JPH029647A - サーマルヘッドの濃度階調駆動方法 - 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（第６図、第７図） 発明が解決しようとする課題 課題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５図）（ｂ）他の実
施例の説明 発明の効果 〔概要〕 サーマルヘッドを濃度階調に応じた通電時間幅の通電パ
ルスで駆動して、濃度階調印刷するサーマルヘッドの濃
度階調駆動方法に関し、濃度のバラツキを容易且つ安定
に防止することを目的とし、 サーマルヘッドを階調に応じた通電時間の通電パルスで
駆動して、記録媒体上に濃度階調印刷するサーマルヘッ
ドの濃度階調駆動方法において、０階調に対し、印刷濃
度を発生しない程度の通電時間を割当て、θ階調に対し
ても該通電時間の通電パルスで該サーマルヘッドを駆動
するようにした。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、サーマルヘッドを濃度階調に応じた通電時間
幅の通電パルスで駆動して、濃度階調印刷するサーマル
ヘッドの濃度階調駆動方法に関する。

近年のグラフィック処理の進展により、その出力である
印刷装置にも印刷の濃淡に段階を付ける階調記録が求め
られている。

このような階調記録装置として、サーマルプリンタ等が
用いられている。

サーマルプリンタには、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。

いずれにしても、階調記録するには、サーマルヘッドの
発熱素子の発熱エネルギーの高低により、印刷濃度の制
御を行う。

このような濃度階調制御においては、ヘッドの与えるエ
ネルギーに比例して濃度が制御されるため、階調数が多
い場合には、駆動前のヘッドの状態も影響し、その対策
が望まれていた。

〔従来の技術〕

第６図はサーマルヘッドの説明図である。

第６図は、ライン記録タイプのサーマルヘッド１を示し
ており、−列の発熱抵抗体（発熱素子）ｒ　ａ　”−’
　ｒ　ｍの一端は電位源ｖＨに共通接続され、他端は各
々のドライバ（ゲート）Ｇａ−Ｇｍに接続される。

各発熱素子ｒ　ａ　”−ｒ　ｍ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ｒ　ａ　”−’　ｒ
　ｍ対応に設けられたシフトレジスタ１０（１０ａ−１
０ｍ）の先頭のシフトレジスタ１０ａに入力され、シフ
トクロックによって順次転送される。

転送後、シフトレジスタ１０ａ〜１０ｍの印字情報をラ
フチクロックＬＳにより対応するラッチ１１（ｌｌａ〜
ｌ１ｍ）に移し、ストローブ信号ＳＴによって、ドライ
バＧａ−ｗＧｍをラッチ１１ａ〜ｌ１ｍの内容に従って
駆動することにより、各発熱素子ｒ　ａ　”’　ｒ　ｍ
を印刷駆動する。

従来の階調制御技術として、通電時間幅（印刷パルス幅
）を変化させる方式が、印加電流値を変化させる方式に
比し、安価で且つ容易に実現できるため広く利用されて
いる。

第７図は従来の階調駆動の説明図であり、ｎビットの階
調を２″１回の印刷パルスにより行うものである。

例えば、ｎ−４ビツトの１６階調の例では、１単位パル
ス幅（通電時間）をＴとし、Ｔの幅のストローブ信号Ｓ
Ｔを１５回（２”−１）回繰り返す。

これとともに各発熱素子ｒ　ａ　”−ｒ　ｍのデータＤ
ＡＴＡを１５回転送する。即ち、４ビツトの階調コード
を１５ピントの印刷パルス信号に変換し、１５回に分け
てクロックＣＬとともに転送する。

従って１５回のデータ転送において、１回目だけを“ｌ
ｏとし、後は“０″とすれば、時間Ｔだけの通電となり
、階調１が得られる。

逆に１５回全て“１″とすれば１５Ｔ時間の通電となり
、階調１５がえられる。

この方式は、ｎビットの階調に対し、２１１−１回のデ
ータ転送を行うことによって各ストローブ信号（基準パ
ルス）毎のオン／オフを制御するものである。

即ち、ｎビット階調コードを（２’−１）ビットの通電
時間幅に変換して駆動するものである。

このように、従来技術においては、０階調レベルでは、
ヘッドを駆動しないようにしていた。

ところで、印字開始直前のヘッドは、熱エネルギーが与
えられていないので室温のため、印字開始直後の１ライ
ン目の印刷濃度が薄くなり濃度のバラツキという現象が
発生していた。

