JPH05268435A

JPH05268435A - 熱プリントヘッドを用いるグレー階調印刷

Info

Publication number: JPH05268435A
Application number: JP4193095A
Authority: JP
Inventors: Eduardo M Molieri; エデュアルド・マニュエル・モリエリ; Nancy R Robins; ナンシー・ラス・ロビンス; Lauren M Rust; ローレン・マーティン・ラスト
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1993-10-15
Also published as: US5374945A; EP0522793A2; EP0522793A3

Abstract

(57)【要約】【目的】熱プリントヘッドを用いるグレー階調印刷方
法およびシステムを提供する。【構成】この方法およびシステムは、印刷される用紙
の特性把握を行なう段階６０，ビットプレーン・データ
・セットを用いてグレー・スケール・イメージのライン
を定める段階６２、第１ビットプレーン・データ・セッ
トをシフト・レジスタに入力する段階６４，第１ビット
プレーン・データ・セットをシフト・レジスタからラッ
チに転送する段階７２，ラッチ内の第１ビットプレーン
・データ・セットを用いて、グレー・スケール・イメー
ジのラインのセクションの印刷を開始する段階８０，残
りのビットプレーン・データ・セットをシフト・レジス
タに順次転送する段階６４，残りのビットプレーン・デ
ータ・セットをラッチに順次転送する段階７０およびグ
レー・スケール・イメージのラインのセクションの印刷
を完了する段階８６によって構成される。各セグメント
印刷毎にデータを複数リフレッシュすることにより、１
６グレー階調で１０ミリ秒以下のライン印刷（１７２８
ビット）が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、プリンタやフ
ァクシミリ装置などの感熱記録装置で用いられる駆動方
法の分野に関し、さらに詳しくは、高速インタフェース
と共にグレー・スケール印刷への熱プリントヘッドの応
用に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、現在のファクシミリは白黒画像
しか印刷できない。ディザ・グレイ・スケール(dither
gray scale) は、黒と白のドットのモザイクを印刷する
ことによって得られ、これは（人間の目の平均化特性に
より）ユーザにはグレー階調として見える。しかし、解
像度がはるかに高いという点で本格的なグレー・スケー
ル画像はディザ・グレー・スケールに比べて大きく改善
しており、画像に伴う情報はディザリング処理によって
損なわれることがない。

【０００３】一般的な熱プリントヘッドは、シフト・レ
ジスタ（例えば、１７２８素子の長さ），ラッチ（例え
ば、１７２８素子の長さ），セグメント・ドライバ（例
えば、４個）およびイメージ抵抗（例えば、１７２８個
の抵抗が４つのセグメントにまとめられ、その内３つの
グループは４４８個の抵抗を含み、１つは３８４個の抵
抗を含む）によって構成される。

【０００４】熱プリントヘッドには、厚膜方式および薄
膜方式の２種類ある。厚膜プリントヘッドでは、イメー
ジ抵抗がヘッド上にスクリーン処理され、これにより比
較的大きく、不均等な抵抗となり、その抵抗値はプリン
トヘッドにおいて変化する。比較的大きな抵抗は、熱プ
リントを行なうため十分加熱するまでに長い起動時間が
かかる。グレー・スケール画像をプリントするために厚
膜プリントヘッドを利用すると、均等なグレー画像であ
るべきものに暗部と明部の縞が生じることがよくある。

