JP3013608B2 - Thermal head drive - Google Patents
Thermal head driveInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、サーマルヘッドを用い
た熱発色型および熱転写型記録装置等におけるサーマル
ヘッドの駆動に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to driving of a thermal head in a thermal coloring type or thermal transfer type recording apparatus using a thermal head.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、熱発色型および熱転写型記録装置
等において、高速化や記録エネルギーの高効率化を図る
ため様々なサーマルヘッドの駆動装置が提案されてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, various types of thermal head driving devices have been proposed for a thermal coloring type and a thermal transfer type recording apparatus in order to increase the speed and the efficiency of recording energy.
【0003】記録エネルギーの高効率化を図る第一の従
来例として、例えば特開平2−43060号公報に示さ
れているサーマルヘッド駆動装置がある。この従来例の
サーマルヘッド駆動装置のサーマルヘッド駆動タイミン
グチャートを図10、従来例のサーマルヘッド駆動装置
により駆動するサーマルヘッドの構成図を図11に示
す。As a first conventional example for increasing the efficiency of recording energy, there is a thermal head driving device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-43060, for example. FIG. 10 is a timing chart of the thermal head driving of the conventional thermal head driving device, and FIG. 11 is a configuration diagram of a thermal head driven by the conventional thermal head driving device.
【0004】サーマルヘッドは図11に示すように、2
560個の発熱抵抗素子R1〜R2560と、トランジスタ
tr11〜tr12560、tr21〜tr22560、ゲートG1〜
G2560、Dフリップフロップからなるラッチ回路FF11
〜FF12560、DフリップフロップFF21〜FF22560か
らなるシフトレジスタを有している。2560個の発熱
抵抗素子R1〜R2560は奇数番目の発熱抵抗素子R1,R
3,……からなる第1のブロックと偶数番目の発熱抵抗
素子R2,R4,……からなる第2のブロックとに分割さ
れている。[0004] As shown in FIG.
560 heating resistance elements R1 to R2560, transistors tr11 to tr12560, tr21 to tr22560, and gates G1 to
G2560, latch circuit FF11 composed of D flip-flop
FF12560 and a shift register including D flip-flops FF21 to FF22560. The 2560 heating resistance elements R1 to R2560 are odd-numbered heating resistance elements R1 and R2.
Are divided into a first block composed of 3,... And a second block composed of even-numbered heating resistance elements R2, R4,.
【0005】図10に示すように、ストローブ1信号に
よりゲートG1,G3,……がONしてラッチ回路FF1
1,FF13,……のデータによりトランジスタtr11,
tr21,tr13,tr23,……on/offすることに
よって第1のブロックの発熱抵抗素子R1,R3,……が
データに応じて電源より通電されることによりエネルギ
ーが印加される。同様に、ストローブ2信号によりゲー
トG2,G4,……がONしてラッチ回路FF12,FF1
4,……のデータによりトランジスタtr12,tr22,
tr14,tr24,……がon/offすることによって
第1のブロックの発熱抵抗素子R2,R4,……がデータ
に応じて電源より通電されることによりエネルギーが印
加される。As shown in FIG. 10, the gates G1, G3,...
According to the data of 1, FF13,.
By turning on / off tr21, tr13, tr23,..., the heat generating resistance elements R1, R3,. Similarly, the gates G2, G4,... Are turned on by the strobe 2 signal to turn on the latch circuits FF12, FF1.
The transistors tr12, tr22,
When the tr14, tr24,... are turned on / off, the heat is applied to the heating resistance elements R2, R4,.
【0006】このように、従来例のサーマルヘッド駆動
装置は前述したサーマルヘッドの奇数番目と偶数番目の
2つのブロックに分割された各々のブロックの発熱抵抗
素子に対し、1階調毎に通電駆動をduty50%の割
合で交互に繰り返す。この発熱抵抗素子に対して1ドッ
トの記録毎に複数の通電パルスの数を変化させることに
より発熱量を制御しており、1ライン記録における最大
エネルギー印加時と次ラインの記録におけるエネルギー
印加時との間に休止区間を設けずに、順次エネルギーを
印加することにより、エネルギー効率を向上させるもの
である。As described above, the conventional thermal head driving apparatus energizes and drives the heating resistor elements of each of the above-described thermal head divided into two odd-numbered and even-numbered blocks for each gradation. Are alternately repeated at a duty ratio of 50%. The amount of heat generation is controlled by changing the number of a plurality of energizing pulses for each one-dot recording with respect to this heating resistor element. The energy efficiency is improved by sequentially applying the energy without providing a pause section between them.
【0007】さらに、高速記録を図るために、第二の従
来例としてサーマルヘッドの発熱抵抗素子に印加する電
力を可能な限り大きくし、通電する時間を減少する方法
が提案されている(テレビジョン学会誌Vol.39,
No.12(1985)1155頁〜1161頁「昇華型
染料感熱転写方式による電子スチルカメラ用カラーハー
ドコピー装置」)。Further, in order to achieve high-speed recording, as a second conventional example, a method has been proposed in which the power applied to the heating resistor element of the thermal head is increased as much as possible to reduce the time for energization (television). Journal Vol.39,
No. 12 (1985) pp. 1155 to 1161 "Color Hard Copy Apparatus for Electronic Still Camera by Sublimation Dye Thermal Transfer Method").
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】一般に、サーマルヘッ
ドはきわめて短いパルス電力を印加して使用され、この
ような使用条件下では発熱抵抗素子の寿命は印加された
総パルス数で定義されており、通常107から108パル
ス程度の寿命である(ハードコピーテクノロジーP35
0〜P352:JIEC 日本工業技術センター)。従
って、第一の従来例のサーマルヘッド駆動装置は、1階
調毎に発熱抵抗素子の通電のオン、オフを繰り返してい
るため、最高では1ライン毎に255回のパルス電力を
発熱抵抗素子に印加することになり、耐熱パルス寿命の
課題の他、サーマルヘッドを少なくとも2分割して駆動
するため、上述したようにサーマルヘッドにおいて、ス
トローブ信号を2分割した特別な配線、コネクター及び
信号線等が必要となり、装置およびサーマルヘッドのコ
ストを上げるという課題がある。Generally, a thermal head is used by applying an extremely short pulse power, and under such a use condition, the life of the heating resistor element is defined by the total number of applied pulses. Normally, the life is about 10 7 to 10 8 pulses (Hard copy technology P35
0 to P352: JIEC Japan Industrial Technology Center). Accordingly, the thermal head driving device of the first conventional example repeatedly turns on and off the energization of the heating resistance element for each gradation, and therefore, a maximum of 255 pulse powers per line are applied to the heating resistance element. In addition to the problem of the heat-resistant pulse life, the thermal head is driven at least by dividing it into two parts. As described above, in the thermal head, special wires, connectors, signal lines, and the like obtained by dividing the strobe signal into two parts are used. This necessitates a problem of increasing the cost of the apparatus and the thermal head.
【0009】さらに、第一の従来例のサーマルヘッド駆
動装置は1ライン記録における最大エネルギー印加時と
次ラインの記録におけるエネルギー印加時との間に休止
区間を設けずエネルギー効率を向上させ、記録時間の短
縮を図っているが、休止区間を設定していないことから
前ラインの蓄熱の影響を大きく受けることになり、画像
のエッジのボケや、低階調部のにじみ等となる場合があ
る(今後これを尾引き現象と呼ぶ。)。この尾引き現象
はNTSCのビデオ信号をソース源とする画質程度の記
録では、目立たないレベルではあるが、ハイビジョン画
像のように高精細で、コンピューターグラフィックスな
どのように低濃度領域が連続して多数存在する画像の階
調記録においては、このような尾引き現象による画質の
劣化を無視することはできない。さらに、現実にはサー
マルヘッド内の発熱抵抗素子の抵抗値ばらつきによる記
録濃度変動や、環境温度の変動やサーマルヘッド自体の
蓄熱による記録濃度変動を生じ、これら記録濃度変動の
補正が必要となる。これら補正は各発熱抵抗体の記録エ
ネルギーが同一となるように、印加電圧を一定とし、入
力された通電時間データを増減することにより可能であ
るが、第一の従来例のサーマルヘッド駆動装置では1ラ
イン記録における最大エネルギー印加時と次ラインの記
録におけるエネルギー印加時との間に休止区間を設けな
いことから、尾引き現象による画質の劣化および発熱抵
抗素子の抵抗値ばらつきによる記録濃度の変動や、環境
温度の変動やサーマルヘッド自体の蓄熱による記録濃度
変動を解消することができない。Further, the thermal head driving apparatus of the first conventional example improves the energy efficiency without providing a pause between the time when the maximum energy is applied in one line recording and the time when the energy is applied in the next line recording. However, since the pause section is not set, the influence of the heat accumulation of the previous line is great, and the edge of the image may be blurred, the low gradation part may be blurred, and the like ( This is called the tailing phenomenon in the future.) This tailing phenomenon is inconspicuous in recording of an image quality level using an NTSC video signal as a source source, but has a high definition like a high-definition image and a continuous low density area like a computer graphics. In gradation recording of a large number of images, deterioration in image quality due to such a trailing phenomenon cannot be ignored. Furthermore, in practice, a recording density variation due to a variation in the resistance value of the heating resistance element in the thermal head, a variation in the environmental temperature, and a variation in the recording density due to the heat storage of the thermal head itself occur, and it is necessary to correct these variations in the recording density. These corrections can be made by keeping the applied voltage constant and increasing or decreasing the input energization time data so that the recording energy of each heating resistor becomes the same, but in the first conventional thermal head driving device, Since no pause section is provided between the time of maximum energy application in one-line recording and the time of energy application in the next line recording, deterioration in image quality due to the tailing phenomenon and fluctuation in recording density due to variation in resistance value of the heating resistor element, In addition, fluctuations in the recording density due to fluctuations in the environmental temperature and heat storage of the thermal head itself cannot be eliminated.
