DE3720393A1 - Antriebsvorrichtung fuer einen thermodruckkopf eines bilddruckers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bilddrucker zur Erzeugung einer gedruckten Kopie eines Fernsehbilds oder eines durch Computergraphik erzeugten Bildes, oder dergleichen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfs in dem Bilddrucker.

Es wird nunmehr auf den Stand der Technik Bezug genommen. Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das schematisch einen bekannt Bilddrucker darstellt. In dieser Figur wird ein Bildsignal einer Eingangsklemme (101) zugeführt. Vertikale und horizontale Synchronisiersignale werden einer weiteren Eingangsklemme (102) zugeführt. Das Bildsignal wird mittels eines A/D-Umsetzers (103) digitalisiert. Das Bezugszeichen (104) bezeichnet einen digitalen Bildspeicher. Eine Dichte-Umsetzungseinheit (105) ist vorgesehen, um verschiedene Abstufungen entsprechend einer Änderung von Weiß nach Schwarz aus den Bilddaten zu erhalten. Eine Systemsteuereinheit (107) umfaßt einen Zähler und Torschaltungen, und erzeugt Taktimpulse zur Erzielung synchronisierter Betriebsvorgänge, sowie weiterer für die verschiedenen Schaltungen benötigter Signale. Ein Komparator (106) vergleicht Daten (C 5) aus der Dichte-Umsetzungseinheit (105) mit einem Ausgangswert C 4 aus dem in der Systemsteuereinheit (107) enthaltenen Zähler. Ein Drucker (108) umfaßt einen Thermodruckkopf und eine Vorrichtung, die hauptsächlich aus einer Einrichtung zur Bewegung des Papiers besteht, auf dem der Druck erfolgt.

Ein Betrieb dieser Vorrichtung wird nachstehend beschrieben.

Das der Eingangsklemme (101) zugeführte Bildsignal besteht aus einem Helligkeitssignal aus dem NTSC-Fernsehen. Das Signal reicht von einem Bezugsschwarzwert zu einem Bezugsweißwert und ist in sexadezimale Ziffern quantisiert, beispielsweise mittels des A/D-Umsetzers (103). Anschließend werden die quantisierten Bilddaten aufeinanderfolgend aus einer vorausgehend angegebenen Adresse in den Bildspeicher (104) eingeschrieben. Es wird angenommen, daß die Anzahl der abgetasteten Datenelemente auf einer horizontalen Abtastzeile 640 beträgt und daß ein Bild aus 480 horizontalen Abtastzeilen besteht. Die Kapazität des Speichers ist 640(H)×480(V) ×6 bit=1,8 Mbit. Die für ein Halbbild im Speicher (104) gespeicherten Bilddaten werden in einer gegebenen Folge ausgelesen und mittels der Dichte-Umsetzungseinheit (105) in 8-bit-Zeitachsedaten umgewandelt, so daß ein Druck auf dem Papier mit 6 bit in 64 Abstufungen erfolgen kann. Die Systemsteuereinheit (107) umfaßt einen Zähler, der die Nummer 256 in der Druckzeit für eine Abtastzeile zählt und die Zeit in 8 bit ausdrückt. Die Ausgangsdaten C 4 des Zählers werden vom Komparator (106) mit den von der Dichte-Umsetzungseinheit (105) gelieferten Daten C 5 verglichen. Der Druckkopf des Druckers (108) wird entsprechend den Ausgangsdaten (C 6) vom Komparator (106) aktiviert oder entaktiviert, um selektiv einen Druck vorzunehmen.

Fig. 2 zeigt den Aufbau des Thermodruckkopfs und ein Ausführungsbeispiel des Antriebs desselben. Der Thermodruckkopf umfaßt beispielsweise 640 Widerstandselemente. Werden die 640 Widerstandselemente gleichzeitig eingeschaltet oder ausgeschaltet, so verursacht dies einen unerwünscht großen elektrischen Leistungsverbrauch. Daher ist der Thermodruckkopf in mehrere Blöcke unterteilt, die für einen Druckvorgang aufeinanderfolgend eingeschaltet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Thermodruckkopf gemäß Fig. 2 in fünf Blöcke (B 1- B 5) unterteilt. Jeder Block umfaßt 128 Widerstandselemente. Sechshundertvierzig (640) Daten für eine Abtastzeile werden vom Speicher (104) während eines Zählvorgangs für die Daten (C 4) eines 8-bit Zählers ausgelesen. Diese Daten werden durch die Dichte-Umsetzungseinheit (105) in 8-bit Zeitachsedaten umgesetzt, die aufeinanderfolgend mit den Daten (C 4) vom Komparator (106) verglichen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Signal mit Niedrigpegel geliefert, um den Thermodruckkopf zu entaktivierten, falls die Beziehung C 4≧C 5 gilt. Ist C 4<C 5, so wird ein Signal mit Hochpegel zur Aktivierung des Thermodruckkopfs erzeugt. Diese Vorgänge werden aufeinanderfolgend für alle Datenelemente ausgeführt. Das Ausgangssignal (C 6) vom Komparator wird einem Register im Thermodruckkopf des Druckers (108) zusammen mit den im Signal (C 7) enthaltenen Taktimpulsen zugeführt. Diese Signale werden vorübergehend im Register gespeichert. Anschließend werden jene Signale, die im Signal (C 7) zur Aktivierung der Blöcke des Thermodruckkopfs enthalten sind, aufeinanderfolgend während der Zeitspannen (T ₁, T ₂, T ₃, T ₄, T ₅) auf Hochpegel gebracht, um 1/256 der N-Abtastzeile zu drucken. Damit ist das Drucken bei der Adresse (0), die durch das Signal (C 4) angegeben wird, beendet. Anschließend werden Bilddatenelemente für die N-te Abtastzeile erneut aus dem Bildspeicher (104) ausgelesen und aufeinanderfolgend durch die Dichte-Umsetzungseinheit (105) in Zeitachse-Datenelemente (C 5) umgesetzt. Die Ausgangsdaten (C 5) aus der Dichte-Umsetzungseinheit (105) werden mit dem erneuten Signal (C 4) verglichen, das den Wert "1" annimmt um ein Signal (C 6) zu erzeugen, das anschließend die Widerstandselemente aktiviert oder entaktiviert. Anschließend wird der gleiche Vorgang wie im Falle der Adresse "0" durchgeführt. Infolgedessen wird das Drucken bei der von (C 4) angegebenen Adresse "1" beendet. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis eine Adresse (255) erreicht ist, um einen Druckvorgang für die N-te Abtastzeile zu bewirken. Der gleiche Vorgang wird für die (N+1)te Abtastzeile wie im Falle der N-ten Abtastzeile durchgeführt. Diese Vorgänge werden für 480 Abtastzeilen wiederholt, um eine gedruckte Kopie eines Bildes zu erzeugen.

