JP5092380B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッドにより記録体上に印刷画像データを印刷する印刷装置に関するものである。

インクリボンと記録紙（又は中間転写フィルム）とを重ね合せて両者を移送しながら、複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッドにより記録体となる記録紙（又は中間転写フィルム）上に画像情報や文字情報などの印刷画像データを印刷する熱転写型の印刷装置は多用されている。

また、複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッドにより記録体となる感熱型リライトカードに画像情報や文字情報などの印刷画像データを印刷するリライトカード印刷装置もある。

この種の印刷装置では、複数の発熱抵抗体のピッチにより画像情報や文字情報などの印刷画像データに対して解像度が決められるものである。具体例としては、複数の発熱抵抗体を記録体のライン方向に沿って印刷画像データを走査する走査方向に例えば３００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）程度の低解像度で印刷するか、又は、４００ｄｐｉ程度の中解像度で印刷するか、それとも、６００ｄｐｉ程度の高解像度で印刷するものであり、その解像度は印刷装置内に取り付けたサーマルヘッドにより決定されている。

とくに近年、画像情報や文字情報などの印刷画像データに対して最近セキュリティ性が非常に重要視されているので、これに伴い、偽造防止目的で、肉眼では視認しにくいマイクロ文字を印刷の一部に入れるなどの要望が高くなっている。また、より多くの印刷画像データを記録紙（又は中間転写フィルム）上に印刷する必要性から、解像度の高い印刷を行ないたいとの要求も多い。

一般的に、サーマルヘッドは印刷装置全体の部品コストの１０〜２０％を占め、且つ、サーマルヘッドは消耗品として交換可能に扱われており、解像度の高いサーマルヘッドは印刷装置の価格を高価なものにしてしまう。このため、将来的に高い解像度が必要であるが、当面低い解像度で充分なユーザは止むを得ず解像度の高いサーマルヘッドを取り付けた印刷装置を購入するか、又は、当初に低い解像度のサーマルヘッドを取り付けた印刷装置を使用し、その後、高い解像度のサーマルヘッドを取り付けた印刷装置に買い換えるという負担を強いられる状況にある。

上記に対して、一つのサーマルヘッドを用いて、低解像と高解像度とを選択的に切り換えるものが下記の特許文献１及び特許文献２に開示されている。
特開平７−２４６７２３号公報 特開平１０−３２９３５０号公報

上記した特許文献１に開示されたサーマルヘッド駆動装置では、ここでの図示を省略するものの、サーマルヘッド上で主走査方向に複数個配列された発熱抵抗体をそれぞれ個別に通電駆動する第１のサーマルヘッド駆動手段と、複数個配列された発熱抵抗体の内で隣接する発熱抵抗体を少なくとも２画素毎に並列駆動する第２のサーマルヘッド駆動手段とを備え、第１，第２のサーマルヘッド駆動手段を所定の解像度に基づいて切り換え、記録紙（プリント紙）への記録密度を擬似的に切り換える旨が開示されている。

一方、上記した特許文献２に開示されたサーマルヘッド及び感熱記録装置では、ここでの図示を省略するものの、発熱抵抗体の一方に個別電極を接続し、他方に共通電極を接続して形成した第１及び第２の発熱抵抗体を有し、第１の発熱抵抗体を主走査方向にアレイ状に複数個配列し、且つ、第２の発熱抵抗体を第１の発熱抵抗体に対して主走査方向と直交する副走査方向にその配置位置をずらして主走査方向にアレイ状に複数個配列し、且つ、第１及び第２の発熱抵抗体における副走査方向寸法が第１発熱抵抗体の寸法＜第２の発熱抵抗体の寸法となるように設定することで、その副走査方向の解像度の切り換えをユーザの所望するとおりに簡単に行うことができる旨が開示されている。

ところで、上記した特許文献１に開示されたサーマルヘッド駆動装置によれば、サーマルヘッド上に複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで取り付けた場合に、第１のサーマルヘッド駆動手段により１個づつ個別に駆動して高解像に印刷する場合と、第２のサーマルヘッド駆動手段により隣接した少なくとも２個毎に並列駆動して低解像に印刷する場合とを選択的に切り換えることができるものの、複数の発熱抵抗体を並列駆動する場合に並列駆動数は限られてしまう。

例えば、解像度が６００ｄｐｉのサーマルヘッドが取り付けられている場合に、発熱抵抗体を３個並列駆動して解像度を２００ｄｐｉにするとか、発熱抵抗体を２個並列駆動して解像度を３００ｄｐｉにすることはできるものの、解像度が４００ｄｐｉでは並列駆動時の発熱抵抗体の数が整数倍にならないために不可能であるので、選択し得る解像度が限定されてしまう。

一方、上記した特許文献２に開示されたサーマルヘッド及び感熱記録装置によれば、副走査方向の解像度を切り換えることができるものの、主走査方向の解像度は同じであるので、主走査方向の解像度を変えることができないと共に、第１，第２の発熱抵抗体を２列に配列させなければならないためにサーマルヘッドの構造が複雑となってしまう。

