DE60207488T2

DE60207488T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Heizelementes in einem Thermokopf

Info

Publication number: DE60207488T2
Application number: DE60207488T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Suwa-shi Nakajima; Naohiko Suwa-shi Koakutsu
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2022-06-15
Also published as: JP2008213489A; KR100530648B1; ATE310643T1; HK1052901A1; HK1052901B; EP1266762A2; ES2248448T3; KR20020095439A; JP4596036B2; EP1266762A3; EP1266762B1; DE60207488D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie zur Steuerung der Wärmemenge, die von einem Heizelement in einem Thermokopf eines Druckers aufgebracht wird.
Allgemein ausgedrückt druckt ein Thermokopf, indem er seine Heizelemente durch einen vorgegebenen Strom selektiv mit Energie speist, so dass die resultierende Wärme ein Punktmuster auf Thermopapier bildet. Die Wärmemenge, die durch jedes stromführende Heizelement erzeugt wird, wird durch Regeln der Dauer der Energiespeisung, d. h. der Breite des Energiespeisungsimpulses gesteuert.
Der Thermokopf hat eine Wärmespeichercharakteristik, so dass die Wärme gespeichert wird, während die Stromversorgung desselben Heizelements anhält. Deshalb wird die Wärmeverlaufssteuerung angewendet, um die Heizleistung des Heizelements konstant zu halten, indem die Breite des Energiespeisungsimpulses entsprechend dem Verlauf der Energiespeisung des Heizelements geregelt wird.
Diese Wärmeverlaufssteuerung überträgt eine Zeile der aktuellen Druckdaten für jede Heizelementreihe an einen Druckpuffer zur vorübergehenden Speicherung, während die entsprechende Zeile der unmittelbar vorhergehenden Druckdaten an einen Verlaufspuffer geliefert wird, um als Verlaufsdaten gespeichert zu werden. Mit den Daten im Druckpuffer und den Daten im Verlaufspuffer wird dann eine logische Operation ausgeführt, um die Breite des Energiespeisungsimpulses für jedes Heizelement für den Druck der aktuellen Druckdaten zu bestimmen; Daten mit kurzer Impulsbreite werden dann an den Thermokopf zum Erwärmen der Element, die unmittelbar zuvor gearbeitet (gedruckt) haben, und Daten mit normaler Impulsbreite werden an den Thermokopf geschickt, um die Elemente zu erwärmen, die nicht unmittelbar zuvor gedruckt haben.
Thermopapier hat eine Papierbasis mit wärmeempfindlicher Beschichtung, die Farbe erzeugt, wenn eine bestimmte Wärmemenge aufgebracht wird. Zweifarben-Thermopapier erzeugt verschiedene Farben, was von der aufgebrachten Wärmemenge abhängt: eine erste Farbe als Reaktion auf eine erste (höhere) Temperatur und eine zweite Farbe als Reaktion auf eine zweite (niedrigere) Temperatur. Wenn dieses Zweifarben-Thermopapier mit dem oben beschriebenen Thermokopf verwendet wird, ist es wünschenswert, einen Zweifarbenmodus selektiv anwenden zu können, um zwei Farben (wie Schwarz und Rot) zu drucken und einen Einfarbenmodus zum Drucken nur einer Farbe (z. B. Schwarz). Zum Drucken von zwei Farben ist es erforderlich, sowohl lange Energiespeisungsimpulse für eine hohe Heizleistung als auch kurze Energiespeisungsimpulse für eine niedrige Heizleistung selektiv zu erzeugen.
Das Problem dabei ist, dass die Schaltung zur Steuerung der Energiespeisung der Heizelemente komplex wird, wenn sie für den Zweifarbendruck auf Zweifarben-Thermopapier ausgeführt wird. Ein weiteres Problem beim Zweifarbendruck besteht darin, dass die zweite Farbe wie ein Rand um die Ränder der ersten Farbe erscheint. Es wird angenommen, dass dieses Problem dadurch verursacht wird, dass sich die durch die Heizelemente erzeugte Wärme nicht ausreichend lang verteilen kann, damit die Temperaturverteilung der gesamten Fläche eines Heizelements und der gesamten Fläche der entsprechenden Punktposition auf dem Thermopapier gleichmäßig wird.
Eine Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der JP-A-2000-168116 und der JP-A-2001-080099 bekannt. Dieser Stand der Technik löst nicht das Problem, dass die zweite Farbe wie ein Rand um die Ränder der ersten Farbe erscheint.
Eine Steuerungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5, die die Verlaufssteuerung der Heizelemente anwendet, ist aus der EP-A-1 070 593 bekannt.
Die vorliegende Erfindung ist auf die Lösung dieser technischen Probleme gerichtet und eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für ein Heizelement eines Thermokopfes, mit denen ein Zweifarbendruck möglich ist und die Anwendung der Wärmeverlaufssteuerung, während sie eine einfache Schaltungskonfiguration aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Um die erste Farbe zu erhalten, für die es erforderlich ist, dass das Thermopapier der höheren Temperatur ausgesetzt wird, bedient sich die vorliegende Erfindung getrennter erster und zweiter Energiespeisungsstufen, um die Heizleistung, die zur Erzeugung der ersten Farbe erforderlich ist, sicherzustellen, indem derselbe Punkt tatsächlich zwei mal gedruckt wird. Zwischen den beiden Energiespeisungsstufen findet dann ein hinreichend langes Pausenzeitintervall statt, damit die gesamte Fläche der entsprechenden Punktposition auf dem Thermopapier im Wesentlichen gleichmäßig einer Temperatur ausgesetzt wird, die gleich oder höher ist als die für die erste Farbe erforderliche Temperatur. Auf diese Weise wird die Temperatur eines entsprechenden Heizelements im Wesentlichen gleichmäßig auf die gesamte Punktposition verteilt und ein scharfes klares Druckbild kann erzielt werden.
Andere Aufgaben und Errungenschaften zusammen mit einem umfassenderen Verständnis der Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
1 ist ein Blockdiagramm der Grundkonfiguration einer Steuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung des Thermokopfes eines Druckers;
2 ist ein Blockdiagramm der Grundkonfiguration eines von der Steuerungsvorrichtung von 1 zu steuernden Thermokopfes;
3 zeigt das Breitenverhältnis der in der Steuerungsvorrichtung erzeugten Abtastimpulse;
4 und 5 sind Flussdiagramme, die ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung des Thermokopfes eines Druckers darstellen, wobei das Verfahren von der Steuerungsvorrichtung von 1 ausgeführt wird;
6 ist ein Impulsdiagramm, das die relative Taktung der in der Steuerungsvorrichtung erzeugten verschiedenen Signale zeigt;
7 zeigt ein Beispiel der verwendeten Druckdaten zum besseren Verständnis der Erfindung;
8 zeigt typische Kennlinien der Temperatur über der Zeit gemäß der Erfindung eines Heizelements (durchgezogene Linie) und des Thermopapiers (gepunktete Linie); und
9 zeigt die Verwendung der Abtastimpulse I bis IV zur Implementierung der Wärmeverlaufssteuerung in der Steuerungsvorrichtung von 1.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung 30 zur Steuerung eines Thermokopfes 10 und eines Papiervorschubmotors 2 eines Thermodruckers.