Zu diesem Zeitpunkt wird durch den Mechanismus des Druckers (108) das Papier intermittierend oder kontinuierlich gefördert. Die Papierbewegung wird derart gesteuert, daß das Bildverhältnis 3:4 beträgt, das der Norm des NTSC-Fernsehens entspricht. Die Systemsteuereinheit (107) erzeugt verschiedene Signale einschließlich (C1, C 2, C 3, C 4, C 7, C 8) in Abhängigkeit sowohl von dem der Eingangsklemme (102) zugeführten Synchronisiersignal als auch von den innerhalb der Systemsteuereinheit (107) erzeugten Taktimpulsen. Die Taktimpulse (C 1) werden dem A/D-Umsetzer zugeführt. Das Steuersignal (C 2) besteht aus einem Adressenangabesignal und einem Lese/Schreib-Signal und wird dem Bildspeicher (104) zugeführt. Die Taktimpulse (C 3) sind für die Dichte-Umsetzungseinheit (105) erforderlich. Das Signal (C 4) wird vom Zähler geliefert und ergibt den Zeitablauf mit 8 bit an. Die Taktimpulse (C 7) sind für den Betrieb des Thermodruckkopfs erforderlich. Das Signal (C 8) wird benötigt, um aufeinanderfolgend den Druckmechanismus zu steuern. Eine gewünschte gedruckte Schwarzweißkopie eines Bilds wird durch die Anordnung und die Betriebsvorgänge, die vorausgehend beschrieben wurden, in 64 Abstufungen erzeugt.

Die vorausgehend erläuterte bekannte Anordnung ist insofern nachteilig, als die Dichtewerte an Bildelementen, die in der Papierbewegungsrichtung benachbart liegen, sich infolge thermischer Hysterese voneinander unterscheiden. Falls ein Druck mit niedriger Dichte gemacht wird, sind die aktivierten Abschnitte des Thermodruckkopfes in den vorderen Abschnitten für den Druck eines Bildelements konzentriert. Daher hat das gedruckte Bild ein grobes Aussehen. In jedem Falle ist die Druckqualität schlecht.

Die bekannte Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher beschrieben. Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer bekannten Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfs. In Fig. 3 werden Daten (C 11) bezüglich eines Bilds oder einer anderen aus den Bilddaten umgesetzten Datenform einer Eingangsklemme (201) zugeführt. Ein Signal (C 12) zur Umschaltung zwischen dem Schreib- und Lesebetrieb wird einer weiteren Eingangsklemme (101) zugeführt. Ein Zeilen-Zwischenspeicher (106) umfaßt einen digitalen Speicher zur Speicherung der Daten einer Bildzeile. Eine Schreibsteuerung (103) erzeugt Schreibadressen und weitere Daten für den Zeilen-Zwischenspeicher (106). Eine Lesesteuerung (104) umfaßt einen Blockadressenzähler (104 a) und einen Adressenzähler (104 b), und liefert gelesenen Adressen und weitere Daten für den Zeilen-Zwischenspeicher (106). Ein Wähler (105) wählt entweder ein Schreibsteuersignal (C 13) oder ein Lesesteuersignal (C 14) als ein dem Zeilen-Zwischenspeicher (106) zugeführtes Steuersignal (C 15). Ein Zeitachse-Zähler (107) legt die Zeit fest, während welcher ein Druck erfolgt. Ein Komparator (108) vergleich die Bilddaten oder die daraus umgesetzten Daten, die vom Zeilen- Zwischenspeicher (106) geliefert werden, in gewünschter Folge mit Zeitachsedaten (C 19), die vom Zeitachse- Zähler (107) abgegeben werden. Eine Ausgangsklemme (109) liefert Daten (C 20) an den Thermodruckkopf des Thermodruckers.

