JP2007112105A - 感熱印字ヘッド、その駆動回路及び関連制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術による諸問題を解決するための駆動回路の制御方法及び関連装置を提供する。
【解決手段】感熱印字ヘッドの駆動回路は、タイミングの異なる複数のストローブ信号にそれぞれカップリングされ、複数の加熱素子にそれぞれカップリングされる複数のゲートユニットを備える複数のゲートグループと、複数のゲートグループにカップリングされ、ゲートユニットごとに対応の階調データを提供するレジスターモジュールとを含む。そのうち各ゲートユニットは対応する制御信号と受信済みの階調データに基づき、それにカップリングされる加熱素子を制御する。
【選択図】図３

Description

この発明は熱転写印刷技術に関し、特に熱昇華型プリンターの駆動回路とその制御方法及び関連の感熱印字ヘッドに関する。

カラープリンターはドットマトリックス型、インクジェット型、レーザー型、熱昇華型（もしくは熱転写型と称される）などの四種類に大別され、そのうち連続階調の画像を印刷できる熱昇華型プリンターは注目の製品となっている。熱昇華型プリンターは感熱印字ヘッドでインクリボンを加熱してその上にあるインクを用紙に転写し、更に加熱の時間と温度を制御することによって、連続階調の画像を印刷する。

図１を参照する。図１は従来の感熱印字ヘッド１００を表す説明図である。図１によれば、感熱印字ヘッド１００には複数の駆動回路１１０が設けられ、各駆動回路１１０は操作クロック信号に基づいて印刷データを読み込み、更にラッチ信号に基づいてデータをラッチする。続いて感熱印字ヘッド１１０はストローブ信号で駆動回路１１０を制御してそれと接続される複数の加熱素子（非表示）を駆動させる。加熱素子はそれぞれ１つのドット、すなわち画像の１つのピクセルを加熱する。一列の画像データを印刷する際、ストローブ信号に基づいてすべて駆動回路１１０は同時に加熱素子を駆動するので、感熱印字ヘッド１００の電力消費は相当に大きいである。

感熱印字ヘッド１００に要する電力消費を減少するため、従来の技術は、一列の画像データを奇数ピクセルと偶数ピクセルに分けてそれぞれ印刷し、例えば先に奇数ピクセルを印刷してから、また偶数ピクセルを印刷するという方法を提供する。しかしこの方法は、感熱印字ヘッド１００の電力消費を減少するとともに、印刷の所要時間を２倍に延ばすだけでなく、更にプリンターのファームウェアを複雑にする欠点も有する。

この発明は前述の問題を解決するための駆動回路の制御方法及び関連装置を提供することを課題とする。

この発明は感熱印字ヘッドの駆動回路を提供する。該駆動回路は、タイミングの異なる複数のストローブ信号にそれぞれカップリングされ、複数の加熱素子にそれぞれカップリングされる複数のゲートユニットを備える複数のゲートグループと、複数のゲートグループにカップリングされ、ゲートユニットごとに対応の階調データを提供するレジスターモジュールとを含む。そのうち各ゲートユニットは対応する制御信号と受信済みの階調データに基づき、それにカップリングされる加熱素子を制御する。

この発明は更に感熱印字ヘッドの駆動回路を制御する方法を提供する。該駆動回路は複数のゲートグループを含み、各ゲートグループは複数のゲートユニットを含む。該方法は、タイミングの異なる複数のストローブ信号を発生し、複数のストローブ信号を利用して複数のゲートグループをそれぞれ制御するステップを含む。

この発明は更に感熱印字ヘッドを提供する。該感熱印字ヘッドは、タイミングの異なるストローブ信号を発生するストローブ信号発生器と、ストローブ信号発生器にカップリングされる複数の駆動回路を含む。各駆動回路は、前記複数のストローブ信号にそれぞれカップリングされ、複数の加熱素子にそれぞれカップリングされる複数のゲートユニットを備える複数のゲートグループと、複数のゲートグループにカップリングされ、ゲートユニットごとに対応の階調データを提供するレジスターモジュールとを含む。そのうち各ゲートユニットは対応する制御信号と受信済みの階調データに基づき、それにカップリングされる加熱素子を制御する。