Wie aus 2 ersichtlich ist, hat der Thermokopf 10 eine Heizeinheit 11 mit einer Mehrzahl unabhängig ansteuerbarer Heizelemente, die in einer Zeile angeordnet sind. Die Heizeinheit 11 bildet in Zusammenhang mit einer relativen Bewegung zwischen dem Thermopapier und dem Thermokopf ein gewünschtes Punktmuster auf dem Thermopapier. Bei der dargestellten Ausführungsform wird diese relative Bewegung durch einen Papiervorschubmotor 2 bewirkt. Eine Treiberschaltung 12 ist elektrisch mit jedem Heizelement der Heizeinheit 11 verbunden. Der Thermokopf 10 hat ein Schieberegister 13 und ein Halteregister 14, die nachstehend näher beschrieben werden.
Mit diesem Thermodrucker können zwei Typen Thermopapier verwendet werden, d. h. monochromes Thermopapier, das nur eine Farbe als Reaktion auf die aufgebrachte Wärme erzeugt, und Zweifarben-Thermopapier, das verschiedene Farben in Abhängigkeit davon, wie viel Wärme aufgebracht wird, erzeugt, insbesondere welcher Temperatur es ausgesetzt wird. Es gibt zwei Typen Zweifarben-Thermopapier: (1) so genanntes "additives" Papier, das Schwarz als erste Farbe erzeugt, wenn es einer relativ hohen Temperatur ausgesetzt wird, und Rot, Blau oder eine andere Farbe als zweite Farbe, wenn es einer relativ niedrigen Temperatur ausgesetzt wird; und (2) so genanntes "subtraktives" Papier, das Rot, Blau oder eine andere Farbe als erste Farbe erzeugt, wenn es einer relativ hohen Temperatur ausgesetzt wird, und Schwarz als zweite Farbe, wenn es einer relativ niedrigen Temperatur ausgesetzt wird. Die vorliegende Erfindung kann entweder additives oder subtraktives Thermopapier verwenden und wird nachstehend unter Verwendung eines Zweifarben-Thermopapiers mit roter additiver Farbe beschrieben, das eine erste Farbe (Schwarz in dieser Ausführungsform) erzeugt, wenn Wärme auf relativ hohem Niveau aufgebracht wird, und eine zweite Farbe (Rot in dieser Ausführungsform), wenn Wärme auf relativ niedrigem Niveau aufgebracht wird.
Jedes Heizelement ist entweder nicht stromführend, wenn kein Punkt zu bilden ist, oder wird durch die entsprechende Treiberschaltung 12 stromführend, um eine Wärmemenge zu erzeugen, die geeignet ist, einen Punkt mit entweder der ersten oder der zweiten Farbe auf dem Thermopapier zu bilden.
Die Steuerungsvorrichtung 30 für den Thermokopf hat eine Druckdaten-Verarbeitungseinheit 40 und eine mit ihr elektrisch verbundene Treibersteuerschaltung 50. Die Druckdaten-Verarbeitungseinheit 40 hat eine CPU 41, einen ROM (in der Figur nicht dargestellt) zum Speichern eines Steuerprogramms, z. B. einen ersten Zeilenpuffer 43, einen zweiten Zeilenpuffer 44, einen RAM 42, in dem bestimmte Bereiche als ein erster Bildpuffer 46 und ein zweiter Bildpuffer 47 reserviert sind, und einem Selektor 45. Der RAM 42 kann in seiner Gesamtheit oder teilweise alternativ in der CPU 41 integriert sein.
Das Steuerprogramm enthält eine erste Signalverarbeitungsfunktion und eine zweite Signalverarbeitungsfunktion zum Trennen erster und zweiter Farbdruckdaten, die in einem seitens des Benutzers vorgegebenen Druckdatenstrom vermischt sind. Der Druckdatenstrom repräsentiert das Druckmuster, dessen Druck gewünscht wird, und enthält für jede Punktposition im Punktmuster Informationen, die angeben, ob ein Punkt zu drucken ist oder nicht, und wenn ein Punkt zu drucken ist, ob er in der ersten oder der zweiten Farbe zu drucken ist. Die erste Signalverarbeitungsfunktion empfängt den Druckdatenstrom, extrahiert Druckdaten H aus dem Druckdatenstrom und speichert die extrahierten Druckdaten H im ersten Bildpuffer 46. Die zweite Signalverarbeitungsfunktion empfängt den Druckdatenstrom, extrahiert Druckdaten L aus dem Druckdatenstrom und speichert die extrahierten Druckdaten L im zweiten Bildpuffer 47. Das Extrahieren der Druckdaten H bedeutet das Erzeugen eines Bitstroms aus dem Druckdatenstrom, der ein Bit für jede Punktposition des zu druckenden Punktmusters enthält, wobei die Bits entsprechend den Punktpositionen, an denen ein Punkt in der ersten Farbe zu drucken ist, den Wert 1 haben und alle anderen Bits den Wert 0. Auf die gleich Weise bedeutet das Extrahieren der Druckdaten L das Erzeugen eines anderen Bitstroms aus dem Druckdatenstrom, der ebenfalls ein Bit für jede Punktposition des zu druckenden Punktmusters enthält, wobei die Bits entsprechend den Punktpositionen, an denen ein Punkt in der zweiten Farbe zu drucken ist, den Wert 1 haben und alle anderen Bits den Wert 0. Die im Rahmen dieses Textes verwendeten Begriffe "Druckdaten H" und "Druckdaten L" beziehen sich auf diese Bitströme oder entsprechende Teile davon. Der Begriff "Druckdaten H und L" bezieht sich auf die OR-Kombination (logische Summe) der Druckdaten H und der Druckdaten L, wie sie vom OR-Gatter erzeugt wird, das am Eingang zum zweiten Zeilenpuffer 44 in 1 dargestellt ist. Weitere Einzelheiten der ersten und zweiten Signalverarbeitungsfunktion sind für die vorliegende Erfindung nicht kritisch und werden deshalb weder in der Zeichnung dargestellt noch beschrieben.
Der erste Zeilenpuffer 43 ist ein Speicherbereich zum vorübergehenden Speichern einer Zeile der Druckdaten H, die im ersten Bildpuffer 46 gespeichert sind, der eine Vielzahl Zeilen der Druckdaten H enthält. Der zweite Zeilenpuffer 44 ist ein Speicherbereich zum vorübergehenden Speichern der logischen Summe der Druckdaten H und der Druckdaten L für eine Zeile aus dem ersten und zweiten Bildpuffer. Unter der Steuerung des Steuerprogramms wird der Inhalt des ersten Bildpuffers 46 zeilenweise an den ersten Zeilenpuffer 43 und die logische Summe der Druckdaten aus dem ersten Bildpuffer 46 und dem zweiten Bildpuffer 47 an den zweiten Zeilenpuffer 44 übertragen. Die folgenden Operationen werden ebenfalls unter der Steuerung des Steuerprogramms ausgeführt.
Der Selektor 45 verbindet wahlweise den ersten oder den zweiten Zeilenpuffer 43, 44 mit der Treibersteuerschaltung 50, um den Inhalt aus dem ersten oder zweiten Zeilenpuffer 43, 44 selektiv an die Treibersteuerschaltung 50 zu senden.
Die Treibersteuerschaltung 50 enthält eine Drucksignal-Sendeschaltung 51, einen Steuerselektor 54, eine Synchronisierungstakt-Ausgangsschaltung 55, eine Energiespeisungs-Ausgangsschaltung 56 und einen Energiespeisungs-Zeitgeber 57.
Die Drucksignal-Sendeschaltung 51 sendet den Inhalt des ersten und zweiten Zeilenpuffers 43, 44 gemäß dem Wärmeverlauf selektiv modifiziert an den Thermokopf 10, weist einen Druckpuffer 52 und einen Verlaufspuffer 53 auf und ist mit dem Selektor 45 verbunden.