この現象は、ヘッドのある発熱素子に対しθ階調が続き
、次に印刷しようとする時も同様にその発熱素子が冷え
切って室温のため濃度が薄くなり、濃度のバラツキが生
じていた。

これを解決するために、従来の第１の方法は、ヘッドに
印加する電力を増やすが通電時間を長くする方法が知ら
れている。

又、従来の第２の方法として、予熱をする方法が知られ
ている。

この予熱をする方法には、ヘッドの印刷開始前に発熱素
子に電流を流しておき予熱し、印刷開始後は予熱しない
方法と、別途ヒータをヘッドに搭載し、ヘッドをヒータ
で温めておく方法があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の第１の方法では、電源容量を大と
する必要があったり又印刷速度を遅くしなければならな
いという問題があった。

又、従来の第２の方法では、印刷開始後にθ階調が続き
、次に印刷しようとする時に濃度が薄くなる問題は解決
できず、又ヒータを設けるものは、別途ヒータを要し且
つ消費電力も大となるという問題があった。

従って、本発明は、濃度のバラツキを容易に且つ安定に
防止できるサーマルヘッドの濃度階調駆動方法を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。

本発明は、第１図に示すように、サーマルヘッド１を階
調に応じた通電時間の通電パルスで駆動して、記録媒体
上に濃度階調印刷するサーマルヘッドの濃度階調駆動方
法において、０階調に対し、印刷濃度を発生しない程度
の通電時間Ｔ０を割当て、０階調に対しても該通電時間
の通電パルスで該サーマルヘッド１を駆動するようにし
たものである。

〔作用〕

本発明では、Ｏ階調にも通電時間Ｔ、を割当て、ヘッド
１を駆動しているので、ヘッドｌの発熱素子は常に最低
レベルの加熱がなされていることになる。

従って、ヘッド１の各発熱素子は階調にかかわらず駆動
されるから、印刷してない発熱素子も加熱され、温度が
保たれ濃度のバラツキを安定に防止できるとともに、０
階調駆動で可能となるので、電源容量を大にしたり、ヒ
ータを設けることなく、更に印刷速度を低下させること
なく、容易に実現できる。

〔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６図、第７図で示したものと同一のも
のは同一の記号で示してあり、２はインターフェース部
であり、ホストから階調データを受けるもの、３はライ
ンバッファであり、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
で構成され、インターフェース部２からの１ライン分の
階調データを蓄えるもの、４ａ、４ｂはゲートであり、
ラインバッファ３へのデータの入力及び出力制御をする
ものである。

５はカウンタであり、クリア信号によってクリアされ、
ラッチ信号ＬＳをアップカウントし、階調比較データｂ
を出力するもの、６は階調データコンパレータであり、
ゲート４ｂからの階調データａと階調比較データｂとを
比較し、ａ≧ｂの場合、“１”のデータを、ａ＜ｂの場
合、′Ｏ″のデータを出力するものである。

７は制御部であり、ＣＰＵで構成され、アドレスカウン
タ７０に従ってラインバッファ３をリード／ライト制御
し、階調カウンタ７１に従って１ラインの印字の終了を
判定し、ヘッド１のアプローチ／エスケープ制御をする
ものである。

８ａはプログラムタイマであり、制御部（ＣＰＵという
）７からランチ信号間隔がセットされ、間隔毎にランチ
信号ＬＳをサーマルヘッドｌに出力するもの、８ｂはプ
ログラムタイマであり、ＣＰＵ７からストローブ幅がセ
ットされ、ストローブ幅のストローブ信号ＳＴをサーマ
ルヘッド１に出力するものである。