この発明は駆動回路のゲートユニットを２またはそれ以上のゲートグループに分け、それぞれタイミングの異なるストローブ信号で制御する。複数のストローブ信号が同時にアクティブレベルにならないので、この発明は印刷時間を延ばさずに感熱印字ヘッドの電力消費を減少することができる。なお、ゲートグループが多い場合、ストローブ信号がアクティブレベルになる期間が短いことにより、加熱素子の加熱温度が不足となることを防ぐため、この発明は加熱時間を等分して、それぞれ一部のゲートグループを駆動することによって、感熱印字ヘッドの電力消費を更に減少する（もっともこの場合、印刷時間は増やされる）。

かかる装置及び方法の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。

図２を参照する。図２はこの発明の実施例１による感熱印字ヘッド２００を表す説明図である。この実施例では、感熱印字ヘッド２００は、複数の加熱素子（非表示）をそれぞれ駆動する複数の駆動回路２１０と、タイミングの異なる第一ストローブ信号ＳＴＢ１と第二ストローブ信号ＳＴＢ２を発生するストローブ信号発生器２２０を含む。図２によれば、第一ストローブ信号ＳＴＢ１と第二ストローブ信号ＳＴＢ２はいずれも感熱印字ヘッド２００のすべての駆動回路２１０とカップリングされる。

なお、感熱印字ヘッド２００の駆動回路はいずれも操作クロック信号ＣＬＫとラッチ信号ＬＡＨにカップリングされる。操作クロック信号ＣＬＫは印刷データＤ１を各駆動回路２１０に読み込むタイミングを制御し、ラッチ信号ＬＡＨは、印刷データＤ１が各駆動回路に読み込まれた後、データをラッチするように各駆動回路２１０を制御する。一般的には、操作クロック信号ＣＬＫとラッチ信号ＬＡＨは感熱印字ヘッド２００を用いる熱昇華型プリンターの制御回路により発生し、その発生方法は当業者に周知されているので、ここでその説明を省略する。この実施例では、ラッチ信号ＬＡＨ、第一ストローブ信号ＳＴＢ１と第二ストローブ信号ＳＴＢ２はいずれもローアクティブであり、もっともそれはこの発明を制限するものではない。

図３と図４を参照する。図３はこの発明の実施例１による駆動回路２１０を表す略図であり、図４は駆動回路２１０のタイミング図４００である。図３によれば、駆動回路２１０は、複数の加熱素子３２０をそれぞれ制御する複数のゲートユニット３１０と、すべてのゲートユニット３１０にカップリングされ、操作クロック信号ＣＬＫに基づいて印刷データＤ１を受信し、ゲートユニット３１０ごとに対応する階調データを提供するレジスターモジュール３３０とを含む。各駆動回路２１０では、一部のゲートユニット３１０は第一ストローブ信号ＳＴＢ１にカップリングされ、その他の一部のゲートユニット３１０は第二ストローブ信号ＳＴＢ２にカップリングされる。実際、各駆動回路２１０において、同一のストローブ信号にカップリングされる複数のゲートユニットを一つのゲートグループとすれば、各駆動回路２１０はそれぞれ複数のゲートグループを備えることになる。最良の節電効果を実現するため、ストローブ信号ごとにカップリングされるゲートユニットの数量を一致にすることが最も望ましい。

例えば、この実施例では、第一ストローブ信号ＳＴＢ１は駆動回路２１０の奇数位置にあるすべてのゲートユニット３１０にカップリングされ、第二ストローブ信号ＳＴＢ２は駆動回路２１０の偶数位置にあるすべてのゲートユニット３１０にカップリングされる。説明を簡潔にまとめるため、図３は第一ストローブ信号ＳＴＢ１にカップリングされるゲートユニット３１０を３１０ａとし、第二ストローブ信号ＳＴＢ２にカップリングされるゲートユニット３１０を３１０ｂとする。なお、前記の通りに、第一ストローブ信号ＳＴＢ１にカップリングされるゲートユニット３１０ａは第一ゲートグループとされ、第二ストローブ信号ＳＴＢ２にカップリングされるゲートユニット３１０ｂは第二ゲートグループとされる。

