JPH0911519A - バイナリデータに対して重み付けを行う並列入力プリントヘッドのための変調手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 並列入力プリントヘッドでプリントするよう
に設計された以上のレベルの画像データをプリントする
装置と方法を実現することが本発明の目的である。 【解決手段】 画像データ信号より狭い入力データバス
を有する並列入力プリントヘッドを用いて画像データ信
号をプリントする方法であって、画像データ信号を複数
のデータグループへ分割し、そのデータグループのそれ
ぞれが（１）入力データバスの幅に等しい最大許容幅を
持ち、（２）画像データ信号の連続的バイナリ値ビット
で構成する工程と、データグループの１つをプリントヘ
ッドへロードする工程と、画像データ信号へのバイナリ
加重にしたがって１つのデータグループのデータをプリ
ントする工程と、データグループごとに、このロードス
テップとプリントステップを繰り返す工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基本的に、並列入
力プリントヘッドを有する画像プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】サーマ
ルプリンタは、従来からシリアル入力プリントヘッドを
使用してきた画像プリンタの一例であり、そこでは１つ
か複数の単一ビット幅のデータ入力を受け取る。図１
に、サーマルプリンタの構成例を示すが、そこではドナ
ーメディアから画像受像メディアへ染料やワックスの転
写を行なうようになっている。ＨＥＡＤＣＬＫシグナル
によってデータが一連のシフトレジスタ１０にクロック
合わせしてある。シフトレジスタのそれぞれに格納され
ているデータがＬＡＴＣＨシグナルの作用によってそれ
ぞれのラッチレジスタ１２へ転送される。次いで、ＥＮ
ＡＢＬＥシグナルが一連のＡＮＤゲート１６に作用する
ことにより、ラッチレジスタに格納されているデータに
したがって、ヒーター要素１４が活動化する。ただし、
プリントしようとする画像はピクセル当り複数ビットの
ものが多い。従来からの一連の入力プリントヘッドには
１行分の画像データに連携している情報をすべて１回で
格納することはできないので、シリアル入力プリントヘ
ッドに何回もデータをロードしないとピクセル画像当り
複数ビットを再生することができない。過去何年間とい
うもの、こうしたシリアル入力プリントヘッドを用いて
複数ビット画像をプリントする手法が考案されてきた。
1986年11月4日にブラウンシュタインに許諾された特許N
o.4,621,271、1991年2月19日にＨ.ケーンに許諾された
特許No.4,994,822、1989年2月21日にＫ.セキネに許諾さ
れた特許No.4,806,950、1990年8月21日にＫ.スズキらに
許諾された特許No.4,951,152にその例を見ることができ
る。

【０００３】シリアル入力プリントヘッドを内蔵したシ
ステムを図２に示す。Ｎビット幅の画像データが与えら
れると、先行技術の変調手法ではＮ回と２^N回との間で
プリントヘッドへデータをロードしないと、２^Nで可能
なプリント密度に達しない。シリアル入力プリントヘッ
ドを用いると、プリントヘッドをロードする回数がプリ
ント速度を左右する主要要素になる。したがって、先行
技術による変調手法では、プリントヘッドにＮ回ロード
すれば２^Nのプリント密度に達し、高速にプリントでき
るが、画像の品質が劣っていた。プリントヘッドに２^N
回ロードしなければならない変調手法では、これより画
像品質が高くなるのが通常だが、プリント時間が長くな
る。したがって、プリント時間が高速でなおかつ画像品
質が高いプリントヘッド構造と変調手法を実現すること
が望まれていた。

【０００４】最近になり、複数ビット幅のデータバスを
受け付ける並列入力プリントヘッドが市場に投入されて
きた。そうしたプリントヘッドの一例を図３に示す。一
連のシフトレジスタ１８に画像データを格納する。一連
の８ビットＤＯＷＮカウンタ２０とフリップフロップ２
２がプリントヘッド自体の複数ビット画像データを変調
する手段の働きをする。こうした並列入力プリントヘッ
ドを内蔵したシステムを図４に示す。