Die Drucksignal-Sendeschaltung 51 überschreibt die aktuellen Daten im Druckpuffer 52 mit den über den Selektor 45 übertragenen Druckdaten, nachdem die aktuellen Daten im Druckpuffer 52 an den Verlaufspuffer 53 übertragen worden sind. Die Verlaufssteuerung bei dieser Ausführungsform ist eine Steuerung des "Verlaufs der ersten Generation", d. h. ein Verfahren, bei dem die Verlaufsdaten für einen aktuellen angesteuerten Punkt auf dem Vorhandensein unmittelbar vorhergehender Druckdaten basieren.
Der Ausgangsanschluss des Druckpuffers 52 ist mit einem Eingangsanschluss des Steuerselektors 54 sowie mit einem Eingangsanschluss eines AND-Gatters verbunden. Der Ausgangsanschluss des Verlaufspuffers 53 ist mit einem invertierten zweiten Eingangsanschluss des AND-Gatters verbunden, dessen Ausgangsanschluss mit dem anderen Eingangsanschluss des Steuerselektors 54 verbunden ist.
Der Steuerselektor 54 ist seinerseits mit dem Schieberegister 13 des Thermokopfes 10 verbunden, so dass er entweder die Druckdaten vom Druckpuffer 52 oder das Ergebnis logischer Operationen mit den Druckdaten im Druckpuffer 52 und den Daten im Verlaufspuffer 53, d. h. die modifizierten Druckdaten, bei denen die Wärmeverlaufssteuerung erfolgte, nach dem Schieberegister 13 schreibt.
Die Synchronisierungstakt-Ausgangsschaltung 55 gibt ein Synchronisierungstaktsignal CLK zum Schreiben der Daten nach dem Schieberegister 13 aus. Die Druckdaten oder die modifizierten Druckdaten werden auf Basis des Synchronisierungstaktsignals nach dem Schieberegister 13 als die Druckdaten geschrieben, die den Ein-Aus-Zustand der jeweiligen Heizelemente angeben.
Die Energiespeisungs-Ausgangsschaltung 56 erzeugt ein Haltesignal /LAT und Abtastsignale /STn (/ST1 bis /ST4), die auf einen Takt synchronisiert sind, der vom Energiespeisungs-Zeitgeber 57 angegeben wird. Das Haltesignal wird an das Halteregister 14 des Thermokopfes 10 gelegt. Die Abtastsignale werden über die jeweiligen NOT-Gatter an die Treiberschaltungen 12 gelegt. Die Treiberschaltungen 12 sind jeweils als NAND-Gatter mit einem Eingangsanschluss, der an einen entsprechenden Ausgangsanschluss des Halteregisters 14 angeschlossen ist, und einem anderen Eingangsanschluss, der mit einem entsprechenden NOT-Gatter verbunden ist, dargestellt. Die Abtastsignale /ST1 bis /ST4 unterscheiden sich voneinander nur dadurch, dass sie phasenverschoben sind, vorzugsweise so, dass es keine Überlappung zwischen beliebigen zwei dieser Signale gibt. Der Zweck der Trennung des Abtastsignals in vier phasenverschobene Signale, die an verschiedene Heizelemente gelegt werden ist, die Spitzenlast auf der Spannungsversorgung des Systems hinreichend niedrig zu halten, um Spannungsschwankungen aufgrund einer stark schwankenden Last zu vermeiden. Wie in 2 dargestellt steuert jedes der vier phasenverschobenen Abtastsignale ein entsprechendes Paar Heizelemente, so dass dann, wenn alle acht Heizelemente in der dargestellten Heizeinheit 11 für eine bestimmte Zeile mit Energie gespeist werden müssten, sie paarweise nacheinander in vier Phasen stromführend wären.
Das Halteregister 14 empfängt den Inhalt des Schieberegisters 13 als Antwort auf das Haltesignal. Die so im Halteregister 14 gespeicherten Druckdaten (oder modifizierten Druckdaten) bestimmen den Ein-/Aus-Zustand der jeweiligen Heizelemente in der Heizeinheit auf der Basis, ob ein entsprechendes Bit der Druckdaten den Wert 1 (drucken) oder null (nicht drucken) hat.
Auf Basis einer Tabelle der Breite des Energiespeisungsimpulses, die im RAM 42 der Druckdatenverarbeitungseinheit 40 gespeichert ist, wird jeder der vier Abtastimpulse /ST1 bis /ST4 als eine Folge der ersten Abtastimpulse I und II mit einer spezifischen Impulsbreite und der zweiten Abtastimpulse III und IV, die den ersten Abtastimpulsen nach einer vorgegebenen Pause folgen, erzeugt. Demzufolge wird jedes der vier Abtastsignale in vier sequentielle Phasen unerteilt, von denen die Phasen I und II praktisch kontinuierlich, die Phasen III und IV ebenfalls praktisch kontinuierlich, aber die Phasen II und III nicht kontinuierlich sind.
Es ist zu beachten, dass wie in den 3 und 8 dargestellt das Verhältnis zwischen der Summe der Breiten der ersten Abtastimpulse I und II und der Summe der Breiten der zweiten Abtastimpulse III und IV aufgrund der Beziehung zwischen den Temperaturen t1 und t2, die zur Erzeugung der ersten bzw. zweiten Farbe erforderlich sind, und der Notwendigkeit, ein hohes Wärmeniveau in der ersten Stufe aufzubringen, um die Heizelemente des Thermokopfes 10 rasch zu erwärmen, vorzugsweise (I + II) ≥ (II + III) ist.
Außerdem ist aufgrund der Notwendigkeit, die Heizleistung unter Berücksichtigung des Wärmeverlaufs der Heizelemente im Thermokopf 10 einzuregeln, das Breitenverhältnis des Abtastimpulses I zum Abtastimpuls II vorzugsweise I ≤ II.
Bei dieser Ausführungsform wird jedoch die Wärmeverlaufssteuerung nicht auf den Abtastimpuls III angewendet. Wie dies nachstehend ausführlicher beschrieben wird, ist der Grund im Wesentlichen die Pause zwischen dem Abtastimpuls II und dem Abtastimpuls III beim Drucken der ersten Farbe, und es ist nicht erforderlich, den Wärmeverlauf für den Abtastimpuls III in Zusammenhang mit dem Abtastimpuls IV zu berücksichtigen. Zum Drucken der zweiten Farbe braucht der Wärmeverlauf nicht berücksichtigt zu werden, da dabei die Abtastimpulse I und II nicht verwendet werden.
Das Breitenverhältnis der Abtastimpulse I : II : III : IV bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt deshalb 0,1 : 0,55 : 0,05 : 0,3.
Der mit der Steuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform der Erfindung ausgeführte Steuerungsprozess wird nunmehr nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 beschrieben.
Wie aus 4 zu ersehen ist, wird dann wenn die Druckdatenverarbeitungseinheit 40 der Steuerungsvorrichtung 30 in Schritt S1 einen Druckbefehl empfängt, in Schritt S2 bestimmt, ob der Druckmodus auf den "Zweifarben"-Modus oder den "monochromen" Modus eingestellt wird. Der Druckmodus könnte z. B. durch DIP-Schalter eingestellt werden.
Wenn der Zweifarbenmodus eingestellt ist, geht die Steuerung zu Schritt S3 weiter. Wenn der monochrome Modus eingestellt ist, verzweigt die Steuerung zu der in 5 dargestellten Routine.