図３によれば、この発明によるレジスターモジュール３３０は、操作クロック信号ＣＬＫに基づいて印刷データＤ１の階調値を読み込むシフトレジスター３３２と、ラッチモジュール３３４を含む。図４によれば、ラッチモジュール３３４はラッチ信号ＬＡＨの中のイネーブルパルス４１２によりトリガーされ、シフトレジスター３３２によって読み込まれた第Ｎピクセル階調データをラッチし、更に対応する階調データを各ゲートユニット３１０ａと３１０ｂに出力する。続いて、第Ｎピクセル階調データに対応する加熱時間４２０内には、第一ゲートグループは第一ストローブ信号ＳＴＢ１に基づいて対応の奇数加熱素子３２０を制御し、第二ゲートグループは第二ストローブ信号ＳＴＢ２に基づいて対応の偶数加熱素子３２０を制御する。この実施例では、各加熱素子の加熱時間の長さは対応するピクセルの階調値によって異なり、各加熱素子の加熱温度は対応するストローブ信号によって制御される。

図４によれば、過度の加熱による加熱素子３２０の焼失を防ぐため、第一ストローブ信号ＳＴＢ１と第二ストローブ信号ＳＴＢ２はパルスでそれとカップリングされる駆動回路３１０を制御する。前記によれば、第一ストローブ信号ＳＴＢ１と第二ストローブ信号ＳＴＢ２はローアクティブであるので、第一ストローブ信号ＳＴＢ１が高レベルになれば、第一ゲートグループのゲートユニット３０１ａはいずれも加熱素子をイネーブルせず、それに反して第一ストローブ信号ＳＴＢ１が低レベルになれば、各ゲートユニット３１０ａは受信済みの階調データに基づいて対応の加熱素子３２０をイネーブルするか否かを決める。同じく、第二ストローブ信号ＳＴＢ２が高レベルになれば、第二ゲートグループのゲートユニット３０１ｂはいずれも加熱素子をイネーブルせず、それに反して第二ストローブ信号ＳＴＢ２が低レベルになれば、各ゲートユニット３１０ｂは受信済みの階調データに基づいて対応の加熱素子３２０をイネーブルするか否かを決める。言い換えれば、駆動回路２１０の各ゲートユニット３１０は対応のストローブ信号と受信済みの階調データに基づき、それにカップリングされる加熱素子３２０を制御する。

この実施例では加熱時間４２０内において、ストローブ信号発生器２２０は第一ストローブ信号ＳＴＢ１と第二ストローブ信号ＳＴＢ２を交互にアクティブレベルに設定する。言い換えれば、加熱時間４２０内には第一ストローブ信号ＳＴＢ１と第二ストローブ信号ＳＴＢ２が同時に低レベルになることはない。したがって、第一ゲートグループと第二ゲートグループは加熱時間４２０内に交互に作動し、加熱時間４２０内のいずれの時点においても、多くとも半数の加熱素子だけが同時にインクリボンを加熱する。このように、駆動回路２１０の電力消費は大幅に減少される。

注意すべきなのは、図４に示される第一ストローブ信号ＳＴＢ１と第二ストローブ信号ＳＴＢ２の加熱時間４２０内におけるパルス数は例示に過ぎず、この発明を制限するものではない。

第Ｎピクセル階調データに基づいて加熱すると同時に、感熱印字ヘッド２００は次のピクセル階調データ（すなわち第Ｎ＋１のピクセル階調データ）を各駆動回路２１０のシフトレジスター３３２に読み込ませる。第Ｎピクセル階調データの加熱が完成された後、各駆動回路２１０のラッチモジュール３３４はラッチ信号ＬＡＨのイネーブルパルス４１４にトリガーされ、シフトレジスター３３２によって新たに読み込まれた第Ｎ＋１ピクセル階調データをラッチする。それによって、第Ｎピクセル階調データを処理した後、感熱印字ヘッド２００はすぐに第Ｎ＋１ピクセル階調データを処理することができる。

総じて言えば、いずれの時点においても、各駆動回路２１０では半数の加熱素子３２０のみ同時に加熱し、すなわち、いずれの時点においても、感熱印字ヘッド２００では半数の加熱素子３２０のみ同時に加熱する。従来の技術と比べて、この発明による駆動回路２１０は印刷時間を増やさずに感熱印字ヘッド２００の電力消費を半分に減少することができる。

注意すべきなのは、ストローブ信号発生器２２０によるストローブ信号も２つに限らない。実際、ストローブ信号発生器２２０で３つまたはそれ以上のタイミングが異なるストローブ信号を発生し、各駆動回路２１０にある別々のゲートグループをそれぞれ制御することも可能である。ストローブ信号のいずれかがアクティブレベルになるとき（アクティブ期間）、その他のストローブ信号をアクティブレベルにならないようにさせるだけで、感熱印字ヘッド２００の電力消費を有効に減少することができる。

