JPH0310855A - 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］ 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］ 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−１
度特性曲線を示す。発熱抵抗素子に単位通電時間△Ｔに
相当する通電時間ＴＩだけ通電させると階調レベルｄｌ
の１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１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△
Ｔ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］ 上述のような１度階調制御方式は、単位時間当たり発熱
抵抗素子の発熱によってインクリボンに与えられる熱エ
ネルギが通電インターバルを通じて一定である限り、非
常に精度の高い制御が行える。しかし、実際には発熱抵
抗素子ないしサーマルヘッドが熱容量をもつため、例え
ば発熱抵抗素子を通電時間’ＩＪ４だけ通電させると、
第７図のような特性で発熱抵抗素子の温度が変化する。

つまり、通電開始後、時間Ｔｓが経過してから最小記録
温度（記録に必要な最も低い温度）に達し、それ以後も
通電終了時間まで単調上昇し続ける。このような特性で
発熱抵抗素子の温度が変化することにより、実際には、
短い通電時間（例えばＴ２）通電したときに記録（熱転
写）が行われなかったり、長い通電時間（例えばＴ　５
０）通電したときに所期の濃度ｄ５０よりも大きな濃度
になってしまうことがあった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、発熱
抵抗素子の温度の時間特性を任意に制御できるようにし
て精度の高いｌコ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１度階調制御型において、
発熱抵抗素子の温度を時間的に任意の特性で変化させる
ように単位通電サイクル内の通電デユーティ比を制御す
る手段を具備する構成とした。

［作用コ 本発明によれば、単位通電サイクル内の通電デユーティ
比が、通電インターバルを通して一定（固定）でなく、
単位通電サイクル毎に変わる。

各通電サイクル内の通電デユーティ比は、実験値・統計
値等に基づいて予めデータとして設定されてよく、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、終期では次第に大きくなるように選ば
れる。このような特性で通電デユ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
、通電開始直後の立上がりがよく、通電インターバルを
通じて略々一定に維持された発熱抵抗素子温度の特性が
得られる。これによって、通電時間が短いときでも長い
ときでもそれぞれに対応した所期の７６度が得られると
ともに、通電回数と記録濃度との関係が直線的な比例関
係となり、精度の高い１度階調制御が可能となる。

［実施例コ 第１図は、この実施例によるｙｌａ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５１
２個の発熱抵抗素子Ｒ１−Ｒ５］２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（５１
２）のビｙ）容量をもつシフトレジスタ１４およびラッ
チ回路１６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Ｒ１−Ｒ５１２にそれぞれ対する
５１２ビツトのシリアルな階調データ［ＣＫ　Ｐｌｊ−
ＣＫ　Ｐ５１２Ｊ］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△
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　＆ＩＱ″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、次にランチ信号発生回路３６からのラッチ
信号ＬＡのタイミングで各ビットＣＫ　ＰＩＪ−ＣＫ　
Ｐ５１２Ｊ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Ｒ１−Ｒ５１２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△Ｔ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Ｓ
Ｔ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、すなわち通電デユ
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サイクルを示す。

図示のように、単位通電サイクルΔＴｎ。

ΔＴ　ｎ＋１毎に通電時間ｔ　Ｅ＋ｎ　＋　　ｔ　Ｅ、
ｎ＋１の長さ、ひいては通電デユーティ比が変わる。

第３図は、この実施例によるライン印画サイクルをボす
。ＴＥ、Ｎ　、　ＴＥ、Ｎ＋１は通電インターバルで、
６４個（回）の単位通電サイクルΔＴｌ〜△Ｔ６４から
なる。ＴＣ，Ｎ　、　　ＴＣ，Ｎｉ１　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ユーティ比の可
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ユ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ＳＴを発生せし
める。

第４図は、各単位サイクル△Ｔｌ〜ΔＴＧ４に対する通
電デユーティ比データの設定例を示す。この図において
、通電デユーティ比は、通電インターバルの初期（ΔＴ
ｌ〜ΔＴ　１０）では次第に小さ（なり、中間（ΔＴｌ
ｌ〜△Ｔ５５）では一定（１０％）で、終期（ΔＴＡＧ
〜ΔＴ６４）では次第に太きくなっている。

