JPH11263034A - プリンタの熱要素のイネ―ブル群の大きさ及び動作を決定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる出力を有する種々の電源で動作を許容
するためにプリンタの熱要素のイネーブル群の大きさ及
び動作を決定する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 各要素が画像データにより発生された信
号に対応して電源により作動される熱プリンタの熱要素
のイネーブル群をサイジングし、作動する方法であっ
て、該電源の最大出力により作動可能な熱要素の最大数
を決定し、該画像データにより作動されうる熱要素の数
がプリント動作中のいかなる時点でも熱要素の該最大数
より大きくなくするために該画像データに不作動データ
を導入するイネーブル群をサイジングし、作動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は異なる出力を有する
種々の電源で動作を許容するためにプリンタの熱要素の
イネーブル群の大きさ及び動作を決定する方法及び装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱プリンタは画像の一のラインを紙のよ
うなプリント媒体上にプリントする熱要素の単一の列を
有する。各熱要素はプリント媒体上にドナーからの染料
を溶かす電気抵抗ヒーターで実現される。そのようにし
て各要素はそれが作動するときには常に顕著な量の電流
を使用する。そのようなプリンタのプリントヘッドの熱
要素の数が５１２から数千の間である故に全ての熱要素
が同時に駆動される場合には大容量の電源が必要とな
る。そのような大きな容量の電源の必要性を回避するた
めにそれらを異なる時間に作動する２以上のイネーブル
群に分割するために熱要素を配線することが従来技術で
知られている。そのようなイネーブル群の使用はプリン
トヘッドが一度に加熱要素の全てを作動するために不充
分な最大出力の電源により駆動することを許容する。動
作に於いて電源からの電流はイネーブル群のそれぞれの
熱要素に順次多重化され、その各群はそれを酷使するこ
となく電源により作動されるために充分小さい。そのよ
うなイネーブル群への熱要素の分割はプリンタがより小
さくより安価な電源により給電されることを許容し、そ
うでなければより長いプリント時間が必要であった。

【０００３】しかしながら熱要素を固定された数のイネ
ーブル群にハード的に配線することに関する多くの欠点
が存在する。これらの欠点が完全に理解される前にその
ような熱プリンタの全体の構造及び動作に関する背景が
必要となる。そのようなプリンタの熱要素はＮＡＮＤゲ
ートの形のスイッチを介して電源に断続的に接続され
る。ＮＡＮＤゲートはラッチ回路から受けた”０”又
は”１”のデータに対応して各々の熱要素を電源に接続
し、又は接続しない。ラッチ回路のそれぞれはマイクロ
プロセッサからの画像データストリームを受けるシフト
レジスタの１ビット幅のゲートに接続される。動作に於
いてシフトレジスタはマイクロプロセッサにより供給さ
れるクロックパルスに対応してそのゲートを通して画像
データのストリームからラッチ回路にデータビットをシ
リアルにロードする。６ビットプリンタでは”１”及
び”０”の形の６４の可能なデータが熱プリントヘッド
によりプリントされた全てのラインに対して各シフトレ
ジスタゲートを通して入り、それによりプリントヘッド
が画素当たり６４色の異なる階調を発生することを許容
する。

【０００４】５１２の抵抗プリント要素を有するプリン
トヘッドでは各要素はラッチ回路を介して各ＮＡＮＤゲ
ートに関する”１”の信号により作動される毎に２４ボ
ルトで概略４８ミリアンペアを必要とする。全ての熱要
素が同時に作動した場合には電源への負荷は２４．６ア
ンペアである。多くの電源はそのような電流を供給する
ことはできない故にある従来技術のプリントヘッドの熱
要素はイネーブル群に分割され、それらは電源の負荷を
減少するために順次作動される。例えば２４ボルトで
６．５アンペアの容量を有する電源を用いることが望ま
しい場合にはプリントヘッドの５１２個の熱要素は各々
約１２８個の４つのイネーブル群にハード的に配線され
る。動作に於いて電源からの電流は紙と染料ドナーが画
像の次のラインのプリントのためにプリントヘッドに関
して動かされる前にプリントのラインが完了するよう４
つのイネーブル群のそれぞれに対して順次多重化され
る。