【0010】また、第二の従来例に示すように、サーマ
ルヘッドに印加する電力を大きくし、通電時間を短縮す
ると、発熱抵抗素子の温度が記録紙やインクシートの熱
変形を生じる温度以上になる傾向にある。発熱抵抗素子
の発熱温度が記録紙の熱変形開始温度を越えると、サー
マルヘッドの発熱エネルギーがインクの転写以外に記録
紙やインクシートの熱変形を生じるエネルギーとして消
費されるため、エネルギー効率面の課題の他、記録紙の
熱変形は記録紙の表面に発熱抵抗素子1個ずつに対応し
た画素サイズ程度の凹凸となり、反射光の乱反射による
記録濃度の低下や記録紙の光沢損失による画質劣化を生
じる課題を有する。Further, as shown in the second conventional example, when the power applied to the thermal head is increased and the energizing time is shortened, the temperature of the heating resistor element becomes higher than the temperature at which thermal deformation of the recording paper or ink sheet occurs. Tend to be. If the heating temperature of the heating resistor element exceeds the thermal deformation starting temperature of the recording paper, the heat generated by the thermal head is consumed as energy that causes thermal deformation of the recording paper or ink sheet in addition to the transfer of the ink. In addition to the problem, the thermal deformation of the recording paper causes irregularities of a pixel size corresponding to each heating resistor element on the surface of the recording paper, which causes a reduction in recording density due to irregular reflection of reflected light and a deterioration in image quality due to loss of gloss of the recording paper. There are issues that arise.
【0011】本発明はかかる点に鑑み、簡単な構成のサ
ーマルヘッドを用いることができ、発熱抵抗素子の長寿
命化を図り、発熱抵抗素子の抵抗値ばらつきによる記録
濃度の変動や、環境温度の変動やサーマルヘッド自体の
蓄熱による記録濃度変動を補正可能としつつエネルギー
効率よくサーマルヘッドの発熱抵抗素子を発熱させ、さ
らには記録紙表面の熱変形による記録濃度の低下、画質
劣化を防止するサーマルヘッド駆動装置を提供するもの
である。In view of the above, the present invention can use a thermal head having a simple structure, can prolong the life of the heating resistor element, change the recording density due to variation in the resistance value of the heating resistor element, and reduce the environmental temperature. Thermal head that heat-generates the heat-generating resistor element of the thermal head with energy efficiency while correcting fluctuations and recording density fluctuations due to the thermal storage of the thermal head itself, and also prevents recording density degradation and image quality deterioration due to thermal deformation of the recording paper surface. A driving device is provided.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のサーマルヘッド駆動装置は、サーマルヘッド
内のライン状に配列された発熱抵抗素子に対し、電力を
印加する電力印加手段と、入力される階調データに応じ
て前記発熱抵抗素子を一括して通電する時間を連続に変
化させて駆動するヘッド通電駆動手段と、このヘッド通
電駆動手段を制御するヘッド駆動制御手段とを備え、ヘ
ッド駆動制御手段は、前記発熱抵抗素子に通電する通電
時間と前記階調データにかかわらず全発熱抵抗素子に通
電しない休止時間から成る1ラインの記録時間の内、環
境温度およびサーマルヘッド内部での蓄熱による記録濃
度変動の補正かつまたは発熱抵抗素子の抵抗値のばらつ
きによる記録濃度変動の補正のための、前記通電時間の
増分時間を、前記1ラインの記録時間を変化させること
なく、前記休止時間を減少させるように割り当てて、ヘ
ッド通電駆動手段を制御することを特徴とするサーマル
ヘッド駆動装置。In order to solve the above-mentioned problems, a thermal head driving device according to the present invention comprises: a power applying means for applying power to a linearly arranged heating resistor element in a thermal head; A head energization driving unit for continuously changing and energizing the energization time of the heating resistor elements in accordance with the input gradation data; and a head drive control unit for controlling the head energization driving unit. head drive control means of the heating energization time for energizing the resistive element and the recording time of one line consisting of downtime is not energized all heating elements regardless gradation data, ring
Recording temperature due to ambient temperature and heat storage inside the thermal head
Correction of temperature fluctuation and / or variation of resistance value of heating resistance element
For correcting the recording density fluctuation due to the
Changing the incremental time to the recording time of the one line.
Instead, it is assigned to reduce the downtime,
A thermal head driving device for controlling a head energization driving means .
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【作用】本発明は上記した構成によって、全発熱抵抗素
子に対して一括して通電駆動することにより、サーマル
ヘッドの分割駆動するための構成を必要とせず、サーマ
ルヘッドを含むプリンタ装置を簡単な構成にすることが
できる。そして、1ライン毎に階調データに応じた発熱
抵抗素子の通電を休止をはさむことなく連続に行なうこ
とにより、1ライン記録中は1回のみの発熱、休止のパ
ルス駆動を行なうため、発熱抵抗素子の耐熱パルス寿命
を長くすることができる。The present invention does not require a structure for driving the thermal head in a divided manner by energizing and driving all the heat-generating resistance elements at a time with the above-described structure. It can be configured. Then, the energization of the heating resistance element according to the gradation data is performed for each line continuously without intermittent pause, so that only one heating and pause pulse drive is performed during one line recording. The heat-resistant pulse life of the device can be extended.
【0016】また、ヘッド駆動制御手段は、前記発熱抵
抗素子に通電する通電時間と前記階調データにかかわら
ず全発熱抵抗素子に通電しない休止時間から成る1ライ
ンの記録時間の内、環境温度およびサーマルヘッド内部
での蓄熱による記録濃度変動の補正かつまたは発熱抵抗
素子の抵抗値のばらつきによる記録濃度変動の補正のた
めの、前記通電時間の増分時間を、前記1ラインの記録
時間を変化させることなく、前記休止時間を減少させる
ように割り当てて、ヘッド通電駆動手段を制御する。こ
のため、発熱抵抗素子の抵抗値ばらつきによる記録濃度
の変動を低減するための補正や、環境温度の変動やサー
マルヘッド自体の蓄熱による記録濃度変動の補正を導入
し、かつ、エネルギー効率のよい休止時間を設定するこ
とができる。 Further, the head drive control means includes the heat generating resistor.
Regarding the energizing time for energizing the resistance element and the gradation data,
One line consisting of a pause time during which no heat is applied to all the heating resistance elements
Of the ambient temperature and the inside of the thermal head
Of recording density fluctuation and / or heating resistance due to heat storage
The correction of the recording density fluctuation due to the variation of the resistance value of the element
Recording the increment time of the energization time for the one line
Reduce the pause time without changing the time
And the head energization driving means is controlled. This
Recording density due to resistance value variation of the heating resistor
Compensation to reduce fluctuations in ambient temperature,
Introduced correction of recording density fluctuation due to heat storage of the multi-head itself
And set energy-efficient downtime
Can be.
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【実施例】本発明の第一の実施例は、サーマルヘッドが
2n個(nは自然数)の発熱抵抗素子をライン状に有し
ており、主走査方向に一括駆動記録を行なう多階調記録
の可能なサーマルヘッド駆動装置である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a first embodiment of the present invention, a thermal head has 2n (n is a natural number) heating resistive elements in a line shape, and performs multi-gray scale recording for collective drive recording in the main scanning direction. This is a thermal head drive capable of recording.