【０００５】薄膜プリントヘッドは、フォトリソグラフ
ィ処理(photo-lithographic process)を用いて抵抗材料
をプリントヘッドに被着させ、エッチングする。薄膜方
法は、プリントヘッド素子上にばらつきが少ない比較的
小さな抵抗を有するプリントヘッドを作ることができ
る。薄膜プリントヘッドの小さな抵抗は、厚膜プリント
ヘッドの抵抗に比べて、加熱する時間が短くて済む。薄
膜プリントヘッドをグレー・スケールを印刷するために
利用すると、縞模様(streaking) は現われない。軍用仕
様および他の条件（例えば、MIL-STD-188-161A, MIL-ST
D-188-161B, NATOSTANAG-5000)を満たすためには、ファ
クシミリは１６グレー階調印刷に対応し、かつ、１０ミ
リ秒で一本のライン（１７２８画素）を印刷できなけれ
ばならない。この実質的な時間制限は、次のラインを印
刷するために紙を先送りするのに要する時間を含む。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】グレー・スケール印刷
を行なうための従来の方法は、プリントヘッド電圧を振
幅変調するか、一つのスタイラス・インパクト・ヘッド
(stylus impact head)を利用して８階調のグレーを実現
するか、一度に一つのグレー階調を印刷し、その後、１
６本の出力を行なうか、あるいは一度に１ビットづつ印
刷し、１６本の出力を行なっていた（後者の２つの例で
は１６グレー階調を想定している）。一般にストローブ
・タイミング(strobing timing) を変えるこれらの方法
は、１０ミリ秒／ラインという時間制限を満たすことが
できない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の利点
は、ディザ・グレー方法を用いずにグレー階調でファク
シミリ印刷を行なう熱プリントヘッドを利用する新規の
改善されたグレー階調印刷方法を提供することである。
また、本発明の利点は、標準的な厚膜ヘッドまたは薄膜
ヘッドを利用してグレー階調印刷を行なうことである。
さらに、本発明の利点は、１０ミリ秒／ライン（次のラ
インへの用紙送りを含む）の制限内で１７２８ビット・
ラインの１６グレー階調印刷を行なうことである。最後
に、ファクシミリにおける１６グレー階調印刷の米国軍
用規格を満たすことを利点とする。これらの利点を実現
するため、熱プリントヘッドを利用するグレー階調印刷
方法は、印刷される用紙を特性把握する段階，ビットプ
レーン(bitplane)データ・セットを用いてグレー・スケ
ールのラインを定める段階，第１ビットプレーン・デー
タ・セットをシフト・レジスタに入力する段階，この第
１ビットプレーン・データ・セットをシフト・レジスタ
からラッチに転送する段階，ラッチ内の第１ビットプレ
ーン・データ・セットを利用して、グレー・スケール・
イメージのラインのセクションをプリント開始する段
階，残りのビットプレーン・データ・セットをシフトレ
ジスタに順次入力する段階，この残りのビットプレーン
・データ・セットをラッチに順次転送する段階およびグ
レー・スケール・イメージのラインのセクションの印刷
を完了する段階を含む。

【０００８】本発明の上記およびその他の特徴および利
点は、添付の図面と共に以下の詳細な説明からさらに良
く理解されよう。

【０００９】

【実施例】図１は、従来技術の一般的なプリントヘッド
を概略的に示す。このプリントヘッドは、クロックおよ
びデータ入力を受け取るシフト・レジスタ（例えば、１
７２８ビット）からなる。データはシフト入力され、ラ
ッチ（シフト・レジスタと同じビット数の容量、例え
ば、１７２８ビットを有する）に送られる。別々に印刷
される４つのセグメントは、一本の完全なライン分のデ
ータを構成する。一つのセグメントに対して一つある４
つのストローブが印刷を可能にする。

【００１０】例えば、ラッチにおける１７２８ビットの
場合、第１セグメントは４４８ビット（ストローブ４に
対応する）からなり、第２セグメントは４４８ビット
（ストローブ３に対応する）からなり、第３セグメント
は４４８ビット（ストローブ２に対応する）からなり、
第４セグメントは３８４ビット（ストローブ１に対応す
る）からなることができる。ラッチにおけるビットのそ
れぞれは、ＡＮＤゲートの一つの入力として論理的に結
合される。もう一方のＡＮＤゲート入力は、ビットが駐
在しているセグメントのストローブである。

【００１１】図１において具体的に説明するため、ラッ
チからのビット１とストローブ４とはＡＮＤゲート１へ
の入力となる。同様に、ラッチからのビット４４８とス
トローブ４とは、ＡＮＤゲート４への入力となる。セグ
メント１内のビット２〜ビット４４７のストローブとビ
ット入力とは図示されていない。ビット２〜ビット４４
７が省略されていることは、図１のセグメント１（点
線）のブロック内およびその上の省略符号によって示さ
れている。