【０００５】特定の数のイネーブル群へのスイッチング
回路のハード的な配線がプリントヘッドがより小さなよ
り安価な電源での作動を許容する一方でそれはまたプリ
ントヘッドの構造及び動作の両方を複雑にする。小さな
容量の電源で特定のイネーブル群での熱要素を順次作動
させるために、ＮＡＮＤゲートのそれぞれのベースリー
ドは電源の多重化を許容するために異なる配線に接続さ
れなければならない。マイクロプロセッサはＮＡＮＤゲ
ート制御画像データストリームのみならずイネーブル群
を順次作動するために必要な多重化コマンドもまた必要
となる。最も重要なことはそのようなハード的な配線で
固定された数のイネーブル群を形成することはプリント
ヘッドの使用を特定の電源にのみ限定することである。
そのような従来技術のプリントヘッドはイネーブル群の
少なくとも一つを作動させる容量を有さない電源は全く
使用できない。これは少ない又は唯一のイネーブル群を
有する従来技術のプリントヘッドで特に問題である。逆
にそのような従来技術のプリントヘッドがより高い容量
の電源に接続されて用いられる場合にはマイクロプロセ
ッサにより発生された多重信号を変更することによって
もプリント速度を増加することは不可能である。

【０００６】明らかに実質的に異なる出力を有する電源
により用いられ得る熱プリントヘッドのみならずより高
い出力の電源に接続されたときにプリント速度により受
容される電力の最適な使用をなすこともまた必要とされ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来技
術の欠点を克服した熱プリンタの熱要素のイネーブル群
をサイジングし、作動する方法及び装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の方法ではまず電
源の最大出力により作動可能な熱要素の最大数を決定す
る。次に画像データにより作動されうる熱要素の数がプ
リント動作中のいかなる時点でも熱要素の該最大数より
大きくなくするために該画像データに不作動データを導
入する。好ましくは不作動データのストリームは画像デ
ータに多重化される。

【０００９】イネーブル群の大きさを決定するために、
動作可能な熱要素の最大数で熱要素の全数が割り算され
る。得られた商は動作可能な群の数を計算するために最
近接整数に丸められる。最終的に各群の熱要素の数を決
定するためにイネーブル群の数で熱要素の全数が割り算
される。好ましい方法ではプリントヘッドの熱要素のそ
れぞれはイネーブル群の一つに割り当てられ、それらは
隣接し、相互に排他的である。本発明の方法の一の実施
例では不作動データストリームは一のイネーブル群の全
ての熱要素が画像データにより作動可能であるように多
重化される。より好ましい方法では不作動データストリ
ームはイネーブル群の熱要素のあるものは残りの要素が
不作動状態に保たれている間のいずれの時点に於いても
画像データにより作動可能であるように画像データスト
リームに多重化される。本発明の方法のこの実施例は過
剰な染料が群により発生された放射熱の集中の結果とし
て群の間の境界に堆積される望ましくない「境界画素」
現象を回避するという利点を有する。

【００１０】本発明の装置は電源と、画像データのスト
リームにより発生された信号に応答して該電源により作
動可能な熱要素の列と、該電源の最大出力を決定する該
電源の出力に接続されたセンサと、該電源の該最大出力
により作動可能な熱要素の最大数を決定し、該電源によ
り作動可能な熱要素の数が要素の該最大数より多くなら
ないようにプリント動作中に不作動データストリームを
該画像データストリームに多重化する該センサの出力に
接続されたプロセッサとからなる。

【００１１】動作の前に、プロセッサは電気的出力の電
圧の低下を引き起こすことなく作動されうる熱要素の数
を検知することにより最大のイネーブル群を決定する。
要素のこの最大数で要素の全数を割り、得られた商はイ
ネーブル群の総数を得るために最近接整数に丸められ
る。次にこの整数で熱要素の全数が割り算され、群当た
りの要素の全体の数が計算される。動作に於いてプロセ
ッサは好ましくはイネーブル群のそれぞれの要素のある
ものがプリント動作中の全ての時点で動作可能であるよ
うに不作動データストリームを画像データストリーム内
に多重化する。

【００１２】本発明の方法及び装置の両方は構造変化又
は出力アダプタを必要とせずに動作可能な簡単化された
プリントヘッド構造を有するプリンタを提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１を参照するに、数枚の図の全
てを通して同じ数は同じ部品を示し、本発明に用いられ
るよう適合されたプリンタ１は熱要素５の列を有するプ
リントヘッド３を含む。プリンタ１は所望の画素解像度
の程度に依存した５１２から数千の熱要素５を有する。