【0020】図1は第一の実施例を実現するサーマルヘ
ッド駆動装置のブロック図である。図1において1はサ
ーマルヘッド、2a,2bは入力される各画素の階調レ
ベルデータに応じた各発熱抵抗素子Ra1〜Ra2nに通
電する通電時間データを記憶する第一のラインメモリと
第二のラインメモリ、3aは第一のラインメモリ2aま
たは第二のラインメモリ2b内のデータを読み出すため
のアドレスを発生する第一のカウンタ、3bは第一のラ
インメモリ2aまたは第二のラインメモリ2b内の1ラ
イン毎の通電時間データを読み出す回数を発生する第二
のカウンタ、4aは第一のラインメモリ2aと第二のラ
インメモリ2bに与えるアドレスを切り換える第一の切
換手段、4bは第一のラインメモリ2aと第二のライン
メモリ2bからの出力データを切り換える第二の切換手
段と、5は第二の切換手段4bを介して出力された第一
のカウンタ3aから与えられたアドレスにより読みださ
れた第一のラインメモリ2aまたは第二のラインメモリ
2bの出力と第二のカウンタ3bの出力とを比較した結
果のシリアルデータDATAを出力するコンパレータ、
6はラッチ信号LATCH、ストローブ信号STBの各
ヘッド駆動信号を発生する駆動信号発生手段、7はサー
マルヘッド1内の各発熱抵抗素子Ra1〜Ra2nに電力
を印加する電力印加手段、10はサーマルヘッド1、ラ
インメモリ2、第一のカウンタ3a、第二のカウンタ3
b、コンパレータ5、駆動信号発生手段6からなるヘッ
ド通電駆動手段である。8は第一のカウンタ3aと第二
のカウンタ3bおよび第一の切換手段4aと第二の切換
手段4bを制御し、ライン毎の記録を制御するヘッド駆
動制御手段である。ヘッド駆動制御手段8はCPU、R
OM、RAM、PORTから成るマイクロコンピュータ
で構成しており、81はCPU、82はCPU81のプ
ログラムを記憶するROM、83はCPU81の演算結
果やデータを記憶するRAM、84は入出力ポートで第
二のカウンタ3bが出力するキャリー信号を入力し、第
一のカウンタ3a、第二のカウンタ3bに対し、カウン
トの開始、停止の制御および第一の切換手段4aと第二
の切換手段4bの切り換え制御を行なう。FIG. 1 is a block diagram of a thermal head driving device for realizing the first embodiment. 1 a thermal head in FIG. 1, 2a, 2b the first line memory and a second for storing energizing time data for energizing the respective heating elements Ra1~Ra2 n corresponding to the gradation level data of each pixel inputted Is a first counter for generating an address for reading data in the first line memory 2a or the second line memory 2b, and 3b is a first line memory 2a or the second line memory 2b. A second counter 4a for generating the number of times of reading the energization time data for each line in the first line memory 4a is a first switching means for switching addresses given to the first line memory 2a and the second line memory 2b, and 4b is a first switching means. The second switching means for switching the output data from the line memory 2a and the second line memory 2b, and 5 is the first switching means output via the second switching means 4b. A comparator that outputs serial data DATA as a result of comparing the output of the first line memory 2a or the second line memory 2b read by the address given from the counter 3a with the output of the second counter 3b;
6 is a latch signal LATCH, the drive signal generating means for generating a respective head drive signal of the strobe signal STB, power applying means for applying power to the heating resistor elements Ra1~Ra2 n of the thermal head 1 is 7, the 10 thermal head 1, line memory 2, first counter 3a, second counter 3
b, a head energization driving unit including a comparator 5, and a driving signal generation unit 6. Reference numeral 8 denotes a head drive control unit that controls the first counter 3a and the second counter 3b, the first switching unit 4a and the second switching unit 4b, and controls recording for each line. The head drive control means 8 includes a CPU, R
The microcomputer 81 includes an OM, a RAM, and a PORT. Reference numeral 81 denotes a CPU; 82, a ROM for storing a program of the CPU 81; 83, a RAM for storing calculation results and data of the CPU 81; Of the carry signal output from the counter 3b, and controls the first counter 3a and the second counter 3b to start and stop counting and to control the switching between the first switching means 4a and the second switching means 4b. Perform
【0021】ここで、ヘッド駆動制御手段8内のマイク
ロコンピュータのアドレスバスA2は第一の切換手段4
aに入力され、データバスD2は第二の切換手段4bの
出力に接続されている。第一の切換手段4aおよび第二
の切換手段4bは連動して切り換わり、アドレスバスA
1と第一のラインメモリ2aとデータバスD1が接続時
はアドレスバスA2と第二のラインメモリ2bとデータ
バスD2が接続され、アドレスバスA1と第二のライン
メモリ2bとデータバスD1が接続時はアドレスバスA
2と第一のラインメモリ2aとデータバスD2がそれぞ
れ交互に切り換えられる。サーマルヘッド1は、第一の
従来例において用いたサーマルヘッドとほぼ同様な構成
であるが、第一の実施例では全発熱抵抗素子を一括して
通電駆動するため、ストローブ信号STBは1本とな
る。すなわち、第一の実施例のサーマルヘッドは2n個
の発熱抵抗素子Ra1〜Ra2nと、トランジスタtra1
〜tra2n、ゲートGa1〜Ga2n、Dフリップフロッ
プFa1〜Fa2nからなるラッチ回路、Dフリップフロ
ップFb1〜Fb2nからなるシフトレジスタを有してい
る。The address bus A2 of the microcomputer in the head drive control means 8 is connected to the first switching means 4
a, and the data bus D2 is connected to the output of the second switching means 4b. The first switching means 4a and the second switching means 4b switch in conjunction with each other, and the address bus A
1 is connected to the first line memory 2a and the data bus D1, the address bus A2 is connected to the second line memory 2b and the data bus D2, and the address bus A1 is connected to the second line memory 2b and the data bus D1. Time is address bus A
2, the first line memory 2a and the data bus D2 are alternately switched. The thermal head 1 has substantially the same configuration as the thermal head used in the first conventional example. However, in the first embodiment, since all the heating resistance elements are energized and driven collectively, the strobe signal STB is one. Become. That is, the thermal head of the first embodiment has 2 n heating resistance elements Ra1 to Ra2 n and a transistor tra1.
~tra2 n, gate Ga1~Ga2 n, a latch circuit composed of D flip-flop Fa1~Fa2 n, has a shift register consisting of D flip-flop Fb1~Fb2 n.
【0022】図2はヘッド駆動制御手段8の動作を示す
フローチャート、図3はサーマルヘッド1の駆動を示す
タイミング図である。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the head drive control means 8, and FIG. 3 is a timing chart showing the drive of the thermal head 1.
【0023】つづいて、図1,図2,図3を用いて第一
の実施例の動作について詳しく説明する。駆動信号発生
手段6は図3に示すラッチ信号LATCH、ストローブ
信号STBの各ヘッド駆動信号を発生する。コンパレー
タ5からの出力データはシフトレジスタFb1〜Fb2n
によりデータ転送クロックCLKに同期して各発熱抵抗
素子Ra1〜Ra2nに対応したパラレルデータに変換さ
れ、ラッチ信号LATCHによりラッチ回路Fa1〜F
a2nにラッチされる。次に、ストローブ信号STBをア
クティブ(”L”)にすることによりゲートGa1〜G
a2nがONして、ラッチ回路Fa1〜Fa2nのデータに
対応してトランジスタtra1〜tra2nがon/of
fし、発熱抵抗素子Ra1〜Ra2nが通電時間データに
応じて通電され、発熱エネルギーが発生する。Next, the operation of the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The drive signal generating means 6 generates the respective head drive signals of the latch signal LATCH and the strobe signal STB shown in FIG. The output data from the comparator 5 is the shift registers Fb1 to Fb2 n
Is converted into parallel data corresponding to each of the heating resistance elements Ra1 to Ra2 n in synchronization with the data transfer clock CLK, and the latch circuits Fa1 to F are converted by the latch signal LATCH.
It is latched to a2 n. Next, the strobe signal STB is activated ("L") to activate the gates Ga1 to G1.
a2 n is turned ON, the transistor tra1~tra2 n is on / of in response to the data of the latch circuit Fa1~Fa2 n
and f, the heating resistor element Ra1~Ra2 n is energized in response to the energization time data, exothermic energy generated.
