DE3139321A1

DE3139321A1 - Druckkopf-ansteuerschaltung fuer einen thermodrucker

Info

Publication number: DE3139321A1
Application number: DE19813139321
Authority: DE
Inventors: Shigeru Ohta Tokyo Katsuragi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1982-04-15
Also published as: JPS5763280A; DE3139321C2; US4404567A

Description

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Anwaltsakte; 31 835

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Druckkopf-Ansteuerschaltung für einen Thermodrucker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere eine Ansteuerschaltung für einen Druckkopf, welcher eine Anzahl auf einige Gruppen aufgeteilter, wärmeerzeugender Elemente aufweist und mit welchem Bilder wiedergegeben werden, die Eingangs-Videosignalen entsprechen, indem Gruppe für Gruppe an die wärmeerzeugenden Elemente selektiv Spannungen angelegt werden.

Ein bekannter Drucker der vorbeschriebenen Art weist einen Druckkopf mit mehreren Gruppen von wärmeerzeugenden Elementen auf (die nachstehend der Einfachheit halber als 'Elementgruppen" bezeichnet werden). Der Drucker weist ferner eine Ansteuerschaltung auf, um eine der Elementgruppen entsprechend Eingangs-Videosignalen auszuwählen,und bei Ver-Wendung eines wärmeempfindlichen, färbbaren Blatt Papiers werden dann an die ausgewählten Elementgruppen Spannungen angelegt. Die Änsteuerschaltung weist der Anzahl der Elementgruppen entsprechende Schaltanordnungen auf, um die Spannungen an die einzelnen Elementgruppen anzulegen. Die Ausgangsspannungen der Schaltanordnungen bleiben, da eingangsseitig zum Erzeugen einer Bezugsspannung eine Zenerdiode vorgesehen ist, auch bei einer Änderung in der Versorgungsspannung im wesentlichen konstant. Hierdurch sind gleichförmige Spannungsverteilungen an -den Elementgruppen gewährleistet, so daß dann wiederum an allen Elementen in dem Kopf ständig konstante Wärmemengen erzeugt werden. Ein derartiger Thermodurcker ist in der Praxis verwendbar, arbeitet jedoch aus den folgenden Gründen nicht zufriedenstellend.

Der Widerstand von wärmeerzeugenden Elementen ist von einem • - 2 -

Aufzeichnungskopf zum anderen verschieden. Die Spannung, die an wärmeerzeugende Elemente eines bestimmten Aufzeichnungskopfs anzulegen ist, muß festgelegt werden, um sie genau an den Widerstand der Elemente anzupassen. Folglich muß eine Zenerdipde vorgesehen und ausgewählt werden, um eine ganz bestimmte Bezugsspannung für jeden der Druckköpfe zu schaffen, obwohl einer dem anderen gleicht. Wenn folglich ein Aufzeichnungskopf durch einen anderen ersetzt wird, muß die Bezugsspannung in Anpassung an den neuen Aufzeichnungskopf geändert werden. Das Austauschen einer Zenerdiode bei jedem Kopf oder ein Auswählen einer Zenerdiode mit einer entsprechenden Bezugsspannung V ist ziemlich lästig und in der Praxis manchmal kaum durchführbar.

Die Erfindung soll daher eine Druckkopf-Ansteuerschaltung für einen Thermodrucker schaffen, bei welcher eine Spannung zum Erregen von wärmeerzeugenden Elementgruppen leicht und bequem eingestellt werden kann.und bei welcher ferner die Spannung zum Erregen von wärmeerzeugenden Elementen auch bei einem Austauschen eines Druckkopfes ohne weiteres eingestellt werden kann. Bei der Erfindung ist dies bei einer Druckkopf-Ansteuerschaltung für einen Thermodrucker nach dem Oberbegriff des Anspruchs -1 durch die- Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen derErfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist eine Druckkopf-Ansteuerschaltung eine Reihenschaltung aus einem Strombegrenzungswiderstand und einem veränderlichem Widerstand auf, welcher mit einem Steuer-Eingangsanschluß von Schaltanordnungen verbunden ist, um wärmeerzeugende Elementegruppen zu erregen. Eine Konstantspannungsschaltung ist mit dem Strombegrenzungswiderstand verbunden, so daß eine Spannung an. dem Widerstand oder ein durch diesen .fließender Strom konstant gehalten ist. Hierdurch wird dann ein durch die Reihenschaltung fließender Strom auf einem konstanten Wert gehalten. Die Spannung, die an jede

