DE3202185A1

DE3202185A1 - "thermodrucker"

Info

Publication number: DE3202185A1
Application number: DE19823202185
Authority: DE
Inventors: Shinichi Yokohama Kanagawa Nakata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1982-01-25
Publication date: 1982-08-12
Also published as: US4434354A; JPS57128570A; DE3202185C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermodrucker.

Bei einem batteriebetriebenen Thermodrucker wird zum Verhindern einer Verringerung der Aufzeichnungsdichte bei einem Abfall der Batteriespannung ein Gleichspannungs/Gleichspannungs-Umsetzer dafür verwendet, eine an einen Aufzeichnungskopf angelegte Spannung auf einem konstanten Pegel zu halten, oder es wird eine Batterie eingesetzt, die bei einer Verringerung der Batterieleistungsfähigkeit einen verhältnismäßig geringen Spannungsabfall zeigt (wie beispielsweise eine Nickel-Cadmium-Batterie). Bei der Verwendung des Gleichspannungs/
Gleichspannungs-Umsetzers wird jedoch von' dem Umsetzer selbst viel Energie verbraucht, so daß daher der Nutzungawirkunp.Sürad der Batter i ο nicht v(>rt;(;:;cti rt wird. Andererseits ist eine Nickel-Cudinium-üatturLe teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Thermodrucker zu schaffen, bei dem eine konstante Aufzeich-

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Ί nungsdichte unabhängig von einer Änderung der Batteriespannung selbst dann gewährleistet ist, wenn eine Batterie mit großem Spannungsabfall und großem Innenwiderstand verwendet wird.

Erfindungsgemäß wird eine Aufzeichnungs-Bedingung in Übereinstimmung mit der Batteriespannung so gesteuert, daß die Aufzeichnungsdichte konstant gehalten wird.

^O Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels '^ des Thermodruckers.

Fig. 2 A ist eine perspektivische Ansicht eines Thermokopfs.

^zu Fig. 2 B ist eine Aquivalenzschaltung von thermischen .Parametern des in Fig. 2A gezeigten Thermokopfs.

Fig. 3 zeigt Kurvenformen von Spannungen an verschiedenen Stellen der Schaltung nach Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Ansteuerungsschaltung für einen Thermokbpf gemäß einem Ausführungsbeispiel des Thermodruckers. L ist ein 7-Bit-Zwischenspeicher zur Speicherung eines Druckmusters, TRl bis TR7 sind Treiberelemen-

te für die Ansteuerung von Heizelementen THl bis TH7 eines Thermokopfs TH im Ansprechen auf das Signal aus dem Zwischenspeicher L, Bl ist eine Batterie für die Zufuhr vonEnergie zu dem Thermokopf TH, MX ist ein handelsüblicher Analog-Multiplizierer, CMP ist ein Analog-

Vergleicher, B2 ist eine Batterie, FF ist ein RS-Flip-

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ι Flop und I ist ein Inverter. Zur Erwärmung des ersten Punkt-Heizelements THl des Thermokopfs wird ein Datenwert "1" an eine Leitung dl angelegt und kurzzeitig ein Setzsignal S des Flip-Fiops FF auf "1" verändert. Als Folge davon wechselt ein Ausgangssignal QO des Flip-Flops FF auf "1". Im Ansprechen auf das Ausgangssignal QO erfolgt eine Zwischenspeicherung der an Datenleitungen dl bis d7 bei dem Anstieg des von "0" auf "1" wechselnden Ausgangssignals QO anliegenden Daten dl bis d7, wobei Ausgangssignale 01 bis 07 erzeugt werden. Im Ansprecnen auf das Ausgangssignal QO des Flip-Flops FF bewirkt der Inverter I bei dem Wechsel des Ausgangssignals QO auf "1" ein Sperren eines Transistors TRIO, so daß die Ausgangssignale 01 bis 07 des Zwischenspeichers L jeweils zu den Basen der als Ansteuerungselemente dienenden Transistoren TRl bis TR7 weitergegeben werden. Nimmt man an, daß nur der Datenwert dl den Pegel "1" hat, nimmt .nur das Ausgangssignal 01 den Pegel "1" an, während die Ausgangssignale 02 bis 07 den Pegel "0" erhalten. Demzufolge wird der Transistor TRl durchgeschaltet, um damit das Heizelement THl zu erwärmen. Da die Leistung für die Erwärmung des Heizelements THl von der Batterie Bl her zugeführt wird, fällt beim Anlegen einer Belastung eine Klemmen spannung bl der Batterie Bl ab, wenn die Batterielei-

stungsfähigkeit der Batterie Bl vermindert ist. Bei dem herkömmlichen Thermodrucker wird der Thermokopf unabhängig von der Batteriespannung für eine konstante Zeitdauer erwärmt. Wenn jedoch gemäß der vorangehenden Annahme die Batterieleistungsfähigkeit abgenommen hat, wird die
Druckdichte geringer, wenn der Kopf für die konstante Zeitdauer geheizt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel des Thermodrucker werden die thermischen Konstanten des
Thermokopfs mittels des Kondensators und eines Wider

stands nachgebildet und der Thermokopf wird aufgeheizt,

bis die vom Kopf erzeugte Wärme einen vorbestimmten Wert erreicht.