【0024】このように、サーマルヘッド1内の発熱抵
抗素子Ra1〜Ra2nを各画素の階調レベルデータに応
じて一括して通電駆動を行ない、各発熱抵抗素子Ra1
〜Ra2nの発熱エネルギーを可変し、1ラインの記録が
行われる。即ち、第一のラインメモリ2aまたは第二の
ラインメモリ2bにはサーマルヘッド1の発熱抵抗素子
Ra1〜Ra2nの階調レベルに応じた通電時間データ
が記憶されており、この階調レベルデータの値が大きい
ほど発熱エネルギーが大きくなるため、記録した画素の
濃度は高くなる。[0024] Thus, performs conduction drive collectively in accordance with the heating resistor element Ra1~Ra2 n of the thermal head 1 to the gradation level data of each pixel, each of the heating resistor elements Ra1
Varying the heating energy of ~Ra2 n, 1 line recording is performed. That is, the first line memory 2a or the second line memory 2b and energizing time data is stored in accordance with the gradation level of the heating resistance element Ra1~Ra2 n of the thermal head 1, the gray level data The larger the value, the greater the heat energy, so that the density of the recorded pixel is high.
【0025】図2に示すように、まず最初に第一の切換
手段4aおよび第二の切換手段4bにより、アドレスバ
スA1と第一のラインメモリ2aとデータバスD1が接
続され、アドレスバスA2と第二のラインメモリ2bと
データバスD2が接続される。このとき、ヘッド駆動制
御手段8内のマイクロコンピュータでは、1ライン目の
入力される階調データを通電時間データに変換し、第二
のラインメモリ2bに記憶する。そして、さらに、第一
の切換手段4aおよび第二の切換手段4bにより、第二
のラインメモリ2bをアドレスバスA1とデータバスD
1とに接続する。ついで、入出力ポート84を介して第
一のカウンタ3aおよび第二のカウンタ3bの初期化
後、カウントを開始させる。As shown in FIG. 2, first, an address bus A1, a first line memory 2a and a data bus D1 are connected by a first switching means 4a and a second switching means 4b. The second line memory 2b and the data bus D2 are connected. At this time, the microcomputer in the head drive control means 8 converts the input gradation data of the first line into conduction time data and stores it in the second line memory 2b. Further, the second line memory 2b is connected to the address bus A1 and the data bus D by the first switching means 4a and the second switching means 4b.
Connect to 1. Next, after the first counter 3a and the second counter 3b are initialized via the input / output port 84, the counting is started.
【0026】このとき、第一のカウンタ3aの出力によ
り順次、第二のラインメモリ2bから各発熱抵抗素子R
a1〜Ra2nに対応する通電時間データが読みだされ、
第一のカウンタ3aが一巡して2n回カウントし、第二
のラインメモリ2bの内容が全て読みだされると第二の
カウンタ3bが1だけカウントアップし、再度第一のカ
ウンタ3aにより第二のラインメモリ2bの内容を最初
から読みだす。第一のカウンタ3aにより読みだされた
第二のラインメモリ2b内のデータはコンパレータ5に
入力され、この1ライン分のデータの読み出しを2m回
繰り返す(mは自然数)。At this time, each heating resistance element R is sequentially read from the second line memory 2b by the output of the first counter 3a.
The energization time data corresponding to a1 to Ra2 n is read out,
The first counter 3a makes 2 rounds and counts 2 n times, and when all the contents of the second line memory 2b are read out, the second counter 3b counts up by one, and the first counter 3a again counts up to 1 The contents of the second line memory 2b are read from the beginning. The data in the second line memory 2b read by the first counter 3a is input to the comparator 5, and the reading of one line of data is repeated 2 m times (m is a natural number).
【0027】コンパレータ5は第二のラインメモリ2b
内の通電時間データと、第二のカウンタ3bの出力とを
比較し、第二のカウンタ3bの出力が通電時間データの
値より小さければ、”1”をシフトレジスタFb1に出
力する。つまり、図3の1階調記録時間taにあたる周
期を2m回繰り返し、そのとき第二のラインメモリ2b
からは毎周期同じデータが読みだされる。しかし、1周
期毎に第二のカウンタ3bの値が1ずつ増加していくの
で、第二のラインメモリ2bの出力の内で第二のカウン
タ3bの値以下になったものからコンパレータ5の出力
は”0”に変わっていく(ただし、”1”で通電、”
0”で通電休止を行なう。)。このように、サーマルヘ
ッド1の一発熱抵抗素子においては、通電するか否かの
データ(通電(”1”)、通電休止(”0”))が図4
のtaの周期で2m回送られることになる。第二のカウン
タ3bが2m回カウント後、ヘッド駆動制御手段8にキ
ャリーを出力する。The comparator 5 has a second line memory 2b.
Is compared with the output of the second counter 3b. If the output of the second counter 3b is smaller than the value of the energization time data, "1" is output to the shift register Fb1. That is, repeated 2 m times the period corresponding to one gradation recording time t a of Figure 3, then the second line memory 2b
From the same data is read out every cycle. However, since the value of the second counter 3b increases by one for each period, the output of the comparator 5 starts from the output of the second line memory 2b which becomes less than the value of the second counter 3b. Changes to "0" (however, "1" turns on electricity, "
In this manner, in one heating resistor element of the thermal head 1, data indicating whether or not to energize (energization ("1"), energization suspension ("0")) is shown in FIG. 4
Is sent 2 m times with a period of ta. After the second counter 3b counts 2 m times, it outputs a carry to the head drive control means 8.
【0028】ヘッド駆動制御手段8はこの間、次ライン
目の入力される階調データから通電時間データに変換
し、第一のラインメモリ2aに記憶する。その後、第二
のカウンタ3bが2m回カウント後のキャリー出力をポ
ーリングする。そして、このキャリー出力を検出する
と、つぎにCPU81は、所定のライン数の記録を終了
したかを調べ、所定のライン数でなければ上述のシーケ
ンスを繰り返す。このとき、1ライン記録周期毎に第一
の切換手段4aおよび第二の切換手段4bは連動して切
り換わり、アドレスバスA1と第一のラインメモリ2a
とデータバスD1が接続時はアドレスバスA2と第二の
ラインメモリ2bとデータバスD2が接続され、アドレ
スバスA1と第二のラインメモリ2bとデータバスD1
が接続時はアドレスバスA2と第一のラインメモリ2a
とデータバスD2がそれぞれ交互に切り換えられること
になる。During this time, the head drive control means 8 converts the inputted gradation data of the next line into conduction time data and stores the data in the first line memory 2a. Thereafter, the second counter 3b polls the carry output after counting 2 m times. Then, upon detecting this carry output, the CPU 81 checks whether the recording of the predetermined number of lines has been completed, and if not, repeats the above sequence. At this time, the first switching means 4a and the second switching means 4b are switched in an interlocking manner every one line recording cycle, and the address bus A1 and the first line memory 2a are switched.
When the data bus D1 is connected to the address bus A2, the second line memory 2b and the data bus D2 are connected, and the address bus A1, the second line memory 2b and the data bus D1 are connected.
Is connected to the address bus A2 and the first line memory 2a.
And the data bus D2 are alternately switched.
【0029】ここで、記録階調レベル数について説明す
る。1ライン記録周期tcは第二のカウンタ3bが2m
回カウントする時間に対応することから、1階調記録時
間taは(tc/2m)であり、固定である。本実施例で
は、休止時間tdを設定する場合、階調数は最長通電時
間tmaxおよび休止時間tdの設定値に依存し、再現階
調数Pは(数1)で表わすことができる。Here, the number of recording gradation levels will be described. The one-line recording cycle tc is 2 m in the second counter 3b.
Since corresponding to the time to count times, 1 gradation recording time t a is (tc / 2 m), which is fixed. In the present embodiment, when the pause time td is set, the number of gradations depends on the set values of the longest energization time tmax and the pause time td, and the number of reproduced gradations P can be expressed by (Equation 1).
【0030】[0030]
【数1】 (Equation 1)
【0031】そこで、入力される階調データから通電時
間データへの変換処理は、最大階調データが最長通電時
間tmaxとなるような比を、各入力階調データに対して
与え、通電時間データに変換する。従って、ヘッド駆動
制御手段8が行なう階調データから通電時間データへの
変換処理により、1ライン記録時間内の休止時間を設定
することになる。Therefore, in the conversion process from the input gradation data to the energization time data, a ratio such that the maximum gradation data becomes the longest energization time tmax is given to each input gradation data. Convert to Therefore, a pause time within one line recording time is set by the conversion process from the gradation data to the conduction time data performed by the head drive control means 8.