【００１２】また、図１において、ラッチからのビット
４４９とストローブ３とはＡＮＤゲート６への入力とな
る。ラッチからのビット８９６とストローブ３とはＡＮ
Ｄゲート８への入力となる。ラッチからのビット８９７
とストローブ２とはＡＮＤゲート１０への入力となる。
ビット１３４３とストローブ２とはＡＮＤゲート１２へ
の入力となる。ビット１３４４とストローブ１とはＡＮ
Ｄゲート１４への入力となる。最後にビット１７２８と
ストローブ１とはＡＮＤゲート１６への入力となる。

【００１３】セグメント２内のビット４５０〜８９５の
ストローブとビット入力，セグメント３内のビット８９
８〜１３４２のストローブとビット入力，およびセグメ
ント４内のビット１３４５〜１７２７のストローブとビ
ット入力は図１において図示されていない。ビット４５
０〜８９５，８９８〜１３４２，１３４５〜１７２７が
省略されていることは、図１のセグメント２，セグメン
ト３，セグメント４のブロック内およびその上の省略符
号によってそれぞれ示されている。

【００１４】各ビットのＡＮＤゲートの出力は、抵抗素
子から接地までである。従って、例えば、ＡＮＤゲート
１の出力は抵抗２を介して接地３に結合される。同様
に、ＡＮＤゲート４，６，８，１０，１２，１４，１６
の出力は、抵抗５，７，９，１１，１５，１７をそれぞ
れ介して接地３に結合される。

【００１５】図２のタイミングによって示されるよう
に、通常の白黒動作では、印刷されるデータはシフト・
レジスタにシフト入力され、ラッチに転送される。図２
は、一定の間隔（例えば、ｔ₁，ｔ₃など）に現われる長
さｔ₂−ｔ₁の均等なクロック・パルスを示す。一ライン
分のデータ（例えば、１７２８ビット）をラッチするこ
とは、時間ｔ₄から開始する。データがラッチ内で安定
すると、重複しないようにセグメント・ドライバがオン
になり、各セグメントが順次印刷される。ビット１，ビ
ット４４８，ビット４４９，ビット８９６，ビット８９
７，ビット１３４３，ビット１３４４，ビット１７２８
のそれぞれのデータと共に、ＡＮＤゲート１，４，６，
８，１０，１２，１４，１６へのストローブ入力は、ス
トローブとデータが共に「オン」になると、抵抗２，
５，７，９，１１，１５，１７に電流を流す。感熱紙に
印刷するための熱を発生するのは、これらの抵抗を流れ
る電流である。通常の白黒動作において、ストローブは
一定の時間オンにされ、印刷を可能にする。従って、図
２に示すように、ストローブ１は時間ｔ₅とｔ₆との間に
オンにされ、ストローブ２は時間ｔ₆とｔ₇との間にオン
にされ、ストローブ３は時間ｔ₇とｔ₈との間にオンにさ
れ、ストローブ４は時間ｔ₈とｔ₉との間にオンにされ
る。

【００１６】グレー・スケール画像は「ビット・プレー
ン(bit planes)」によって構成することができる。最上
位ビット・プレーンであるプレーン１は、各画素の最上
位ビットを含む。第２プレーンであるプレーン２は、各
画素の第２ビット（２番目の上位ビット）を含む。第３
プレーンであるプレーン３は下位から２番目のビットを
含み、第４プレーンであるプレーン４は最下位ビットを
含む。最上位プレーンであるプレーン１は、通常の白黒
動作で用いられる唯一のビット・プレーンである。

【００１７】本発明による好適な実施例は、標準的な熱
プリントヘッドを利用して、ファクシミリでグレー・ス
ケール画像を印刷する。この説明では、４ビット・プレ
ーンで表される１６グレー階調および４セグメントの熱
プリントヘッドを想定している。この説明および提示さ
れるコンセプトは拡大して、より多くのグレー階調また
はプリントヘッド上のより多くのセグメントに対応する
ことができる。