例えば、図５を参照する。図５はこの発明の実施例２による駆動回路５００を表す略図である。図５によれば、駆動回路５００は、複数の加熱素子５２０をそれぞれ制御する複数のゲートユニット５１０と、すべてのゲートユニット５１０にカップリングされるレジスターモジュール５３０とを含む。この実施例では、駆動回路５００の複数のゲートユニット５１０は４つのゲートグループに分けられ、それぞれストローブ信号発生器（非表示）によるタイミングの異なる第一、第二、第三及び第四ストローブ信号ＳＴＢ１、ＳＴＢ２、ＳＴＢ３、ＳＴＢ４にカップリングされる。説明を簡潔にまとめるため、図５は第一ストローブ信号ＳＴＢ１にカップリングされるゲートユニット５１０を５１０ａとし、第二ストローブ信号ＳＴＢ２にカップリングされるゲートユニット５１０を５１０ｂとし、第三ストローブ信号ＳＴＢ３にカップリングされるゲートユニット５１０を５１０ｃとし、第四ストローブ信号ＳＴＢ４にカップリングされるゲートユニット５１０を５１０ｄとする。

図６を参照する。図６は駆動回路５００のタイミング図６００である。実施例１と同じく、レジスターモジュール５３０はラッチ信号ＬＡＨの中のイネーブルパルス６１２によりトリガーされ、読込み済みの印刷データＤ１の第Ｎピクセル階調データをラッチし、更に対応の階調データを各ゲートユニット５１０に出力する。レジスターモジュール５３０の操作は前記レジスターモジュール３３０と実質的に同じであり、ここでその説明を省略する。続いて、駆動回路５００内４つのゲートグループはそれぞれストローブ信号ＳＴＢ１、ＳＴＢ２、ＳＴＢ３、ＳＴＢ４に基づいて作動する。各ゲートモジュールでは、すべてのゲートユニットは、該ゲートモジュールに対応するストローブ信号に基づいて作動する。例えば、第Ｎ列ピクセルに対応する加熱時間２０内において、各ゲートユニット５１０ａは第一ストローブ信号ＳＴＢ１と受信済みの階調データに基づいてそれとカップリングされる加熱素子５２０を制御し、各ゲートユニット５１０ｂは第二ストローブ信号ＳＴＢ２と受信済みの階調データに基づいてそれとカップリングされる加熱素子５２０を制御し、各ゲートユニット５１０ｃは第三ストローブ信号ＳＴＢ３と受信済みの階調データに基づいてそれとカップリングされる過熱素子５２０を制御し、各ゲートユニット５１０ｄは第四ストローブ信号ＳＴＢ４と受信済みの階調データに基づいてそれとカップリングされる過熱素子５２０を制御する。

図６によれば、対応のストローブ信号がアクティブレベルになる期間が短いことにより、加熱素子５２０の加熱温度が不足となることを防ぐため、この実施例は、加熱時間６２０の前半に第一、第二ストローブ信号ＳＴＢ１、ＳＴＢ２を交互にアクティブレベルに切り替え、後半に第三、第四ストローブ信号ＳＴＢ３、ＳＴＢ４を交互にアクティブレベルに切り替える。これによって、加熱時間６２０のいずれの時点においても、４つのストローブ信号はたった１つだけがアクティブレベルになる。この方法による印刷時間は前記感熱印字ヘッド２００の２倍であるが、所要の電力消費を更に半分に減少することができる。

同じく、第Ｎピクセル階調データに基づいて加熱すると同時に、駆動回路５００のシフトレジスター５３０は第Ｎ＋１のピクセル階調データを読み込む。第Ｎピクセル階調データの加熱が完成された後、駆動回路５００のシフトレジスター５３０は更にラッチ信号ＬＡＨのイネーブルパルス６１４にトリガーされ、新たに読み込まれた第Ｎ＋１ピクセル階調データをラッチする。それによって、第Ｎピクセル階調データを処理した後、第Ｎ＋１ピクセル階調データはすぐに処理されるようになる。

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。

この発明は駆動回路のゲートユニットを２またはそれ以上のゲートグループに分け、それぞれタイミングの異なるストローブ信号で制御することによって、印刷時間を延ばさずに感熱印字ヘッドの電力消費を減少する。なお、ゲートグループが多い場合、この発明は加熱時間を等分して、それぞれ一部のゲートグループを駆動することによって、感熱印字ヘッドの電力消費を更に減少する（もっともこの場合、印刷時間は増やされる）。