In Schritt S3 extrahiert die CPU 41 die ersten Farbruckdaten H aus dem Druckdatenstrom und speichert sie vorübergehend im ersten Bildpuffer 46; und extrahiert die zweiten ersten Farbruckdaten L aus dem Druckdatenstrom und speichert sie vorübergehend im zweiten Bildpuffer 47 wie oben erläutert. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem die Zeilen n und n + 1 des Druckdatenstroms nacheinander in Richtung des Papiervorschubs zu drucken sind (es ist zu beachten, dass nur die Daten für die Heizelemente (m – 2) bis (m + 4) der Heizeinheit 11 dargestellt sind). Die Zeile n wird durch die Druckdaten 0 0 H, H, L, L 0 und die Zeile n + 1 durch die Druckdaten 0 0 H, L, H, L, 0 repräsentiert. "0" bedeutet, dass vom entsprechenden Heizelement kein Punkt zu drucken ist, während H und L bedeuten, dass ein Punkt in der ersten bzw. zweiten Farbe zu drucken ist. H und L entsprechen einem Bit "1" im ersten bzw. zweiten Bildpuffer und sind in 7 durch einen schwarzen Punkt dargestellt. 0 entspricht einem Bit "0" in beiden Bildpuffern und ist durch einen Leerraum in 7 dargestellt. Die folgende Beschreibung geht von einem Druckvorgang wie in 7 dargestellt aus.
In Schritt S4 schickt die CPU 41 die Druckdaten H für Zeile n aus dem ersten Bildpuffer 46 an den ersten Zeilenpuffer 43 und die Druckdaten H und L (d. h. die logische Summe der Druckdaten H für Zeile n im Bildpuffer 46 und der Druckdaten L für Zeilen n im Bildpuffer 47) an den zweiten Zeilenpuffer 44.
Nach dem Anschließen des ersten Zeilenpuffers 43 an die Treibersteuerschaltung 50 mittels des Selektors 45 in Schritt S5 werden die Druckdaten H von Zeile n aus dem ersten Zeilenpuffer 43 an den Druckpuffer 52 geschickt. Gleichzeitig mit der Übertragung der Daten aus dem ersten Zeilenpuffer 43 an den Druckpuffer 52 werden die aktuellen Daten im Druckpuffer 52 an den Verlaufspuffer 53 zur Verwendung als Verlaufsdaten übertragen.
In Schritt S6 wird dann der Steuerselektor 54 durch einen Befehl von der Druckdatenverarbeitungseinheit 40 veranlasst, die modifizierten Druckdaten H (kombiniert aus den Druckdaten H '0011000' im Druckpuffer 52 und den Verlaufsdaten '0000000' im Verlaufspuffer 53) als Drucksignal I an das Schieberegister 13 des Thermokopfes 10 zu legen. Die modifizierten Druckdaten H sind in diesem Fall '0011000' für die Heizelemente m – 2 bis m + 4, weil alle Bits der Zeile n – 1 den Wert 0 haben, und in den Druckdaten H der Zeile n haben die Bits für die Heizelemente m und m + 1 den Wert 1; die anderen Bits haben den Wert 0. Wenn die Übertragung abgeschlossen ist, wird ein Halteimpuls I des Haltesignals /LAT an das Halteregister 14 des Thermokopfes 10 gelegt (Schritt S7). Dadurch wird das Drucksignal I im Schieberegister 13 in das Halteregister 14 geladen.
In Schritt S8 wird der Papiervorschubmotor 2 angesteuert, um auf Basis eines Befehls von der Druckdatenverarbeitungseinheit 40 mit dem Vorschub des Thermopapiers zu beginnen, und die Steuerung geht auf Basis eines Steuersignals vom Papiervorschubmotor 2 zu Schritt S9 weiter.
Der Steuerselektor 54 wird dann zur Anwahl und zur Übergabe als Drucksignal II der Druckdaten H aus dem Druckpuffer 52 an das Schieberegister 13 des Thermokopfes 10 auf Basis eines Befehls von der Druckdatenverarbeitungseinheit 40 angesteuert (Schritt S9).
Gleichzeitig werden die Heizelemente m und m + 1 des Thermokopfes 10 entsprechend dem im Halteregister 14 gespeicherten Drucksignal I mit Energie gespeist (Schritt S10). Nachdem der Halteimpuls I des Haltesignals angelegt worden ist, kann der Inhalt des Schieberegisters 13 geändert werden, ohne den Inhalt im Halteregister 14 zu beeinflussen, so dass die Heizelemente auf Basis der im Halteregister zwischengespeicherten Daten mit Energie gespeist werden können, während das Drucksignal II an das Schieberegister 13 übertragen wird. Die Heizelemente werden vom Drucksignal I während der Dauer des Abtastimpulses I gesteuert und eine Wärmemenge, die von der Breite des Abtastimpulses I bestimmt wird, wird auf die Heizelemente aufgebracht, deren entsprechendes Bit im Drucksignal I den Wert 1 hat (Heizelemente m und m + 1 in diesem Beispiel). In Schritt S12 werden der zweite Zeilenpuffer 44 und die Treibersteuerschaltung 50 durch den Selektor 45 angeschlossen und die Druckdaten H und L der Zeile n aus dem zweiten Zeilenpuffer 44 werden so zum Druckpuffer 52 übertragen (siehe 1 und 7).
In Schritt S11 wird das Drucksignal II im Schieberegister 13 auf Basis eines Halteimpulses II des Haltesignals /LAT in das Halteregister 14 geladen. Anschließend wird in Schritt S13 das Drucksignal II an die Heizelemente des Thermokopfes 10 für die Dauer des Abtastimpulses II der Abtastsignale /ST1 bis /ST4 gelegt. Im Hinblick auf das dargestellte Beispiel bedeutet dies, dass die Heizelemente m und m + 1 stromführend werden, und die Wärmemenge wird von der Breite des Abtastimpulses II bestimmt. Es versteht sich, dass die von einem Heizelement erzeugte Wärmemenge nicht nur von der Breite des entsprechenden Abtastimpulses abhängt, sondern natürlich auch von der Stärke des während dieser Zeit durch das Heizelement fließenden Stroms. Im vorliegenden Text wird von einer stets konstanten Stromstärke ausgegangen, die also nur eine Proportionalitätskonstante ist und deshalb nicht weiter berücksichtigt wird.
In Schritt S12, der parallel zu Schritt S13 ausgeführt wird, werden die Druckdaten H im Druckpuffer 52 (d. h. die Daten des ersten Zeilenpuffers) in den Verlaufspuffer 53 zur Verwendung als Verlaufsdaten geladen, während der zweite Zeilenpuffer 44 und die Treibersteuerschaltung 50 vom Selektor 45 angeschlossen werden und die Druckdaten H und L für Zeile n aus dem zweiten Zeilenpuffer an den Druckpuffer 52 übertragen werden.
