JPH1016271A - サーマルプリントヘッドおよびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】たとえば、２００ｄｐｉの印字データを３００
ｄｐｉに変換して印字することができるサーマルプリン
トヘッドを提供する。 【解決手段】ヘッド基板11上に列状に配置された複数の
発熱ドット16と、印字データにしたがって上記発熱ドッ
ト16を選択駆動するための駆動回路15とを備えるサーマ
ルプリントヘッドであって、上記発熱ドットは、第１の
印字密度で印字を行うことができるように配置されてお
り、上記第１の印字密度よりも低い第２の印字密度によ
る印字データが入力された場合にこの第２の印字密度に
よる印字データを上記第１の印字密度による印字データ
に変換するデータ変換手段19を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、感熱方式または
熱転写方式によって記録紙に記録を行うためのサーマル
プリントヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリントヘッドは、主走査方向
に一列に配置した多数個の発熱ドットを印字データにし
たがって選択的に発熱駆動し、記録紙を副走査方向に送
りながら、１ラインずつ印字を行うようになっている。
そして、その構造は、絶縁性基板上に、上記発熱ドット
を配置するとともに、印字データにしたがって各発熱ド
ットを個別駆動するための複数個の駆動ＩＣを搭載する
といった簡単なものであり、比較的コスト安く提供する
ことができる。

【０００３】このようなサーマルプリントヘッドは、そ
の安価さや取扱い勝手がよいことから、家庭用ファクシ
ミリ装置の記録部に多用されていることは周知のとおり
である。そして、このようなファクシミリ装置用のサー
マルプリントヘッドは、ファクシミリ装置として標準化
された印字密度、すなわち、２００ｄｐｉの印字密度で
の記録が行えるように構成されている。

【０００４】ところで、本格的なマルチメディア時代を
迎え、通信機能を備えたＰＣ（パーソナル・コンピュー
タ）の一般家庭への急速な普及が進んでいる。このよう
なＰＣを通信端末や文書・画像処理装置として使用する
場合、中央処理装置に操作入力装置、表示装置、プリン
タ、モデム等が接続される。現在市販されているＰＣ用
のプリンタは、レーザ・プリンタまたはインクジェット
・プリンタが多く、その解像度は、３００ｄｐｉが基本
となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、サー
マルプリントヘッドは比較的安価で取扱い勝手がよいた
め、このようなサーマルプリントヘッドを用いてより安
価なＰＣ用プリンタを構成することが考えられる（この
ようなプリンタを便宜上、サーマル・プリンタとい
う。）。この場合、ＰＣで処理されたデータによって印
刷を行うことを基本とするので、このサーマル・プリン
タは、その印字密度を３００ｄｐｉとすることになる。
そうすると、このサーマル・プリンタは、そのままでは
ファクシミリ・データを適正に印刷することができず、
たとえ印刷が可能であったとしても、主走査方向および
副走査方向にそれぞれ２／３に縮小された恰好で印刷さ
れてしまうことになる。なお、受信したファクシミリ・
データをＰＣ内で３００ｄｐｉのデータに変換すれば、
上記サーマル・プリンタによるファクシミリ・データの
適正な印刷が可能であるが、そのためには、ＰＣ内に特
別なデータ変換ソフトウェアを装備する必要がある。

【０００６】また、現状では、印刷機能を備えている家
庭用ファクシミリ装置をＰＣ用のプリンタとして共用す
ることはできない。前述したように、ファクシミリ装置
の印字密度は２００ｄｐｉである一方、ＰＣ用のプリン
タとしては、その印字密度を３００ｄｐｉとする必要が
あるからである。ＰＣ側に特別なデータ変換ソフトウエ
アを装備することなく、家庭用ファクシミリ装置の記録
部をＰＣのためのプリンタとして共用できれば、ファク
シミリ装置の一般ユーザによって非常に便利である。