Eine obigem entsprechende Betriebsweise wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert. Es sei angenommen, daß die Bilddaten (C 11) für eine Zeile, die der Eingangsklemme (101) zugeführt werden, 8-bit Daten sind. Ein Schreibsignal, das sich auf Hochpegel befindet, wird der Eingangsklemme (107) zur Umschaltung zwischen Lesebetrieb und Schreibbetrieb zugeführt, um den Zeilenzwischenspeicher (106) in Schreibbetrieb zu bringen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Steuersignal (C 15), das dem Zeilen-Zwischenspeicher (106) zugeführt wird, als Schreibsteuersignal (C 13) von der Schreibsteuerung (103) über den Wähler (105) zugeführt. Eingangsdaten (C 11) für eine Zeile werden im Zeilen-Zwischenspeicher (106) an den von der Schreibsteuerung (103) angegebenen Adressen gespeichert. Das Steuersignal (C 15) umfaßt Adressensignale, ein Ausgabe/Freigabesignal, und weitere Signale. Nunmehr wird ein Lesesignal auf Niedrigpegel der Eingangsklemme (102) zur Umschaltung zwischen dem Lese- und Schreibbetrieb zugeführt, um den Zeilen- Zwischenspeicher (106) in den Lesebetrieb zu bringen.

Dabei wird das Steuersignal (C 15) erzeugt und mittels des Wählers (105) von der Lesesteuerung (104) als Lesesteuersignal (C 14) abgegeben. Die Daten werden vom Zeilen-Zwischenspeicher (106) in einer gewünschten Folge gelesen.

Der Zeitachse-Zähler (107) zählt 2⁸=256 Datenbits in bestimmten Abständen. Der Komparator (108) vergleicht die vom Zähler (107) gelieferten Zeitachse-Daten (C 19) mit den Ausgangsdaten (C 18) des Zeilen-Zwischenspeichers (106). Die Ausgangsdaten vom Komparatur (108) erscheinen an der Ausgangsklemme (109) als Datensignal (C 20), das die Zeit bestimmt, während welcher der Thermodruckkopf aktiviert wird.

Wird angenommen, daß der Blockadressenzähler (104 a) in der Lesesteuerung (104) den ersten Block angibt, so gibt der Adressenzähler (104 b) aufeinanderfolgend die Adressen im Block an. Somit werden 128 Datenbits bezüglich des ersten Blocks ausgelesen.

Die ausgelesenen Daten (C 18) werden mit "0" der Ausgangsdaten (C 19) aus dem Zeitachsezähler (207) mittels des Komparators (108) verglichen. Ist die Menge der Daten (C 18) geringer als die Menge der Daten (C 19), so wird der Thermodruckkopf entaktiviert. In diesem Betriebszustand wird das Datensignal (C 20) auf Niedrigpegel gebracht. Ist die Menge der Daten (C 18) gleich groß wie oder größer als die Menge der Daten (C 19) so wird der Thermodruckkopf aktiviert. In diesem Betriebszustand wird das Datensignal (C 19) auf Hochpegel gebracht. Das Datensignal (C 20) wird kontinuierlich von der Ausgangsklemme (209) abgegeben und einem Register zugeführt, das sich für den Block (B 1) innerhalb des Thermodruckkopfs befindet. Anschließend werden dort die Daten zeitweilig gespeichert.

Diese Signale werden dazu verwendet, den ersten Block (B 1) des Thermodruckkopfes des Thermodruckers zu aktivieren und zu entaktivieren, um unter Verwendung 1/256 eines Blocks einen Druck vorzunehmen. Anschließend zählt der Zeitachsezähler (107) in Vorwärtsrichtung die Eingangsdaten, bis "1" erreicht ist. In diesem Betriebszustand erfolgt ein Druck unter Verwendung des ersten Blocks (B 1) in gleicher Weise wie vorausgehend beschrieben.

Somit schaltet der Zeitachsezähler (107) 256 mal weiter, bis der Ausgangswert "256" erreicht ist, und es erfolgen 256 Druckvorgänge, womit der Druck unter Verwendung des ersten Blocks (B 1) beendet ist. Anschließend gibt der Blockadressenzähler (104 a) den zweiten Block (B 2) an. Drucke werden mit dem zweiten Block (B 2) in gleicher Weise wie beim beschriebenen Vorgang durchgeführt. Ahnliche Drucke erfolgen mit dem dritten bis fünften Block (B 3- B 5). Als Ergebnis wird eine Druckzeile beendet. Während dieses Vorgangs werden der erste Block (B 1), der zweite Block (B 2), der dritte Block (B 3), der vierte Block (B 4), der fünfte Block (B 5) jeweils während der Zeitspannen (T 1, T 2, T 3, T 4, T 5) aktiviert. Nur einer der Blöcke (B 1- B 5) wird zu einem Zeitpunkt aktiviert.

Es sei angenommen, daß 37,5 µs erforderlich sind, um 1/256 eines Bildelements zu drucken. Um einen Druck mit einem Block vorzunehmen, ist eine Zeitspanne erforderlich, die 256 mal so lang wie dieses Zeitintervall ist, beispielsweise 9,6 ms. Zum Drucken einer Zeile ist eine fünfmal größere Zeitspanne erforderlich, beispielsweise etwa 48 ms. Besteht ein Bild aus 480 Zeilen, so werden etwa 23 s benötigt, um ein Vollbild zu drucken.