Der Steuerselektor 54 schickt dann die modifizierten Druckdaten H und L (kombiniert aus den Druckdaten H und L '0011110' im Druckpuffer 52 und den Verlaufsdaten '0011000' im Verlaufspuffer 53) auf Basis eines Befehls von der Druckdatenverarbeitungseinheit 40 als Drucksignal III an das Schieberegister 13 des Thermokopfes 10 (Schritt S14). In diesem Beispiel haben nur die Daten für die Heizelemente m + 2 und m + 3 von den modifizierten Druckdaten H und L den Wert 1. Es ist zu beachten, dass die "Wärmeverlaufssteuerung", wie sie durch des Drucksignal III repräsentiert wird, verschieden ist von der "Wärmeverlaufssteuerung", wie sie durch des Drucksignal I repräsentiert wird, obwohl beide Signale von derselben Schaltung erzeugt werden. Bei der "Wärmeverlaufssteuerung" wie sie für das Drucksignal I angewendet wird, handelt es sich um eine "Zwischenzeilen"-Wärmeverlaufssteuerung, die dem entspricht, was mit diesem Ausdruck typischerweise gemeint ist, nämlich eine Anpassung der von einem bestimmten Heizelement erzeugten Wärmemenge in Abhängigkeit davon, ob dasselbe Heizelement in der vorherigen Druckzeile mit Energie gespeist worden ist. Bei der "Wärmeverlaufssteuerung" wie sie für das Drucksignal III angewendet wird, handelt es sich um eine "zeileninterne" Wärmeverlaufssteuerung, die wie in 9 dargestellt verhindert, dass ein Heizelement, das einen Punkt in der ersten Farbe drucken soll, während des Abtastimpulses III mit Energie gespeist wird. Andererseits wird jedes Heizelement, das einen Punkt in der zweiten Farbe drucken soll, während des Abtastimpulses III ungeachtet des Wärmeverlaufs für dieses Heizelement mit Energie gespeist.
Auf Basis eines Halteimpulses III des Haltesignals /LAT wird das Drucksignal III aus dem Schieberegister 13 in das Halteregister 14 geladen (Schritt S15). Anschließend wird in Schritt S17 das Drucksignal III für die Dauer des Abtastimpulses III an die Heizelemente des Thermokopfes 10 gelegt (im Beispiel bedeutet dies, dass die Heizelemente m + 2 und m + 3 mit Energie gespeist werden), während gleichzeitig der Steuerselektor 54 durch einen Befehl von der Druckdatenverarbeitungseinheit 40 angesteuert wird, um die Druckdaten H und L als Drucksignal IV für Zeile n im Druckpuffer 52 an das Schieberegister 13 des Thermokopfes 10 zu übertragen (Schritt S16).
Auf Basis eines Halteimpulses IV des Haltesignals /LAT wird in Schritt S18 das Drucksignal IV im Schieberegister 13 in das Halteregister 14 geladen. In Schritt S19 wird das Drucksignal IV während des Abtastimpulses IV an die Heizelemente des Thermokopfes 10 gelegt. Im Beispiel resultiert dies darin, dass die Heizelemente m bis m + 3 mit Energie gespeist werden.
Wenn wie in 8 gezeigt ein Heizelement während der Abtastimpulse I und II, d. h. in einer ersten Energiespeisungsstufe, mit Energie gespeist wird, überschreitet die Temperatur, der das Thermopapier an der Position, die mit dem betreffenden Heizelement in Kontakt ist, ausgesetzt ist, die Temperatur t1, wodurch das Thermopapier die erste Farbe erzeugt (Schwellentemperatur t1 für die erste Farbe), so dass ein Punkt mit der ersten Farbe (Schwarz bei dieser Ausführungsform) an der entsprechenden Punktposition erzeugt wird.
Die Gesamtbreite der Abtastimpulse I und II ist größer und damit ist die erzeugte Wärmemenge größer als die der Abtastimpulse III und IV. Ein Heizelement, das während der Abtastimpulse I und II stromführend ist, wird deshalb rasch auf eine erste Spitzentemperatur T1 gebracht.
Wenn dann nach einer Pause einer vorgegebenen Zeitspanne ohne Energiezufuhr während des Abtastimpulses III (9(c)) dasselbe Heizelement erneut mit Energie gespeist wird, wird es in einer zweiten Energiespeisungsstufe während des Abtastimpulses IV auf eine zweite Spitzentemperatur T2 erwärmt, die im Wesentlichen gleich ist der ersten Spitzentemperatur T1.
Gemäß der vorliegenden Erfindung druckt jedes Heizelemente des Thermokopfes 10, das einen Punkt in der ersten Farbe drucken soll, d. h. in der Farbe, die die höhere Temperatur erfordert, tatsächlich zwei mal auf dieselbe Punktposition des Thermopapiers, wobei die Temperatur zwischen dem ersten Energiespeisungsstufe (erstes Drucken) und dem Beginn der zweiten Energiespeisungsstufe (zweites Drucken) niedriger wird. Die Pause zwischen der ersten und zweiten Energiespeisungsstufe wird hinreichend lang gewählt, so dass sich die Temperatur im Wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des jeweiligen Heizelements verteilen und die Punktposition des Thermopapiers einer solchen gleichmäßigen Temperaturverteilung auf einem Niveau, das die Schwellentemperatur t1 für die erste Farbe überschreitet, aussetzen kann. Auf diese Weise wird das Phänomen, dass ein Rand der zweiten Farbe um die Ränder der ersten Farbe erscheint, verhindert oder zumindest abgeschwächt, und ein Druckbild mit einer klaren Darstellung der ersten Farbe kann erzielt werden. Indem ferner die in der ersten Energiespeisungsstufe erzeugte Wärmemenge größer eingestellt wird als die in der Energiespeisungsstufe erzeugte, wird der entsprechende Punkt auf dem Thermopapier zuerst in einer dunklen Farbe und dann erneut mit einer helleren Farbe gedruckt, wodurch die Außenränder des Druckbildes klar begrenzt werden.
Wenn die CPU 41 in Schritt S20 bestimmt, dass die Druckdaten H, L im ersten und zweiten Bildpuffer 46, 47 verbleiben, geht sie zu Schritt S4 zurück und wiederholt die Schritte S4 bis S19 für die nächste Zeile n + 1. Wenn im ersten und zweiten Bildpuffer 46, 47 keine weiteren Druckdaten H, L gefunden werden, beendet die CPU 41 den Druckprozess im Zweifarbenmodus. Es sollte beachtet werden, dass das Flussdiagramm die Rückkehr zu Schritt S4 aus Schritt S20 nach Abschluss von Schritt S19 zeigt, wenn Druckdaten in dem Bildpuffern verblieben sind. Die Energiespeisung der Heizelemente auf Basis des Drucksignals IV für die Dauer des Abtastimpulses IV (Schritt S19) kann in der Tat gleichzeitig mit der Ausführung der Schritt S4 bis S6 erfolgen. Deshalb wird in der Praxis vorzugsweise Schritt S19 ausgeführt, während die Schritte S20 und S4, S5, S6 ausgeführt werden.
Der für die Zeile n + 1 angewendete Prozess wird nachstehend vor allem hinsichtlich der Unterschiede zu dem für die Zeile n angewendeten Prozess beschrieben.
In Schritt S4 sendet die CPU 41 die Druckdaten H für die Zeile n + 1 aus dem ersten Bildpuffer 46 an den ersten Zeilenpuffer 43 und die Druckdaten h und L für die Zeile n + 1 an den zweiten Zeilenpuffer 44, wie dies in Zusammenhang mit der oben beschriebenen Zeile n der Fall war.
In Schritt S5 werden die Druckdaten im Druckpuffer 52 für die vorherige Druckoperation (d. h. die Druckdaten H und L für Zeile n) in den Verlaufspuffer 53 geladen. Gleichzeitig werden die Druckdaten H für die Zeile n + 1 vom ersten Zeilenpuffer 43 zum Druckpuffer 52 übertragen.