更に、上記した特許文献１及び特許文献２とは異なって、解像度の異なる複数種のサーマルヘッドのうちのいずれか１種類を取り付けて印刷装置を構成した場合に、各サーマルヘッドの解像度に応じて印刷画像データを記録体に印刷できるものの、この場合に複数種のサーマルヘッド同士は機械的及び電気的に互換性が取れていないために、それぞれの解像度に応じた印刷装置が必要になり、コストが高くついてしまう。

そこで、発熱抵抗体のピッチがそれぞれ異なり、且つ、複数の発熱抵抗体の合計幅寸法が略同じである複数種のサーマルヘッドのうち少なくとも１種類以上取り付け可能にし、且つ、複数種のサーマルヘッド同士を交換可能にした場合でも、複数種のサーマルヘッドに対して機械的及び電気的に互換性を持たせることができる印刷装置が望まれている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッドにより記録体上に印刷画像データを印刷する印刷装置において、
前記発熱抵抗体のピッチがそれぞれ異なり、且つ、前記複数の発熱抵抗体の合計幅寸法が略同じである複数種のサーマルヘッドのうち少なくとも１種類以上を取り付け可能にし、且つ、前記複数種のサーマルヘッド同士を交換可能にした際に、前記印刷画像データを各サーマルヘッドに送信する信号線の本数を複数且つ同数に設定したことを特徴とする印刷装置である。

また、請求項２記載の発明は、複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッドにより記録体上に印刷画像データを印刷する印刷装置において、
前記発熱抵抗体のピッチがそれぞれ異なり、且つ、前記複数の発熱抵抗体の合計幅寸法が略同じである複数種のサーマルヘッドのうち１種類のみを取り付け可能にし、且つ、前記複数種のサーマルヘッド同士を交換可能にした際に、前記印刷画像データを各サーマルヘッドに送信する信号線の本数を複数且つ同数に設定したことを特徴とする印刷装置である。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の印刷装置において、
前記サーマルヘッドは、
前記発熱抵抗体のピッチと対応する情報を出力する出力手段を備えたことを特徴とする印刷装置である。

更に、請求項４記載の発明は、請求項３記載の印刷装置において、
前記出力手段から出力される前記発熱抵抗体のピッチと対応する情報を参照し、前記サーヘッドの解像度に応じたヘッドデータを生成して、このヘッドデータを前記複数且つ同数の信号線から前記サーマルヘッドに印加することを特徴とする印刷装置である。

請求項１記載の印刷装置によると、解像度の異なる複数種のサーマルヘッドのうち少なくとも１種類以上を取り付け可能にし、且つ、複数種のサーマルヘッド同士を交換可能にした際に、印刷画像データを各サーマルヘッドに送信する信号線の本数を複数且つ同数に設定しているので、解像度の異なる複数種のサーマルヘッドに対して電気的に互換性を持たせることができ、且つ、低解像度のサーマルヘッドを使用しているユーザが将来的に低解像度より解像度が高い中解像度又は高解像度の印刷を必要とした場合や、中解像度又は高解像のサーマルヘッドの価格が低下し、購入しやすくなった時点で、中解像度又は高解像のサーマルヘッドを購入すれば、中解像度又は高解像の印刷装置に変更することが可能となる。

また、請求項２記載の印刷装置によると、解像度の異なる複数種のサーマルヘッドのうち１種類のみを取り付け可能にし、且つ、複数種のサーマルヘッド同士を交換可能にした際に、印刷画像データを各サーマルヘッドに送信する信号線の本数を複数且つ同数に設定しているので、上記した請求項１記載と略同様な効果が得られる他に、高価なサーマルヘッドを１種類のみ取り付け可能にしているので、印刷装置を安価に提供できる。

また、請求項３記載の印刷装置によると、サーマルヘッドは、発熱抵抗体のピッチと対応する情報を出力する出力手段を備えているので、このサーマルヘッドを取り付けた印刷装置内で発熱抵抗体のピッチと対応する情報を自動認識させることができる。

更に、請求項４記載の印刷装置によると、前記出力手段から出力される発熱抵抗体のピッチと対応する情報を参照し、サーヘッドの解像度に応じたヘッドデータを生成して、このヘッドデータを前記複数且つ同数の信号線からサーマルヘッドに印加しているので、印刷時にサーマルヘッドの解像度に応じた印刷を行なうことができる。

以下に本発明に係る印刷装置の一実施例について図１〜図１０を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係る印刷装置の一例を示した構成図、
図２（ａ），（ｂ）は図１に示したインクリボンを説明するための平面図，側面図、
図３は本発明に係る印刷装置の他例を示した構成図、
図４（ａ），（ｂ）は図３に示した中間転写フィルムを説明するための平面図，側面図、
図５は図１及び図３に示したサーマルヘッドの構造を説明するための図であり、（ａ）はサーマルヘッドを拡大して示し、（ｂ）は３００ｄｐｉ，４００ｄｐｉ，６００ｄｐｉの各サーマルヘッドの仕様一覧の一例を示した図、
図６（ａ），（ｂ）はインクリボンと記録紙（又は中間転写フィルム）とを重ね合せて両者を移送しながら、複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで一列に配列させたサーマルヘッドにより、記録紙（又は中間転写フィルム）上に印刷画像データを印刷した場合を模式的に示した図である。