【０００５】ここまでで予測されるように、並列入力プ
リントヘッドの制御はシリアル入力プリントヘッドの制
御とは若干異なる。図５に、制御シーケンスの一例を示
す。ＨＥＡＤＣＬＫシグナル２６を１回にＮビットずつ
パルス化することにより、ＤＡＴＡシグナル２４をプリ
ントヘッドのシフトレジスタ１８（図３）にクロック合
わせしてある。１行分のデータがプリントヘッドにロー
ドされると、ＬＡＴＣＨ〜シグナル２８がＬＯＷにパル
ス化して、シフトレジスタ１８の内容がＤＯＷＮカウン
タ２０へロードされる。ＤＯＷＮカウンタ２０へのロー
ドが済むと、ＳＥＴ〜シグナル３０がＬＯＷへパルス化
されることにより、フリップフロップ２２をセットでき
るようになる。フリップフロップ２２をセットすると、
ＥＮＡＢＬＥ〜シグナル３４の作用によってそれぞれの
ヒーター要素３２を付勢できるようになる。ＥＮＡＢＬ
Ｅ〜シグナル３４がアクティブなあいだ、ＣＯＵＮＴＣ
ＬＫシグナル３６のクロック合わせを行なうことによ
り、このシステムによってパルス幅変調を行なう。個々
のカウンタ２０がゼロに達すると、カウンタのキャリー
出力が活動化し、カウンタのキャリー出力に連携したフ
リップフロップ出力がクリアされる。これにより、ヒー
ター要素３２の１つひとつがＯＦＦになる。

【０００６】画像データのビット数Ｎが並列プリントヘ
ッドの入力バスのビット数Ｍ以下になると、画像データ
で表現される２^Nのプリントレベルすべてのプリント手
段を並列入力プリントヘッドが直接実現する。ここまで
で、高品質の画像を高速でプリントできるようになる。
ただし、画像データのビット数が並列入力プリントヘッ
ドのデータ入力バスのビット数を超える場合（Ｎ＞
Ｍ）、２^Nのプリントレベルすべてのプリント手段を並
列入力プリントヘッドが直接実現するわけではない。並
列入力プリントヘッドに斬新な手法を持たせないと、並
列入力プリントヘッドが直接プリントできるプリントレ
ベルを超える画像データを並列入力プリントヘッドに処
理させることができない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】並列入力プリントヘッド
でプリントするように設計された以上のレベルの画像デ
ータをプリントする装置と方法を実現することが本発明
の目的である。 入力データバスを持ち、その入力デー
タバスが画像データより狭い並列入力プリントヘッドを
使って、画像データ信号で表現するあらゆるプリントレ
ベルの生成を行なう装置と方法を実現することも本発明
のもう一つの目的である。

【０００８】本発明の特徴では、入力データバスを持
ち、その入力データバスが画像データより狭い並列入力
プリントヘッドを使って、画像データ信号をプリントす
るプロセスでは、画像データ信号を複数のデータグルー
プへ分割し、そのデータグループのそれぞれが１入力デ
ータバスの幅に等しい最大許容幅を持ち、２画像データ
信号の連続的バイナリ値ビットで構成されているステッ
プを行なう。このデータグループはプリントヘッドに配
置し、画像データ信号へのバイナリ加重にしたがって１
つのデータグループのデータをプリントする。データグ
ループごとに、このロードステップとプリントステップ
を繰り返す。

【０００９】本発明のもう一つの特徴では、データグル
ープのビット値を反増幅化し、プリント対象の各データ
グループのバイナリ加重にしたがってある係数でプリン
タの出力を増幅することでプリントステップを構成す
る。本発明と本発明の目的およびメリットは、この先で
述べる望ましい実施の形態の詳述によって明らかにす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】この先で述べる望ましい実施の形
態の詳述は、該当する図面を参照して行なう。そうした
図面は以下のとおり：図１は、先行技術によるシリアル
入力プリントヘッドの構成図である。図２は、先行技術
によるシリアル入力プリントヘッドに用いるシステムの
構成図である。図３は、本発明に用いることができる並
列入力プリントヘッドの構成図である。図４は、図３に
示す先行技術による並列入力プリントヘッドに用いるシ
ステムの構成図である。図５は、並列入力プリントヘッ
ドを用いて行なうプリントに用いるタイミング図であ
る。図６は、本発明によるプリント装置の構成図であ
る。図７は、プリントヘッドのロードと変調の同期を示
す図である。図８は、２つのグループに分けてプリント
する４ビットデータに用いるヒーターＯＮタイミングと
ヒーターＯＮタイミングの比較図である。図９は、２つ
のグループに分けてプリントする４ビットデータに用い
るヒーターＯＮタイミングとヒーターＯＮタイミングの
タイミング図である。図１０は、画像データをグループ
に分割したところを表した図である。図１１は、画像デ
ータを各グループに分割したところを表した図である。