【0032】さらに、図4は発熱抵抗素子の発熱温度の
変化を縦軸に、横軸に通電時間として示した図である。
Tdは記録紙の熱変形開始温度を示しており、発熱抵抗
素子の発熱温度がこの温度を越えると、記録紙の熱変形
が生じる。FIG. 4 is a diagram showing the change in the heat generation temperature of the heat generating resistance element on the vertical axis and the energization time on the horizontal axis.
Td indicates the thermal deformation starting temperature of the recording paper. If the heat generation temperature of the heating resistor element exceeds this temperature, thermal deformation of the recording paper occurs.
【0033】また、Tsは記録紙の発色あるいは記録紙
にインクが転写を開始する温度を示しており、発熱抵抗
素子の発熱温度がこの温度を越えると、記録紙の発色あ
るいは記録紙にインクが転写され、記録紙に画像が記録
されることになる。Ts indicates the color of the recording paper or the temperature at which the ink starts to be transferred to the recording paper. If the heat generation temperature of the heating resistor element exceeds this temperature, the color of the recording paper or the ink on the recording paper is discharged. The image is transferred and the image is recorded on the recording paper.
【0034】ここで、発熱抵抗素子の発熱温度は発熱抵
抗素子に印加する電力に依存しており、発熱抵抗素子の
破損しない範囲では、印加する電力と発熱抵抗素子の発
熱温度は比例的な関係にある。さらに、記録濃度は発熱
抵抗素子の発熱エネルギーに依存し、発熱抵抗素子の発
熱エネルギーJは(数2)で表わせる。Here, the heating temperature of the heating resistor depends on the power applied to the heating resistor, and the applied power and the heating temperature of the heating resistor are in a proportional relationship as long as the heating resistor is not damaged. It is in. Further, the recording density depends on the heat energy of the heating resistor element, and the heat energy J of the heating resistor element can be expressed by (Equation 2).
【0035】[0035]
【数2】 (Equation 2)
【0036】基本的に、発熱抵抗素子の発熱エネルギー
Jが等しければ、記録濃度も同一となる。第一の実施例
のサーマルヘッド駆動装置では図4に示すように、発熱
抵抗素子の温度を記録紙の発色あるいは記録紙にインク
が転写を開始する温度Ts以上で、記録紙の熱変形が生
じない記録紙の熱変形開始温度Tdをぎりぎり超えない
印加電力Wを発熱抵抗素子の最長通電時間Tに対応して
設定する。Basically, if the heat energies J of the heat generating resistance elements are equal, the recording density becomes the same. In the thermal head driving device of the first embodiment, as shown in FIG. 4, when the temperature of the heating resistor element is equal to or higher than the color Ts of the recording paper or the temperature Ts at which ink starts to transfer to the recording paper, thermal deformation of the recording paper occurs. The applied power W that does not exceed the thermal deformation start temperature Td of the recording paper is set corresponding to the longest energizing time T of the heating resistor element.
【0037】具体的に、上述の関係を考慮し、印加電力
及び通電時間とをパラメータとし、最高記録濃度及び記
録紙の熱変形に関しての実験結果を図5に示す。実験に
用いたプリンタに本発明のサーマルヘッド駆動装置を導
入し、1ライン記録時間を16.4msecに固定し、
最長通電時間を図5に示すように、10.25、12.
3、14.35、15.375msecに設定し、横軸
にこの最長通電時間、縦軸は記録紙の熱変形発生開始時
の記録濃度を示している。記録紙の熱変形発生開始時の
記録濃度は最長通電時間とともに増加傾向を示してお
り、14.35msec以上でほぼ飽和している。ま
た、括弧内の数値は、記録紙の熱変形開始時の発熱抵抗
素子への印加電力(W/dot)を示しており、記録パ
ルス幅に対して減少傾向を示している。従って、通電時
間が長ければ長いほど、熱変形の無い最高記録濃度のよ
り高いものが得られ、印加電力はより少なくてすみ、少
なくとも最長通電時間が14.35msec以上では熱
変形の無い最高濃度を得ることができる。More specifically, FIG. 5 shows the experimental results regarding the maximum recording density and the thermal deformation of the recording paper with the applied power and the energizing time taken as parameters in consideration of the above relationship. The thermal head driving device of the present invention was introduced into the printer used in the experiment, and the one-line recording time was fixed at 16.4 msec.
As shown in FIG. 5, the longest energization time is 10.25, 12.
3, 14.35 and 15.375 msec, the longest energizing time is plotted on the horizontal axis, and the recording density at the start of thermal deformation of the recording paper is plotted on the vertical axis. The recording density at the start of thermal deformation of the recording paper shows an increasing tendency with the longest energizing time, and is substantially saturated at 14.35 msec or more. The numerical values in parentheses indicate the applied power (W / dot) to the heating resistance element at the start of thermal deformation of the recording paper, and show a decreasing tendency with respect to the recording pulse width. Therefore, the longer the energization time is, the higher the maximum recording density without thermal deformation is obtained, and the applied power can be reduced. At least when the maximum energization time is 14.35 msec or more, the highest density without thermal deformation is obtained. Obtainable.
【0038】ここで、休止時間tdの設定について、さ
らに詳細な説明をする。記録開始時に通電しないにもか
かわらず、発熱抵抗素子の温度が記録紙の発色あるいは
記録紙にインクが転写を開始する温度Tsよりも高い温
度であれば、なんらかの濃度を記録することになる。従
って、尾引きの影響をなくす最低条件は、発熱抵抗素子
の温度が記録紙にインクが転写を開始する温度Tsより
も低い温度となるような休止時間を設定する必要があ
る。[0038] In this case, the setting of pause time t d, for a more detailed explanation. If the temperature of the heating resistor element is higher than the color Ts of the recording paper or the temperature Ts at which the ink starts to be transferred to the recording paper, some density is recorded even though the power is not supplied at the start of the recording. Therefore, as a minimum condition for eliminating the influence of the tailing, it is necessary to set a pause time such that the temperature of the heating resistor element is lower than the temperature Ts at which the ink starts transferring to the recording paper.
【0039】図6は通電時間に対する記録濃度を示した
図である。このとき、図5で示した最長通電時間が1
4.34msecの場合で、発熱抵抗素子への印加電力
は記録紙の熱変形の無いほぼ最高電力である0.164
W/dotとしている。図6に示すように、通電時間が
約4.2msecから濃度が立ち上がりを始める。従っ
て、この立ち上がり時間taは発熱抵抗素子が昇温し、
記録紙の発色あるいは記録紙にインクが転写を開始する
温度Tsを越え始める時間に相当する。図7は通電時間
がtx(4.2msec)のときの発熱抵抗素子の発熱
温度を示した図である。発熱抵抗素子の発熱温度が、前
述の1ライン記録時間の記録開始から通電時間tx経過
後に記録紙の発色あるいは記録紙にインクが転写を開始
する温度Tsに達する。従って、記録紙の発色あるいは
記録紙にインクが転写を開始する温度Tsはほぼ105
℃程度となる。一般に、記録紙の発色あるいは記録紙に
インクが転写を開始する温度Tsは100℃前後に設定
されていることが多い。FIG. 6 is a diagram showing the recording density with respect to the energizing time. At this time, the longest energization time shown in FIG.
In the case of 4.34 msec, the electric power applied to the heating resistance element is 0.164 which is almost the maximum electric power without thermal deformation of the recording paper.
W / dot. As shown in FIG. 6, the concentration starts to rise from the energization time of about 4.2 msec. Therefore, during this rise time t a , the temperature of the heating resistance element rises,
This corresponds to the time when the coloring of the recording paper or the temperature at which the ink starts to be transferred onto the recording paper exceeds the temperature Ts. FIG. 7 is a diagram showing the heat generation temperature of the heat generation resistance element when the energization time is t x (4.2 msec). Heating temperature of the heating resistor element reaches the temperature Ts of the ink in the color or the recording sheet of the recording paper after energization time t x has elapsed from start of recording of one line recording time described above to initiate transcription. Therefore, the temperature Ts at which the color of the recording paper starts or the ink starts to be transferred to the recording paper is approximately 105.
About ℃. Generally, the temperature Ts at which the color of the recording paper starts or the ink starts to be transferred to the recording paper is often set to around 100 ° C.