In Schritt S6 wird dann der Steuerselektor 54 durch einen Befehl von der Druckdatenverarbeitungs einheit 40 veranlasst, die modifizierten Druckdaten H (kombiniert aus den Druckdaten H '0010100' im Druckpuffer 52 und den Verlaufsdaten '0011110' im Verlaufspuffer 53) als Drucksignal I an das Schieberegister 13 des Thermokopfes 10 zu legen. Die modifizierten Druckdaten H sind in diesem Fall '0000000', d. h. es ist kein Heizelement mit Energie zu speisen.
Die Schritte S7 und S8 werden erneut ausgeführt und dann werden in Schritt S9 des Druckdaten H '0010100' für die Zeile n + 1 im Druckpuffer 52 an das Schieberegister 13 übertragen, während gleichzeitig Schritt 10 ausgeführt wird. Da alle Bits des Drucksignals I für die Zeile n + 1 den Wert 0 haben, wird während des Abtastimpulses I in Schritt S10 kein Heizelement mit Energie gespeist.
Ab diesem Punkt werden nur noch Schritte in Zusammenhang mit der Datenübertragung beschrieben.
In Schritt S12 werden die Druckdaten H und L '0011110' für die Zeile n + 1 im zweiten Zeilenpuffer 44 an den Druckpuffer 52 übertragen, nachdem die Daten H '0010100' aus dem Druckpuffer 52 in den Verlaufspuffer 53 zur Verwendung als Verlaufsdaten geladen worden sind.
In Schritt S14 werden die modifizierten Druckdaten H und L für die Zeile n + 1 '0010100' an das Schieberegister 13 des Thermokopfes 10 als Drucksignal III übertragen.
In Schritt S16 werden die Druckdaten H und L für die Zeile n + 1 '0011110' als Drucksignal IV vom Druckpuffer 52 an das Schieberegister 13 übertragen.
Wenn wie bei den Daten für die Zeile n + 1 die erste Farbe durch ein bestimmtes Heizelement zu drucken ist und dasselbe Heizelement in der vorigen Zeile einen Punkt mit einer der beiden Farben gedruckt hat, wäre die in der ersten Energiespeisungsstufe aufgebrachte Wärmemenge (proportional zu den Impulsbreiten (I + II)) größer als dies der Fall wäre, wenn dasselbe Heizelement in der vorigen Zeile keinen Punkt gedruckt hätte. Diese größere Wärmemenge wird durch die für das Signal I angewendete Wärmeverlaufssteuerung vermieden; genauer gesagt findet in einem solchen Fall in der ersten Energiespeisungsstufe die Energiespeisung nur während des Abtastimpulses II und nicht während des Abtastimpulses I statt, wobei die Breite des Abtastimpulses I so gewählt wird, dass die Wärmemenge, die während des Abtastimpulses I aufgebracht werden würde, im Wesentlichen gleich ist der Wärmemenge, die aus der vorigen Zeile noch im Heizelement verblieben ist. Diese "Zwischenzeilen"-Wärmeverlaufssteuerung bedeutet, dass das entsprechende Heizelement nicht mit Energie gespeist wird, während der Abtastimpuls I angelegt wird, sondern dann, wenn der Abtastimpuls II angelegt wird (9(b)), um in dieser ersten Energiespeisungsstufe eine Erwärmung auf die ersten Spitzentemperatur T1 herbeizuführen.
9 zeigt anhand von drei Fällen (a) bis (c) die Anwendung der Abtastimpulse I bis IV, um eine Wärmeverlaufssteuerung in der Steuerungsvorrichtung von 1 zu implementieren. Gemäß Fall (a) wird zum Drucken eines Punktes in der zweiten Farbe das entsprechende Heizelement während der Abtastimpulse III und IV ungeachtet des Wärmeverlaufs des betreffenden Heizelements mit Energie gespeist. Gemäß den Fällen (b) und (c) wird zum Drucken eines Punktes in der ersten Farbe das entsprechende Heizelement während der Abtastimpulse I, II und IV mit Energie gespeist, wenn dasselbe Heizelement in der vorigen Zeile nicht gedruckt hat (Fall (c)); andernfalls wird das Heizelement nur während der Abtastimpulse II und IV mit Energie gespeist (Fall (b)).
Wenn die Druckdatenverarbeitungseinheit 40 in Schritt S2 den monochromen Modus erkennt, verzweigt der Prozess von Schritt S2 zu der in 5 dargestellten Routine. Gleiche Schritte in den 4 und 5 sind mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Dieser Fall unterscheidet sich vom Zweifarbendruckmodus darin, dass die Druckdaten nur angeben, ob ein bestimmter Punkt zu drucken ist oder nicht, ohne die Druckfarben zu unterscheiden, und der Steuerungsprozess nur den ersten Bildpuffer 46 und den ersten Zeilenpuffer 43 verwendet. Da nur der erste Bildpuffer 46 und der erste Zeilenpuffer 43 in diesem Modus verwendet werden, versteht es sich, dass die Routine von 5 der von 4 entspricht, mit der Ausnahme, dass der Schritt S12 und die Schritte S14 bis S19 in 4, d. h. die Schritte, in denen die Daten vom zweiten Bildpuffer 47 und vom zweiten Zeilenpuffer 44 verarbeitet werden, entfallen.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform sind der erste und zweite Zeilenpuffer 43, 44 im RAM 42 der Druckdatenverarbeitungseinheit 40 reserviert, und die Druckdaten H für die erste Farbe sowie die Druckdaten L für die zweite Farbe werden in der Druckdatenverarbeitungseinheit 40 zur Übertragung vom ersten und zweiten Zeilenpuffer 43, 44 zur Treibersteuerschaltung 50 verwaltet. Die Treibersteuerschaltung 50 kann als Schaltung zur Wärmeverlaufssteuerung des Einfarbendrucks verwendet werden, um eine konstante Ausgangstemperatur der Heizelemente des Thermokopfes 10 unter Berücksichtigung des Wärmeverlaufs aufrechtzuerhalten, und die Heizleistung, die zur Erzeugung der ersten Farbe erforderlich ist, sowie die Heizleistung, die zur Erzeugung der zweiten Farbe erforderlich ist, können an den jeweiligen Heizelementen des Thermokopfes 10 getrennt gesteuert und erzeugt werden.
Es ist möglich, eine Steuerungsvorrichtung 30 bereitzustellen, die eine einfache Schaltungskonfiguration aufweist und die Wärmeverlaufssteuerung auf einen Thermokopf 10 anwendet, der zum Zweifarbendruck in der Lage ist.
Bei der Erfindung dient ausschließlich die zweite Energiespeisungsstufe zum Drucken der zweiten Farbe.
Außerdem ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, die Einstellungen der Abtastimpulse I und III entsprechend dem Typ des Thermopapiers zu ändern, da die Abtastimpulse II und IV die Signale sind, die stets für die Druckdaten H verwendet und die Abtastsignale I und III auf Basis des Wärmeverlaufs gewählt werden. Der Abtastimpuls IV ist analog das für die Druckdaten L erforderliche Signal und der Abtastimpuls III ist wählbar, wodurch es auch möglich ist, den Wert des Abtastimpulses III entsprechend dem Typ des Thermopapiers zu ändern.
Indem die in der ersten Energiespeisungsstufe erzeugte Wärmemenge größer eingestellt wird als die in der zweiten Energiespeisungsstufe erzeugte, wird zunächst ein Punkt auf dem Thermopapier mit der dunklen Farbe und ein zweites Mal mit einer helleren Farbe gedruckt, wodurch ein gut definiertes Druckbild sichergestellt wird. Es ist auch möglich, die Heizelemente beim Bedrucken des Thermopapiers rasch zu erwärmen, während die Erwärmung auf das höhere Temperaturniveau erfolgt.