【０００７】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、２００ｄｐｉの印字データを３
００ｄｐｉに変換して印字することができるサーマルプ
リントヘッドを提供することをその主たる課題としてい
る。

【０００８】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の各技術的手段を採用した。

【０００９】すなわち、本願発明の第１の側面によって
提供されるサーマルプリントヘッドは、ヘッド基板上に
列状に配置された複数の発熱ドットと、印字データにし
たがって上記発熱ドットを選択駆動するための駆動回路
とを備えるサーマルプリントヘッドであって、上記発熱
ドットは、第１の印字密度で印字を行うことができるよ
うに配置されており、上記第１の印字密度よりも低い第
２の印字密度による印字データが入力された場合にこの
第２の印字密度による印字データを上記第１の印字密度
による印字データに変換するデータ変換手段を備えてい
ることを特徴としている。

【００１０】第１の印字密度による印字データが入力さ
れた場合には、この印字データをそのまま用いて第１の
印字密度による印字を行う。第１の印字密度よりも低い
第２の印字密度による印字データが入力された場合に
は、データ変換手段がこの第２の印字密度による印字デ
ータを第１の印字密度による印字データに変換し、この
変換された印字データを用いて第１の印字密度による印
字を行う。

【００１１】したがって、本願発明によれば、サーマル
プリントヘッドそれ自体に、発熱ドットの配置密度より
も低い印字密度による入力印字データを発熱ドットの配
置密度と対応した印字データに変換する機能が与えられ
るので、このサーマルプリントヘッドを備えたサーマル
・プリンタは、たとえば、３００ｄｐｉを基本とするＰ
Ｃデータ用のプリンタとして使用することができること
に加え、２００ｄｐｉを標準とするファクシミリ・デー
タを記録するためのプリンタとして共用することができ
る。また、このサーマルプリントヘッドを組み込んだフ
ァクシミリ装置を構成した場合に、このファクシミリ装
置の記録部を、ＰＣ用のプリンタとしてそのまま共用す
ることが可能となる。前述のように、サーマルプリント
ヘッドは、そのコスト面および取扱い勝手において非常
に有利であるので、このサーマルプリントヘッドを組み
込んだサーマル・プリンタ、またはファクシミリ装置
が、ＰＣデータによる画像記録と、ファクシミリ・デー
タによる画像記録の双方に共用できることは、とくにＰ
Ｃやファクシミリ装置を個人用として使用する者にとっ
て、きわめて魅力的なものとなる。

【００１２】上記データ変換手段は、第２の印字密度で
入力される複数ライン分の印字データを、Ｎ×Ｎ（Ｎは
２以上の整数）のマトリックス・データをＭ×Ｍ（Ｍは
Ｎより大きい整数）のマトリックス・データに変換する
規則にしたがって、第１の印字密度による印字データに
変換するものとして構成することができる。

【００１３】好ましい実施形態において上記データ変換
手段は、２００ｄｐｉの印字密度によるデータとして入
力される２ライン分の印字データを２×２のマトリック
ス・データに分割し、各マトリックス・データを所定の
規則にしたがって３×３のマトリックス・データに変換
し、これによって３００ｄｐｉの印字密度による３ライ
ン分の出力印字データを生成するものとすることができ
る。

【００１４】このように入力印字データを順次マトリッ
クスで対応させてデータ変換を行うようにすると、その
ために必要なメモリ容量が少なくてすみ、また回路構成
も簡単になる。なお、２×２のマトリックスを３×３の
マトリックスに対応させてデータを変換する場合、２×
２＝４ビット分のコンパイラで３×３＝９ビットのマト
リックス・データを生成するほか、２⁴ ＝１６通りのド
ット・パターンにそれぞれ１対１対応する３×３のマト
リックスのドット・パターンをメモリに記憶させてお
き、２×２のマトリックスのドット・パターンと対応す
る３×３のマトリックスのドット・パターンをメモリか
ら読み出すようにしてもよい。いずれにしても、この場
合わずか１６通りのデータを記憶させておくだけである
ので、メモリ使用量はそれほど多くはない。