本発明に係る印刷装置１０は、図１に示したようにインクリボン１１と記録紙（記録体）１８とを重ね合せて両者１１，１８を移送しながらサーマルヘッド１５により記録紙１８上に画像情報や文字情報などの印刷画像データを直接印刷する直接方式の構造形態を採用した熱転写型の印刷装置１０Ａ、又は、図３に示したようにインクリボン１１と中間転写フィルム（記録体）２１とを重ね合せて両者１１，２１を移送しながらサーマルヘッド１５により中間転写フィルム２１上に印刷画像データを印刷した後に中間転写フィルム２１上の印刷画像データをカード２８上に再転写する構造形態を採用した再転写型の印刷装置１０Ｂ、もしくは、ここでの図示を省略するものの、サーマルヘッドにより感熱型リライトカード（記録体）に印刷画像データを印刷するリライトカード印刷装置のいずれにも適用可能になっている。

まず、図１に示した本発明に係る一例の印刷装置１０Ａ（１０）では、図２（ａ），（ｂ）に示したような帯状のリボンベース１１ａ上に昇華性又は溶融性の複数色のインク層１１ｂとしてイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），必要に応じて追加されるブラック（ＢＫ）を組みとしてこの組みを繰り返し塗布したインクリボン１１が供給リール１２と巻取リール１３との間に掛け渡されていると共に、インクリボン１１の各組のイエロー（Ｙ）の先頭位置１１ｃを検出する第１センサ１４が供給リール１２の出口近傍に設置されている。

また、供給リール１２と巻取リール１３との間でインクリボン１１のベースフィル側には、ヘッド用プリント配線基板１５ａ上に複数の発熱抵抗体１５ｂを主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッド１５が回転自在なプラテンローラ１６と対向してこのプラテンローラ１６に対して接離自在に取り付けられている。

また、一対の記録紙搬送ローラ１７，１７によって記録紙１８がサーマルヘッド１５の発熱抵抗体１５ｂに添接したインクリボン１１とプラテンローラ１６との間に送り込まれていると共に、記録紙１８の先頭位置を検出する第２センサ１９がプラテンローラ１６の下流近傍に設置されている。

尚、サーマルヘッド１５中で複数の発熱抵抗体１５ｂを配列させる主走査方向は、複数の発熱抵抗体を記録紙１８のライン方向に沿って画像情報や文字情報などの印刷画像データを走査する方向であり、これに対して、記録紙１８の送り方向（副走査方向）は主走査方向に対して直交している。

そして、上記構成による一例の印刷装置１０Ａを動作させ時に、インクリボン１１と記録紙１８とを、サーマルヘッド１５の発熱抵抗体１５ｂと回転自在なプラテンローラ１６との間で重ね合せて両者１１，１８をプラテンローラ１６の駆動力で移送しながら各色の画像信号に応じて発熱抵抗体１５ｂの熱によりに各色のインク層を記録紙１８上に各色ごとに繰り返して転写している。

次に、図３に示した本発明に係る他例の印刷装置１０Ｂ（１０）では、サーマルヘッド１５で印刷する記録紙が中間転写フィルム２１に置き換えられ、且つ、記録紙としてカード２８が用いられている点が上記した一例の印刷装置１０Ａに対して異なっている。

この他例の印刷装置１０Ｂでも、図２（ａ），（ｂ）に示したような帯状のリボンベース上に昇華性又は溶融性の複数色のインク層（イエロー，マゼンタ，シアン，必要に応じて追加されるブラック）を組みとしてこの組みを繰り返し塗布したインクリボン１１が供給リール１２と巻取リール１３との間に掛け渡されていると共に、インクリボン１１の各色のインク層の先頭位置を検出する第１センサ１４が供給リール１２の出口近傍に設置されている。

また、供給リール１２と巻取リール１３との間でインクリボン１１のベースフィル側には、ヘッド用プリント配線基板１５ａ上に複数の発熱抵抗体１５ｂを主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッド１５が回転自在なプラテンローラ１６と対向してこのプラテンローラ１６に対して接離自在に取り付けられている。

一方、図４（ａ），（ｂ）に示したような帯状のフィルムベース２１ａ上に剥離層２１ｂと透明受像層２１ｃとを積層した中間転写フィルム２１が供給リール２２からプラテンローラ１６を一部巻回しながら巻取リール２３に掛け渡されていると共に、中間転写フィルム２１上でのカラー画像フレームの先頭位置２１ｄを検出する第２センサ２４が供給リール２２の出口近傍に設置されている。