Wenn nur die zweite Energiespeisungsstufe zum Drucken der beim niedrigeren Temperaturniveau erzeugten Farbe angewendet wird, können sich die Heizelemente des Thermokopfes während der Dauer der (nicht genutzten) ersten Energiespeisungsstufe hinreichend abkühlen. In diesem Fall ist deshalb die Anwendung der Wärmeverlaufssteuerung nicht erforderlich.
In der zweiten Energiespeisungsstufe muss die abgegebene Heizleistung die Farbe beim niedrigeren Temperaturniveau erzeugen. Auf diese Weise kann ein scharfes klares Farbdruckbild erzielt werden.
Außerdem kann die Ausgangstemperatur der Heizelemente des Thermokopfes unter Berücksichtigung des Wärmeverlaufs selbst dann konstant gehalten werden, wenn die Treibersteuerschaltung eine Schaltung ist, die die Wärmeverlaufssteuerung für den einfarbigen Druck ermöglicht, und die erforderliche Heizleistung zur Erzeugung der ersten Farbe und die erforderliche Heizleistung zur Erzeugung der zweiten Farbe können in den einzelnen Heizelementen des Thermokopfes getrennt gesteuert und erzeugt werden. Es ist deshalb möglich, eine Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, die eine einfache Schaltungskonfiguration aufweist und die Wärmeverlaufssteuerung auf einen Thermokopf anwendet, der zum Zweifarbendruck in der Lage ist.
Die Druckdaten zum Steuern der ersten Energiespeisungsstufe können deshalb in einem ersten Speicherbereich für die Druckdaten H und die Druckdaten für die zweite Energiespeisungsstufe können in einem zweiten Speicherbereich für die Druckdaten H und L gespeichert werden. Informationen bezüglich der erforderlichen Heizleistung zur Erzeugung der ersten Farbe können deshalb an die Treibersteuerschaltung für die erste und zweite Energiespeisungsstufe und Informationen bezüglich der erforderlichen Heizleistung zur Erzeugung der zweiten Farbe können an die Treibersteuerschaltung nur für die zweite Energiespeisungsstufe geliefert werden.
Des Weiteren kann die Heizleistung, die zum Erzeugen der ersten Farbe erforderlich ist, mittels der Breite des Energiespeisungsimpulses gesteuert werden, die von einer Mehrzahl Energiespeisungs-Befehlen der ersten und zweiten Stufe bestimmt wird.
Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung die Breite des Energiespeisungsimpulses des ersten Energiespeisungsbefehls der ersten Stufe geeignet ändern und die Pause mit vorgegebener Dauer bewirken, so dass die in der ersten Energiespeisungsstufe erzeugte Wärme für ein bestimmtes Heizelement des Thermokopfes gleichmäßig ist. Ein scharfes klares Farbdruckbild kann so erzielt werden.
Ferner kann die vorliegende Erfindung in bevorzugter Weise auch die Breite des Energiespeisungsimpulses, die durch den ersten Energiespeisungsbefehl der zweiten Stufe eingestellt worden ist, geeignet ändern, so dass die in der zweiten Energiespeisungsstufe erzeugte Wärme für ein bestimmtes Heizelement des Thermokopfes gleichmäßig ist. Ein scharfes klares Farbdruckbild kann so erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung kann außerdem die Heizelemente des Thermokopfes selektiv mit Energie speisen, um das Grundniveau der Heizleistung zu erzielen, das erforderlich ist, um die erste und zweite Farbe zu erzeugen, und um die Heizleistung zu erzielen, die erforderlich ist, um die erste und zweite Farbe unter Berücksichtigung des Wärmeverlaufs zu erzeugen.
Diese Erfindung ermöglicht die Implementierung eines Thermokopfdruckers, der eine Treiberschaltung für den Einfarbendruck unter Anwendung der Wärmeverlaufssteuerung verwendet, um scharten klaren Einfarben- und Zweifarbendruck zu gestatten.
Die Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden:

(1) Steuerungsverfahren für einen Thermokopf zur Steuerung verschiedener Heizleistungsniveaus durch Ändern des Ausmaßes der Energiespeisung der Heizelemente des Thermokopfes, folgende Schritte aufweisend:
(a) Energiespeisen der Heizelemente in einer ersten Energiespeisungsstufe und in einer zweiten Energiespeisungsstufe, um eine erste Farbe bei einem ersten Heizleistungsniveau zu erzeugen; und
(b) Bereitstellen einer Pause mit vorgegebener Dauer zwischen der ersten und der zweiten Energiespeisungsstufe.
(2) Verfahren gemäß (I), bei dem: die Pause mit vorgegebener Dauer hinreichend lang ist, so dass die zweite Energiespeisungsstufe die Heizleistung auf dem ersten Niveau im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der Heizelemente verteilen kann.
(3) Verfahren gemäß (1), bei dem: die erste Energiespeisungsstufe stärker als die zweite Energiespeisungsstufe ist.
(4) Verfahren gemäß (1), bei dem: die Heizelemente nur in der zweiten Energiespeisungsstufe mit Energie gespeist werden, um die zweite Farbe bei einem zweiten Heizleistungsniveau zu erzeugen.
(5) Verfahren gemäß (4), bei dem: die Energiespeisung in der zweiten Energiespeisungsstufe ausreichend ist, um die zweite Farbe bei einem zweiten Heizleistungsniveau zu erzeugen.
(6) Steuerungsvorrichtung für einen Thermokopf zur Steuerung der Heizleistung jedes Heizelements des Thermokopfes durch Ändern der jedem Heizelement des Thermokopfes zugeführten Energie, der eine Matrix mehrerer unabhängig ansteuerbaren Heizelemente hat, aufweisend: eine Druckdatenverarbeitungseinheit zum Verarbeiten einer Druckdatengruppe, die Informationen bezüglich der Erzeugung von Farbe durch ein spezifisches Heizelement entsprechend verschiedener Niveaus der Heizleistung darstellt, und Daten bezüglich einer ersten Farbe auf Basis eines ersten Heizleistungsniveaus und/oder einer zweiten Farbe auf Basis eines zweiten Heizleistungsniveaus enthält, wobei das zweite Heizleistungsniveau niedriger ist als das erste und bei der die Druckdatenverarbeitungseinheit enthält: eine erste Befehlsverarbeitungsfunktion zum Wandeln der ersten Farbdaten in einen Energiespeisungsbefehl der ersten Stufe und in einen Energiespeisungsbefehl der zweiten Stufe; eine zweite Befehlsverarbeitungsfunktion zum Wandeln der zweiten Farbdaten in einen Energiespeisungsbefehl der zweiten Stufe; einen ersten Speicherbereich zum Speichern des Energiespeisungsbefehls der ersten Stufe und einen zweiten Speicherbereich zum Speichern des Energiespeisungsbefehls der zweiten Stufe und einen Selektor zur selektiven Ausgabe von Energiespeisungsbefehlen aus dem ersten Speicherbereich und Energiespeisungsbefehlen aus dem zweiten Speicherbereich; und eine Treibersteuerschaltung mit einem ersten Befehlsspeicherbereich zum Speichern von Energiespeisungsbefehlen, die im ersten oder zweiten Speicherbereich enthalten sind, und einem zweiten Befehlsspeicherbereich zum Speichern von Energiespeisungsbefehlen, die im ersten Speicherbereich enthalten sind, und zur Energiespeisung eines spezifischen Heizelements mittels eines Energiespeisungsbefehls auf Basis eines Vergleichs zwischen dem ersten und dem zweiten Befehlsspeicherbereich.