【００１５】本願発明の第２の側面によって提供される
サーマルプリントヘッドの駆動方法は、ヘッド基板上に
３００ｄｐｉの印字密度での印字を行えるように列状に
配置された複数の発熱ドットと、印字データにしたがっ
て上記発熱ドットを選択駆動するための駆動回路とを備
えるサーマルプリントヘッドの駆動方法であって、２０
０ｄｐｉの印字密度による印字データが入力された場合
に、この入力印字データを少なくとも２ライン分蓄積
し、この２ライン分の入力印字データを２×２のマトリ
ックス・データに分割して、各マトリックス・データを
順次所定の規則にしたがって３×３のマトリックス・デ
ータに変換し、これによって３００ｄｐｉの印字密度に
よる３ライン分の印字データを出力し、この出力印字デ
ータによって印字を行うことを特徴とするものである。

【００１６】この第２の側面によるサーマルプリントヘ
ッドの駆動方法によっても、上述した本願発明の第１の
側面に係るサーマルプリントヘッドについて述べたのと
同様の利点が得られることは明らかである。

【００１７】本願発明のその他の特徴および利点は、図
面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかと
なろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施形
態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００１９】まず、サーマルプリントヘッド１０の基本
的構成を図１ないし図４に基づいて説明する。なお、こ
れらの図に示されるサーマルプリントヘッド１０は、い
わゆる厚膜型に形成したものである。アルミナセラミッ
クなどでできた絶縁性材料からなる基板１１の上面に
は、その幅方向一側縁１１ａに沿って、たとえば酸化ル
テニウムを主成分とする抵抗体ペーストを用いて厚膜印
刷をすることによって形成される細幅帯状の発熱体１２
が設けられている。この発熱体１２の下層には、この発
熱体１２を横断するように延びる櫛歯状のコモン電極１
３が配置されている。各コモン電極１３は、その基端に
おいて、コモンパターン１３ａに共通接続されている。
上記発熱体１２の下層にはまた、上記各コモン電極１３
間に入り込まされるようにして、櫛歯状の個別電極１４
が配置されている。

【００２０】後記する駆動回路１５によって選択した個
別電極１４をオンとすると、発熱体１２における、当該
個別電極１４を挟んで両側に位置するコモン電極１３，
１３で区切られる領域（図３に斜線で示す領域）に電流
が流れ、この領域が発熱する。すなわち、上記帯状発熱
体１２における各コモン電極１３で区切られる各領域
が、発熱ドット１６を形成することになる。本実施形態
においては、各発熱ドット１６は、３００ｄｐｉの印字
密度での印字が可能となるように形成される。すなわ
ち、上記コモン電極１３の電極間ピッチは、概ね８５μ
ｍとされる。そして、たとえばＡ４幅の印字を行えるよ
うにする場合、２５９２個の発熱ドット１６が列状に形
成されることになる。

【００２１】上記コモン電極１３および個別電極１４
は、それ自体微細な幅で形成されるとともに、微小なピ
ッチ間隔で形成されるものであり、通常、セラミック基
板の上面にガラスグレーズ層（図４、符号１７）を形成
した上で、その上面に金ペーストを用いて印刷・焼成を
することによって金被膜を形成し、その上でフォトリソ
工程によって不要部分を除去するなどすることによって
形成される。なお、このとき、後記する駆動回路１５に
対する電源系および信号系の配線パターンもまた、同時
に形成される。

【００２２】各個別電極１４は、基板１１上をその幅方
向他側方向に延出させられ、そして、その端部は、基板
１１の幅方向他側縁にそって搭載された駆動回路として
の駆動ＩＣ１５の上面の各出力パッドに対し、ワイヤボ
ンディング等によって結線される。各駆動ＩＣ１５の上
面にはまた、電源系および信号系のパッドが形成されて
おり、これらは、前述のように基板１１上に形成した電
源系および信号系の配線パターンに対し、ワイヤボンデ
ィングによって結線される。