【００１４】図１と２を参照するに熱要素５のそれぞれ
はスイッチング組立体９のそれぞれのＮＡＮＤゲート８
を介して電源７に接続される。それぞれのＮＡＮＤゲー
ト８はラッチ組立体１０の特定のラッチ回路１１からそ
れに中継される”１”又は”０”のいずれかの形で「ゲ
ート閉じる」又は「ゲート開く」のデジタル信号により
作動される。次にラッチ回路１１のそれぞれはシフトレ
ジスタ１３の１ビットゲート１２の一つからその「ゲー
トを閉じる｝又は「ゲートを開く」デジタル信号を受け
る。最終的にシフトレジスタ１３はそれがマイクロプロ
セッサ１７により発生された画像データ１５のストリー
ムからゲート１２に負荷するデータビット信号を受け
る。

【００１５】プリンタ１のプリントヘッド３は紙２０に
オーバーレイする染料リボン２２にわたり熱要素５を選
択的に作動することにより感熱紙２０のシートのような
プリント媒体上に画像を発生する。染料リボン２４はス
プールローラー（図示せず）により紙２０にわたり独立
に可動であり、作動された熱要素５により接触されたと
きに紙２０上で溶解可能なシアン、マゼンタ、黄色の染
料の順次接続した領域を含む。回転可能に設けられたプ
ラテンロール２４は図示したように感熱紙２０及び染料
リボン２２の両方を支持する。ロール２４は熱要素５が
紙２０上の新たに配置にわたり熱要素５の列を配置する
ために画像の水平ラインのプリントを完了する度毎にプ
ラテンロール２４を進めるよう回転するようマイクロプ
ロセッサ１７により制御される電気モーター２５に接続
される。

【００１６】図１に示されるプリンタ１の例では５１２
個の熱要素５があり、マイクロプロセッサ１７は熱要素
５当たりプリント行当たり６ビットのデータ数を供給す
るようプログラムされている。特定の画素の色の暗さ又
は明るさが熱要素５の一つが加熱される時間に依存する
故に本発明の熱プリンタ１の６ビット容量はプリントヘ
ッド３がプリントされた画像の各画素に対してシアン、
黄色、マゼンタの６４の影を提供することを許容する。

【００１７】図２、３を参照するに従来技術のプリント
ヘッドがＮＡＮＤゲート８のドレインリードに接続され
た特定のイネーブル群配線２７により熱要素５を２以上
のイネーブル群２６ａ−ｄに分割するのが示されてい
る。配線２７はマイクロプロセッサ１７から各イネーブ
ル群２６ａ−ｄの熱要素５に順次多重スイッチング信号
２８を伝える。図２に示される特定の実施例では熱要素
５のそれぞれはそれぞれのＮＡＮＤゲート８がそれぞれ
のラッチ回路１１からそのソースリードにより受けられ
た”１”、及びイネーブル群配線２７を通してドレイン
リードにより受けられた”１”に応答して閉じられると
きはいつでも２４ボルトで約４８ミリアンペアを必要と
する。電源７が２５ボルトで２４．６アンペアを有する
場合には熱要素５をイネーブル群に分割する必要はな
い。しかしながら６．５アンペアしか電流容量のないよ
り安価な２４ボルト電源７でプリントヘッド３を作動さ
せる必要がある場合には電源７の過負荷を避けるために
熱要素５を４つのイネーブル群２６ａ−ｄに分割する必
要がある。熱要素５がそのように分割された場合には４
つの群２６ａ−ｄのそれぞれは最大でも６．１５アンペ
ア以上は引き出さず、これは電源７の容量の６．５アン
ペア以内にうまく収まっている。