Die vorausgehend beschriebene bekannte Vorrichtung zum Antrieb des Thermodruckkopfs ist insofern nachteilig, als der Thermodruckkopf während mindestens einer Zeitdauer von 4/5 der Zeitspanne, die zum Drucken einer Zeile benötigt wird, nicht aktiviert ist, und der Thermodruckkopf somit kontinuierlich während etwa 38 ms von den zum Drucken einer Zeile erforderlichen 48 ms entaktiviert ist, mit dem Ergebnis, daß die neben dem gerade zum Drucken verwendeten Block liegende Blöcke kalt sind und mit ihnen eine große Temperaturdifferenz vorliegt. Daher steigt die Temperatur der beiden Enden des Blocks der gerade zum Drucken verwendet wird, langsamer an als jene des zentralen Abschnitts, so daß die Druckdichte an den beiden Enden niedriger als die Dichte am zentralen Abschnitt ist. Auf diese Weise wird die Dichte innerhalb eines Blocks ungleichmäßig. Dadurch werden an den Grenzen zwischen benachbarten Blöcken weiße Streifen erzeugt.

Im Hinblick auf obigen Sachverhalt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfes zur Verwendung in einem Bilddrucker zu schaffen, der eine gedruckte Kopie eines Fernsehbilds oder eines durch Computergraphik erzeugten Bilds liefern kann, das eine hohe Bildqualität aufweist. Diese und weitere Aufgabenstellungen der Erfindung werden durch die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfes gelöst die mit einer Betriebseinrichtung ausgestattet ist, die nicht zuläßt, daß Wärme kontinuierlich an den Grenzen zwischen benachbarten Bildelementen erzeugt wird. Insbesondere wird erfindungsgemäß bei Herstellung eines Drucks mit niedriger Dichte ein Bildelement durch verteilte Mehrfarben-Entwicklungspunkte erzeugt.

Die Betriebseinrichtung steuert die Blöcke des Thermodruckkopfes, um aufeinanderfolgend einen Druck für jede Subzeile zu machen und den Druckvorgang mehrere Male zu wiederholen, um den Druck für eine Zeile fertigzustellen.

Die vorausgehend aufgeführte Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfes zum Drucken eines Bildes mit einer Anzahl Abstufungen gelöst, deren Druckkopf eine Anzahl von Heizelementen aufweist, und die gekennzeichnet ist durch: einen Komparator zum Vergleich von Bilddaten oder von aus den Bilddaten erhaltenen Dichtedaten mit Drucksteuerdaten, eine Vorrichtung zur Steuerung der Zeitspanne, während welcher jedes Heizelement des Thermodruckkopfes eingeschaltet ist, entsprechend den Vergleichsergebnissen, und eine Datenumsetzer- und Verarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Drucksteuerdaten in solcher Weise, daß ein Druckvorgang mit niedriger Dichte an einer Stelle eingeleitet wird, die von den beiden Enden eines Bildelements verschieden ist.

Die vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellungen, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden zum besseren Verständnis in der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das schematisch einen bekannten Bilddrucker darstellt,

Fig. 2 den Aufbau eines Thermodruckkopfes, der in fünf Blöcke unterteilt ist und dessen Betrieb,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer bekannten Vorrichtung für einen Thermodruckkopf des Bilddruckers,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Bilddruckers,

Fig. 5A eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Signals (C 4) gemäß Fig. 4 und

Fig. 5B und 5C Darstellungen von Ausführungsbeispielen eines Signals (C 10) gemäß Fig. 4 Fig. 6 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Druckzustands,

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bilddruckers,

Fig. 8A eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Signals (C 4) gemäß Fig. 7 und

Fig. 8B und 8C Darstellungen von Ausführungsbeispielen eines Signals (C 10) gemäß Fig. 7,

Fig. 9 ein Blockschaltbild der weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bilddruckers,

Fig. 10 den Aufbau des in fünf Blöcke unterteilten Thermodruckkopfs und dessen Betrieb,

Fig. 11A eine Darstellung des Zustands der zwischen benachbarten Blöcken erzeugten weißen Streifen,

Fig. 11B eine Darstellung einer Beziehung zwischen der maximalen Dichte und der Anzahl der Subzeilen und

Fig. 12 und 13 Blockschaltbilder einer Abänderung der Ausführungsform des Bilddruckers nach Fig. 9.

Es wird nunmehr auf bevorzugte Ausführungsformen Bezug genommen. Gemäß Fig. 4 setzt ein Adressenumsetzer (1) das Ausgangssignal (C 4) des in der Systemsteuereinheit (107) befindlichen Zählers in andere Daten (C 10) um, wobei das Signal (C 4) den Zeitablauf angibt. Der Komparator (106) vergleicht die Zeitdaten (C 10) des Adressenumsetzers (1) mit den Daten (C 5). Das Ausgangssignal des Komparators (106) aktiviert oder entaktiviert den Thermodruckkopf. Die anderen Elemente in der Vorrichtung sind die gleichen wie in der bereits bezüglich Aufbau und Betrieb beschriebenen bekannten Vorrichtung.