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' Anhand der Fig. 2 wird das Prinzip des Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Fig. 2A ist eine Schnittansicht des Thermokopfs. R ist ein Heizelement, B ist eine Grundplatte, P ist ein wärmeempfindliches Papier und 1 ist ein Zuleitungsdraht für die Stromzuführung. Zu den thermischen Konstanten zählen eine thermische Kapazität CT, wenn das Heizelement R mit dem wärmeempfindlichen Papier P in Berührung ist, ein thermischer Widerstand RTl zwischen dem Heizelement R und der Grundplatte B und ein thermischer Widerstand RT2 zwischen dem Heizelement R und dem wärmeempfindlichen Papier P. Diese thermischen Konstanten werden mittels eines Kondensators und eines Widerstands gemäß der Darstellung in der Fig. 2B nachgebildet, in welcher HC ein Kondensator ist, HR ein Widerstand ist, der dem kombinierten thermischen Widerstand aus KTl und RT2 entspricht, und CC eine Stromquelle ist. Wenn dem Therrnokopf TH ein Strom i(t) zugeführt wird, entspricht bei der Schaltung nach Fig. 2B eine Temperatur T des Heizelements R einer Spannung ν an dem Kondensator

HC. Die dem Thermokopf TH zugeführte Energie wird durch die Stromquelle CC ersetzt, die Proportionalität zu dem Quadrat der an den Thermokopf TH angelegten Spannung hat.

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Die Schaltung nach Fig. 2B ist in einem in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellten Block BL enthalten. Der Multiplizierer MX hat zwei Eingangsanschlüsse X und Y und erzeugt ein Ausgangssignal, das zu dem Produkt der analogen Größen an den Eingangsanschluß X und Y pro-

portionai ist. Die Funktion des Multiplizierers wird hier nicht erläutert, da der Multiplizierer handelsüblich ist und seine Funktionsweise bekannt ist.. Die beiden Eingangsanschlüsse X und ,Y des Multiplizierers M und

X sind miteinander verbunden, wobei an sie die Batterie-35

spannung bl angelegt ist. An einem Ausgangsanschluß

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ρ
wird eine Spannung K (X χ Y) bzw. K (bl) erzeugt (siel... Kurvenform a in Fig. 3). Diese Ausgangsspannung wird direkt der Basis eines Transistors TR8 zugeführt, dessen Emitter an einen V/iderstand Rl angeschlossen ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Kollektorstrom ic des Transistors TR 8 zu

ic = ^K(bl)2

^Rl

2

Daher fließt ein zu (bl) proportionaler Strom. Wenn das Ausgangssignal QO des Flip-Flops FF den Pegel "1" hat, wird ein Transistor TR9 gesperrt, so daß eine Spannung b an dem Kondensator HC abzufallen beginnt. Da der Kondensator HC und der Widerstand HR ein äquivalenter

Ersatz für die thermischen Konstanten des Thermokopfs sind, ist der Temperaturanstieg in dem Thermokopf TH proportional zu der Spannung b an dem Kondensator HC. Wenn die Spannung b eine Bezugsspannung VREF erreicht, die auf eine Spannung gewählt wird, welche einer Temperatur äquivalent ist, bei der das Aufheizen des Thermokopfs TH beendet werden soll, wechselt ein Ausgangssignal R des Vergleichers CMP auf den Pegel "1", der einem Rücksetzanschluß R des Flip-Flops FF zugeführt wird, so daß das Ausgangssignal QO auf "0" wechselt. Als Folge davon schaltet das Ausgangssignal QO über den Inverter I den Transistor TRIO durch. Dementsprechend werden die Ansteuerungselemente bzw. Thermokopftreiber in Form der Transistoren TRl bis TR7 gesperrt, so daß der Thermokopf TH abgeschaltet wird. Der Inverter I schaltet auch den Tran-

sistor TR9 durch, so daß die in dem Kondensator HC gespeicherte Ladung entladen wird. -Bei der Entladung des Kondensators HC steigt die Spannung b des Kondensators HC an, so daß der Vergleichyr CMP wieder das Ausgangssig-„r nal "0" erzeugt (siehe Signale b und K zu einem Zeitpunk. T2 in FiK- 3).