Gruppe von wärmeerzeugenden Elementen angelegt wird, ist daher durch den Widerstandswert eines veränderlichen Widerstands festgelegt. Folglich kann die Spannung an jeder EIementgruppe durch Steuern des Widerstandswerts des veränder- ^ liehen Widerstands auf einen gewünschten oder geforderten Wert eingestellt werden. Durch die Erfindung ist somit eine insgesamt verbesserte Ansteuerschaltung für wärmeerzeugende Elementgruppen in einer Thermo-AufZeichnungseinrichtung geschaffen .
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild eines Thermodrukkers, bei welchem die Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2 eine Schaltung einer herkömmlichen Druckkopf-Ansteuerschaltung zum Ansteuern von wärmerzeugenden

Elementgruppen;

Fig. 3 eine Schaltung einer Druckkopf-Ansteuerschaltung gemäß der Erfindung, und

Fig. 4 eine Ausführungsform einer Konstantspannungsschaltung, die in der Ansteuerschaltung der Fig. 3 vorgesehen ist.

In Fig. 1 ist eine schematische Schaltung eines Thermodruk-30

kers dargestellt, bei welchem die Erfindung anwendbar ist. Der Drucker weist einen Druckkopf 10 auf, in welchem eine erste Gruppe von wärmeerzeugenden Elementen 10', eine zweite Gruppe von wärmeerzeugenden Elementen 10" und eine dritte

Gruppe von wärmeerzeugenden Elementen'10"' vorgesehen ist. 35

Diese verschiedenen Gruppen von wärmeerzeugenden Elementen 10' bis 10"' werden selektiv durch eine Ansteuerschaltung

angesteuert, welche, wie dargestellt, mit dem Kopf 10 verbunden ist. Der Drucker weist ferner ein Schieberegister 14 und eine Videosignal-Ansteuerschaltung 16 auf. Videosignale, die an einen Videosignaleingang T₁ angelegt werden, werden synchron mit Taktimpulsen, welche an einen Taktimpulseingang T„ angelegt werden, seriell an das Schieberegister 14 angelegt. Parallele Ausgänge des Schieberegisters 14 werden an die Videosignal-Ansteuerschaltung 16 abgegeben. In der Videosignal-Ansteuerschaltung 14 sind (nicht dargestellte) Schaltelemente vorgesehen, die durch die einzelnen Paralleleingänge an der Schaltung 16 ein- oder ausgeschaltet werden.

Elementgruppen-Auswahlsteuersignale werden zur übertragung einer Gruppe von Videosignalen, welche aus Videosignalen bestehen, die der Anzahl Schiebeschritte in dem Schieberegister 14 entsprechen, zeitlich gesteuert nacheinander an Elementgruppen-Auswahlsteuereingänge G₁ bis G., des Drukkers angelegt. Die Videosignale schalten nacheinander einzelne Schaltelemente in der Elementgruppen-Ansteuerschaltung 12 an-, wie im einzelnen anhand der Fig. 2 beschrieben wird. Durch diese Schaltelemente werden wiederum nacheinander vorbestimmte Spannungen an Spannung se ingänge G. bis G,- des Druckkopfes 10 angelegt. Die erste bis dritte Gruppe von wärmeerzeugenden Elementen 10' bis 10"' sind mit den entsprechenden Spannungseingängen G- bis G, verbunden. Bei dieser Anordnung wird Wärme durch die Elemente 10" bis 10"' erzeugt, an welche die an den Anschluß G₄, G₅ und/oder G₆ angekoppelte Spannung angelegt wird, und welche mit den dann angeschalteten Schaltelementen der Videosignal-Ansteuerschaltung 16 verbunden sind.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer herkömmlichen Ansteuerschaltung 12 des Druckkopfes 10 dargestellt. Die Schaltung 12 weist eine Zenerdiode 20, mit welcher eine vorgegebene Bezugsspannung erzeugt wird, Trenndioden 22 bis 22" und Strombegrenzungswiderstände 24 bis 24" auf.