In gleicher Weise wie der bereits beschriebene bekannte Drucker quantisiert dieser Drucker Daten in Sexadezimalziffern, und das Signal (C 4) ist ein 8-bit-Zählerausgang. Der Einfachheit wegen sei angenommen, daß die Daten in binäre Ziffern quantisiert werden, und daß (C 4) der Ausgang eines 4-bit-Zählers ist. Der Wert des Signals (C 4) steigt gleichförmig von 0 bis 15 an, während ein Druck für jede Abtastzeile durchgeführt wird, wie in Fig. 5(A) dargestellt ist. Das Signal (C 4) wird durch den Adressenumsetzer (1) zum Drucken jeder Abtastzeile gemäß Fig. 5(B) gesetzt. Sind anschließend die umgesetzten Daten (C 10) größer als die Daten (C 5), so wird der Thermodruckkopf aktiviert. Dabei erfolgt das Drucken gemäß Fig. 6. Bei einer üblichen Vorrichtung werden die Ausgangsdaten gemäß Fig. 5(A) einem Vergleich im Komparator (106) unterzogen, damit ein Aktivierungs/ Entaktivierungssignal für den Thermodruckkopf geliefert wird. Daher neigen die gedruckten Punkte dazu, in der Nähe des vorderen Endes einer Zeile konzentriert zu sein. Im Vergleich hierzu wird jedoch erfindungsgemäß gemäß Fig. 5(B) und Fig. 6 ein Entaktivierungssignal am Beginn und am Ende einer Zeile erzeugt. Daher kann eine Kühlperiode zwischen den Punktdruckvorgängen vorgesehen werden. Somit ist es möglich, eine Kühlperiode nach dem Drucken eines Punkts maximaler Dichte vorzusehen, was durch 2, 3 und 4 in Fig. 6 angegeben wird. Es ist infolgedessen unwahrscheinlich, daß die Dichte wegen thermischer Hysterese ungleichmäßig wird. Bei einem kontinuierlichen Drucken mit maximaler Dichte gemäß Fig. 6(1), wird der nachfolgende Punkt ohne Kühlperiode gedruckt, weswegen die Dichte als Folge thermischer Hysterese ungleichmäßig wird. In diesem Falle wird jedoch die Druckqualität im Vergleich zu jener der bekannten Vorrichtung erheblich verbessert. Ferner ist eine Umsetzung gemäß Fig. 5(C) möglich. In diesem Falle wird ein Entaktivierungssignal an zwei fernliegenden Stellen erzeugt. Die Entfernung zwischen einer Druckposition und der nächsten Druckposition wird gleich der Hälfte der Breite eines jeden Bildelements bemessen. Infolgedessen sieht das gedruckte Bild weniger groß aus, insbesondere bei niedriger Dichte.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In gleicher Weise wie bei dem vorausgehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Daten in binäre Ziffern quantisiert, und das Signal (C 4) ist der Ausgang aus dem 4-bit-Zähler. Während das Bildsignal, das der Quantisierung in binäre Ziffern unterzogen wird, mittels der Dichte-Umsetzungseinheit (105) in quarternäre Zeitachsedaten umgesetzt und bei dem vorausgehenden Beispiel dem Komparator (106) zugeführt wird, erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel keine Dichteumsetzung. Das Signal (C 4) wird durch den Adressenumsetzer (1) in binäre Abstufungsdaten umgesetzt und mit den Bilddaten im Komparator (2) verglichen, damit der Thermodruckkopf aktiviert und entaktiviert wird.

Fig. 8(B) und Fig. 8(C) zeigen Umsetzungsergebnisse, die die gleichen Resultate wie in Fig. 5(B) und in Fig. 5(C) liefern. Gemäß Fig. 8 ergibt die Abstufung 0 die Dichte bei einem Druck an, wenn kein Impuls gezählt wird. Die Abstufung 1 gibt die Dichte an, wenn ein Druck, abhängig vom siebten gezählten Impuls, erfolgt. Die Abstufung 2 gibt die Dichte an, wenn ein Druck, abhängig vom zwölften gezählten Impuls, erfolgt. Die Abstufung 3 zeigt die Dichte, wenn ein Druck, abhängig von sechzehnten gezählten Impuls erfolgt.

Sind die umgesetzten Daten (C 10) gleich groß wie oder größer als die die Abstufungen angebenden Bilddaten (C 9), so liefert der Komparator (2) ein Signal mit Niedrigpegel an den Drucker zwecks Entaktivierung des Thermodruckkopfs. Ist andererseits (C 10) kleiner als (C 9), so liefert der Komparator (2) ein Signal mit Hochpegel an den Drucker, um den Thermodruckkopf zu aktivieren. Entsprechend wird bei diesem Ausführungsbeispiel für C 9 gleich Null der Thermodruckkopf nicht aktiviert. Ist C 9 gleich 1, so wird der Thermodruckkopf abhängig von sieben aufeinander­ folgenden bit der umgesetzten Daten, die 0 darstellen und daher kleiner als 1 sind, aktiviert. Ist C 9 gleich 2, so wird der Thermodruckkopf, abhängig von zwölf aufeinanderfolgenden bit der umgesetzten Daten, die 0 oder 1 darstellen und somit kleiner als 2 sind, aktiviert. Ist C 2 kleiner als 2, so wird der Druckkopf, abhängig von allen sechzehn aufeinanderfolgenden bit der umgesetzten Daten, die 0, 1 oder 2 darstellen, und somit kleiner als 3 sind, aktiviert. Auf diese Weise wird die vorausgehend aufgeführte Abstufung erzielt.