【００１８】図３に示すように、薄膜プリントヘッドの
起動に対する感熱紙（パルプ用紙または樹脂用紙を問わ
ず）の応答は直線的ではない。図３は、２５マイクロ秒
単位のプリントヘッド起動時間に基づいて、薄膜プリン
トヘッドによって得られる光密度を示す。パルプ紙およ
び樹脂感熱紙の性能は、厚膜プリントヘッドおよび薄膜
プリントヘッドの性能と同様に異なる。グレー・スケー
ル印刷の場合、ストローブの「オン」時間は変えること
ができ、これを用いてイメージ抵抗に与えられるエネル
ギを制御することができる。そのため、感熱紙の暗色化
は各プリント抵抗内に放散されるエネルギに正比例させ
ることができる。

【００１９】図３に示す感熱紙の非直線的応答はグレー
印刷を困難にする。しかし、わずかにグレーのバックグ
ランドを「白」レベルとして印刷すると、用紙の熱応答
は直線で近似することができる。直線近似からの偏差
は、樹脂用紙よりもパルプ紙のほうが大きい。従って、
樹脂用紙のほうが良好なグレー・スケール性能（直線
性）が得られる。

【００２０】図３は薄膜プリントヘッドに対する感熱紙
の応答のみを示しているが、応答曲線の特性形状は、時
間間隔と直線部の傾きが異なるだけで、厚膜プリントヘ
ッドの場合も実質的に同じである。プリントヘッドの構
成および用紙は、実験により特性把握して、特定の用途
に対する最良の性能を求めることができる。以下の説明
で用いられる時間およびパーセント値は、一つの特定の
用紙について得られたものである。異なる用紙に対して
は別の値が必要になり、これらの値は一例として用いて
いるに過ぎないことに留意されたい。

【００２１】グレー・バックグランドを印刷することに
より、白が若干グレーに見えるようになる。１６グレー
階調画像（４ビット・プレーン）の場合、このグレー・
バックグランドにより５番目のビット・プレーンが必要
になり、この５番目のビット・プレーンは他のすべての
ビット・プレーンの状態にかかわらず、印刷しなければ
ならない。この追加ビット・プレーンは「偽(bogus) 」
ビット・プレーンといい、このプレーンは他の４つのビ
ット・プレーンを印刷する前に、プリントヘッドを定義
された「白」レベルにするために必要なストローブ起動
時間（例えば、２５マイクロ秒／ステップで３４時間
「ステップ」、すなわち８５０マイクロ秒）に対応し、
図３において「印刷開始」ラインで示されている。

【００２２】１６グレー階調とは、「白」レベルと黒レ
ベル（図３では、２５ミクロ秒／ステップでの７３時間
「ステップ」、すなわち１．８２５ミクロ秒の「印刷終
了」時間で示されている）との間の階調として定義する
ことができる。黒レベルとは、感熱紙が飽和する点と定
義される。この飽和点以上に印刷抵抗にエネルギを与え
ても、印刷出力に目に見える変化は生じない。

【００２３】各ビット・プレーンの「オン」時間は、こ
のビット・プレーンの上位性に基づいて、重み付けされ
る。「オン」時間が長くなると、画像は暗くなる。従っ
て、上位のビット・プレーンは下位のビット・プレーン
よりもオン時間が長い。一般に、偽ビット・プレーン
は、薄膜プリントヘッドの場合では、印刷期間の約４６
％の間（すなわち、図３の「印刷開始」までの８５０ミ
クロ秒）オンでなければならない。厚膜プリントヘッド
を用いる場合、偽ビット・プレーンは印刷期間の約６１
％の間オンでなければならない。薄膜プリントヘッドお
よび厚膜プリントヘッドの双方において、偽ビット・プ
レーンは他のビット・プレーンよりも長い間オンであ
る。

【００２４】前述のように、１６階調の正規化された本
格的なグレー・スケールの軍用規格を満たすためには、
ファクシミリは１０ミリ秒に一本のライン（１７２８画
素）を印刷できなければならない。この制限は、次のラ
インを印刷するために用紙を先送りするのに要する時間
を含む。