また、中間転写フィルム２１の搬送路中でプラテンローラ１６よりも下流にヒートローラ２５と加圧ローラ２６とが互いに回転自在に対向して設置されている。

更に、一対のカード搬送ローラ２７，２７によって未印刷のカード２８がカード反転部２９を通ってヒートローラ２５と加圧ローラ２６との間に送り込まれ、この後、一対のカード搬送ローラ３０，３０によって印刷済みのカード２８が外部に排出されるようになっている。

尚、上記したカード反転部２９は、中間転写フィルム２１上の印刷画像データをカード２８の両面に容易に転写させるため、カード２８の片面に印刷画像データを転写した後にカード２８の表裏を反転させるために付加したものである。

そして、上記構成による一例の印刷装置１０Ｂを動作させた時に、インクリボン１１と中間転写フィルム２１とを、サーマルヘッド１５の発熱抵抗体１５ｂと回転自在なプラテンローラ１６との間で重ね合せて両者１１，２１をプラテンローラ１６の駆動力で移送しながら各色の画像信号に応じて発熱抵抗体１５ｂの熱によりに各色のインク層を中間転写フィルム２１の透明受像層上に各色ごとに繰り返して転写して１フレームのカラー画像を得ている。

この後、中間転写フィルム２１の透明受像層上に転写された１フレームのカラー画像を、ヒートローラ２５と加圧ローラ２６との間に送り込まれたカード２８上に加熱押圧して、透明受像層を剥離層から剥がしてカード２８上にカラー画像を再転写している。

ここで、一例の印刷装置１０Ａ又は他例の印刷装置１０Ｂもしくは不図示のリライトカード印刷装置に用いられるサーマルヘッド１５は、前述したように消耗品として取り扱われるために、不図示のサーマルヘッド支持台上に交換可能に取り付けられていると共に、例えば３００ｄｐｉ程度の低解像度のサーマルヘッド、又は、４００ｄｐｉ程度の中解像度のサーマルヘッド、もしくは、６００ｄｐｉ程度の高低解像度のサーマルヘッドのうち少なくとも１種類以上が取り付けられて、これら複数種のサーマルヘッド１５同士が互いに交換可能とされている。

この際、前述したように、サーマルヘッド１５は高価であるので、通常、一例の印刷装置１０Ａ又は他例の印刷装置１０Ｂもしくは不図示のリライトカード印刷装置内に所望の解像度を有する１種類のサーマルヘッド１５のみが取り付けられて、これとは異なる解像度を有する複数種のサーマルヘッド１５同士が交換可能になっているので、一例の印刷装置１０Ａ又は他例の印刷装置１０Ｂもしくは不図示のリライトカード印刷装置を安価に提供できるが、各印刷装置のコストを考慮しなければ複数種のサーマルヘッド１５を取り付けることも可能である。

上記したサーマルヘッド１５は、図５（ａ）に拡大して示した如く、ヘッド用プリント配線基板１５ａ上に複数の発熱抵抗体１５ｂを主走査方向に所定のピッチＰで一列に配列させたものであり、且つ、各発熱抵抗体１５ｂの一端は個別電極１５ｃにそれぞれ接続されていると共に、各個別電極１５ｃは後述するヘッドドライブ回路１５ｈ内の各トランジスタＴＲに接続されている一方、各発熱抵抗体１５ｂの他端は共通電極１５ｄに接続されている。

更に、ヘッド用プリント配線基板１５ａ上には、発熱抵抗体１５ｂのピッチＰと対応したピッチ情報１５ｅが下記する出力手段から出力されるようになっている。この際、上記したピッチ情報１５ｅは、下記する３００ｄｐｉ用のサーマルヘッド、又は、４００ｄｐｉ用のサーマルヘッド、もしくは、６００ｄｐｉ用のサーマルヘッドのいずれかであることを識別できる解像度コードであればいかなる情報であっても良いものであり、例えば、３種類のピッチ情報１５ｅは２ビットを用いれば４種類の解像度コードを設定可能であるので、配線基板１５ａ上での配線パターンの結線（図示せず）とか、あるいは、配線基板１５ａ上に設けた不図示のＩＣメモリに格納するなどの方法により３種類のピッチ情報１５ｅが出力可能となるので、配線パターンの結線あるいは配線基板１５ａ上に設けたＩＣメモリが３種類のピッチ情報１５ｅを出力する出力手段となっている。

そして、図５（ｂ）に３００ｄｐｉ，４００ｄｐｉ，６００ｄｐｉの各サーマルヘッドの仕様一覧の一例を示すと、３００ｄｐｉ程度の低解像度のサーマルヘッドでは、発熱抵抗体１５ｂのピッチＰが８４．６７μｍで発熱抵抗体１５ｂの数量が１２８０個であるので複数の発熱抵抗体１５ｂの合計幅寸法Ｂは１０８．３７ｍｍとなる。