従来の感熱印字ヘッドを表す説明図である。 この発明の実施例１による感熱印字ヘッドを表す説明図である。 この発明の実施例１による駆動回路を表す略図である。 この発明の実施例１による駆動回路のタイミング図である。 この発明の実施例２による駆動回路を表す略図である。 この発明の実施例２による駆動回路のタイミング図である。

符号の説明

１００、２００ 感熱印字ヘッド
１１０、２１０、５００ 駆動回路
２２０ ストローブ信号発生器
３１０ａ〜ｂ、５１０ａ〜ｄ ゲートユニット
３２０、５２０ 加熱素子
３３０、５３０ レジスターモジュール
３３２ シフトレジスター
４１２、４１４、６１２、６１４ パルス
４２０、６２０ 加熱時間

Claims (14)

1. タイミングの異なる複数のストローブ信号にそれぞれカップリングされ、複数の加熱素子にそれぞれカップリングされる複数のゲートユニットを備える複数のゲートグループと、
   複数のゲートグループにカップリングされ、ゲートユニットごとに対応の階調データを提供するレジスターモジュールとを含み、そのうち各ゲートユニットは対応する制御信号と受信済みの階調データに基づき、それにカップリングされる加熱素子を制御することを特徴とする感熱印字ヘッドの駆動回路。
2. 前記複数のストローブ信号が交互にアクティブレベルになることを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
3. 前記複数のストローブ信号は、各ピクセルデータの印刷過程において交互にアクティブレベルになることを特徴とする請求項２記載の駆動回路。
4. 前記ストローブ信号ごとにカップリングされる駆動回路の個数が同じであることを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
5. 同一の時点において、前記複数のストローブ信号のうち一つだけがアクティブレベルになることを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
6. 前記複数のストローブ信号のいずれかがアクティブレベルになるアクティブ期間は、その他のストローブ信号がアクティブレベルになるアクティブ期間と重ならないことを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
7. 感熱印字ヘッドの駆動回路を制御する方法であって、該駆動回路は複数のゲートグループを含み、各ゲートグループは複数のゲートユニットを含み、該方法は、
   タイミングの異なる複数のストローブ信号を発生し、
   複数のストローブ信号を利用して複数のゲートグループをそれぞれ制御するステップを含むことを特徴とする駆動回路の制御方法。
8. 前記複数のストローブ信号を発生するステップは更に、
   複数のストローブ信号を交替にアクティブレベルに設定するステップを含むことを特徴とする請求項７記載の駆動回路の制御方法。
9. 前記複数のストローブ信号を発生するステップは更に、
   各ピクセルデータの印刷過程において、複数のストローブ信号を交替にアクティブレベルに設定するステップを含むことを特徴とする請求項８記載の駆動回路の制御方法。
10. 前記複数のストローブ信号がそれぞれ制御する駆動回路の個数が同じであることを特徴とする請求項７記載の駆動回路の制御方法。
11. 同一の時点において、前記複数のストローブ信号のうち一つだけがアクティブレベルになることを特徴とする請求項７記載の駆動回路の制御方法。
12. 前記複数のストローブ信号のいずれかがアクティブレベルになるアクティブ期間は、その他のストローブ信号がアクティブレベルになるアクティブ期間と重ならないことを特徴とする請求項７記載の駆動回路の制御方法。
13. 前記複数のゲートグループを制御するステップは更に、
    各ゲートグループに対して、該ゲートグループに対応するストローブ信号を利用して、ゲートグループにあるすべてのゲートユニットを制御するステップを含むことを特徴とする請求項７記載の駆動回路の制御方法。
14. タイミングの異なるストローブ信号を発生するストローブ信号発生器と、
    ストローブ信号発生器にカップリングされる複数の駆動回路を含み、そのうち各駆動回路は、
    前記複数のストローブ信号にそれぞれカップリングされ、複数の加熱素子にそれぞれカップリングされる複数のゲートユニットを備える複数のゲートグループと、
    複数のゲートグループにカップリングされ、ゲートユニットごとに対応の階調データを提供するレジスターモジュールとを含み、そのうち各ゲートユニットは対応する制御信号と受信済みの階調データに基づき、それにカップリングされる加熱素子を制御することを特徴とする感熱印字ヘッド。

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