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In der Schaltung 12 sind in einer ersten Stufe pnp-Tran— sistoren 26 bis 26", die durch an die entsprechenden Eingänge G₁ bis G^ angekoppelte Elementgruppen-Auswahlsteuersignale angesteuert werden, in einer zweiten Stufe npn-Transistoren 28 bis 28" und in einer dritten Stufe npn-Transistoren 30 bis 30" vorgesehen. Die Transistoren 28 und 30, 28' und 30' sowie 28" und 30" bilden zusammen die Schaltverbindungen, um jeweils die entsprechenden Spannungen an die Eingänge G> bis G des Kopfes 10 anzulegen.

Wenn der Elemengruppen-Auswahlsteuereingang G- geerdet wird (Signal = "0"), wird der Transistor 26 leitend, so daß eine Durehbruehspannung V₁₇ der Zener diode 20 an der Kathode der Diode 22 d.h. an einem Schaltungspunkt a anliegt. An die Basis des Transistors 28 wird dann die Summe aus der Durehbruchspannung V„ und dem Spannungsabfall V^ an der Diode

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22 angelegt. Folglich liegt der Unterschied zwischen der Summen spannung (V₁₇ + V) und dem Basis-Emitter-Spahnungsabfall V_.„ zwischen den Transistoren 28 und 30, d.h. (V„

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+ Vp, ) - V_ß ,am Emitter des Transistors 30 an. Diese Span-■nung wird an den Spannungseingang G₄ des Aufzeichnungskopfes 10 angelegt. Eine entsprechende Spannung liegt an dem Spannungseingang Gr,- wenn das Elementgruppen-Auswahl steuersignal G₀ geerdet wird, oder an dem Spannungseingang G_c an, wenn das Elementgruppen-Auswahlsteuersignal G₃ geerdet wird. Entsprechend der nacheinander erfolgenden Erdung der Eingänge G-" bis G₃ gibt der Druckkopf 10 bei Anliegen von Wärme ein Bild auf einem wärmeempfindlichen Blatt Papier wieder,

das den Eingangs-Bildsignalen entspricht. 30

Die an die Eingänge G^ bis G, des Druckkopfes 10 angelegten Spannungen haben im wesentlichen den gleichen Pegel, so daß an die wärmeerzeugenden Elemente 10' bis 10"' der einzelnen Gruppen die gleichen Spannungen angelegt werden, 35

so daß ständig die gleichen Wärmemengen erzeugt werden, obwohl die Versorgungsspannung V- und V₂ geändert werden kann.

Wie vorstehend ausgeführt, ist jedoch der Widerstand der wärmeerzeugenden Elemente von einem Druckkopf zum anderen verschieden. Folglich muß die Spannung, die an einen Druckkopf anzulegen ist, entsprechend gewählt werden, um sie an den Widerstandswert seiner wärmeerzeugenden Elemente anzupassen. Folglich müssen Zenerdioden vorgesehen werden, die unterschiedliche Bezugsspannungen V„ schaffen, obwohl die Aufzeichnungsköpfe einander ähnlich sind. Nach dem Austauschen eines Druckkopfes muß die Bezugsspannung V„ für einen neuen Kopf bestimmt werden. Das Austauschen der Zenerdiode für jeden Kopf oder das Auswählen einer Zenerdiode mit einer geforderten Durchbruchsspannung V₁₇ ist ziemlich aufwendig und mühsam und ist in der Praxis manchmal kaum durchführbar.