また、４００ｄｐｉ程度の中解像度のサーマルヘッドでは、発熱抵抗体１５ｂのピッチＰが６３．５μｍで発熱抵抗体１５ｂの数量が１７０７個であるので複数の発熱抵抗体１５ｂの合計幅寸法Ｂは１０８．３９ｍｍとなる。

更に、６００ｄｐｉ程度の高解像度のサーマルヘッドでは、発熱抵抗体１５ｂのピッチＰが４２．３３μｍで発熱抵抗体１５ｂの数量が２５６０個であるので複数の発熱抵抗体１５ｂの合計幅寸法Ｂは１０８．３７ｍｍとなる。

従って、３００ｄｐｉ程度の低解像度のサーマルヘッド及び４００ｄｐｉ程度の中解像度のサーマルヘッド並び６００ｄｐｉ程度の高解像度のサーマルヘッドはいずれも複数の発熱抵抗体１５ｂの合計幅寸法Ｂが略同じであるために容易に機械的互換性を付与でき、且つ、不図示のサーマルヘッド支持台上に交換可能に取り付けることができる。

そして、図６（ａ），（ｂ）に示した如く、インクリボン１１（図１，図３）と記録紙１８（又は中間転写フィルム２１）とを重ね合せて両者１１，１８（又は１１，２１）を移送しながら、複数の発熱抵抗体１５ｂを主走査方向に所定のピッチＰで一列に配列させたサーマルヘッド１５により記録紙１８（又は中間転写フィルム２１）上に画像情報や文字情報などの印刷画像データを印刷した場合に、記録紙１８（又は中間転写フィルム２１）上に印刷した印刷画像データ中で主走査方向に沿って隣り合う画素のピッチＰは発熱抵抗体１５ｂのピッチＰと同じであり、この時に画素の解像度は発熱抵抗体１５ｂのピッチＰの逆数で決定される。

一方、記録紙１８（又は中間転写フィルム２１）の送り方向（副走査方向）に沿って隣り合う画素間の距離Ｋは、記録紙１８（又は中間転写フィルム２１）上の１ラインの印刷時間に相当する移送速度で決定されるものである。

この際、一般的に、主走査方向の解像度と送り方向（副走査方向）の解像度は、略同じ数値となっている。また、１ラインの印刷時間は、使用するインクリボン１１の物理的特性により一定時間数（２〜１０ｍｓｅｃ／Ｌｉｎｅ）に制限されるため、印刷装置１０に搭載したサーマルヘッド１５の解像度に適した固定速度で記録紙１８（又は中間転写フィルム２１）を移送するように印刷装置１０内のファームウェアが制御を行っている。

次に、本発明に係る印刷装置１０の電気的な構成及び動作について、図７〜図１０を用いて説明する。

図７は本発明に係る印刷装置の電気的な構成を示したブロック図、
図８はサーマルヘッドを駆動する駆動回路を示したブロック図、
図９はサーマルヘッドによりカラー画像を１ライン印刷期間中に印刷する場合の信号シーケンスを示した図、
図１０は図７に示したサーマルヘッドインタフェース回路を拡大して示したブロック図である。

図７に示した如く、本発明に係る印刷装置１０（１０Ａ又は１０Ｂ）内には、大別すると、ＰＣ（パソコン）からの印刷画像データＧＤを入力してこの印刷画像データＧＤをサーマルヘッド１５に適した信号に変換した後にサーマルヘッド１５に送信するためのロジック制御ブロック４０と、ＡＣ１００〜２４０Ｖを入力してサーマルヘッド用電源５１ａ及びロジック回路用電源５１ｂ並びにアクチュエータ用電源５１ｃを生成する電源装置５１と、各種の情報を表示する表示操作パネル５２と、各種のセンサ５３と、各種のアクチュエータ５４とが設けられている。

また、ロジック制御ブロック４０内には、ＰＣインタフェース回路４１と、ＣＰＵ４２と、フラッシュメモリ４３と、主記憶メモリ４４と、プレーンメモリ４５と、サーマルヘッドインタフェース回路４６を内部に有するＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）４７と、各種のセンサ５３用のインタフェース回路４８と、各種のアクチュエータ５４用のドライブ回路４９とが設けられている。

そして、印刷画像データＧＤはＵＳＢあるいはＬＡＮなどの電気的通信経路によりＰＣからロジック制御ブロック４０内のＰＣインタフェース回路４１を介して主記憶メモリ４４内に格納された後、適切なタイミングで１画面分の印刷画像データＧＤを格納するプレーンメモリ４５に転送される。

また、ＦＰＧＡ４７は、プレーンメモリ４５内に格納した印刷画像データＧＤと、サーマルヘッド１５からの発熱抵抗体１５ｂの所定のピッチＰ（図５）に対応したピッチ情報１５ｅとに基づいて、ＦＰＧＡ４７内のサーマルヘッドインタフェース回路４６でサーマルヘッド１５の発熱抵抗体１５ｂに適した信号に変換し、この信号をサーマルヘッド１５に送る。