【００２５】用紙を先送りするのに要する時間は、使用
するモータの大きさ，紙送りメカニズムの慣性およびス
テップの大きさによって異なる。この用途では、用紙ス
テップは１．５ミリ秒を必要とする。厚膜プリントヘッ
ドの最大クロック・レートは４ＭＨｚで、黒の場合、摂
氏５度で２．３ミリ秒，摂氏２５度で２．０ミリ秒，摂
氏４０度で１．８ミリ秒のストローブ「オン」時間が必
要である。また、薄膜プリントヘッドの最大クロック・
レートは４ＭＨｚで、黒の場合、摂氏５度で２．１ミリ
秒，摂氏２５度で１．８ミリ秒，摂氏４０度で１．６ミ
リ秒のストローブ「オン」時間が必要である。

【００２６】厚膜および薄膜プリントヘッドの両方にお
いて、周囲の温度が低くなる（用紙を暗化点まで加熱す
るためにより多くのエネルギが必要になる）と、ストロ
ーブ「オン」時間は長くなり、周囲の温度が高くなると
短くなる。従って、データ処理のために最も制約の強い
タイミング条件は高温度（摂氏４０度）で存在する。い
ずれの方式のプリントヘッドにおいても、プリント・ド
ライブ回路が熱の変化を補償するために、サーミスタが
設けられている。低温度で厚膜プリントヘッドを用いる
場合、４つのプリント・ストローブを行ない、用紙を先
送りするために要する時間は１０ミリ秒の印刷時間制限
を越えてしまう（例えば、１０．７ミリ秒）。しかし、
薄膜プリントヘッドを利用すると、０．１ミリ秒のプリ
ント時間の余裕がある。従って、薄膜プリントヘッドに
よって得られるより高品位なグレー印刷と共に時間制限
を考慮すると、薄膜プリントヘッドが好適な実施例とし
て有利である。

【００２７】データ・クロック・レートが最大許容値
（４ＭＨｚ）である場合、４４８ビットの一つのプリン
ト・セグメントをクロックするのに要する時間は１１２
ミクロ秒（０．１１２ミリ秒）となり、最下位ビット・
プレーン（プレーン４）の「オン」時間は、プリント・
セグメントをクロックするのに要する時間よりも短くな
る。高温では、ビット・プレーン３（下位から２番目の
ビット）の「オン」時間もプリント・セグメントをクロ
ックするのに要する時間よりも短くなる。

【００２８】図４は、熱プリントヘッドを用いるグレー
階調印刷方法を実行するシステムのブロック図である。
中央処理装置（ＣＰＵ４０）は、システムの全体的な制
御を行ない、クロック発生器４２によってクロックされ
る。データ４４（すなわち、ビットプレーン・データ）
はＣＰＵ４０に入力されて、処理される。データ４４は
データ・バス４６を介して同期シリアル・インタフェー
ス（ＳＳＩ４８）とラッチ５０とに送られる。データ転
送の制御はタイマ５２を介して行なわれ、このタイマ５
２はクロック発生器４２から信号を受け取り、システム
の残りの部分との同期を維持する。シフト・レジスタを
含むＳＳＩ４８はクロック発生器４２によって制御さ
れ、熱プリントヘッド５４にシリアル方式でデータ４４
を与える。ラッチ５０は、いつデータ４４を「ラッチ」
すべきか、すなわち、熱プリントヘッド５４内のすべて
のビットについて一定の値で一時的に安定化しているか
について熱プリントヘッド５４に知らせ、それによりデ
ータ４４は印刷できる。また、ラッチ５０は、熱プリン
トヘッド５４内の４つのプリント・セグメントに対応す
る４つのストローブも制御する。イネーブルになると、
特定セグメントのストローブはそのセグメントに印刷さ
せる。

【００２９】図５は、図４のシステムに適用した場合の
方法のフローチャートである。まず、データを与えるた
め、グレー・スケールの定義が行なわれる（ブロック６
０に示すように、特定の使用プリントヘッドに対して用
いられる感熱紙の種類の特性把握を利用する）。特性把
握の結果、熱プリントヘッドに対するストローブの起動
時間（すなわち、グレー階調毎の印刷時間）が得られ
る。第２に、ブロック６２に示すように、特性把握デー
タが４ビットの表示と相関され、定義されたグレー階調
のイメージ・ビットプレーン・データ・セットを定め
る。第３に、ブロック６４に示すように、このビットプ
レーン・データはＣＰＵに転送されて、処理される。

