JPH0624944U

JPH0624944U - サーマルヘッドの制御装置

Info

Publication number: JPH0624944U
Application number: JP6882392U
Authority: JP
Inventors: 俊哉渡辺
Original assignee: Graphtec Corp
Current assignee: Graphtec Corp
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】【目的】サーマルヘッドにおいて、各発熱素子に対す
る通電時間を細分化して制御する場合、印字データ数の
増加を抑え、かつ高速印字を可能とする。【構成】１ラインの印字に必要な発熱素子に対する通
電時間を、２進法に基づいて複数のそれぞれ異なる通電
時間単位に分割すると共に、この分割された通電時間単
位毎に各発熱素子の通電制御を行う。この結果、発熱素
子へ与える通電時間を細かく制御するような場合に印字
データ数の増加を抑制できると共に、印字を高速で行う
ことができる。また、所定の通電時間単位順に通電制御
が行われるため、印字が効率良く行える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発熱素子の通電により記録紙への印字を行うサーマルヘッドの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般にこの種のサーマルヘッドは、複数の発熱素子を備え、これら複数の発熱素子へ各個に通電して発熱させることにより記録紙への印字を行うものとなっている。図５は、このようなサーマルヘッドの構成を示すブロック図であり、図中、１はサーマルヘッド（以下、ヘッド）であり、ヘッド１は、共通電極１１、複数の個別電極１２Ａ，１２Ｂ、発熱抵抗体等の複数の発熱素子１３、複数のアンド回路からなるアンド回路群１４、ラッチ回路１５、シフトレジスタ１６から構成されている。なおヘッド１と接続されるＶＲＣ（ベクター・ラスター・コンバータ）２は、複数の発熱素子のうち所望の発熱素子を選択して通電させるデータ信号ＤＴをヘッド１へ出力するものであり、図示しない上位装置からのコマンドデータＣＭを入力してベクターデータに変換すると共に、このベクターデータをさらにラスターデータ（各発熱素子に対応するドットデータ）に変換し、ヘッド１内のシフトレジスタ１６へシリアルデータ信号ＤＴとして出力する。

【０００３】そして、シフトレジスタ１６は、この信号ＤＴを図示しない制御回路からのクロック信号ＣＬＫに同期して１ビット（１ドット）づつ入力し所定のビット数分入力すると、ラッチ回路１５へ出力し、ラッチ回路１５は制御回路からのラッチ信号ＬＴＨでこのデータを保持する。アンド回路群１４を構成する各アンド回路の一方の入力端子には、ラッチ回路１５により保持されているデータの各ビットが出力されており、このとき制御回路からのストローブ信号ＳＴＢを他方の入力端子で入力すると、各ビット出力に応じた電圧が各個別電極１２Ｂへ印加する。この結果、共通電極に接続されている電源Ｅから各個別電極１２Ａ及び各発熱素子を通って各個別電極１２Ｂ側へ電流が流れ所望の発熱素子が通電される。これら各発熱素子の対向面には図示しない感熱記録紙や熱溶融性インク等が配され、選択され通電された発熱素子の発熱により記録紙上に画像が形成される。