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Nunmehr wird der Betriebsablauf in dem Fall erläuterü, daß alle Punkte bzw. Heizelemente des Thermokopfs TH erwärmt werden. Wenn die Druck-Datenwerte dl bis d7 alle den Pegel "1" haben und das Start- bzw. Setzsignal S kurzzeitig auf "1" wechselt (siehe Zeitpunkt T3 in Fig. 3), werden zur Erwärmung des Thermokopfs TH alle Therrnokopftreiber bzw. Transistoren TRl bis TR7 dur.chgeschaltet. Da dabei die Belastung der Batterie Bl groß ist, ist der Spannungsabfall der Batterie Bl hoch, so daß daher die Ausgangsspannung des Multiplizierers MX niedrig ist und der über dem Kollektor des Transistors TR8 fließende Strom gering ist. Demzufolge fällt die Spannung b an dem.Kondensator HC langsam ab (siehe Zeitdauer T3 ois T4 in Fig. 3). Wenn die Spannung b des Kondensators HC die Bezugsspannung VREF erreicht, wird die Erwärmung des Thermokopfs TH beendet (siehe Zeitpunkt T4 in Fig. 3).

Auf aiese Weise wird durch Erweiterung der Einschaltdauer des Thermokopfs bei dem Abfall der Batteriespannung die Dichte konstant gehalten. Bei dem beschriebenen System wird die Druckdichte auch dann konstant gehalten, wenn eine Batterie mit einer anderen Spannung eingesetzt wird. Dementsprechend können verschiedenerlei Arten von Batterien eingesetzt werden. Wenn eine Solarzelle bzw. Sonnenbatterie ihre Ausgangsspannung in Abhängigkeit von den Umgebun'gslichtbedingungen verändert, so wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Druckdichte konstant gehalten. Das Prinzip gemäß dem Ausführungsbeispiel ¹^ ist auch bei andersartigen Druckköpfen und Druckern anwendbar.

Ein Thermodrucker hat eine Schaltungsanordnung, die bei dem Abfall einer Batteriespannung die Einschaltdauer ^ou eino'i Thermokopfs verlängert, um dje Aufzeichnungsdichte auf einem konstanten Pegel zu halten.

Claims

Patentansprüche

Thermodrucker, gekennzeichnet durch einen ThermokopT (TH), eine erste Batterie (Bl) für die Speisung des Thermokopfs und eine Steuereinrichtung (BL), die während der Speisung des Tnermokopfs mittels der ersten Batterie die Leistungsfähigkeit der ersten Batterie erfaßt, um damit die Einschaltdauer bei der Speisung des Thermokopfs zu steuern.
2. Thermodrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (BL) eine Umsetzeinrichtung (TR8, HC, HR, CMP) zum Umsetzen einer Erwarmungstemperatur des Thermokopfs (TH) in ein elektrischer Signal (b) und zum Vergleichen des elektrischen Signals mit einem Bezugswert (VREF) aufweist.
3. Thermodrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (BL) mittels einer zweiten Batterie (B2) gespeist ist.
4. Thermodrucker, gekennzeichnet durch einen Thermokopf (TH), eine Umsetzei-nrichtung (TR8, HC, HR) zum Umsetzen einer Erwärmungstemperatur des Thermokopfs in ein elektrisches Signal (b) und eine Steuereinrichtung

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(BL, CMP), die auf das elektrische Signal aus der Umsetzeinrichtung durch Steuerung der Speisung des Thermokopfs anspricht.
5. Thermodrucker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (BL, CMP) eine Einschaltdauer bei der Speisung des Thermokopfs (TH) steuert .
6. Thermodrucker nach Anspruch 4 oder 5,. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (BL, CMP) eine Vergleichseinrichtung (CMP) zum Vergleichen des elektrischen Signals (b) aus der Umsetzeinrichtung (TR8, HC, HR) mit einem Bezugswert (VREF) aufweist.
7. Drucker, gekennzeichnet durch einen Druckkopf . ■ (TH) mit mehreren Druckelementen (THl bis 7), eine Speiseeinrichtung (L, FF, TRl bis TR7) zum selektiven Speisen der mehreren Druckelemente des Druckkopfs und eine Steuereinrichtung (BL) zur Steuerung der Speisung der Druckelemente in Übereinstimmung mit der Anzahl der
gleichzeitig mittels der Speiseeinrichtung gespeisten Druckelemente.
8. Drucker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (BL) eine Einrichtung (MX) zum Ermitteln der Spannung (bl) einer Stromversorgung (Bl) für die Speisung des Druckkopfs (TH-) aufweist.