【００３０】次に、ブロック６６に示すように、ビット
プレーン・データはデータ・バスを介してＳＳＩに転送
される。ブロック６８に示すように、クロック発生器は
ＳＳＩとタイマとを制御し、ブロック７０に示すよう
に、データはＳＳＩシフト・レジスタに転送され、その
後、ブロック７４に示すように熱プリントヘッドに転送
される。ブロック７６において、ビットプレーン・デー
タはラッチされ、ブロック７８に示すように、このプリ
ント・セグメントに対応するストローブをオンにした
後、ビットプレーン・データはブロック８０に示すよう
に印刷される。ブロック８２に示すように、セグメント
・プリントが完了しない場合、別のビットプレーン・デ
ータがブロック６４に示すようにＣＰＵに転送され、そ
の後、次のブロックに進む。セグメント・プリントが完
了すると、ブロック８４で印刷すべき他のビットプレー
ン・データのセグメントが残っているか問われる。残っ
ている場合、ブロック６４に示すように別のビットプレ
ーン・データがＣＰＵに転送され、その後、次のブロッ
クに進む。ライン印刷のすべてのセグメントが完了する
と、ブロック８６に示すように、これでライン印刷は終
了する。

【００３１】図６に示すように、本方法の重要な点は、
偽ビット・プレーン，ビット・プレーン１，ビット・プ
レーン２，ビット・プレーン３，ビット・プレーン４の
順序でビット・プレーンがロードされることである。こ
の順序は、タイミング問題の可能性を排除し、ストロー
ブとストローブとの間の「デッド・タイム(dead time)
」を利用し、プリントヘッドのシフト・レジスタをデ
ータ「パイプライン」として用いる。ロード順序に対す
る重要な制約は、「オン」時間が最も短い最下位ビット
プレーンは印刷順序の最後にロードされることである。
他のビットプレーンの順序は問題にならない。従って、
この場合、ビットプレーン４のデータ（例えば、ｔ₁₉か
ら開始するビットプレーン４のデータ）は印刷順序の最
後でロードされる。

【００３２】図６は、グレー・スケールを印刷するた
め、ストローブを起動するタイミング・シーケンスを実
行する方法を示す。時間ｔ₁₀とｔ₁₁との間のクロック・
バースト中に、偽ビットプレーンについてデータがロー
ドされることに留意されたい。この期間中に、プリント
ヘッドのシフト・レジスタはデータで完全に満たされ、
その後のストローブを行なうための「パイプライン」と
して利用することができる。ラッチは、時間ｔ₁₁とｔ₁₂
との間に行なわれ、その後、ストローブ１が起動して、
印刷セグメント１を開始する。次のクロック・バースト
およびビットプレーン１データのロードは、時間ｔ₁₂と
ｔ₁₄との間で行なわれる。

【００３３】セグメント１の印刷の残りは次のように行
なわれる。まず、ビットプレーン１データのラッチは、
ｔ₁₄とｔ₁₅との間で行なわれる。ｔ₁₅〜ｔ₁₆のクロック
・バーストに同期してロードされるビットプレーン２デ
ータは、ｔ₁₆とｔ₁₇との間でラッチされる。ｔ₁₇〜ｔ₁₈
の間でクロック・バーストと同期してロードされるビッ
トプレーン３データは、ｔ₁₈とｔ₁₉との間でラッチされ
る。ｔ₁₉〜ｔ₂₀の間のクロック・バーストに同期してロ
ードされるビットプレーン４データは、ｔ₂₀とｔ₂₁との
間でラッチされる。データの「パイプライン」のため、
セグメント２の偽ビットプレーンはすでに配置されてお
り、そのためｔ₂₁とｔ₂₂との間ではクロック・バースト
は必要ない。

【００３４】プリントヘッドのシフト・レジスタはデー
タを高速に移動し更新するために用いられることに留意
されたい。すべての１７２８個の素子は各ラッチで伝送
されるが、オンになったセグメントのみが印刷される
（他のストローブはオフになる）。実質的には、ビット
プレーン更新の５つのラッチ（偽ビットプレーンと４つ
の他のビットプレーンに対応するデータ）は、各セグメ
ントの印刷に行なわれ、それにより高速プリントが可能
になる。最後のラッチ更新またはセグメント・イネーブ
ルからの時間の経過がそのビットプレーンの「オン」期
間を決めるので、ラッチ・ストローブのタイミングは重
要になる。