尚、本実施例ではプレーンメモリ４５は主記憶メモリ４４とは別に配置されているが、主記憶メモリ４４内の一部にプレーンメモリを配置しても良い。

更に、ロジック制御ブロック４０内のＣＰＵ４２と表示操作パネル５２との間で表示情報が送受信され、且つ、各種のセンサ５３からの情報はインタフェース回路４８を介してＦＰＧＡ４７に送られ、且つ、各種のアクチュエータ５４を制御する信号がＦＰＧＡ４７からドライブ回路４９を介して各種のアクチュエータ５４に送られている。

次に、図８に示した如く、サーマルヘッド１５を駆動する場合には、前述したように、ヘッド用プリント配線基板１５ａ上に配列させた複数の発熱抵抗体１５ｂの数量が多いため、印刷画像データＧＤはシリアルデータとしてクロック信号ＣＬに同期して入力される。

具体的には、サーマルヘッド１５のヘッド用プリント配線基板１５ａ上にクロック信号ＣＬに同期して印刷画像データＧＤを順送りするシフトレジスタ１５ｆを内蔵する複数のドライバＩＣ（＃１）〜（＃Ｍ）があり、ラッチ信号ＲＡを受け取ると印刷画像データＧＤが各ドライバＩＣからラッチ回路１５ｇにパラレルに送られてラッチ回路１５ｇ内にラッチされる。この後、ストローブ信号ＳＴが入力されると、ラッチ回路１５内の印刷画像データＧＤによりヘッドドライブ回路１５ｈ内のトランジスタＴＲが選択的に駆動されるので、ストローブ信号ＳＴがアクティブの期間中に所望の発熱抵抗体１５ｂが選択的に通電される。

尚、ドライバＩＣ（＃１）〜（＃Ｍ）内のシフトレジスタ１５ｆのビット数は、６４ｂｉｔ，９６ｂｉｔ，１２８ｂｉｔのいずれが一般的である。

この際、本実施例では、前述したように、３００ｄｐｉ程度の低解像度のサーマルヘッド、又は、４００ｄｐｉ程度の中解像度のサーマルヘッド、もしくは、６００ｄｐｉ程度の高低解像度のサーマルヘッドのうち少なくとも１種類以上が機械的に互換性を持って交換可能に取り付けられているが、解像度の異なる各サーマルヘッドは、下記の表１に従ってドライバＩＣのビット数と、印刷画像データＧＤの信号数と、クロック信号ＣＬの周波数との一例がそれぞれ決められている。

この際、上記に対応して、サーマルヘッド１５からは、前述したように発熱抵抗体１５ｂのピッチ情報１５ｅが出力されている。

上記した表１において、３００ｄｐｉ，４００ｄｐｉ，６００ｄｐｉの各サーマルヘッドは、ドライバＩＣのビット数とクロック信号ＣＬの周波数が各サーマルヘッドごとに異なるものの、印刷画像データＧＤの信号数は各サーマルヘッド共に２０本と共通化されているので、印刷画像データＧＤの信号数が共通化されることにより、３００ｄｐｉ，４００ｄｐｉ，６００ｄｐｉの各サーマルヘッドに対して電気的に互換性を持たせることができる。この際、３００ｄｐｉ，６００ｄｐｉの場合には信号数２０本全てを使用しており、一方、４００ｄｐｉの場合には両端の２本を未使用として残りの１８本を使用している。

更に、印刷画像データＧＤを入力する信号数が同数であるので、１ラインの印刷期間を約３ｍｓに一定化するためには、解像度が高くなるほどデータ転送レートを早くする必要があり、クロック信号ＣＬの周波数を３００ｄｐｉ，４００ｄｐｉ，６００ｄｐｉの順に８ＭＨｚ，１２ＭＨｚ，１６ＭＨｚと順次高く設定している。

これにより、解像度の異なる複数種のサーマルヘッド１５のうちのいずれか一つを交換可能に取り付けた際に、各サーマルヘッド１５に印加する印刷画像データの信号数を同数に設定しているので、解像度の異なる複数種のサーマルヘッドに対して電気的に互換性を持たせることができ、且つ、低解像度のサーマルヘッド１５を使用しているユーザが将来的に低解像度より解像度が高い中解像度又は高解像度の印刷を必要とした場合や、中解像度又は高解像のサーマルヘッド１５の価格が低下し、購入しやすくなった時点で、中解像度又は高解像のサーマルヘッド１５を購入してヘッド交換することで、中解像度又は高解像の印刷装置１０に変更することが可能となる。

一方、図９に示した如く、サーマルヘッド１５によりカラー画像を１ライン印刷期間中に印刷する場合に、印刷画像データＧＡは複数ビットの階調を持つことで周知の諧調制御により濃度再現を行なっている。この図９では印刷画像データＧＡが８ビット（２５６階調）の場合の例であり、１ラインの印刷期間に２５６回の通電を行なっている。