In den vorausgehenden Beispielen werden zur Erläuterung die Daten in Binärform quantisiert,und der Ausgang des Zeitzählers erhält eine quarternäre Form. Die Erfindung ist nicht auf dieses Schema begrenzt. Dieses Konzept läßt sich auf jeden Fall anwenden, so lange die Anzahl der durch Quantisierung erzeugten bit kleiner als die Anzahl der bit des Ausgangs vom Zeitzähler ist. Beispielsweise können die erzeugten Daten Oktalziffern sein. Ferner sind die Umsetzungen nicht auf jene der Fig. 5(B), 5(C), 8(B) und 8(C) beschränkt, sondern es kann vielmehr jede Umsetzung verwendet werden, so lange sie zumindest nützlich ist, um eine Dichteungleichförmigkeit als Folge thermischer Hysterese zu verhindern oder den Druckzustand bei niedriger Dichte zu verbessern.

Ferner ist die Anzahl der Blöcke des Thermodruckkopfs nicht auf fünf beschränkt. Schließlich ist das Drucken nicht auf das vorliegende System beschränkt.

Endlich können von einem Bildmuster verschiedene Graphikdarstellungen gedruckt werden, indem der A/D- Umsetzer (103) durch eine digitale Schnittstelle ersetzt wird.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfs. In Fig. 9 weisen jene Schaltungselemente, die denen in Fig. 3 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen auf. Eine Lesesteuerschaltung (10) umfaßt einen Blockzähler (1 a) und einen Adressenzähler (1 b) und erzeugt gelesene Adressen und andere Daten für einen Zeilen-Zwischenspeicher (106). Ein 2-bit-Subzeilenzähler (20) zählt in Vorwärtsrichtung Übertragsignale (C 2), die vom Blockzähler (10 a) in der Lesesteuerschaltung (10) geliefert werden. Ein 6-bit- Zeitachsezähler (30) gibt die Zeit an, während welcher ein Druck erfolgt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird erläutert, wie die vorausgehend beschriebene Vorrichtung den Thermodruckkopf antreibt.

Daten für eine Zeile, die in dem Zeilen-Zwischenspeicher gespeichert ist, werden für jeden der Blöcke (B 1- B 5)

ausgelesen. Die Ausgangsdaten (C 18) vom Zeilen- Zwischenspeicher (206) werden mit den Ausgangsdaten (C 5) vom Zeitachse-Zähler (30) und dem Subzeilenzähler (20) durch den Komparator (108) verglichen. Die Ausgangsdaten des Komparators (208) werden an der Ausgangsklemme (209) als ein Signal zur Aktivierung oder Entaktivierung des Thermodruckkopfes abgegeben.

Die Betriebsweise des Thermodruckkopfs wird nunmehr unter Verwendung der vorausgehend aufgeführten numerischen Werte näher erläutert.

Zunächst wird der Inhalt des Zeitachse-Zählers (30) und des Subzeilenzählers (20) auf "0" gesetzt. Die Daten für den ersten Block (B 1) werden aus dem Zeilen-Zwischenspeicher (106) ausgelesen, und ein Druck erfolgt mit 1/256 eines Blocks. Anschließend wird der Zeitachse-Zähler (30) zu einer Erhöhung veranlaßt, bis jedes bit des Inhalts "1" erreicht. Wiederum erfolgt ein Druck mit 1/256 eines Blocks. In ähnlicher Weise erfolgt ein Druck mit dem ersten Block (B 1), bis jedes bit des 6-bit-Zählers (30) "1" erreicht, d. h., bis der Inhalt "63" erreicht. Anschließend wird der Inhalt des Zählers (30) auf "0" zurückgestellt. Der Inhalt des Blockadressenzählers (10 a) in der Lesesteuerschaltung (10) wird verwendet, um den zweiten Block (B 2) anzugegben. In gleicher Weise wie im Falle des ersten Blocks (B 1) erfolgt ein Druck mit 64/246 (=1/4) des zweiten Blocks (B 2), während der Wert der Zeitachsedaten von 0 auf 63 geändert wird.

Anschließend wird der Druckvorgang mit dem dritten bis fünften Block (B 3, B 4, B 5) in gleicher Weise fortgesetzt. Auf diese Weise wird ein Viertel einer Zeile, das anschließend als "Subzeile" bezeichnet wird, gedruckt.

Als nächstes wird der Subzeilenzähler (20) zu einer Erhöhung veranlaßt, bis jedes bit des Inhalts "1" erreicht. Der Inhalt des Zeitachse-Zählers (30) wird von 0 auf 63 in gleicher Weise wie im Falle der ersten Subzeile erhöht. Somit werden die beiden höchsten bit des Inhalts des Zählers (20) gleich "01". Der Wert der Ausgangsdaten (C 5) ändert sich von 64 auf 127. Für die zweite Subzeile werden die Druckvorgänge mit den Blöcken (B 1- B 5) durchgeführt, während sich der Wert der Daten (C 5) von 64 auf 127 in der gleichen Weise wie im Falle der ersten Subzeile ändert. Der Inhalt des Subzeilenzählers (2) nimmt für die dritte Subzeile den Wert "10" an. Der Wert der Daten (C 5) ändert sich von 128 auf 191. Für die vierte Subzeile nimmt der Inhalt des Zählers (20) den Wert (11) an. Der Wert der Daten (C 5) ändert sich von 192 auf 255. Ein vollständiger Druck eines Bildes erfolgt mit den vier Subzeilen.

Wird angenommen, daß es etwa 37,5 µs dauert, um 1/256 eines Bildelements zu drucken, so ist zur Herstellung eines Drucks mit einem Block in einer Subzeile die erforderliche Zeit zum Drucken mit einem Block 64 mal länger als diese Zeitspanne, beispielsweise 2,4 ms, was den gleichen Wert wie die üblicherweise benötigte Zeit ist. Infolgedessen verlängert das vorliegende System nicht die für den Druckvorgang benötigte Zeit.