【００３５】図示のステップは、プリントヘッドの残り
のセグメントのそれぞれについて反復される。印刷セグ
メント２のシーケンスはタイミング詳細と共に図６に示
されているが、セグメント３，４の印刷のシーケンス
は、セグメント１，２の印刷と重複するので図示されて
いない。各場合において、ストローブおよびラッチ・タ
イミングが、各ビットプレーンの「オン」時間を制御す
る。従って、印刷セグメント２の場合、クロック・バー
ストおよびビットプレーン１データ，ビットプレーン２
データ，ビットプレーン３データ，ビットプレーン４デ
ータのデータ転送は、ｔ₁₉〜ｔ₂₁，ｔ₂₅〜ｔ₂₆，ｔ₂₇〜
ｔ₂₈，ｔ₂₉〜ｔ₃₀，ｔ₃₁〜ｔ₃₂でそれぞれ行なわれ、対
応するラッチはｔ₂₃〜ｔ₂₄，ｔ₂₆〜ｔ₂₇，ｔ₂₈〜ｔ₂₉，
ｔ₃₀〜ｔ₃₁，ｔ₃₂〜ｔ₃₃で行なわれる。ストローブ２
は、偽ビットプレーン・データのラッチの後に現われる
ｔ₂₅から、ビットプレーン４データのラッチの後のｔ₃₄
までにイネーブルなる。高ビット・レート（例えば、約
４ＭＨｚ），温度によるばらつきおよびストローブ・タ
イミングによって、プリントヘッドを制御するためには
高速プロセッサが必要になる。

【００３６】従って、特定の問題を克服し、従来の方法
およびメカニズムに対して特定の利点を実現する熱プリ
ントヘッドを用いるグレー階調印刷方法について説明し
てきた。従来の技術に対する改善点は重要である。ディ
ザ・グレー技術を用いずにグレー階調でファクシミリ印
刷が可能になる。標準的な厚膜または薄膜ヘッドを利用
して、グレー階調印刷が実現できる。さらに、１０ミリ
秒／ライン（次のラインへの先送りを含む）の制限内
で、１７２８ビット・ラインで１６グレー階調印刷が実
現できる。そして、ファクシミリによる１６グレー階調
印刷の米国軍用規格も満足することができる。

【００３７】以上、本発明の実施例に従って、上記の目
的および利点を十分満足する熱プリントヘッドを利用す
るグレー階調印刷方法が提供された。本発明は特定の実
施例と共に説明してきたが、以上の説明から多くの変
更，修正および変形は当業者には明らかである。よっ
て、本発明は添付の特許請求の範囲内のすべての変更，
修正および変形を含むものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の一般的な熱プリントヘッドの概略図
を示す。

【図２】図１のプリントヘッドの従来のタイミング特性
の概略図を示す。

【図３】プリントヘッド起動時間に依存する、パルプ紙
および樹脂感熱紙上における薄膜プリントヘッドからの
画像の光密度を示すグラフである。

【図４】本発明の好適な実施例による熱プリントヘッド
を用いるグレー階調印刷方法を実行するシステムのブロ
ック図を示す。

【図５】本発明の好適な実施例による熱プリントヘッド
を用いるグレー階調印刷方法のフローチャートを示す。

【図６】本発明の好適な実施例によるプリントヘッド方
法およびタイミングの概略図を示す。

【符号の説明】

４０ＣＰＵ４２クロック発生器４４データ４６データ・バス４８同期シリアル・インタフェース（ＳＳＩ）５０ラッチ５２タイマ５４プリントヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ローレン・マーティン・ラストアメリカ合衆国アリゾナ州チャンドラー、ウェスト・エル・プラド2204