次に、図１０は先に図７を用いて説明したＦＰＧＡ４７内に設けたサーマルヘッドインタフェース回路４６を拡大して示したブロック図であり、このサーマルヘッドインタフェース回路４６内には不図示の水晶発振器から出力された４８ＭＨｚのクロックを、３００ｄｐｉのサーマルヘッドに対して８ＭＨｚ，４００ｄｐｉのサーマルヘッドに対して１２ＭＨｚ，６００ｄｐｉのサーマルヘッドに対して１６ＭＨｚのクロック信号ＣＬに分周するクロック分周回路４６ａと、データ読み出しアドレス生成回路４６ｂ１及び８ビット諧調レベルカウンタ４６ｂ２を内部に有するタイミング信号生成シーケンス回路４６ｂと、内部に複数の出力切り換え器４６ｃ１を有する８ビットコンパレータ４６ｃとで構成されている。

ここでは、サーマルヘッド１５から出力された発熱抵抗体１５のピッチＰに対応したピッチ情報１５ｅがタイミング信号生成シーケンス回路４６ｂに入力された際に、ピッチ情報１５ｅに応じてタイミング信号生成シーケンス回路４６ｂの動作を切り換えることで、プレーンメモリ４５内に格納した印刷画像データＧＤの読み出し方を切り換えて、サーマルヘッド１５の解像度に応じた適切なヘッドデータを生成することを可能にしている。

そして、８ビットコンパレータ群４６ｃでは、８ビット階調レベルカウンタ４６ｂ２から８ビットコンパレータ４６ｃ１のＩＮ１の端子に入力された階調レベルの値と、タイミング信号生成シーケンス回路４６ｂにより印刷画像データＧＤから選択されて８ビットコンパレータ４６ｃ１のＩＮ２の端子に入力されたヘッドデータとを比較して、ＩＮ１＜ＩＮ２ならばＯＵＴ＝１となり通電可能となる一方、ＩＮ１＞ＩＮ２ならばＯＵＴ＝０となり非通電となる。

上記したように、本発明に係る印刷装置１０（１０Ａ又は１０Ｂ）では、発熱抵抗体１５ｂのピッチが異なる複数種のサーマルヘッド１５に対して機械的及び電気的に互換性を持たせた上で、解像度の異なる複数種のサーマルヘッド１５のうち少なくとも１種類以上を取り付け可能にし、且つ、複数種のサーマルヘッド１５同士を交換可能して、発熱抵抗体１５ｂのピッチＰと対応したピッチ情報１５ｅを印刷装置１０内で自動的に検出している。

この際、図７を用いて説明したロジック制御ブロック４０内のＣＰＵ４２がサーマルヘッド１５からの発熱抵抗体１５ｂのピッチＰと対応したピッチ情報１５ｅを読み出せるように予めＦＰＧＡ４７を設計しておくことでファームウェアはサーマルヘッド１５の解像度を認識することができる。上記したファームウェアは図６で説明した様に、印刷時にサーマルヘッド１５の解像度に適した速度で記録紙１８（又は中間転写写フィルム２１）を移送して主走査方向と送り方向（副走査方向）の解像度を一致させる様に、それらの移送に必要なモータ駆動を行なう。

更に、印刷装置１０の制御コマンドとして発熱抵抗体１５ｂのピッチ情報１５ｅを要求するコマンドを用意しておくことで、ＰＣにインストールされているドライバーソフトウェアあるいはアプリケーションソフトウェアは、印刷に先立って要求コマンドを発行して発熱抵抗体１５ｂのピッチ情報１５ｅを得ることにより、サーマルヘッド１５の解像度に最適な印刷画像データＧＤを送信して印刷することが可能となる。

尚、本実施例では、３００ｄｐｉ用のサーマルヘッド、又は、４００ｄｐｉ用のサーマルヘッド、もしくは、６００ｄｐｉ用のサーマルヘッドに対して３種類の解像度の切り換えであるために発熱抵抗体１５ｂのピッチ情報（解像度コード）１５ｅは２ビット（４種類）の情報であったが、この発熱抵抗体１５ｂのピッチ情報１５ｅを３ビット以上に拡張しておき、発熱抵抗体１５ｂのピッチ情報１５ｅが印刷装置１０のファームウェアにとって定義されていない値の場合、ファームウェアの更新（バージョンアップ）を使用者に対し要求する様に予めファームウェアにプログラムしておくことで、将来的な拡張性を持たせることが可能となる。使用者に対する更新要求の方法としては、印刷装置１０の表示操作パネル５２上のＬＥＤまたはＬＣＤに表示を出す、あるいは起動時のエラーとして、ＰＣにインストールされているステータスモニタに表示を行なうなどで容易に実現することができる。印刷装置１０のファームウェアはロジック制御ブロック４０内のフラッシュメモリ４３に保持されており、起動時に主記憶メモリ４４にコピーして動作しているため、動作中であってもＰＣインタフェースを介して送られてくる新たなファームウェアをフラッシュメモリ４３に書き込んで更新することが可能である。