【０００４】このようなヘッドでは、一定濃度の画像を得るために、ドット単位、つまり発熱素子単位で発熱時間を制御することが行われている。一般に各発熱素子の発熱時間（通電時間）を制御する場合は、発熱素子自身の温度，過去の印字による余熱及び発熱抵抗体の抵抗値のばらつき等の要因を考慮して制御されるものとなっている。図６はこのような発熱素子の発熱時間を制御する状況を示すタイミングチャートであり、各発熱素子の通電時間を３段階、即ち３階調で制御する例である。図６において、（ａ）はクロック信号ＣＬＫ、（ｂ）はデータ信号ＤＴ、（ｃ）はラッチ信号ＬＴＨ、（ｄ）はストローブ信号ＳＴＢを示し、通電時間を決定するストローブ信号ＳＴＢの時間幅は各タイミングで等しくなるように設定されている。そして１ラインのデータを印字する場合は、まず１回目のデータＤＴ（１−１）として各発熱素子に対応するドットデータをクロック信号ＣＬＫ及びラッチ信号ＬＴＨにより上記したラッチ回路１４に保持させると共に、ストローブ信号ＳＴＢにより各発熱素子毎に通電させ印字させる。次に２回目，３回目のデータの印字の際にも同様な制御が行われ、３回目の印字が行われると、同一ラインの印字は終了し次のラインの印字が行われる。ここで、例えば或発熱素子に対し通常の通電時間を与えたい場合には、１ラインの各データＤＴ（１−１）〜データＤＴ（１−３）に対応のドットデータをセットすると共に、２／３倍の通電時間を与えたい場合には例えば１回目のデータＤＴ（１−１）及び２回目のデータＤＴ（１−２）に対応のドットデータをセットし、３回目のデータＤＴ（１−３）にはこれを非印字データとする。このようにして印字の濃度を３段階に可変することができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このように、各発熱素子の特性を考慮して各発熱素子の通電時間を制御する場合、通電時間をさらに細かくして例えば１６階調で制御しようとすると、１ラインの印字に際しデータを１６回繰り返して印字しなければならず、１ライン当たりの印字データが増加するため、これらのデータを記憶するメモリの容量が大になると共に、データ転送に要する時間が長くなるので印字を高速に行うことができないという欠点があった。また、この構成で印字を高速に行おうとした際は、クロック信号ＣＬＫ等を高速にしてデータの転送を高速で行わなければならず、その結果、高い速度に対応した素子を用いる必要が生じ、結果としてコスト高を招くという欠点もあった。したがって、本考案は、各発熱素子に対する通電時間を細分化して制御する場合において、印字データ数の増加を抑え、印字を高速で行うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このような課題を解決するために本考案は、記録紙への１ラインの印字に必要な発熱素子の通電時間を２進法に基づいて複数のそれぞれ異なる通電時間単位に分割する手段と、この分割された通電時間単位毎に発熱素子への通電制御を行う手段とを設けたものである。また、発熱素子の通電制御を行う場合，所定の通電時間単位順に制御する手段を設けたものである。

【０００７】

【作用】

１ラインの印字に必要な発熱素子の通電時間は、２進法に基づいて複数のそれぞれ異なる通電時間単位に分割され、分割された通電時間単位毎に発熱素子への通電制御が行われる。また、通電制御は、所定の通電時間単位順に行われる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案について図面を参照して説明する。図１は、本考案に係るサーマルヘッドの制御装置の一実施例を示す図である。同図において、図５の従来装置と同等部分は同一符号を付してその説明を省略する。図１において、３は後述の制御回路からの情報に基づいてヘッド１内の各発熱素子１３毎の通電時間を示すストローブ信号の時間幅を決定するストローブ信号発生回路、４はセレクタ、５は上記各発熱素子１３へ通電するためのドットデータを記憶するメモリ、６は制御回路である。

【０００９】ここで、ＶＲＣ２は、コマンドデータＣＭを入力すると、このデータを１ラインのラスターデータ、即ちドットデータに変換する。このドットデータは、ストローブ信号発生回路３へ送られ、ストローブ信号発生回路３において、ストローブ信号の時間幅、即ちヘッド１内の各発熱素子単位毎の通電時間が決定される。この通電時間は、印字を例えば１６段階、つまり１６階調の印字を行う場合、２ ⁰ 〜２³ に対応する４ビットの２進数で表わされる。なお、この通電時間の決定には、各発熱素子の印字履歴，ヘッド１の温度及び発熱素子の抵抗値等の印字条件が考慮されており、これらの情報は制御回路６から与えられる。