【0040】図8は記録開始後充分時間が経過した所定
ライン記録時の発熱抵抗素子の発熱温度を測定した図
で、1ライン記録周期内の休止時間を50%、37.5
%、25%に設定し、図5に示したように記録紙の熱変
形を生じないぎりぎり最高の電力を印加し、環境温度を
50℃に設定したときのものである。図8に示すよう
に、tcは1ライン記録周期を表わし、発熱抵抗素子の
最高温度から通電を休止する休止時間が1ライン記録周
期の37.5%での温度はほぼ記録紙の発色あるいは記
録紙にインクが転写を開始する温度Tsに近く、50%
での温度は記録紙の発色あるいは記録紙にインクが転写
を開始する温度Tsを十分下まわっており、25%での
温度は記録紙の発色あるいは記録紙にインクが転写を開
始する温度Tsを上回っている。従って、1ライン記録
周期の概ね40%の休止時間は、前ラインでの蓄熱の影
響を受けず、尾引き現象が生じないほぼ最短時間の設定
となる。この条件では、次ラインの記録に尾引きの影響
を受けない、高画質な画像記録を最低限のエネルギー効
率および記録濃度の低下にて行なうことが可能である。FIG. 8 is a diagram showing a measurement of the heating temperature of the heating resistor element at the time of recording a predetermined line after a sufficient time has elapsed since the start of recording. The pause time within one line recording cycle is 50%, and 37.5.
% And 25%, the highest electric power is applied as far as possible without causing thermal deformation of the recording paper as shown in FIG. 5, and the environmental temperature is set to 50 ° C. As shown in FIG. 8, tc represents a one-line recording cycle, and the temperature at a pause time of 37.5% of the one-line recording cycle from the highest temperature of the heating resistor element to the stop of energization is almost equal to the color of recording paper or recording. Close to the temperature Ts at which ink starts transferring to paper, 50%
Is sufficiently lower than the temperature Ts at which the color of the recording paper or the ink starts to transfer to the recording paper, and the temperature at 25% is the temperature Ts at which the color of the recording paper or the ink starts to transfer to the recording paper. Better than Therefore, the pause time of about 40% of the one-line recording cycle is set to be almost the shortest time without being affected by the heat storage in the previous line and causing no tailing phenomenon. Under this condition, it is possible to perform high-quality image recording, which is not affected by the trailing effect on the recording of the next line, with minimum energy efficiency and minimum reduction in recording density.
【0041】以上のように、本発明の、第一の実施例で
は休止時間を1ライン記録時間の概ね40%に設定する
場合について述べてきた。この休止時間を概ね40%よ
り大きく設定する場合は、発熱抵抗素子の発熱温度がラ
イン毎に十分低下した状態となり、尾引き現象による画
質劣化は無いが、反対に次ラインでは発熱抵抗素子の発
熱温度を記録に必要な温度に昇温するためのエネルギー
がより多く必要となる。さらに、図5にも示したよう
に、休止時間を長くすることは記録紙の熱変形を生じな
い記録濃度が減少する方向にあり、エネルギー効率、記
録濃度の面でも有効性に乏しくなる。As described above, in the first embodiment of the present invention, the case where the pause time is set to approximately 40% of the one-line recording time has been described. If the pause time is set to be longer than approximately 40%, the heating temperature of the heating resistor element is sufficiently lowered for each line, and the image quality is not degraded due to the trailing phenomenon. More energy is needed to raise the temperature to the temperature required for recording. Further, as shown in FIG. 5, increasing the pause time tends to decrease the recording density that does not cause thermal deformation of the recording paper, and is ineffective in terms of energy efficiency and recording density.
【0042】ここで、さらに休止時間を短くすること
は、前ラインの発熱抵抗素子が昇温した状態を有効に利
用し、エネルギー効率を向上し、記録紙の熱変形を生じ
ない記録濃度が増加する方向にある。その反面、蓄熱を
利用していることから、前ラインの記録が最長通電駆動
の場合には特に、尾引き現象の影響を受け、画質を劣化
させる要因となる。ただし、この尾引き現象はNTSC
のビデオ信号をソース源とする画質程度の記録では、ほ
とんど目立たないレベルであり、現実的には中間調の画
像がほとんどで、最長通電駆動を行なう場合(最高濃度
を記録する場合。)が非常に少なく、この尾引き現象に
よる画質劣化の影響をほとんど受けない。従って、記録
画像を限定すれば、ライン間の休止時間を短くすること
は記録エネルギー効率、記録濃度の点で優れた有効性を
有する。Here, the further shortening of the pause time effectively utilizes the state in which the heating resistance element of the previous line has risen in temperature, improves energy efficiency, and increases the recording density that does not cause thermal deformation of the recording paper. It is in the direction to do. On the other hand, since the heat storage is used, the trailing phenomenon is particularly affected when the recording of the previous line is performed by the longest energization drive, which causes deterioration in image quality. However, this tailing phenomenon is caused by NTSC
The level of image quality is almost inconspicuous when recording with the video signal as a source source, and in reality, most of the halftone images are used, and the longest energization drive is performed (the highest density is recorded). And is hardly affected by the image quality deterioration due to the tailing phenomenon. Therefore, if the recorded image is limited, shortening the pause between lines has excellent effectiveness in terms of recording energy efficiency and recording density.
【0043】ここで、サーマルヘッドを用いた熱記録に
おいては、階調再現性の向上のために、発熱抵抗素子の
抵抗値ばらつきによる記録濃度の変動を低減するための
補正や、環境温度の変動やサーマルヘッド自体の蓄熱に
よる記録濃度変動の補正を必要とする場合が非常に多
い。これら補正の考え方は各発熱抵抗の記録エネルギー
を同一とするものであるため、実用上印加電圧を一定と
し、補正に応じて入力された通電時間データを増減する
ことにより補正が可能である。Here, in the thermal recording using a thermal head, in order to improve the gradation reproducibility, correction for reducing the fluctuation of the recording density due to the variation in the resistance value of the heating resistor element and the fluctuation of the environmental temperature are performed. In many cases, it is necessary to correct the recording density fluctuation due to the heat storage of the thermal head itself. Since the concept of these corrections is to make the recording energy of each heating resistor the same, correction can be made by keeping the applied voltage constant for practical use and increasing or decreasing the input energization time data according to the correction.
【0044】そこで、以下の説明では、さきに述べた第
一の実施例での休止時間条件を満足し、発熱抵抗素子の
抵抗値ばらつきによる記録濃度の変動を低減するための
補正や、環境温度の変動やサーマルヘッド自体の蓄熱に
よる記録濃度変動の補正を導入し、かつ、最もエネルギ
ー効率のよい最低限の休止時間を設定する本発明の第二
の実施例のサーマルヘッド駆動装置について述べる。Accordingly, in the following description, correction for reducing the fluctuation of the recording density due to the variation in the resistance value of the heating resistor element, which satisfies the pause time condition in the first embodiment described above, and the environmental temperature A thermal head driving apparatus according to a second embodiment of the present invention which introduces correction of fluctuations in recording density and fluctuations in recording density due to heat storage of the thermal head itself, and sets a minimum pause time with the highest energy efficiency will be described.
【0045】第二の実施例のサーマルヘッド駆動装置
は、前述のように温度補償、抵抗値補正などの補正処理
に必要な通電時間の裕度分を休止時間tdに一致させる
ものである。第二の実施例と第一の実施例は同一の構成
部であり、サーマルヘッドの駆動についても第一の実施
例と同様の動作を行なう。図9は本発明の第二の実施例
のサーマルヘッド駆動装置におけるヘッド駆動制御手段
の動作を示すフローチャートである。図9に示すよう
に、第二の実施例では、抵抗補正、温度補償による通電
時間の増減処理はヘッド駆動制御手段8のCPU81に
より入力される階調データから通電時間データへの変換
処理時に行なっている。従って、この変換処理されたデ
ータは第一のラインメモリ2a、第二のラインメモリ2
bに記憶されることから、サーマルヘッド1の駆動時
に、温度補償および抵抗値補正処理が行なわれることに
なる。The thermal head drive apparatus of the second embodiment is intended to match the temperature compensation, pause safety margin of the energization time required for correction processing such as a resistance value correction time t d as described above. The second embodiment and the first embodiment have the same components, and the operation of the thermal head is the same as that of the first embodiment. FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the head drive control means in the thermal head drive device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, in the second embodiment, the energization time increase / decrease process by resistance correction and temperature compensation is performed at the time of conversion processing from gradation data input by the CPU 81 of the head drive control means 8 to energization time data. ing. Therefore, the converted data is stored in the first line memory 2a and the second line memory 2a.
b, the temperature compensation and the resistance value correction processing are performed when the thermal head 1 is driven.