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷される用紙の特性把握を行ない、前
記用紙に対するグレー・スケールの設定された印刷時間
を判定する段階（６０）；複数のビットプレーン・デー
タ・セットにおいてグレー・スケール・イメージのライ
ンを定める段階（６２）；第１ビットプレーン・データ
・セットをシフト・レジスタに入力する段階（６４）前
記第１ビットプレーン・データ・セットを前記シフト・
レジスタからラッチに転送する段階（７２）；前記ラッ
チ内の前記第１ビットプレーン・データ・セットと、前
記設定された印刷時間とを用いて、前記グレー・スケー
ル・イメージの前記ラインのセクションの印刷を開始す
る段階（８０）；残りのビットプレーン・データ・セッ
トを前記シフト・レジスタに順時入力する段階（６
４）；前記残りのビットプレーン・データ・セットを前
記ラッチに順次転送する段階（７０）；前記設定された
印刷時間を用いて、前記グレー・スケール・イメージの
前記ラインの前記セクションの印刷を完了する段階（８
６）；によって構成されることを特徴とする熱プリント
ヘッドを用いて用紙にグレー階調印刷する方法。
【請求項２】印刷される用紙の特性把握を行ない、前
記用紙に対するグレー・スケールの設定された印刷時間
を判定する段階（６０）；複数のビットプレーン・デー
タ・セットにおいてグレー・スケール・イメージのライ
ンを定める段階（６２）；第１ビットプレーン・データ
・セットをシフト・レジスタに入力する段階（６４）前
記第１ビットプレーン・データ・セットを前記シフト・
レジスタからラッチに転送する段階（７２）；前記ラッ
チ内の前記第１ビットプレーン・データ・セットと、前
記設定された印刷時間とを用いて、前記グレー・スケー
ル・イメージの前記ラインのセクションの印刷を開始す
る段階（８０）；残りのビットプレーン・データ・セッ
トを前記シフト・レジスタに順時入力する段階（６
４）；前記残りのビットプレーン・データ・セットを前
記ラッチに順次転送する段階（７０）；前記設定された
印刷時間を用いて、前記グレー・スケール・イメージの
前記ラインの前記セクションの印刷を完了する段階（８
６）；によって構成されることを特徴とする熱プリント
ヘッドを用いるファクシミリで用紙にグレー階調印刷す
る方法。
【請求項３】熱プリントヘッド起動時間に応答して、
感熱紙の光学的不透明度を特性把握する段階（６０）；
熱プリントヘッド起動時間を複数のビット・プレーン・
データ・セットに対応させる段階（６２）；一連のビッ
トプレーン・データ・セットをシフト・レジスタに入力
する段階（６４）；前記一連のビットプレーン・データ
・セットを前記シフト・レジスタからラッチに転送する
段階（７２）；前記ラッチ内の前記一連のビットプレー
ン・データ・セットを用いてグレー・スケール・イメー
ジを印刷する段階（８０）；前記シフト・レジスタ内の
前記一連のビットプレーン・データ・セットをリフレッ
シュする段階（７０）；および前記グレー・スケール・
イメージの印刷中に、リフレッシュされたビットプレー
ン・データ・セット（７６）を前記ラッチ内にラッチす
る段階（８０）；によって構成されることを特徴とする
熱プリントヘッドを用いて感熱紙にグレー階調でファク
シミリ・データを印刷する方法。
【請求項４】ビットプレーン・データを処理する中央
処理手段（４０）；前記中央処理手段（４０）に結合さ
れ、ビットプレーン・データを転送するデータ・バス手
段（４６）；前記中央処理手段（４０）と前記データ・
バス手段（４６）とに結合され、ビットプレーン・デー
タの転送を制御するクロック手段（４２）；前記中央処
理装置（４０）と、前記データ・バス手段（４６）と、
前記クロック手段（４２）とに結合され、前記ビットプ
レーン・データを与える同期シリアル・インタフェース
手段（４８）；前記データ・バス手段（４６）に結合さ
れ、一定の値で前記ビットプレーン・データを安定化す
るラッチ手段（５０）；および前記同期シリアル・イン
タフェース手段（４８）と前記ラッチ手段（５０）とに
結合され、前記ビットプレーン・データを印刷する手
段；によって構成されることを特徴とするビットプレー
ン・データをグレー階調印刷するシステム。