【００１０】このような２進数で表され通電時間の定められたドットデータは、制御回路６の指示により一旦メモリ５にセットされる。そして、こうしたドットデータが発熱素子１３_n に対応するドットデータＤＴ_n までメモリ５にセットされると、メモリ５内には１つのストローブ単位のデータ（後述する通電時間ｔ，２ｔ，４ｔ，８ｔ毎のデータ）が形成される。このストローブ単位のドットデータが所定単位作成されると、これらのストローブ単位のデータは、制御回路６の指示によりメモリ５から読み出されセレクタ４を介しシリアルデータとしてヘッド１へ送出される。なお、セレクタ４はメモリ５からヘッド１へのドットデータをストローブ単位で切り替えるものである。こうしてヘッド１へストローブ単位のドットデータがセットされると、制御回路６はラッチ信号ＬＴＨをヘッド１へ送出してこのドットデータを保持すると共に、ストローブ信号発生回路３からの情報に基づく時間幅のストローブ信号ＳＴＢを出力してドットデータに対応した発熱素子１３に対し通電を行い、この結果記録紙への印字が行われる。こうしてストローブ単位のドットデータが印字されると、次のストローブ単位のデータがメモリ５から読み出されて同様に印字される。

【００１１】図２は、メモリ５に記憶され各発熱素子に対応したドットデータの状況を示す図であり、上記したように２進数で表されている。図２の例によると、ドット「１」に対応する発熱素子１３₁ は、通電時間が「０」であるので印字がなされず、また、ドット「２」に対応する発熱素子１３₂ は、通電時間が「１０」であるので１ラインの印字を１６階調で行う場合の最大通電時間を「１６」とした場合、通電時間が「１０」だけ割り当てられている。また、ドット「３」に対応する発熱素子１３₃ は、通電時間が「８」であるので１ラインの印字を通じて通電時間が「８」だけ割り当てられる。そして、メモリ５に対するドットデータの書き込み読みだしは、上記のストローブ単位、即ち通電時間ｔ，２ｔ，４ｔ，８ｔ毎に行われる。

【００１２】次に、図３は、各発熱素子１３による印字動作を示すタイミングチャートである。同図において、（ａ）はクロック信号ＣＬＫ、（ｂ）はドットデータ信号ＤＴ、（ｃ）はラッチ信号ＬＴＨ、（ｄ）はストローブ信号ＳＴＢを示し、また、（ｅ），（ｆ）はそれぞれクロック信号ＣＬＫ，ドットデータ信号ＤＴを拡大したタイミングチャートである。図３は、１ライン印字を１６階調で行う場合に、印字時間（通電時間）を時間ｔ，時間ｔの２倍の通電時間を有する時間２ｔ，時間ｔの４倍の通電時間を有する時間４ｔ，時間ｔの８倍の通電時間を有する時間８ｔの４つに分割し、時間ｔ，２ｔ，４ｔ，８ｔの順のタイミングで印字する例を示している。即ち、メモリ５に対する各通電時間ｔ，２ｔ，４ｔ，８ｔ毎のドットデータのセットが終了すると、図３（ｃ），（ａ）に示すように、制御回路６はラッチ信号ＬＴＨ１を出力すると共に、続いて、クロック信号ＣＬＫを出力する。この結果、メモリ５に格納されているタイミングｔに対応したデータＤＴがセレクタ４を介して１ドットずつ読み出されてヘッド１へ送出されセットされる。このセットされるドットデータは、図３（ｅ），（ｆ）に示すように、各発熱素子に対応した各ドット毎にオン（「１」），オフ（「０」）の何れかが選ばれクロック信号ＣＬＫの立ち上がりで順次更新されてゆく。こうして通電時間ｔに相当するドットデータＤＴがヘッド１内のラッチ回路１５にセットされると、制御回路６は図３（ｃ）に示すようにラッチ信号ＬＴＨ２を出力してデータＤＴを保持させる共に、続いて、図３（ｄ）に示すように時間ｔに相当するストローブ信号ＳＴＢを立ち上げる。この結果、ヘッド１内のアンド回路群１４からドットデータＤＴが出力され対応する各発熱素子１３が時間ｔだけ通電される。

【００１３】なお、このラッチ信号ＬＴＨ２の出力により次の通電時間２ｔに相当するドットデータ２ＤＴが読み出されてヘッド１へセットされ、さらにラッチ信号ＬＴＨ３、及びストローブ信号ＬＴＢにより各発熱素子に対し、時間２ｔ分の通電が行われる。以下、通電時間４ｔ，８ｔに相当するドットデータ４ＤＴ，８ＤＴのセットによる通電動作も同様に行われる。