【0046】ここで、具体的に抵抗値補正による通電時
間の裕度分について説明する。抵抗値補正は抵抗値のば
らつきによる発熱エネルギーの変動を、発熱抵抗素子の
通電時間の増減により、全ての発熱抵抗素子の発熱エネ
ルギーを同一にする処理である。Here, the tolerance of the energizing time by the resistance value correction will be specifically described. The resistance value correction is a process for equalizing the heat generation energy of all the heat generation resistance elements by changing the fluctuation of the heat generation energy due to the variation of the resistance value and increasing or decreasing the energization time of the heat generation resistance elements.
【0047】[0047]
【数3】 (Equation 3)
【0048】(数3)は基準とする平均抵抗値Rの発熱
抵抗素子に電圧Vを印加し、通電時間tで駆動した時の
発熱エネルギーと、抵抗値R’の発熱抵抗素子に電圧V
を印加し、通電時間t’で駆動した時の発熱エネルギー
とを同一とした時の等式である。従って、抵抗値補正に
必要な付加通電時間dtは(数4)で表わすことができ
る。(Equation 3) shows the heat generation energy when the voltage V is applied to the heating resistance element having the average resistance value R as a reference and the heating is performed for the conduction time t, and the voltage V is applied to the heating resistance element having the resistance value R '.
Is applied, and the heat generation energy when driven for the energization time t ′ is made the same. Therefore, the additional energization time dt required for the resistance value correction can be expressed by (Equation 4).
【0049】[0049]
【数4】 (Equation 4)
【0050】さらに、温度補償による付加通電時間につ
いて説明する。サーマルヘッドの発熱エネルギーを利用
しているため、記録濃度は環境の温度やサーマルヘッド
内部での蓄熱の影響を受け変動する。これを環境の温度
やサーマルヘッド内部での蓄熱に応じて、発熱エネルギ
ーを可変するような処理を施して濃度変動を低減するこ
とが可能である。Further, the additional energization time due to temperature compensation will be described. Since the heat generated by the thermal head is used, the recording density fluctuates under the influence of the temperature of the environment and the heat storage inside the thermal head. This can be subjected to a process for varying the heat generation energy in accordance with the temperature of the environment or the heat storage inside the thermal head, thereby reducing the density fluctuation.
【0051】一般に、サーマルヘッドを用いた熱記録装
置は、室温(20℃)程度の環境にて用いられることが
多く、環境温度の変動の影響を考慮する必要があるが、
低温時での使用は比較的少ない。ただし、画像記録を繰
り返していくと、サーマルヘッド内での蓄熱により、サ
ーマルヘッドの温度が室温より高い状態が多くなり、本
発明の第二の実施例のサーマルヘッド駆動装置におい
て、サーマルヘッドの温度として頻繁に使用される常温
(30℃)を基準とする。In general, a thermal recording apparatus using a thermal head is often used in an environment at about room temperature (20 ° C.), and it is necessary to consider the influence of a change in environmental temperature.
Use at low temperatures is relatively low. However, when the image recording is repeated, the temperature of the thermal head becomes higher than the room temperature due to heat storage in the thermal head, and the temperature of the thermal head in the thermal head driving device of the second embodiment of the present invention increases. The normal temperature (30 ° C.) frequently used as a reference.
【0052】温度補償範囲が例えば低温(5℃)から高
温(50℃)の範囲で補正を行なう場合について説明す
る。環境温度が低温(5℃)にて通電時間を1ライン記
録周期tcに設定した時の画像記録を行ない、常温(3
0℃)にて最長通電時間tmaxを様々に設定して画像を
記録する。そして、常温環境で記録した各種設定した最
長通電時間tmaxにより記録された最高濃度と、低温時
に記録した画像の記録開始点の濃度が等しくなるときの
常温環境での最長通電時間tmaxを求める。従って、温
度補償による付加通電時間は1ライン記録周期tcと、
この最長通電時間tmaxの差をとることにより導出でき
る。ただし、第一の実施例にて述べたように、記録の熱
変形による濃度低下および画像劣化を解消するため、印
加する電力の設定は第一の実施例と同様である。The case where the correction is performed in a temperature compensation range of, for example, a low temperature (5 ° C.) to a high temperature (50 ° C.) will be described. Image recording is performed when the energizing time is set to one line recording cycle tc when the environmental temperature is low (5 ° C.), and normal temperature (3
At 0 ° C.), the longest energization time tmax is variously set and an image is recorded. Then, the longest energization time tmax in the normal temperature environment when the maximum density recorded by the various set longest energization times tmax recorded in the normal temperature environment and the density at the recording start point of the image recorded in the low temperature are equal is obtained. Therefore, the additional energization time due to the temperature compensation is one line recording cycle tc,
It can be derived by taking the difference between the longest energization times tmax. However, as described in the first embodiment, the setting of the power to be applied is the same as that of the first embodiment in order to eliminate the density reduction and the image deterioration due to the thermal deformation of the recording.
【0053】以上のように、抵抗値補正により補正する
発熱抵抗素子の抵抗値ばらつきの範囲を10%、温度補
償範囲を低温(5℃)から高温(50℃)とし、(数
4)および上述の実験から、抵抗値補正および温度補償
処理に必要な付加通電時間は3msec程度であった。
ただし、1ライン記録時間を16.4msecで固定。As described above, the range of the resistance value variation of the heating resistor element to be corrected by the resistance value correction is 10%, and the temperature compensation range is from low temperature (5 ° C.) to high temperature (50 ° C.). According to the experiment, the additional energization time required for the resistance value correction and the temperature compensation processing was about 3 msec.
However, the recording time for one line is fixed at 16.4 msec.
【0054】従って、この付加通電時間(3msec)
を例にとると、常温程度で記録する場合は、休止時間が
3msec程度に設定した状態となり、実質的に尾引き
による画質劣化の影響は小さいものとなる。さらに、こ
の付加通電時間を最大限に使用し、休止時間がほぼ無く
なる状態は、低温時での階調レベルの大きい場合で、比
較的高濃度領域の記録時に限られる。この場合、記録画
像が高濃度領域であるため、尾引き現象の影響による画
質劣化を判別しにくい領域となる。従って、記録画像の
画質劣化を実質的に生じることなく、抵抗値補正および
温度補償処理の導入が可能であることから、階調性の向
上を図った比較的エネルギー効率の高い高画質記録が行
える。Therefore, the additional energizing time (3 msec)
For example, when recording is performed at about room temperature, the pause time is set to about 3 msec, and the effect of image quality deterioration due to tailing is substantially small. Further, the state in which the additional energizing time is used to the maximum and the pause time is almost eliminated is limited to printing in a relatively high density area when the gradation level is large at low temperatures. In this case, since the recorded image is a high-density area, it is an area where it is difficult to determine image quality deterioration due to the effect of the tailing phenomenon. Therefore, since the resistance value correction and the temperature compensation processing can be introduced without substantially deteriorating the image quality of a recorded image, high-quality recording with relatively high energy efficiency and improved gradation can be performed. .
【0055】本発明では1ライン記録時間あたりの休止
時間をマイクロコンピュータにより構成されたヘッド駆
動制御手段8により、記録する画像、装置の使用目的に
応じて装置構成を増加することなく容易に設定可能であ
る。In the present invention, the pause time per line recording time can be easily set by the head drive control means 8 constituted by a microcomputer according to the image to be recorded and the purpose of use of the apparatus without increasing the apparatus configuration. It is.
【0056】また、ヘッド駆動制御手段8はマイクロコ
ンピュータにより構成しているが、所定の最適な休止時
間に設定したカウンタ、タイマー等を用いたハードのみ
の構成においても容易に実現することができることは言
うまでもない。Although the head drive control means 8 is constituted by a microcomputer, it can be easily realized by a hardware-only structure using a counter, a timer, and the like set at a predetermined optimum pause time. Needless to say.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サーマルヘッドを一括駆動するためストローブ信号を1
つとすることができ、従来例に比べてサーマルヘッド及
びヘッド駆動装置を簡単な構成にすることができコスト
ダウンを図ることができる。また、1ライン毎に階調デ
ータに応じて発熱抵抗素子への通電を連続的に行なうこ
とにより、発熱抵抗素子の長寿命化を図ることができ
る。As described above, according to the present invention,
Set the strobe signal to 1 to drive the thermal head
As a result, the thermal head and the head driving device can be simplified in configuration as compared with the conventional example, and the cost can be reduced. In addition, by continuously energizing the heating resistor element according to the gradation data for each line, the life of the heating resistor element can be extended.