このような特性で通電デユ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５
図に示すような発熱抵抗素子温度の特性が得られる。こ
の特性が従来の特性（第７図）と異なる第１の点は、最
小記録温度に達するまでの時間ＴＳが非常に短いことで
ある。特に、この例では第１回目の通電サイクルの通電
デユーティ比を１００％としているため、最短の時間で
最小記録温度ＴＳに達する。これにより、通電時間が短
くても（例えばＴ２）、それに対応した所期の１度（ｄ
２）が得られる。第２の異なる点は、通電時間を持続し
ても温度が略々一定に維持されることである。これによ
って、通電回数とインクリボンに与えられる熱エネルギ
ひいては記録濃度との関係は直線的な比例関係になり、
任意の通電時間（回数）に対して精度の高い１度階調制
御を行うことができる。この実施例による発熱抵抗素子
ｔ」度の特性曲線は一例であり、通電デユーティ比デー
タを適宜選択することにより、任意の特性曲線が得られ
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（に＝ｌ−８４）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
階調ピッ）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１度の階調レ
ベルが決まる。例えば階調ビット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、
ＣＩ　ＰＩＪ−ＣＩＯＰｌｊがそれぞれ“１”でＣＩＩ
Ｐ　Ｎ　＃ＣＢ４Ｐ　ｌｊがそれぞれ“０”となり、発
熱抵抗素子Ｒ１は単位通電サイクルΔＴｌ〜ΔＴ１０の
それぞれの通電時間ｔ　Ｅ、１〜ｔＥ、ＩＯ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ｌコ度
階調レベルはｄｌＯとなる。この実施例によれば、通電
回数と１９度との関係は直線的な比例関係にあり、等間
隔な１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ｄ２０の１／２倍の濃度を
もっことになる。

データ比較回路２８より出力される階調データ［ＣＫ　
ＰＨ−ＣＫ　Ｂ５１２ｊコ（Ｋ＝１〜６４）は、以下の
ようにしてつくられる。

先ず、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ＩＪ　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ａ　Ｉｊ、　　ａ　２Ｌ　・・
・・・・・・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８ビツトの１度データｂ　
ＩＪ、　　ｂ　２Ｊ、・・・・・・・・ｂ　５１２ｊに
変換される。これら濃度データｂＮの各々は、（０）（
最小濃度）〜（８４＞（最大濃度）の範囲内で対応する
画素の１度に応じた値（階調レベル）をもつ。

カラー・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、濃度−通電時間変換回路２４で例えば
８ビツトの通電時間データＢｌｊ、　Ｂ２ｊ、・・・・
・・・・Ｂ５１２ｊにそれぞれ変換される。この変換の
際に、ＣＰＵ４０からの温度補正値δｂに応じてそれら
の通電時間データは温度補正を受ける。

濃度−通電時間変換回路２４で生成された１印画ライン
分の通電時間データＢＩＪ、　Ｂ４Ｃ開開Ｂ５１２」は
、いったんラインバッファ２６に取り込まれたのちデー
タ比較回路２８の一方の入力端子に与えられる。

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ビツトの比較基準値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
“Ｏ″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Ｂ　ｌｊ、　Ｂ　２ｊ、・・・
・Ｂ５１２ｊ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、・・・
・ＣＩＰ５１２ｊｌは［１，１，・・・・１コとなる。

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［Ｃ２Ｐｌｊ、　Ｃ２
Ｐ２Ｊ。

・・・・Ｃ２Ｂ５１２ｊコは［１，１，・・・・Ｏコと
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［Ｃ３Ｐｌｊ、　Ｃ３Ｐ２
Ｊ。

・・・・Ｃ３Ｐ５１２ｊ］はｃｉ、ｏ、・・・・０コと
なる。

このようにして、通電インターバル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１度デ
ータＢｌｊ、Ｂ２Ｌ・・・・・・・・Ｂ　５１２Ｊ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［：ＣＩ　Ｐｌｊ、　ＣＩ　Ｐ２Ｊ、・・・・Ｃ
ＩＰ５１２ｊコ　、　　口Ｃ２ＰＨ，Ｃ２Ｐ２Ｊ、　　
・・・・Ｃ２Ｂ５１２ｊコ　。

・・・・・・・・が一定周期で順次シリアルにサーマル
ヘッド１０のンフトレジスタ１４に送られる。

［発明の効果コ 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時間サイクル毎に通
電デユーティ比を変えることにより、発熱抵抗素子の温
度を時間的に所望の特性に制御することが可能であり、
例えば立上がり特性をよくして短い通電時間でも所期の
記録濃度を得るようにしたり、通電回数と記録濃度との
関係を直線的な比例関係にして精度の高い濃度階調制御
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による澗度階調制御方サー
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図は、実施例による各単位通電サイクル△Ｔｌ〜△
ＴＧ４に対する通電デユーティ比データの設定例を示す
図、 第５図は、実施例による発熱抵抗素子温度の特性（時間
的変化）を示す図、 第６図は、濃度階調制御方式で使われる通電時間−潤度
特性曲線を示す図、および 第７図は、従来技術による発熱抵抗素子温度の特性（時
間的変化）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
ＰＵ。 ４２・・・・メモリ、 ４４・・・・サーミスタ。 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、 発熱抵抗素子の温度を時間的に任意の特性で変化させる
   ように単位通電サイクル内の通電デューティ比を制御す
   る手段を具備することを特徴とするサーマルプリンタ。