【００１４】このように本考案は、１ラインの印字に必要なストローブ信号ＳＴＢの時間幅をＴとしたとき、次の式（１），（２）が成立するような、２進法に基づく単位ストローブ時間幅（通電時間）ｔを決定して発熱時間を制御するようにしたものである。即ち、Ｔ＝ｔ＋２ｔ＋４ｔ＋８ｔ（１６階調の場合）・・・・・・・（１）Ｔ＝ｔ＋２ｔ＋４ｔ＋８ｔ＋１６ｔ（３２階調の場合）・・・（２）

【００１５】なお、上記実施例では、ヘッド１の通電タイミングを時間ｔ，２ｔ，４ｔ，８ｔの順に与える例を説明したが、この方法では最初に短い時間の印字を行うことになるので、サーマルヘッドの発熱が有効に伝達されない可能性がある。即ち、図３のタイミングチャートに基づいて例えば９階調の印字を行う場合、通電時間の順序を時間ｔ，２ｔ，４ｔ，８ｔの順にすると、時間ｔのときに最初の印字が行われ、時間２ｔ，４ｔでは印字が行われず、最後の通電時間８ｔのときに最後の印字が行われる。この場合、最初の通電時間ｔのときの印字による発熱素子の発熱は、通電時間８ｔのときの印字時には放熱されてしまい、有効に伝達されない。

【００１６】したがって、図４（ａ）に示すように、印字タイミングを時間８ｔ，２ｔ，ｔ，４ｔの順にする。つまり、一番長い通電時間８ｔを与えて最初の印字を行い、続いて三番目に長い通電時間２ｔを与えて２番目の印字を行うと共に、３番目の印字は最も短い通電時間ｔを与えて行い、最後の印字は二番目に長い通電時間４ｔを与えて行う。なお、ここでＴは１ラインの印字に必要な印字時間を示している。このように通電時間の短い印字タイミングを中間に配し、通電時間の長い印字タイミングを最初もしくは最後に配するようにすれば、最初の印字による余熱が最後の印字タイミング時までに保持され、有効な印字を行うことができる。なお、図４（ｂ）は印字タイミングを５ビットで表現し、３２階調で印字を行う場合の各印字タイミングの順序を示している。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、１ラインの印字に必要な発熱素子に対する通電時間を、２進法に基づいて複数のそれぞれ異なる通電時間単位に分割し、この分割された通電時間単位毎に発熱素子の通電制御を行うため、発熱素子へ与える通電時間を細かく制御するような場合に印字データ数の増加を抑制でき、したがって少ないメモリ容量で高精度な印字制御を行うことが可能になると共に、印字を高速に行うことができる。また、所定の通電時間単位順に通電制御を行うようにしたため、印字制御を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るサーマルヘッドの制御装置の一実
施例を示すブロック図である。

【図２】上記装置のサーマルヘッドの通電時間の制御状
況を説明する図である。

【図３】上記装置の印字動作を示すタイミングチャート
である。

【図４】上記装置の他の実施例動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図５】従来装置のブロック図である。

【図６】従来装置の印字動作を示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１サーマルヘッド２ＶＲＣ３ストローブ信号発生回路４セレクタ５メモリ６制御回路１１共通電極１２Ａ，１２Ｂ個別電極１３発熱抵抗体１５ラッチ回路１６シフトレジスタＣＭコマンドデータＤＴデータ信号ＳＴＢストローブ信号ＬＴＨラッチ信号ＣＬＫクロック信号

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】サーマルヘッド内に設けられた複数の発
熱素子に対応した印字データを送出し、前記複数の発熱
素子を各個に通電することにより記録紙への印字を行う
サーマルヘッドの制御装置において、前記記録紙への１ラインの印字に必要な前記発熱素子の
通電時間を２進法に基づく複数の通電時間単位に分割す
る手段と、この分割された通電時間単位毎に前記発熱素
子への通電制御を行う手段とを備えたことを特徴とする
サーマルヘッドの制御装置。
【請求項２】請求項１記載のサーマルヘッドの制御装
置において、分割された前記複数の通電時間単位毎の通電制御を所定
の順序にしたがって制御する手段を備えたことを特徴と
するサーマルヘッドの制御装置。