９ａはアンドゲートであり、クリア信号出力時に階調コ
ンパレータ６の出力を禁止するもの、９ｂは反転回路（
インバータ）であり、クリア信号を反転してアンドゲー
ト９ａに入力するもの、９Ｃはアンドゲートであり、ク
リア信号によって開かれ、ハイレベルの１ゝを出力する
もの、９ｄはハイレベル源であり、ハイレベルの“１″
を出力するもの、９ｅはオアゲートであり、アントゲ−
）９ａ、９ｃのオア（論理和）をシリアルデータとして
サーマルヘッド１に出力するものである。

第３図は本発明の詳細な説明図である。

熱転写インクリボンの特性に合わせて、先づ最大濃度を
得る為の電力及び通電時間Ｔ　ＭＡＸを選定し、その後
最小濃度になる所の通電時間ＴＭＩＮを選定する。

階調レベルを６４レベルとすると、ＴＭＡＸ−ＴＭＩＮ
間を６２段階に分け、２階調から６３階調に割り付ける
。

０階調には、Ｔ？ｌＩＮより小さい通電時間で、通電し
ても印刷濃度の発生しない時間Ｔ、を割り付ける。

第４図は本発明の一実施例処理フロー図、第５図は本発
明の一実施例動作説明図である。

■　ＣＰＵＴに印字スタートが到来すると、ＣＰＵ７は
図示しないアプローチモータを駆動し、サーマルヘッド
ｌを用紙と熱転写リボンにアプローチさせる。

アプローチの終了後、印刷開始のＴ１時間前の△Ｔ時間
経過すると、０階調励磁を開始する。

■　このため、ＣＰＵ７は正規データ印刷開始、即ち’
ｒ＋（＝’ｒｚ−ΔＴ）時間経過したかを調べる。

■　Ｔ、時間経過していなければ、印刷開始でないので
、θ階調励磁を始める。

即ち、ＣＰＵ７はカウンタ５のクリアビットをオンし、
クリア信号を発生する。これによって、アントゲ−）９
ａは禁止され、階調コンパレータ６の出力は禁止され、
一方アンドゲート９Ｃが開き、“ｌ”の出力がサーマル
ヘッド１に与えられる。

次に、ＣＰＵ７は、ヘッド１の発熱素子ｍ分のデータ転
送りロックをヘッドｌに与え、ヘッド１の各発熱素子の
データを“１”とする。

そして、クリアピントをオフし、クリア信号をオフにす
る。

更に、ＣＰＵ７はタイマ８ａよりランチ信号ＬＳを発生
せしめ、オール“１゛のデータをヘッド１にラッチさせ
る。この時カウンタ５はカウントアツプする。

そして、タイマ８ｂのストローブタイマ値を０階調のＴ
ｏにセントし、ストローブをスタートさせ、ステップ■
に戻る。

これによって、ヘッド１の各発熱素子はＴ０時時間階調
駆動される。

■　このようにして、第４図（Ａ）、（Ｂ）のように印
刷開始まで、θ階調駆動され、Ｔ１時間経過すると（Ｔ
１時間分用紙が送られると）、正規データの印刷開始と
なる。

ＣＰＵ７は、印刷終了かを調べ、印刷終了でなければ１
ライン分の印刷を開始する。

この時も０階調駆動するため、ＣＰＵ７はカウンタ５の
クリアビットをオンし、クリア信号を発生する。

ステップ■と同様に、これによって、アンドゲート９ａ
は禁止され、階調コンパレータ６の出力は禁止され、一
方アンドゲート９Ｃが開き、１′の出力がサーマルヘッ
ド１に与えられる。

次に、ＣＰＵ７は、ヘッド１の発熱素子ｍ分のデータ転
送りロックをヘッド１に与え、ヘッド１の各発熱素子の
データを“１”とする。

そして、クリアビットをオフし、クリア信号をオフにす
る。

更に、ＣＰＵ７はタイマ８ａよりラッチ信号ＬＳを発生
せしめ、オール“ｌ゛のデータをヘッド１にラッチさせ
る。この時カウンタ５はカウントアツプする。

そして、タイマ８ｂのストローブタイマ値を０階調のＴ
１にセットし、ストローブをスタートさせ、ヘッドｌの
各発熱素子をＴ０時時間階調駆動する。

■　このストローブＴ０の発行の間に、ラインバッファ
３の各ドツトの階調データ９がＣＰＵ７により読み出さ
れ、階調コンパレータ６でカウンタ５の内容ｂ　（ｒｌ
Ｊ）と比較され、ａ≧ｂの条件で°１″が発生するとと
もに、これに同期して、ＣＰＵ７はｍ個のデータ転送り
ロックを送出する。