In obiger Beschreibung ist die Anzahl der Subzeilen gleich 4. Im allgemeinen besteht eine Zeile aus alpha- Subzeilen, und wird somit "alpha" gleich 1 gemacht, so ist das System mit dem bekannten System gleich.

Ferner wird im obigen Ausführungsbeispiel eine Zeile in gleich große Subzeilen unterteilt. Jedoch ist es nicht immer notwendig, eine Zeile in gleiche Subzeilen zu unterteilen. Besonders, wenn die Anzahl der Subzeilen ein Subvielfaches der Anzahl der je Block vom Zeitachse- Zähler gemachten Zählungen ist, kann jede Subzeile durch die gleiche Zeit geteilt werden.

Wird die Anzahl der Subzeilen erhöht, so wird die Zeit, während welcher der Thermodruckkopf entaktiviert wird, verkürzt. Dies verringert den Temperaturunterschied zwischen benachbarten Blöcken und die Dichteungleichmäßigkeit innerhalb eines Blocks. Jedoch wird die Wärme bitweise zugeführt, und die Temperatur steigt somit mit einer niedrigeren Geschwindigkeit an. Infolgedessen wird das gesamte Bild dünn gedruckt. Fig. 11B zeigt eine Beziehung zwischen der maximalen Dichte und der Anzahl der Subzeilen.

Bei den bekannten Verfahren, wie auch bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Erfindung, können weiße Streifen zwischen benachbarten Blöcken erzeugt werden. Diese Streifen sind gemäß Fig. 11A dünn für zwei Subzeilen, jedoch sind sie noch deutlich sichtbar. Bei vier Subzeilen sind sie schwierig zu erkennen. Bei acht Subzeilen haben sie sich als nahezu unsichtbar gezeigt. Wird jedoch, wie in Fig. 11B dargestellt ist, die Anzahl der Subzeilen erhöht, so verringert sich die Dichte. Daher ist es nicht erwünscht, die Anzahl sehr stark zu erhöhen. Vielmehr ist es vorzuziehen, die Anzahl der Subzeilen zwischen vier bis acht auszuwählen.

Erfolgt ein Druck dünn, so wird die Pausenspanne, während welcher der Thermodruckkopf entaktiviert ist, lang. Infolgedessen werden die weißen Streifen zwischen den Blöcken auffälliger. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, kann die Anzahl der Subzeilen für jede Zeile entsprechend dem Verhältnis von schwarz oder einem anderen Faktor geändert werden. Beispielsweise wird ihre Anzahl erhöht, wenn die Zeile dicht ist, und verringert, wenn sie dünn ist.

Fig. 12 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Antrieb einer Thermodruckkopfanordnung dar, die die Anzahl der Subzeilen zwischen 8 und 16 wählen kann. In dieser Figur ist ein 4-bit-Subzeilenzähler (20) dargestellt, ein 5-bit-Zeitachse-Zähler (30), ein 1-bit- Wähler (50), ein 4-bit-Wähler (60), und ein Eingabeabschnitt (70), an welchem ein 8/16 Subzeilenschaltsignal (C 21) gelegt wird.

Die vorausgehend beschriebene Anordnung arbeitet in der nachfolgend beschriebenen Weise. Es sei angenommen, daß das Signal (C 21) mit einem Niedrigpegel dem Eingangsanschluß (70) zugeführt wird, um dadurch die 16 Subzeilen zu wählen. Ist ein Wählersignal auf Niedrigpegel, so wählen die Wähler (50 und 60) "B". Ist das Wählersignal auf einem Hochpegel, so wählen sie "A". Anschließend wählt der Wähler (50) das vierte bit (b4) des Ausgangs vom Zeitachse-Zähler (30), und liefert den Ausgang (C 3), der den Blockadressenzähler (10 a) der Lesesteuerschaltung (10) veranlaßt, den nächsten Block anzugeben. Zählt der Zeitachse-Zähler (30) 2⁴ Eingangssignale, so wird der Block zu einem anderen weitergeschaltet. Nach dem Druckvorgang von fünf Blöcken wird ein Vorwärtszählsignal (C 2) dem Subzeilenzähler (20) zugeführt, um ihn zu einer Vorwärtszählung zu veranlassen.

Der Wähler (60) liefert (S 4, S 3, S 2, S 1) jeweils nach (b8, b7, b6 und b5). Die signifikanten vier bit der Zeitdaten (C 22), die dem Komparator (208) zu Vergleichszwecken zugeführt werden, kommen vom Subzeilenzähler (20), während die niedrigsten vier bit vom Zeitachse-Zähler (30) kommen. Dies ist jenem Fall äquivalent, bei dem 16 Subzeilen verwendet werden. Wird ein Signal mit Hochpegel, das acht Subzeilen angibt, dem Eingangsanschluß (70) zugeführt, so ist der Ausgang (C 3) vom Wähler (50) das fünfte bit (b10) des Zeitachse-Zählers (30). Sooft der Zähler (30) die Anzahl 2⁵=32 zählt, gibt der Blockzähler den nächsten Block an. Die Ausgänge vom Wähler (60) sind (S3, S 2, S 1 und b 10). Die signifikanten drei bit der Daten (C 22) kommen vom Subzeilenzähler (20), während die fünf niedrigeren Bit vom Zeitachse-Zähler (30) kommen. Dies ist dem Fall äquivalent, bei welchem acht Subzeilen verwendet werden.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild einer Anordnung, in welcher vier Subzeilen verwendet werden und eine Adressenumsetzung erfolgt. Diese Umsetzung geschieht mittels eines ROMs (21). Durch die vorausgehend aufgeführte Adressenumsetzung sollen die Ausgänge (C 31 und C 32) aus den Zählern (20 und 30), die die Einschaltzeit bestimmen, in andere Werte auf nichtlineare Weise umgesetzt werden. Beispielsweise wird "0" zur Mitte gebracht, so daß ein Druck mit geringster Dichte von der Mitte der Zeitachse eingeleitet wird.