【0058】本発明によれば、記録画像の画質劣化を実
質的に生じることなく、抵抗値補正および温度補償処理
の導入が可能であることから、階調性の向上を図った比
較的エネルギー効率の高い高画質記録が行える。 According to the present invention, deterioration of the image quality of a recorded image can be realized.
Resistance correction and temperature compensation processing without qualitatively occurring
Can be introduced, so the ratio is improved
High-quality recording with relatively high energy efficiency can be performed.
【0059】[0059]
【0060】[0060]
【0061】本実施例では、ヘッド駆動制御手段をマイ
クロコンピュータにより構成することから、記録速度や
記録画像の画質など、装置の使用目的に応じて最適なラ
イン間の休止時間をハード構成を変えることなく容易に
設定することができ、これら実用効果は非常に大きい。In the present embodiment, since the head drive control means is constituted by a microcomputer, the optimum pause time between lines is changed according to the purpose of use of the apparatus, such as the recording speed and the image quality of the recorded image. They can be easily set without any problem, and these practical effects are very large.
【図1】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a thermal head driving device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置におけるヘッド駆動制御手段の動作を示すフローチャ
ートFIG. 2 is a flowchart showing the operation of a head drive control unit in the thermal head drive device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置におけるサーマルヘッドの駆動を示すタイミング図FIG. 3 is a timing chart showing driving of the thermal head in the thermal head driving device according to the first embodiment of the present invention;
【図4】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置における印加電力及び通電時間とをパラメータとし、
最高記録濃度及び記録紙の熱変形に関しての実験結果を
示す図FIG. 4 is a graph showing a relationship between an applied power and an energizing time in the thermal head driving device according to the first embodiment of the present invention;
Diagram showing experimental results on maximum recording density and thermal deformation of recording paper
【図5】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置における印加電力及び通電時間とをパラメータとし、
最高記録濃度及び記録紙の熱変形に関しての実験結果を
示す図FIG. 5 is a graph showing a relationship between an applied power and an energizing time in the thermal head driving device according to the first embodiment of the present invention;
Diagram showing experimental results on maximum recording density and thermal deformation of recording paper
【図6】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置における通電時間に対する記録濃度を示す図FIG. 6 is a diagram showing a recording density with respect to an energizing time in the thermal head driving device according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置における通電時間がtaのときの発熱抵抗素子の発熱
温度を示した図Figure conduction time in the thermal head driving device of the first embodiment showed an exothermic temperature of the heating resistor element when the t a of the present invention; FIG
【図8】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置におけるnライン目の記録時の発熱抵抗素子の発熱温
度を測定した図FIG. 8 is a diagram showing a measurement of a heating temperature of a heating resistor element at the time of recording an n-th line in the thermal head driving device according to the first embodiment of the present invention;
【図9】本発明の第一の実施例のサーマルヘッド駆動装
置におけるヘッド駆動制御手段の動作を示すフローチャ
ートFIG. 9 is a flowchart showing the operation of a head drive control unit in the thermal head drive device according to the first embodiment of the present invention.
【図10】第一の従来例のサーマルヘッド駆動装置のサ
ーマルヘッド駆動タイミングチャートを示すタイミング
図FIG. 10 is a timing chart showing a thermal head drive timing chart of the first conventional thermal head drive device.
【図11】第一の従来例のサーマルヘッド駆動装置によ
り駆動するサーマルヘッドの構成を示す図FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a thermal head driven by a first conventional thermal head driving device.
1 サーマルヘッド 2a 第一のラインメモリ 2b 第二のラインメモリ 3a 第一のカウンタ 3b 第二のカウンタ 4a 第一の切換手段 4b 第二の切換手段 5 コンパレータ 6 駆動信号発生手段 7 電力印加手段 8 ヘッド駆動制御手段 10 ヘッド通電駆動手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal head 2a 1st line memory 2b 2nd line memory 3a 1st counter 3b 2nd counter 4a 1st switching means 4b 2nd switching means 5 Comparator 6 Drive signal generation means 7 Power application means 8 Head Drive control means 10 Head energization drive means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 秀志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−87275(JP,A) 特開 平4−27565(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/35 - 2/36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hideshi Ishihara 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-64-87275 (JP, A) JP-A-4-4 27565 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/35-2/36
Claims (4)
発熱抵抗素子に対し、電力を印加する電力印加手段と、
入力される階調データに応じて前記発熱抵抗素子を一括
して通電する時間を連続に変化させて駆動するヘッド通
電駆動手段と、このヘッド通電駆動手段を制御するヘッ
ド駆動制御手段とを備え、ヘッド駆動制御手段は、前記
発熱抵抗素子に通電する通電時間と前記階調データにか
かわらず全発熱抵抗素子に通電しない休止時間から成る
1ラインの記録時間の内、環境温度およびサーマルヘッ
ド内部での蓄熱による記録濃度変動の補正かつまたは発
熱抵抗素子の抵抗値のばらつきによる記録濃度変動の補
正のための、前記通電時間の増分時間を、前記1ライン
の記録時間を変化させることなく、前記休止時間を減少
させるように割り当てて、ヘッド通電駆動手段を制御す
ることを特徴とするサーマルヘッド駆動装置。An electric power applying means for applying electric power to a heating resistor element arranged in a line in a thermal head;
A head energization driving unit for continuously changing and energizing the energization time of the heating resistor elements in accordance with the input gradation data; and a head drive control unit for controlling the head energization driving unit. The head drive control means controls the ambient temperature and the internal temperature of the thermal head during the recording time of one line including the energizing time for energizing the heating resistor element and the pause time for not energizing all heating resistor elements regardless of the gradation data. In order to correct the recording density fluctuation due to the heat storage and / or to correct the recording density fluctuation due to the variation in the resistance value of the heating resistor element, the increment time of the energization time is changed to the pause time without changing the recording time of the one line. A thermal head driving device for controlling the head energization driving means by allocating so as to reduce the power consumption.
インクが転写されて画像を形成する記録紙に対して、電
力印加手段は前記発熱抵抗素子の最高温度が前記記録紙
を熱変形させる温度より低い温度となる最高電力を印加
することを特徴とする請求項1記載のサーマルヘッド駆
動装置。2. A power supply means for a recording paper on which an image is formed by color development or transfer of ink due to heat generated by a heating resistance element, wherein a maximum temperature of the heating resistance element is higher than a temperature at which the recording paper is thermally deformed. 2. The thermal head driving device according to claim 1, wherein a maximum electric power at which the temperature becomes low is applied.
動タイミング信号を発生する駆動信号発生手段と、入力
される階調データに応じて各発熱抵抗素子に通電する通
電時間データを記憶する第一のラインメモリと第二のラ
インメモリと、前記第一のラインメモリと前記第二のラ
インメモリに与えるアドレスを切り換える第一の切換手
段と、前記第一のラインメモリと前記第二のラインメモ
リからの出力を切り換える第二の切換手段と、前記第一
のラインメモリおよび前記第二のラインメモリに前記第
一の切換手段を介してアドレスを与える第一のカウンタ
と、記録階調レベルを出力する第二のカウンタと、前記
第一のラインメモリまたは第二のラインメモリの出力と
前記第二のカウンタの出力を比較するコンパレータとか
ら成り、ヘッド駆動制御手段が1ライン記録毎に、前記
第一のカウンタと前記第二のカウンタおよび前記第一の
切換手段と前記第二の切換手段を制御し、入力される階
調データから前記発熱抵抗素子に通電する時間データを
作成することを特徴とする請求項1または請求項2記載
のサーマルヘッド駆動装置。3. A head energizing drive means for generating a drive timing signal for a thermal head, and first energizing time data for energizing each heating resistor element in accordance with input gradation data. A line memory, a second line memory, first switching means for switching addresses given to the first line memory and the second line memory, and Second switching means for switching the output, a first counter for giving an address to the first line memory and the second line memory via the first switching means, and a second counter for outputting a recording gradation level. A second counter and a comparator for comparing the output of the first line memory or the second line memory with the output of the second counter. The control means controls the first counter and the second counter and the first switching means and the second switching means for each one-line recording, and outputs the gradation data from the input gradation data to the heating resistance element. 3. The thermal head driving device according to claim 1, wherein the energization time data is created.
合、前記休止時間がほぼ無くなることを特徴とする請求
項1記載のサーマルヘッド駆動装置。4. The thermal head driving apparatus according to claim 1, wherein when the increment time of the energization time is maximum, the pause time is almost eliminated.
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| JP15464392A JP3013608B2 (en) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Thermal head drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15464392A JP3013608B2 (en) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Thermal head drive |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
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