本発明に係る印刷装置の一例を示した構成図である。 （ａ），（ｂ）は図１に示したインクリボンを説明するための平面図，側面図である。 本発明に係る印刷装置の他例を示した構成図である。 （ａ），（ｂ）は図３に示した中間転写フィルムを説明するための平面図，側面図である。 図１及び図３に示したサーマルヘッドの構造を説明するための図であり、（ａ）はサーマルヘッドを拡大して示し、（ｂ）は３００ｄｐｉ，４００ｄｐｉ，６００ｄｐｉの各サーマルヘッドの仕様一覧の一例を示した図である。 （ａ），（ｂ）はインクリボンと記録紙（又は中間転写フィルム）とを重ね合せて両者を移送しながら、複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで一列に配列させたサーマルヘッドにより、記録紙（又は中間転写フィルム）上に印刷画像データを印刷した場合を模式的に示した図である。 本発明に係る印刷装置の電気的な構成を示したブロック図である。 サーマルヘッドを駆動する駆動回路を示したブロック図である。 サーマルヘッドによりカラー画像を１ライン印刷期間中に印刷する場合の信号シーケンスを示した図である。 図７に示したサーマルヘッドインタフェース回路を拡大して示したブロック図である。

符号の説明

１０（１０Ａ又は１０Ｂ）…印刷装置、
１１…インクリボン１１、１２…供給リール、１３…巻取リール、１４…第１センサ、
１５…サーマルヘッド、１５ａ…ヘッド用プリント配線基板、
１５ｂ…複数の発熱抵抗体、１５ｃ…個別電極、１５ｄ…共通電極、
１５ｅ…発熱抵抗体１５ｂのピッチＰと対応したピッチ情報、
１５ｆ…シフトレジスタ、１５ｇ…ラッチ回路、１５ｈ…ヘッドドライブ回路、
１６…プラテンローラ、１７，１７…一対の記録紙搬送ローラ、
１８…記録体（記録紙）、１９…第２センサ、
２１…記録体（中間転写フィルム）、２２…供給リール、２３…巻取リール、
２４…第２センサ、２５…ヒートローラ、２６…加圧ローラ、
２７，２７…一対のカード搬送ローラ、２８…カード、２９…カード反転部、
３０，３０…一対のカード搬送ローラ、
４０…ロジック制御ブロック、４１…ＰＣインタフェース回路、４２…ＣＰＵ、
４３…フラッシュメモリ、４４…主記憶メモリ、４５…プレーンメモリ、
４６…サーマルヘッドインタフェース回路、４６ａ…クロック分周回路、
４６ｂ…タイミング信号生成シーケンス回路、
４６ｂ１…データ読み出しアドレス生成回路、４６ｂ２…８ビット諧調レベルカウンタ、
４６ｃ…８ビットコンパレータ群、４６ｃ１…８ビットコンパレータ、
４７…ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、
４８…インタフェース回路、４９…ドライブ回路、
５１…電源装置、５１ａ…サーマルヘッド用電源、５１ｂ…ロジック回路用電源、
５１ｃ…アクチュエータ用電源、５２…表示操作パネル、
５３…各種のセンサ、５４…各種のアクチュエータ、
ＣＬ…クロック信号、ＧＤ…印刷画像データ、Ｐ…発熱抵抗体１５ｂの所定のピッチ、
ＲＡ…ラッチ信号、ＳＴ…ストローブ信号、ＴＲ…トランジスタ。

Claims (4)

1. 複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッドにより記録体上に印刷画像データを印刷する印刷装置において、
   前記発熱抵抗体のピッチがそれぞれ異なり、且つ、前記複数の発熱抵抗体の合計幅寸法が略同じである複数種のサーマルヘッドのうち少なくとも１種類以上を取り付け可能にし、且つ、前記複数種のサーマルヘッド同士を交換可能にした際に、前記印刷画像データを各サーマルヘッドに送信する信号線の本数を複数且つ同数に設定したことを特徴とする印刷装置。
2. 複数の発熱抵抗体を主走査方向に所定のピッチで配列させたサーマルヘッドにより記録体上に印刷画像データを印刷する印刷装置において、
   前記発熱抵抗体のピッチがそれぞれ異なり、且つ、前記複数の発熱抵抗体の合計幅寸法が略同じである複数種のサーマルヘッドのうち１種類のみを取り付け可能にし、且つ、前記複数種のサーマルヘッド同士を交換可能にした際に、前記印刷画像データを各サーマルヘッドに送信する信号線の本数を複数且つ同数に設定したことを特徴とする印刷装置。
3. 前記サーマルヘッドは、
   前記発熱抵抗体のピッチと対応する情報を出力する出力手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の印刷装置。
4. 前記出力手段から出力される前記発熱抵抗体のピッチと対応する情報を参照し、前記サーヘッドの解像度に応じたヘッドデータを生成して、このヘッドデータを前記複数且つ同数の信号線から前記サーマルヘッドに印加することを特徴とする請求項３記載の印刷装置。

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