【００２３】上記のように構成されるヘッド基板１１
は、たとえばアルミニウムなどでできた放熱性支持板１
８上に接着等によって搭載される。

【００２４】さて、上記のような基本的な構成を備える
サーマルプリントヘッド１０に対し、本願発明において
は、発熱ドット１６の配置によって規定される印字密度
（第１の印字密度）よりも低い（粗な）印字密度（第２
の印字密度）による印字データが入力されてきた場合
に、この第２の印字密度による印字データを上記発熱ド
ット１６の配置によって規定される第１の印字密度によ
る印字データに変換する機能が与えられる。

【００２５】上述したように、本実施形態に係るサーマ
ルプリントヘッド１０は、３００ｄｐｉの印字密度での
印字が可能なように発熱ドット１６が配置されている。
このような印字密度による印字が可能なサーマルプリン
トヘッド１０は、基本的にＰＣによって処理された画像
データの印字に適したものである。本願発明のサーマル
プリントヘッド１０においては、たとえば、ファクシミ
リ・データのように２００ｄｐｉの印字密度による印字
データが入力されてきた場合に、この入力データを３０
０ｄｐｉの印字密度による印字データに変換する。

【００２６】図５は、上記データ変換手段１９を組み込
んだサーマルプリントヘッド１０の概略ブロック図であ
る。駆動回路１５は、データ変換手段１９から入力され
る印字データに基づいて、各発熱ドット１６を選択的に
駆動するように構成された公知のものである。より具体
的には、この駆動回路１５の内部には、たとえば合計２
５９２ビットのシフトレジスタが形成され、クロック信
号（ＣＬＫ）に同期して１ライン分の２５９２ビットの
印字データが入力される。このデータがラッチ信号（Ｌ
ＡＴＣＨ）によってラッチされ、ストローブ信号（ＳＴ
Ｂ）が立ち上がっている期間、該当する発熱ドット１６
がオン駆動される。

【００２７】図６は、上記データ変換手段１９によるデ
ータ変換の手法を模式的に示している。２００ｄｐｉの
印字データが入力されてくると、２ライン分の印字デー
タがたとえばシフトレジスタ等のメモリ２０に蓄積され
る。そして、この２ライン分の印字データは、２×２の
マトリックス・データｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ …に分割され、
各マトリックス・データは、順次所定の規則に従って、
３×３のマトリックス・データＤ₁ ，Ｄ₂ ，Ｄ₃ …に変
換され、これが別のメモリ２１に蓄積されていく。たと
えば、Ａ４サイズの印字のための２００ｄｐｉの印字デ
ータが２ライン分入力された場合には、この２ラインの
データは、１７２８÷２＝８６４個の２×２のマトリッ
クス・データｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ …に分割され、これらが
順次８６４個の３×３のマトリックス・データＤ₁ ，Ｄ
₂ ，Ｄ₃ …に変換される。この８６４個の３×３のマト
リックス・データは３００ｄｐｉの印字密度による３ラ
イン分の印字データを形成する。このようにしてできた
３ライン分の印字データは、１ラインずつ上記駆動回路
１５に送られ、この印字データにしたがって前述のよう
にして各発熱ドット１６を駆動する。

【００２８】なお、図６の(a) は、変換前の印字データ
と変換後の印字データを示しており、(b) は、上記各印
字データが表すドット・パターンを示している。

【００２９】図７は、２×２のマトリックス・データを
３×３のマトリックス・データに１対１に変換するため
の規則の一例（規則Ａ）を示している。なお、図６は、
この規則Ａにしたがってデータ変換をする例を示してい
る。