従って、ヘッド１では、アンドゲート９ａより“ｌ”階
調以上のドツトには“１”、０階調のドツトには′０′
がセットされ、タイマ８ａのラッチ信号ＬＳでラッチさ
れ、カウンタ５はカウントアンプし、「２」となる。

そして、ＣＰＵ７は、タイマ８ｂのストローブタイマ値
を１段階の（Ｔｎ＋ｉｎ　　Ｔｏ）にセットし、トロー
プをスタートさせるので、ヘッドｌのデータ“１”のセ
ットされた発熱素子は、（ＴＭＩＮ−Ｔｏ）時間１階調
駆動される。

■　次に、ＣＰＵ７は、タイマ８ｂに２階調以降のタイ
マ値Ｔ８〜Ｔａｓをセットし、ステップ■と同様に、ラ
インバッファ３の各ドツトの階調データの読出しに同期
して、ｍ個のデータ転送りロックを発生する。

階調コンパレータ６の比較結果はデータとしてヘッドｌ
にセットされ、タイマ８ａラツチ信号ＬＳでラッチされ
、カウンタ５はカウントアツプされる。

そして、ＣＰＵ７はタイマ８ｂのストローブをスタート
させ、ヘッド１は階調コンパレータ６の出力データでタ
イマ値時間駆動される。

■　ＣＰＵＴは、階調カウンタ７１の内容から、６３階
調まで終了したかを調べ、終了していなければ、次の階
調レベルの駆動のため、ステップ■に戻る。

逆に終了していれば、１ラインの印字は終了したことに
なり、次のラインの印字のため、ステップ■に戻る。

■　ステップ■で、全ラインの印刷終了と判定すると、
ＣＰＵ７は、アプローチモータをエスケープ動作せしめ
、ヘッド１を用紙からエスケープし、１真の印刷を終了
する。

このようにして、印刷開始前のヘッドアプローチ後、印
刷開始までは０階調駆動し、全ての発熱素子を温めてお
くので、最初の１ラインにおいて印刷濃度が薄くなるこ
とを防止できる。

又、印刷開始後も、θ階調駆動するので、冷えきった発
熱素子がないため、印刷濃度は薄くならず、印刷濃度の
バラツキが防止できる。

従って、特別の構成を設けることなく、ｏｌｌｌ調も駆
動するだけで印刷濃度のバラツキが防止できる。

（ｂ）他の実施例の説明 上述の実施例では、熱転写プリンタを例に説明したが、
用紙に直接記録を行うサーマルプリンタについても同様
であり、階調数も６４に限られない。

以上本発明を実施例により説明したが、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、本発明によれば、０＋＋ｗ調駆動す
るだけで、ヘッドの駆動のバラフキがら生じる印刷濃度
のバラツキを防止できるという効果を奏し、容易に高品
位の階調印刷が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は本発明の詳細な説明図、 第４図は本発明の一実施例処理フロー図、第５図は本発
明の一実施例動作説明図、第６図はサーマルヘッドの説
明図、 第７図は従来技術の説明図である。 図中、１−・サーマルヘッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーマルヘッド（１）を階調に応じた通電時間の
   通電パルスで駆動して、記録媒体上に濃度階調印刷する
   サーマルヘッドの濃度階調駆動方法において、 ０階調に対し、印刷濃度を発生しない程度の通電時間を
   割当て、 ０階調に対しても該通電時間の通電パルスで該サーマル
   ヘッド（１）を駆動するようにしたことを 特徴とするサーマルヘッドの濃度階調駆動方法。