Anhand von Fig. 3 und 4 wird nunmehr eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung zum Ansteuern eines Druckkopfes eines Druckers der beschriebenen Art erläutert. Hierbei sind die gleichen Elemente wie die, welche in Fig. 2 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ein besonderes Merkmal der in Fig. 3 dargestellten AnSteuerschaltung besteht darin, daß die Zenerdiode 20 der herkömmlichen Schaltung, die zum Erzeugen einer Bezugsspannung vorgesehen war, weggelassen ist, und daß stattdessen zusätzlich eine Reihenschaltung aus einem Strombegrenzungswiderstand 32 und einem veränderlichen Widerstand 34 sowie eine Konstantspannungsschaltung 36 in der Schaltung vorgesehen. Die Konstantspannungsschaltung 36 ist parallel zu dem Widerstand 32 geschaltet.

^O Wenn eine Versorgungsspannung V₁ an die Konstantspannungsschaltung 36 angekoppelt wird, wird eine vorbestimmte Spannung an dem Widerstand 32, d.h. an den Schaltungspunkten oder Verbindungsstellen b und c ausgebildet. Folglich kann ein vorgegebener Strom durch den" Widerstand 32 fließen.

o_er strom durch den Widerstand 32 und der Betriebsstrom der Konstantspannungsschaltung 36 fließen durch den verän-

derlichen Widerstand 34, wodurch eine entsprechende Spannung an dem Schaltungspunkt C erzeugt wird. Somit wird eine Summe der Spannung am Schaltungspunkt c und der Spannung an den Schaltungspunkten b und c erzeugt. Da der Betriebsstrom der Konstantspannungsschaltung 36 im wesentlichen konstant ist, bleibt die Spannung am Schaltungspunkt b konstant. Wenn der Elementgruppen-Auswahlsteuereingang G- geerdet wird, bildet sich an der Basis des Transistors 28 eine Summe aus der Spannung V, an dem Schaltungspunkt b und dem Spannungsabfall V an der Diode 22, d.h. (V, + V), während sich am Emitter des zugeordneten Transistors 30 eine Spannungsdifferenz zwischen der Summe (V, + V_) und dem Basis-Emitter-Spannungsabfall V_„ zwischen den Transistoren 28 und

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30, d.h. (V, .·+ V₁J - V₀₁, ausbildet. Die Arbeitsweise dieser

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Schaltung entspricht dann der Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten, herkömmlichen Schaltung.

In den Fertigungsstufen ist eine ungleichmäßige Widerstandsverteilung zwischen verschiedenen Aufzeichnungsköpfen 10 unvermeidbar. Wenn nur die Aufzeichnungsköpfe mit einem vorgegebenen Widerstandswert als annehmbar ausgewählt werden, würde dies zu einem kritischen Rückgang in der Ausbeute und damit der Produktion führen. Der einzig gangbare Weg mit den ungleichen Widerstandswerten von Aufzeichnungsköpfen fertigzuwerden, besteht darin, die an die Köpfe anzulegenden Spannungen einzustellen. Bei der herkömmlichen Schaltung in Fig. 2 ist die Speisespannung an dem Druckkopf 10 durch Ändern der durch die Zenerdiode 20 festgelegten Bezugsspannung einstellbar. Jedoch müssen Zenerdioden, die den verschiedenen Köpfen 10 angepaßt sind, vorgesehen und jedesmal ausgewechselt werden. Mit anderen Worten, eine Ansteuerschaltung, die einem bestimmten Druckkopf zugeordnet ist, kann nicht durch eine andere ersetzt werden. Hierzu muß dann die Zenerdiode 20 der Ansteuerschaltung ausgetauscht werden,wozu der Druckkopf oder die Ansteuerschaltung ausgetauscht werden müssen, so daß dies auf eine zeitaufwendige und lästige Wartung hinausläuft. Im Unterschied hierzu