【００１１】この説明は、具体的には、本発明による装
置の部分を構成する要素、さらに具体的には、本発明に
よる装置と協同する要素について説明する。特に示した
り説明しない要素は、この種の技術に精通する者によく
知られている各種の形態をとると理解されたい。本発明
はサーマルプリンタ環境下で説明するが、ほかの種類の
画像処理装置にも当てはまることを理解されたい。ここ
からの説明は、別段を記さない限り、すべて、画像デー
タのビット数が並列入力プリントヘッドの入力データバ
スのビット数より大きいことを前提として行なう。

【００１２】図６に示すごとくに、Ｎビットの画像デー
タをあらかじめホストシステム３８からラインバッファ
ペア４０と４２のうちの１つへホスト−データ・コント
ローラ・インタフェース４４を介して送りこんでおく。
ホスト−データ・コントローラ・インタフェース４４
は、スイッチング機構として作用して、ラインバッファ
ペア４０と４２のうちの１つをホストシステム３８を接
続する一方、もう一方のラインバッファを入力としてデ
ータ・コントローラ４６へ接続する。この２つのライン
バッファの接続を切り替えることにより、画像データを
一方のラインバッファからデータ・コントローラ４６へ
供給できるようになる一方、同時に、その次の１行分の
画像データをもう一方のラインバッファが受け取る。た
とえば、画像データがホストシステム３８からラインバ
ッファ４０へ供給されているあいだは、ラインバッファ
４２は画像データをデータ・コントローラ４６へ供給で
きるようになっている。ラインバッファ４２内の画像デ
ータのプリントが完了すると、次いでバッファ４０内の
画像データがプリントに使われる一方、その次の１行分
のデータがラインバッファ４２へ入力される。この２つ
のラインバッファとその“ピンポン”構造により、プリ
ントレベル２^Nのプリントに要する複数回数のプリント
ヘッド・ロードによって、図３に示すごとくに画像デー
タをプリントヘッド４８へ送り込む効率的な手段が実現
する。厳密に言えば、ラインバッファ４０と４２もその
ピンポン構造もなくてもこの手法は正しく機能する。し
かしながら、こうした仕組みをなくすと、ホストシステ
ム３８から画像データを複数回数プリントヘッド４８へ
送りこまなければならなくなり、用途によっては望まし
くない場合がある。

【００１３】１行分の画像データをラインバッファ４０
と４２のいずれか一方へ格納すると、プリントプロセス
を始められるようになる。このプリントプロセスは、プ
リントヘッドのロードプロセスと変調プロセスの２つの
同期プロセスであると考えてもよい。プリントヘッド・
コントローラ５０は変調プロセスの制御を担当し、デー
タコントローラ４６はプリントヘッドのロードを担当す
る。この２つのプロセッサの同期をプリントヘッド・コ
ントローラ５０によって制御するが、このプリントヘッ
ド・コントローラ５０がシステムのタイミング全体を制
御する。プリントヘッド・コントローラ５０がプリント
ヘッド・ロードの開始を指令すると、ラインバッファ４
０と４２に格納されている画像データがデータコントロ
ーラ４６へ書き込まれる。このデータコントローラ４６
が画像データを分割し、ＨＥＡＤＣＬＫシグナル２６を
トグルすることにより、所定のグループのビットをプリ
ントヘッド４８へ書き込む。１行分のデータ全部の処理
が終わり、プリントヘッド４８へのロードが終わると、
プリントヘッドへのロードが完了した旨を制御バス５２
を介してデータコントローラ４６がプリントヘッド・コ
ントローラ５０へ合図する。

【００１４】プリントヘッドへの初回のロードが完了す
ると、ＬＡＴＣＨ〜シグナル２８をパルス化して、シフ
トレジスタの内容をプリントヘッドのＤＯＷＮカウンタ
２０へロードする（図３）。次いでプリントヘッド・コ
ントローラがプリントヘッドへのその次のロードを開始
するように合図する。カウンタのロードが終わり、ＬＡ
ＴＣＨ〜シグナル２８が反肯定されると、ＳＥＴ〜シグ
ナル５４がＬＯＷにパルス化されることにより、フリッ
プフロップがセットされる。フリップフロップがセット
されると、ＥＮＡＢＬＥ〜シグナル３４の活動化によっ
てヒーター要素３２が付勢する。ＣＯＵＮＴシグナル３
６のクロック合わせを行なうことにより、このシステム
によってパルス幅変調が行なわれる一方、ＥＮＡＢＬＥ
〜シグナル３４がアクティブになる。個々のカウンタ２
０がゼロになると、カウンタのキャリー出力がアクティ
ブになり、カウンタのキャリー出力に連携するフリップ
フロップの出力がクリアされ、これによりヒーター要素
３２がＯＦＦになる。カウンタ全数がゼロになると、変
調プロセスが完了する。