【００１８】電力は上記のイネーブル群配線２７を通し
て伝えられたマイクロプロセッサ１７から”１”及び”
０”の形で多重化されたスイッチング信号２８を介して
特定のイネーブル群２６ａ−ｄで熱要素５の全てで順次
利用可能にされる。図３に示される多重化のスキームで
は電力は連続な相互に排他的なイネーブル群２６ａ−ｄ
のそれぞれ１つに対して順次利用可能にされる。そのよ
うな設計はマルチプレックス配線２７により作られたイ
ネーブル群の数に比例した時間の消費にもかかわらずよ
り安価な電源７が熱プリントヘッド３が作動することを
許容する。しかしながらそのようなプリントヘッド設計
は特定の電流出力を有する電源７のみで有用であるに過
ぎない。より小さな出力（例えば５アンペア）を有する
電源は全く利用可能でない。更により高い出力の電源が
用いられた場合にはその出力が元の電源７の少なくとも
２又は４倍なくても時間の節約を実現されるような利点
がない。そのような場合には一度に４つの群２６ａ−ｄ
の２又は全てをイネーブルにするスイッチング信号２８
を発生するマイクロプロセッサを再プログラムすること
が可能であり、それによりプリント速度は二倍又は４倍
になる。しかしより大きな利用可能な電力出力はそのよ
うな倍数の値の間になる場合にはマイクロプロセッサ１
７が以下にプログラムされてもプリントの潜在的な時間
の節約の全てを実現させることは可能ではない。 対照
的に、図４，５，６に示される本発明のプリントヘッド
２９及び方法はより大きな動作の柔軟性とイネーブル群
の配線の必要なしに潜在的な時間の節約が可能である。
ＮＡＮＤゲート８のドレインリードの全てはその動作中
にマイクロプロセッサ１７からＮＡＮＤゲート８に”
１”スイッチング信号を連続的に伝える単一のイネーブ
ル導体３０に接続される。図６に最も良く示されるよう
に本発明のプリントヘッド２９はイネーブル群配線２７
の特定のパターンを通してイネーブルスイッチング信号
の多重化により作動せず、その代わりに熱要素５の「仮
想的」イネーブル群を１からＮのいかなる数でも形成す
るよう画像データストリーム１５内へ不作動データスト
リーム３１の多重化はを通してなされる。不作動データ
ストリーム３１は”０”のシーケンスの全体からなる。
従って不作動データストリーム３１を受けるＮＡＮＤゲ
ートはなお連続的に開いたままであり、それによりそれ
ぞれの熱要素５が作動されるようになることを防ぐ。本
発明のプリントヘッド２９はまた以下に簡単に説明する
目的のために電源７の出力とスイッチングゲート９の終
端との間に接続される電圧センサ３４を含む。

【００１９】プリントヘッド２９がマイクロプロセッサ
１７を介して本発明の方法を実施する特定の方法は特定
の例によってよりよく理解される。本発明のプリントヘ
ッド２９が２４ボルトで６．５アンペアの最大電流出力
を有すると仮定する。プリント動作の前にマイクロプロ
セッサ１７は電圧センサ３４がマイクロプロセッサ１７
の入力に接続される導体３５を介して出力電圧の低下を
示す前にそれが可能な最大の熱要素５を順次作動するこ
とにより電源の最大出力を決定する。特定の例では各熱
要素４３は作動するために２４ボルトで４３ミリアンペ
アを必要とする故にマイクロプロセッサは６．５アンペ
ア電源７で作動されうる要素の最大の数が１３５である
と決定する。故に６．５アンペア電源７がどの時点でも
用いられる最大イネーブル群は１３５個の熱要素であ
る。全てのイネーブル群が同じ大きさであることが望ま
しい（等しくない大きさのイネーブル群はプリント速度
の増加なしに電源７の要領を酷使する）故にマイクロプ
ロセッサは電源７が最大の大きさにされたネーブル群で
の熱要素の数で要素の全数を割り算することにより容易
に扱いうるイネーブル群の数の決定をなす。本発明の実
施例では最大にされたイネーブル群は１３５個の要素で
あり、要素の全数は５１２である故に、得られた商は
３．７９である。各イネーブル群は同じ大きさであるこ
とが望ましい故にこの商は次の整数に切り上げられ、即
ち３．７９を切り上げて４となる。

【００２０】プリント動作の開始の後にマイクロプロセ
ッサは仮想イネーブル群を作るために不作動データ３１
のストリームを画像データ１５のストリームに多重化す
る。この考え方は図６のグラフによってよりよく理解さ
れる。マイクロプロセッサ１７が等しい４つのイネーブ
ル群を作ろうとする故にそれはイネーブルしないデータ
（”０”の列と等価）を画像データに３対１の比率で多
重化する。そのような多重化は残りの要素１２９から５
１２が加熱することを防ぐよう不作動データの６４ビッ
トを受ける間に画像データの６４ビットが熱要素１から
１２８に転送されることを許容する。各熱要素１から１
２８が画像データの６４ビットを受けた後にマイクロプ
ロセッサは次に熱残りの要素１から１２８と２５７から
５１２が加熱することを防ぐよう不作動の”０”の６４
ビットを受ける間に要素１２９から２５６が画像データ
の６４ビットを受けることを許容する。本発明の方法の
これらの段階は全ての５１２熱要素が画像データの６４
ビットを受けるまで繰り返される。いったんこれが生ず
ると、紙２０はプリントヘッド３に関して一ステップ前
進し、本発明の方法により画像の他のラインがプリント
されるまで繰り返される。

