出力される第１回の
階調データ［：ＣＩ　Ｐｌｊ，　ＣＩ　Ｐ２ｊ．・・・
・ＣＩＰ５１２ｊコは［１，１．・・・・１］となる。

第２回の比較では、比較基準値ＤＮは《２》で、このと
き出力される第２回の階調データ［：Ｃ２　ＰＩＪ，　
Ｃ２　Ｐ２Ｊ．・・・・Ｃ２　Ｐ５１２Ｊ］は［：１．
１，・・・・０］となる。そして、第３回の比較では、
比較基準値ＤＮは《３》で、第３回の階調データ［：Ｃ
３　Ｐｌｊ，　Ｃ３　Ｐ２Ｊ．・・・・Ｃ３　Ｐ５１２
ｊコはｌ：１，Ｏ．・・・・Ｏ］となる。

このようにして、通電インターノくルＴＥ中、濃度階調
の比較基準値ＤＮが１段階ずつ増分する度にそれと濃度
データｂｌｊ．　ｂ２ｊ，・・・・・・・・ｂ　５１２
Ｊ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ＣＣＩ　ＰＩＪ．　ＣＩ　Ｐ２Ｊ．・・・
・ＣＩＰ５１２ｊコ　．　　　ＣＣ２　　Ｐｌｊ，　　
Ｃ２　　Ｐ２ｊ．　　・・・・Ｃ２　　Ｐ５１２ｊｌ　
　，・・・・・・・・が一定周期で順次シリアルにサー
マルヘッド１０のシフトレジスタ１４に送られる。

このように、この実施例では、単位通電サイクル内の通
電デューテイ比および必要に応じて単位通電サイクルの
長さを可変制御することによって通電時間一潰度間の非
直線性およびサーマルヘッド１０の蓄熱効果を補正する
ので、カラープロセス回路２２とラインバッファ２６の
間に濃度データー通電時間変換回路は設けていない。し
たがって、ラインバッファ２６およびデータ比較回路２
８をカラープロセス回路２２と同じビット数（６ビット
）の回路で横成することができる。

［発明の効果］ 本発明は、上述したような構成を有することにより、次
のような効果を奏する。

通電インターバルを通じて単位通電サイクル毎に通電デ
ューティ比を変えることにより、通電時間一濃度特性曲
線の非線形性を補正することが可能であり、したがって
通電前の信号処理の段階で濃度データを通電時間データ
に変換する必要がなく、特別な変換回路を設けなくて済
み、処理ビット数を増やす必要もない。

また、サーマルヘッドの温度に応じて単位通電サイクル
内の通電デューティ比を増減することでサーマルヘッド
の蓄熱効果を補償することが可能であり、特別な信号変
換処理や温度補償回路が要らなくなる。

さらにまた、サーマルヘッドの温度に応じて単位通電サ
イクルの長さを増減することでも、サーマルヘッドの蓄
熱効果を補償することが可能であり、特別な信号変換処
理や温度補償回路が要らなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による濃度階調制御型サー
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、実施例による単位通電サイクルのタイミング
を示す図、 第３図は、実施例によるライン印画サイクルのタイミン
グを示す図、 第４図および第５図は、それぞれ実施例による各単位サ
イクル△Ｔｌ〜△ＴＧ４に対する通電デニ−ティ比デー
タの設定例を示す図、 第６図は、澗度階調制御方式で使われる通電時間一濃度
特性曲線を示す図である。 １０・・・・サーマルヘッド、 ＲＩ　Ｒ２，〜Ｒ５１２・・・・発熱抵抗素子、３６・
・・・ラッチ信号発生回路、 ３８・・・・ストローブ信号発生回路、４０・・・・Ｃ
ＰＵ１ ４２・・・・メモリ、 ４４・・・・サーミスタ。 第４民 （ヘッド温度δ℃，単位ｉｌｌ電サイクルＩｎｎｓ）第
５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１つの印画ライン上の複数の画素に１対１で対応
   する複数の発熱抵抗素子の各々を単位通電サイクルの整
   数倍の時間だけ通電させることにより各画素に所定の濃
   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、 濃度階調の各レベルに応じて単位通電サイクル内の通電
   デューティ比を変える手段を具備することを特徴とする
   サーマルプリンタ。
2. （２）サーマルヘッドの温度に応じて各単位通電サイク
   ル内の通電デューティ比を変える手段を具備することを
   特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ。
3. （３）サーマルヘッドの温度に応じて単位通電サイクル
   の長さを変える手段を具備することを特徴とする請求項
   １記載のサーマルプリンタ。