【００１５】ここまでにおいて、プリントすべきその次
のセットのデータの変調結果が処理され、プリントヘッ
ドのシフトレジスタ１８へロードされる。このデータ
は、ＬＡＴＣＨ〜シグナル２８がパルス化されることに
より、ダウンカウンタ２０へロードされる。次いでその
次のプリントヘッド・ロードを開始すべきことをプリン
トヘッド・コントローラ５０が合図する。このプロセス
を続けていくと、画像全体のプリントが終わる。プリン
トヘッド４８の初回ロードの後は、２つのプロセスの同
期によってプリントライン間を区別する必要がないこと
を付記しておく。この２つのプロセスの同期を図７に示
す。

【００１６】ここまでの説明では、並列入力プリントヘ
ッド４８を用いてロードとプリントを行なう方法につい
て説明したが、そこではプリントレベル２^Nのプリント
が可能であるということを前提にしていた。ここからの
説明では、プリントレベル２^Nを実現するのに必要な条
件について詳述する。２ビット入力バスによって４ビッ
ト画像データと並列入力プリントヘッドを用いた例を図
８、９、１０に示す。図１０に示すごとくに、画像デー
タをデータ・コントローラ４６によって２つのグループ
に分割する。グループ１は、画像データの上位２ビット
ビット３、ビット２である。グループ２は、画像データ
の下位２ビットビット１、ビット０である。

【００１７】プリントヘッド４８には最初のグループ１
のデータをロードする。ロードが済んだら、すでに説明
した方法によってプリントヘッドを変調する。グループ
１のデータを変調するときは、ＣＯＵＮＴＣＬＫシグナ
ル３６を公称周波数φでパルス化する。グループ１を変
調しているあいだに、グループ２をプリントヘッド４８
へロードする。ロード済みのデータセットをプリントし
ながら１セット分のデータをロードする能力について
は、すでに説明した。グループ１のデータのプリントが
現行の行について完了すると、グループ２のデータをプ
リントする。グループ２のデータをプリントしているあ
いだ、φの４倍の周波数でＣＯＵＮＴＣＬＫシグナル３
６をパルス化する。したがって、１行分の画像データの
プリントには、もとのデータを分割した対象へデータグ
ループのそれぞれをロードしプリントすることが必要に
なる。

【００１８】図８に、ＣＯＵＮＴＣＬＫシグナルの周波
数変動によいるヒーターＯＮタイムの相違を示す。グル
ープ２のＣＯＵＮＴＣＬＫシグナルの係数４の増加が２
グループのデータの最下位ビット間の加重の差によって
起きている。グループ１の最下位ビットはもとの画像デ
ータのビット２である。このビットの加重は、グループ
２の最下位ビットの４倍２²であり、ビット・ゼロであ
る。

【００１９】ここまでをまとめると、ここまでで説明し
た手法は、あらかじめ画像データを分割しておく、すな
わちＮビット幅のデータをを複数のデータグループへ分
割しておくことで構成する。どのグループの最大許容幅
も並列入力プリントヘッド４８の入力バスの幅である。
どのグループももとの画像データの連続ビットで構成す
る。画像データのこのような分割の例を図１１に示す。
図１１には、１１ビットの画像データを３つのグループ
に分割したところが示してある。グループ０は、画像デ
ータの最下位４ビットでできている。グループ１は、画
像データのその次の最下位４ビットでできている。グル
ープ２は、画像データのその次の最下位３ビットででき
ている。図１１にはＭＵＸを用いて画像データの分割を
行なうところが示してあるが、この機能を実現する方法
はほかにも数多くのものがあると考えられる。

【００２０】画像データで表現される２^Nレベルのプリ
ントは、それぞれのグループのデータをプリントするこ
とにより行なう。たとえば、グループ０のデータはプリ
ントヘッド４８にロードしてプリントする。次にグルー
プ１のデータをロードしてプリントする。終わりに、グ
ループ２のデータをロードしてプリントする。グループ
のロードとプリントを行なう順序はシステムの条件に合
うものを選んでも構わないが、もとの画像データのバイ
ナリ加重にしたがってそれぞれのグループのプリントや
変調が行なわれるのでなければならない。