【００２１】本発明の方法が４つの異なるイネーブル群
の一つで熱要素５の全ての一連の動作により実施される
一方で本発明のより好ましい方法はイネーブル群のそれ
ぞれでの熱要素４の一以上の作動である。例えば４つの
イネーブル群の単一の１２８の熱要素全てを作動する代
わりに４つの仮想イネーブル群のそれぞれで熱要素５の
３２個が画像データで同時に作動されることがより好ま
しい。そのような作動スキームはプリントヘッド３にわ
たり熱プリントのより均一な分布を好ましく達成する一
方で１２８より少ない熱要素がプリント動作中のどの時
点でも作動される条件を満たす。熱要素の熱のより均一
な分布は望ましくない「境界画素」現象を最小化し、こ
こで熱プリントヘッド３の特定の長さに沿って熱要素５
の全ての同時の作動により発生された熱の集積によりイ
ネーブル群の境界に近い色が意図されずに望ましい色調
より暗くプリントされる本発明が方法及び装置の両方の
特定の実施例に関して説明されてきた一方で本発明の変
更及び利点及び追加は当業者には明らかである。例えば
ＮＡＮＤゲートのドレインリードはゲートに対するスイ
ッチ閉鎖信号の”１”を連続的に受けるために全て相互
接続されることが好ましい一方で本発明の方法はまた従
来技術のプリントヘッド３に存在する多重配線２７を介
してＮＡＮＤゲート９にスイッチ閉鎖信号の”１”を連
続的に送信するためにコンピュータを単にプログラミン
グすることによりイネーブル群の特定の数に対してハー
ド的に配線された従来技術のプリントヘッドで実施する
ことも可能である。加えるにいかなる望ましくない「境
界画素」現象を更に防ぐために画像データは画像データ
を受ける熱要素の全数が各計算されたイネーブル群で熱
要素の数より多くない程度に全てのイネーブル群の熱要
素５にランダムに分布される。このような変更、追加、
利点の全ては請求項にのみ制限される本発明の範囲内で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための基本的な部品を
示す熱プリンタの概略図である。

【図２】熱要素を４つの別のイネーブル群に分割するた
めにハード的に配線された図１に示されるプリンタで用
いられる従来技術のプリントヘッドの概略を示す。

【図３】時間の関数として４つのイネーブル群のそれぞ
れにより描かれた電力により図２に示される従来技術の
プリントヘッドの機能を示すグラフである。

【図４】熱要素を多数の仮想イネーブル群に分割する本
発明に適合するように配線された図１に示されるプリン
タで用いられるプリントヘッドの概略を示す。

【図５】時間にわたり描かれた電力の関数として図４の
プリントヘッドの機能を示すグラフである。

【図６】図１に示されるプリンタのマイクロプロセッサ
が仮想的なイネーブル群のいかなる選択された数を形成
するために不作動データのストリームを画像データスト
リームに多重化する方法を示す図である。

【符号の説明】

１ プリンタ ３，２９ プリントヘッド ５ 熱要素 ７ 電源 ８ ＮＡＮＤゲート １０ ラッチ回路組立体 １１ ラッチ回路 １２ ゲート １３ シフトレジスタ １５ 画像データストリーム １７ マイクロプロセッサ ２０ 紙プリント媒体 ２２ 染料リボン ２４ プラテンロール ２５ モーター ２６ イネーブル群ａ−ｄ ２７ イネーブル配線群 ２８ 多重化信号 ３０ イネーブル導体 ３１ 不作動データシステム ３２ ダイナミックイネーブル群 ３４ 電流センサ ３５ 信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各要素が画像データにより発生された信
   号（３５）に対応して電源（７）により作動される熱プ
   リンタ（１）の熱要素（５）のイネーブル群をサイジン
   グし、作動する方法であって、 該電源の最大出力により作動可能な熱要素の最大数を決
   定し、 該画像データにより作動されうる熱要素の数がプリント
   動作中のいかなる時点でも熱要素の該最大数より大きく
   なくするために該画像データに不作動データを導入する
   各段階からなるイネーブル群をサイジングし、作動する
   方法。
2. 【請求項２】電源（７）と、 画像データ（１５）のストリームにより発生された信号
   に応答して該電源により作動可能な熱要素（５）の列
   と、 該電源の最大出力を決定する該電源の出力に接続された
   センサ（３４）と、 該電源の該最大出力により作動可能な熱要素の最大数を
   決定し、作動可能な熱要素の数が要素の該最大数より多
   くならないようにプリント動作中に不作動データストリ
   ームを該画像データストリームに多重化する該センサの
   出力に接続されたプロセッサ（１７）とからなる熱プリ
   ント装置。