【００３０】変換の手法としては、２×２のマトリック
スのドット・パターンを認識して、これに対応する３×
３のマトリックス・データを別のメモリから読み出すよ
うにしてもよいし、２×２のマトリックスを構成する４
ビットのデータの内容から、３×３のマトリックスを構
成する９ビットのデータを論理演算によって決定するよ
うにしてもよい。この場合、論理演算によって図７に示
した規則Ａと同等の結果を得るようにする場合、図８に
示すように、２×２のマトリックスの各ビットをＡ、
Ｂ、ＣおよびＤとすると、３×３のマトリックスを構成
する各ビット「イ」「ロ」「ハ」「ニ」「ホ」「ヘ」
「ト」「チ」「リ」のデータは、図９に示した条件によ
って決定される。

【００３１】また、論理演算によって３００ｄｐｉの印
字データを形成するためには、上記のようにマトリック
スごとに変換してゆく必要は必ずしもなく、ラインごと
にデータを決定することもできる。たとえば、３００ｄ
ｐｉのデータの１ライン目の第１、第２、第３ドットの
データは、２ライン分の２００ｄｐｉのデータの第１マ
トリックスを構成する４ビットのデータを参照して、図
９に示した条件によって決定することができる。同様
に、３００ｄｐｉのデータの１ライン目の第４、第５、
第６ドットのデータは、２ライン分の２００ｄｐｉのデ
ータの第２マトリックスを構成する４ビットのデータを
参照して、図９に示した条件によって決定することがで
きる。こうして、３００ｄｐｉの印字密度による１ライ
ン目のすべのドットのデータが決定されたなら、２ライ
ン目および３ライン目のデータが同様の手法によって決
定される。こうして決定された３００ｄｐｉの印字密度
によるデータは、１ラインごとに駆動回路１５に送ら
れ、この印字データにしたがって各発熱ドット１６が駆
動される。

【００３２】上記のようにしてメモリ２０に入力された
２００ｄｐｉの２ライン分のデータがすべて処理される
と、次の２ライン分のデータがメモリ２０に入力され、
上記と同様な処理が行われて次の３ライン分の３００ｄ
ｐｉの印字データが生成されるとともに、このデータに
したがった印字動作が行われる。

【００３３】図１０に示す２００ｄｐｉのビット・マッ
プ・データを図７および図９に示した規則Ａによって３
００ｄｐｉのデータに変換して印字を行った場合、図１
１に示すようになる。これらの図において格子で囲まれ
た領域は、それぞれ、マトリックスを表している。これ
らの図から明らかなように、２００ｄｐｉによる「Ｐ」
の文字が、解読の上でほとんど問題なく３００ｄｐｉに
よる表現に変換されている。

【００３４】２×２のマトリックス・データを、３×３
のマトリックス・データに１対１に対応させて変換する
ための規則は、図７に示した規則Ａに限定されるもので
はなく、たとえば、図１２に示した規則Ｂによることも
できる。この規則Ｂによる場合、図１０に示した２００
ｄｐｉによる「Ｐ」の文字は、図１３に示すようにな
る。この場合も、解読の上でほとんど問題なく３００ｄ
ｐｉによる表現に変換されているのが判る。

【００３５】もちろん、本願発明は上記した実施形態に
限定されるものではない。実施形態では、２００ｄｐｉ
による印字データを３００ｄｐｉによる印字データに変
換する場合について述べたが、本願発明は、発熱ドット
の配列が予定する印字密度よりも低い（粗な）印字密度
によるデータが入力された場合に、サーマルプリントヘ
ッドそれ自体が発熱ドットの配列が予定する印字密度へ
のデータ変換を行うようにするという技術的思想であ
る。したがって、このような思想の範囲内での変更は、
すべて本願発明の範囲に包摂される。

【００３６】また、上に説明した実施形態に係るサーマ
ルプリントヘッドは、いわゆる厚膜型のサーマルプリン
トヘッドであるが、もらろん、発熱ドットを薄膜型に構
成した場合にも、まったく同様に本願発明思想を適用す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】サーマルプリントヘッドの基本的形態を示す全
体斜視図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図１に示されるサーマルプリントヘッドの発熱
部の構成を示す部分拡大平面図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】本願発明のサーマルプリントヘッドの一実施形
態を示す模式的回路ブロック図である。