Auf diese Weise kann ein Druckvorgang mit niedriger Dichte verbessert werden. Ferner kann die thermische Hysterese verringert werden. Die Adressenumsetzung kann in anderer Weise als vorausgehend erwähnt abgeändert werden, und das ROM kann durch ein Torschaltungssystem ersetzt werden.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, ist der erfindungsgemäße Drucker mit einer Verarbeitungsvorrichtung ausgestattet, die die Anordnung der Daten, die den Zeitablauf angeben und die Aktivierungsperiode des Thermodruckkopfs steuern, in eine andere Anordnung umsetzen. Der Druckvorgang bei niedriger Dichte wird von einer anderen Stellung als von beiden Enden eines Bildelements eingeleitet. Infolgedessen wird eine Dichteungleichförmigkeit als Folge thermischer Hysterese verringert. Ferner wird die Entwicklung der Farben bei niedriger Dichte verbessert.

Ferner wird erfindungsgemäß eine Abtastzeile in eine Anzahl Subzeilen unterteilt. Ein Druck erfolgt für jede Subzeile, während die Blöcke aufeinanderfolgend verwendet werden. Dies verkürzt die Zeitspanne, während welcher der Thermodruckkopf entaktiviert ist. Ferner wird die Temperaturungleichmäßigkeit innerhalb eines jeden Blocks des Thermodruckkopfs erheblich verringert. Dadurch wird die Dichteungleichmäßigkeit innerhalb eines jeden Blocks auf ein Mindestmaß verringert. Schließlich wird die Bildung weißer Streifen an den Grenzen zwischen benachbarten Blöcken unterdrückt. Infolgedessen kann der Druckvorgang mit einer guten Bildqualität erfolgen.

Claims (7)

1. Antriebsvorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfs zum Drucken eines Bildes, das eine Anzahl Abstufungen aufweist, wobei der Thermodruckkopf eine Anzahl Heizelemente enthält, gekennzeichnet durch: einen Komparator (2; 106; 208) zum Vergleich von Bilddaten oder von aus den Bilddaten erhaltenen Dichtedaten mit Drucksteuerdaten, eine Vorrichtung (107; 10, 20, 30, 40, 50, 60, 203) zur Steuerung der Zeitspanne, während welcher jedes Heizelement des Thermodruckkopfes eingeschaltet ist, entsprechend den Vergleichsergebnissen, und eine Datenumsetzer- und Verarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Drucksteuerdaten in solcher Weise, daß ein Druckvorgang mit niedriger Dichte an einer Stelle eingeleitet wird, die von den beiden Enden eines Bildelementes verschieden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenumsetzer- und Verarbeitungsvorrichtung die Zeitablaufdaten in Daten anderer Form umsetzt, um Drucksteuerdaten zu erhalten, und daß die Zeitablaufdaten erhalten werden, indem die zum Drucken eines Bildelements benötigte Zeit in N-Zeitabschnitte unterteilt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• A) einer der numerischen Werte 0, 1, ... M-1, M, die Abstufungen unterdrücken, einer der Adressen der N-Zeitablaufdaten zugeteilt wird, die als Drucksteuerdaten verwendet werden,
• B) zumindest einer der numerischen Werte mehrfach verwendet wird, um eine gewünschte Abstufung zu erzielen, und
• C) solche Daten verwendet werden, die einen Druck mit niedriger Dichte veranlassen, um von einer Position auszugehen, die von den beiden Enden eines Bildelements verschieden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerdaten von einer Datenumsetzervorrichtung erhalten werden, die ein Bildelement in zwei oder mehr an verschiedenen Stellen befindliche Punkte unterteilt, wenn ein Druck bei niedriger Dichte erfolgt.

5. Vorrichtung zum Antrieb eines Thermodruckkopfs zum Drucken eines Bilds, das eine Anzahl Abstufungen aufweist, wobei der Thermodruckkopf in eine Anzahl Blöcke unterteilt ist, von denen jeder eine Anzahl Heizelemente enthält, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (10, 10 a, 20, 30) zur Unterteilung einer Abtastzeile in eine Anzahl Subzeilen, und eine Vorrichtung zur Steuerung der Blöcke des Thermodruckkopfes in solcher Weise, daß diese aufeinanderfolgend aktiviert werden, um den Druckvorgang einer jeden der Subzeilen zu Ende zu führen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Aufteilung einer Abtastzeile eine Vorrichtung (20, 50, 60) zur Auswahl der Anzahl der Subzeilen entsprechend Daten aufweist, die das Schwarzverhältnis umfassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, um die Daten, die die Aktivierungszeit der Heizelemente des Thermodruckkopfs betreffen, einer nichtlinearen Umsetzung zu unterwerfen.