können gemäß der Erfindung die Eingangsspannungen an dem Kopf 10 durch den veränderlichen Widerstand ohne weiteres eingestellt werden. Aufgrund des veränderlichen Widerstands 34 können somit der Kopf 10 und die Ansteuerschaltung ausgetauscht werden, so daß dadurch eine leichte Wartung des Druckers gefördert wird undgewährleistet ist.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform einer Konstantspannungsschaltung 36 dargestellt, die in der Ansteuerschaltung der Fig. 3 vorgesehen ist. Die Konstantsteuerschaltung 36 weist eine Diode D₁, einen Kondensator C₁, Widerstände R₁ bis R₁-, Transistoren Q- bis Q₁^/ einen Eingangsanschluß IN, einen Ausgangsanschluß OUT und einen Erdungsanschluß GND auf. Selbstverständlich ist auch eine andere Ausführungsform einer bekannten Konstantspannungsschaltung bei der Erfindung anwendbar. Ferner sind im Rahmen der Erfindung verschiedene Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung der Fig. 3 statt zweier verschiedener Energiequellen V₁ und V- mit einer Spannung von einer gemeinsamen Energiequelle versorgt werden.

Ende der Beschreibung
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Claims

. RE- SANDMAIR 3139321 PATENTANWÄLTE
Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte: 31 835 D

Ricoh Company/ Ltd.
Tokyo / Japan

Druckkopf-Ansteuerschaltung für einen Thermodrucker

Patentansprüche

CA Druckkopf-Ansteuerschaltung für einen Thermodrucker, mit mer Anzahl wärmeerzeugender Elemente, welche durch eine Energiequelle angeregt werden, und mit Ansteuereinrichtungen, um selektiv die wärmeerzeugenden Elemente entsprechend Eingangsdaten anzusteuern, die auf ein wärmeempfindliches Blatt Papier ; aufzuzeichnen sind, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Ansteuerschaltung eine Anzahl Schaltanordnungen (26.bis 26"; 28 bis 28"; 3 0 bis 30") zum selektiven Erregen der wärmeerzeugenden Elemente (10¹ bis 10"'), eine Schaltung (32,34) zum Erzeugen einer Bezugsspannung, welche gemeinsam an die wärmeerzeugenden Elemente (10¹ bis 10"')angelegt wird, und eine Konstantspannungsschaltung (36) aufweist, die zwischen die Energie-Versorgung und die eine Bezugsspannung erzeugende Schaltung (32, 34) geschaltet ist, um die Bezugsspannung konstant zu halten.
2. Ansteuerschaltung nach Anspruchs, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die die Bezugsspannung erzeugende Schaltung eine Reihenschaltung aus einem Strombegrenzungswiderstand (32) und einem Bezugsspannungs-Einstellwiderstand (34)aufweist, wobei die Reihenschaltung mit Steuereingängen der Schaltanordnungen VII/XX/Ktz _ 2 -

Bankkonten: llypo-B.ink München 441(1122X30 (BLZ 700200II) Sviiü CoJe: HYI¹O 111 MM Bayer. Vcrcinsbank München 45.1 KX) 01.7. 70020270} Postscheck Mündicr hV.43-8()S (BL/ 70010080)

® (08")) 988272 Telegramme." 988273 BERGSTAPFrATHNT München 988274 TELFX: 9S33W 0524560 BERC". d

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3139321 -σι (26 bis 26", 28 bis 28", 30 bis 30") verbunden ist.
3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsspannungs-Einstellwiderstand einen veränderlichen Widerstand (34) aufweist.
4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantspannungsschaltung (36) zwischen die Energiequelle und den Strombegrenzungswiderstand

(32) geschaltet ist, um einen durch den Strombegrenzungswiderstand (32) fließenden Strom konstant zu halten.
5. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeerzeugenden Elemente (10¹ bis 10") in eine Anzahl Gruppen aufgeteilt sind, die entsprechend den Eingangsdaten selektiv durch die Schaltanordnungen (26 bis 26", 28 bis 28", 30 bis 30") erregt werden.
6. Ansteuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Anzahl der Wärmeelementgruppen der Anzahl der Schaltanordnungen entspricht.