【図６】データ変換手段の動作の一例の説明図である。

【図７】２×２のマトリックス・データを３×３のマト
リックス・データに変換するための規則の一例（規則
Ａ）の説明図である。

【図８】２×２のマトリックスを３×３のマトリックス
に変換するための手法の説明図である。

【図９】図７に示した規則Ａと同様の結果となるよう
に、図８における３×３のマトリックスの各ビットのデ
ータを決定するための条件の説明図である。

【図１０】２００ｄｐｉによるビット・マップ・データ
の一例の説明図である。

【図１１】図１０の２００ｄｐｉによるビット・マップ
・データが図７に示した規則Ａによって３００ｄｐｉの
ビット・マップ・データに変換された状態を示す説明図
である。

【図１２】２×２のマトリックス・データを３×３のマ
トリックス・データに変換するための規則の他の例（規
則Ｂ）の説明図である。

【図１３】図１０に示される２００ｄｐｉのビット・マ
ップ・データが図１２に示される規則Ｂによって３００
ｄｐｉのビット・マップ・データに変換された状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

１０ サーマルプリントヘッド １１ 基板 １５ 駆動回路 １６ 発熱ドット １９ データ変換手段 ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ … ２×２のマトリックス・データ Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，Ｄ₃ … ３×３のマトリックス・データ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド基板上に列状に配置された複数の
   発熱ドットと、印字データにしたがって上記発熱ドット
   を選択駆動するための駆動回路とを備えるサーマルプリ
   ントヘッドであって、 上記発熱ドットは、第１の印字密度で印字を行うことが
   できるように配置されており、 上記第１の印字密度よりも低い第２の印字密度による印
   字データが入力された場合にこの第２の印字密度による
   印字データを上記第１の印字密度による印字データに変
   換するデータ変換手段を備えることを特徴とする、サー
   マルプリントヘッド。
2. 【請求項２】 上記データ変換手段は、第２の印字密度
   で入力される複数ライン分の印字データを、Ｎ×Ｎ（Ｎ
   は２以上の整数）のマトリックス・データをこれに対応
   するＭ×Ｍ（ＭはＮより大きい整数）のマトリックス・
   データに変換する規則にしたがって、第１の印字密度に
   よる印字データに変換するものである、請求項１に記載
   のサーマルプリントヘッド。
3. 【請求項３】 上記第１の印字密度は、３００ｄｐｉで
   あり、上記第２の印字密度は、２００ｄｐｉである、請
   求項１または２に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 【請求項４】 上記データ変換手段は、２００ｄｐｉの
   印字密度によるデータとして入力される２ライン分の印
   字データを２×２のマトリックス・データに分割し、各
   マトリックス・データを所定の規則にしたがって３×３
   のマトリックス・データに変換し、これによって３００
   ｄｐｉの印字密度による３ライン分の出力印字データを
   生成するものである、請求項３に記載のサーマルプリン
   トヘッド。
5. 【請求項５】 ヘッド基板上に３００ｄｐｉの印字密度
   での印字を行えるように列状に配置された複数の発熱ド
   ットと、印字データにしたがって上記発熱ドットを選択
   駆動するための駆動回路とを備えるサーマルプリントヘ
   ッドの駆動方法であって、 ２００ｄｐｉの印字密度による印字データが入力された
   場合に、この入力印字データを少なくとも２ライン分蓄
   積し、この２ライン分の入力印字データを２×２のマト
   リックス・データに分割して、各マトリックス・データ
   を順次所定の規則にしたがって３×３のマトリックス・
   データに変換し、これによって３００ｄｐｉの印字密度
   による３ライン分の印字データを出力し、この出力印字
   データによって印字を行うことを特徴とする、サーマル
   プリントヘッドの駆動方法。