【００２１】再度図１１に示すごとくに、グループ１の
変調にはグループ０の変調の１６倍の加重を行なう。グ
ループ２の変調にはグループ１の変調の１６倍、すなわ
ちグループ０の変調の２５６倍の加重を行なう。こうし
た加重は、システム効果を考慮に入れて経験的に決める
ことが必要な実際の加重に近似させた加重である。この
加重、具体的にはデータを変調する速度は、ＣＯＵＮＴ
ＣＬＫシグナル３６によって制御する。ＣＯＵＮＴＣＬ
Ｋをパルス化する周波数によって、加熱要素をＯＮする
時間の長さ、すなわち加重の程度が決まる。先ほど示し
た例におけるごとくに、グループ０のＣＯＵＮＴＣＬＫ
周波数はグループ１の１６倍に近似させてあり、グルー
プ１のＣＯＵＮＴＣＬＫ周波数はグループの１６倍に近
似させてある。

【００２２】したがって、１行分の画像データをプリン
トするには、プリントヘッド４８に複数回数データをロ
ードしなければならない。それぞれのセットのデータ
は、もとの画像データの隣接するセットのビットででき
ていて、もとの画像データ中のそのセットの位置で表さ
れる速度で変調される。

【００２３】ここまでの説明により、本発明は、データ
ビット幅Ｎの画像データを受け取り、プリントヘッドに
Ｍビット幅の並列データバスがある（Ｎ＞Ｍ）場合にお
いて、２^Nのプリントレベルを生成することを行なう発
明である。本発明を用いれば、プリントヘッドの所定の
使用におけるより高いプリントレベルの生成が可能にな
る。１行分の画像データのプリントという観点でみれ
ば、本発明は、エネルギーをさまざまな方法で分散する
ことができる。本発明は、望ましい実施態様を示して詳
述したが、本発明の趣旨と範囲を外れることなく変化形
と改良形が可能であることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術によるシリアル入力プリントヘッドの
構成図である。

【図２】先行技術によるシリアル入力プリントヘッドに
用いるシステムの構成図である。

【図３】本発明に用いることができる並列入力プリント
ヘッドの構成図である。

【図４】図３に示す先行技術による並列入力プリントヘ
ッドに用いるシステムの構成図である。

【図５】並列入力プリントヘッドを用いて行なうプリン
トに用いるタイミング図である。

【図６】本発明によるプリント装置の構成図である。

【ず７】プリントヘッドのロードと変調の同期を示す図
である。

【図８】２つのグループに分けてプリントする４ビット
データに用いるヒーターＯＮタイミングとヒーターＯＮ
タイミングの比較図である。

【図９】２つのグループに分けてプリントする４ビット
データに用いるヒーターＯＮタイミングとヒーターＯＮ
タイミングのタイミング図である。

【図１０】画像データをグループに分割したところを表
した図である。

【図１１】画像データを各グループに分割したところを
表した図である。

【符号の説明】

２４ データバス ４８ プリントヘッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データ信号より狭い入力データバス
   を有する並列入力プリントヘッドを用いて画像データ信
   号をプリントする方法において、 画像データ信号を複数のデータグループへ分割し、その
   データグループのそれぞれが（１）入力データバスの幅
   に等しい最大許容幅を持ち、（２）画像データ信号の連
   続的バイナリ値ビットで構成する工程と、 データグループの１つをプリントヘッドへロードする工
   程と、 画像データ信号へのバイナリ加重にしたがって１つのデ
   ータグループのデータをプリントする工程と、 データグループごとに、このロードステップとプリント
   ステップを繰り返す工程とを有するプリント方法。
2. 【請求項２】 所定の幅の入力バスを有する並列入力プ
   リントヘッドと、 もとのデジタル画像データを複数のデータグループへ分
   割し、そのデータグループをもとの画像データの連続ビ
   ットで構成するので、どのグループの最大幅であっても
   プリントヘッドの入力バスの幅になるデータコントロー
   ラと、 プリントヘッド・コントローラとを有して構成され、 プリントヘッド・コントローラにより、１つのデータビ
   ット・グループをプリントヘッドへロードし、加重によ
   ってプリントヘッドを変調するが、ここでその加重はも
   との画像データ中の１つのグループのデータビットの有
   意性を表す加重であり、さらにデータビット・グループ
   を交互に連続的にプリントヘッドへロードし、加重によ
   ってプリントヘッドを変調するが、ここでその加重はも
   との画像データ中のお互いの１つのグループのデータビ
   ットの有意性を表す加重であることを特徴とするプリン
   タ。