(7) Vorrichtung gemäß (6), bei der die erste Befehlsverarbeitungsfunktion der Druckdatenverarbeitungseinheit erste Farbdaten aus der Druckdatengruppe nach einem ersten Arbeitsbereich extrahiert und im ersten Speicherbereich speichert, und die zweite Befehlsverarbeitungsfunktion zweite Farbdaten aus der Druckdatengruppe nach einem zweiten Arbeitsbereich extrahiert und das Ergebnis einer logischen Operation mit dem ersten und zweiten Arbeitsbereich im zweiten Speicherbereich speichert.
(8) Vorrichtung gemäß (6), bei der die Druckdatenverarbeitungseinheit Energiespeisungsbefehle der ersten und zweiten Stufe in eine Mehrzahl Energiespeisungsbefehle wandelt, die auf Basis der Druckdaten und des Energiespeisungsverlaufs der Heizelement in den Speicherbereichen gespeichert sind.
(9) Vorrichtung gemäß (8), bei der die mehreren Energiespeisungsbefehle der ersten und zweiten Stufe Energiespeisungsimpulse sind, deren Impulsbreite entsprechend der zum Erzeugen der ersten Farbe erforderlichen Heizleistung bestimmt wird.
(10) Vorrichtung gemäß (9), bei der die Breite des Energiespeisungsimpulses der mehreren Energiespeisungsbefehle der zweiten Stufe entsprechend der zum Erzeugen der zweiten Farbe erforderlichen Heizleistung bestimmt wird.
(11) Vorrichtung gemäß (9), bei der der erste Energiespeisungsbefehl der ersten Stufe auf Basis einer Beziehung zwischen der Heizleistung aufgrund mehrerer Energiespeisungsbefehle der zweiten Stufe und der Abkühltemperatur des Heizelements des Thermokopfes bestimmt wird.
(12) Vorrichtung gemäß (9), bei der der erste Energiespeisungsbefehl der zweiten Stufe auf Basis einer Beziehung zwischen der Heizleistung aufgrund mehrerer Energiespeisungsbefehle der ersten Stufe und der Abkühltemperatur des Heizelements des Thermokopfes bestimmt wird.
(13) Vorrichtung gemäß (8), bei der die Treibersteuerschaltung einen letzten Energiespeisungsbefehl der ersten Stufe oder einen letzten Energiespeisungsbefehl der zweiten Stufe unmittelbar aus dem Speicherbereich für die Befehlsspeicherung auf Basis der Druckdaten ausführt und andere Energiespeisungsbefehle als den letzten Energiespeisungsbefehl der ersten Stufe oder den letzten Energiespeisungsbefehl der zweiten Stufe auf Basis einer NOT-AND-Operation zwischen einem Befehlsspeicherbereich mit gespeicherten Druckdaten und einem Befehlsspeicherbereich mit vorigen Druckdaten ausführt.
(14) Vorrichtung gemäß (8), bei der die Treibersteuerschaltung eine Energiespeisungs-Ausgangsschaltung zur Ausgabe eines N-ten Abtastsignals zu einem bestimmten Zeitpunkt für einen N-ten Energiespeisungsbefehl aufweist, wobei N eine positive ganze Zahl ist.
(15) Vorrichtung gemäß (8), bei der die Steuervorrichtung die Treibersteuerschaltung zum monochromen Drucken verwendet und durch Verwenden nur des Energiespeisungsbefehls der ersten Stufe eine Zeile ausdruckt, wobei die Hälfte der Energiespeisungsbefehle verwendet wird, die beim Zweifarbendruck verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Heizelemente eines Thermokopfes (10) zum Drucken auf Thermopapier, das einen Punkt einer ersten Farbe als Reaktion auf die von einem entsprechenden Heizelement aufgebrachte Wärme bei oder über einer ersten Temperatur (t1) und einen Punkt einer zweiten Farbe als Reaktion auf die von einem entsprechenden Heizelement aufgebrachte Wärme bei oder über einer zweiten Temperatur (t2), aber unter der ersten Temperatur (1) auf dem Thermopapier erzeugt, bei dem zum Drucken eines Punktes in der ersten Farbe ein entsprechendes Heizelement zunächst in einer ersten Energiespeisungsstufe und dann in einer zweiten Energiespeisungsstufe mit Energie gespeist wird, wobei die zweite Energiespeisungsstufe der ersten Energiespeisungsstufe nach einer Pause folgt; dadurch gekennzeichnet, dass die Pause auf ein Zeitintervall eingestellt wird, das ausreichend ist, damit die Temperaturverteilung über die gesamte Oberfläche des entsprechenden Heizelements im Wesentlichen gleichmäßig wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die in der ersten Energiespeisungsstufe erzeugte Wärmemenge größer ist als die in der zweiten Energiespeisungsstufe erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zum Drucken eines Punktes in der zweiten Farbe ein entsprechendes Heizelement nur in der zweiten Energiespeisungsstufe mit Energie gespeist wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem zumindest die erste Energiespeisungsstufe in mindestens zwei Abschnitte unterteilt wird, wobei während des ersten dieser Abschnitte das Heizelement in Abhängigkeit von der Wärmeverlaufssteuerung mit Energie gespeist wird oder nicht.
Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Heizelemente eines Thermokopfes (10) zum Drucken auf Thermopapier, die eine erste Farbe als Reaktion auf Wärme bei oder über einer ersten Temperatur (t1) und eine zweite Farbe als Reaktion auf Wärme bei oder über einer zweiten Temperatur (t2), aber unter der ersten Temperatur (1) erzeugt, aufweisend: ein Empfängermittel zum Empfangen eines Datenstroms der Druckdaten, die ein zu druckendes Punktmuster repräsentieren und für jede Punktposition im Punktmuster angeben, ob ein Punkt zu drucken ist oder ob der Punkt leer zu bleiben hat und, falls ein Punkt zu drucken ist, ob er in der ersten oder in der zweiten Farbe zu drucken ist; eine Druckdatenverarbeitungseinheit (40), und eine Treibersteuerschaltung (50) mit einem ersten Speicherbereich (52) zum Speichern der von der Druckdatenverarbeitungseinheit (40) ausgegebenen Druckdaten und einem zweiten Speicherbereich (53), der ausgebildet ist die im ersten Speicherbereich (52) gespeicherten Druckdaten zu empfangen, bevor diese Druckdaten durch neuerlich von der Druckdatenverarbeitungseinheit (40) ausgegebene Druckdaten überschrieben werden, wobei die Treibersteuerschaltung (50) so ausgeführt ist, dass sie Energiespeisungsbefehle erzeugt, um die Heizelemente auf Basis eines Vergleichs zwischen den Druckdaten im ersten Speicherbereich (52) und den Druckdaten im zweiten Speicherbereich (53) selektiv mit Energie zu speisen; dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdatenverarbeitungseinheit (40) so ausgeführt ist, dass sie Druckdaten, die angeben, dass ein Punkt in der ersten Farbe zu drucken ist, sowohl in erste als auch zweite Druckdaten wandelt und Druckdaten, die angeben, dass ein Punkt in der zweiten Farbe zu drucken ist, in zweite Druckdaten wandelt, wobei die Druckdatenverarbeitungseinheit (40) ferner aufweist: einen ersten Speicherbereich (43) zum Speichern der ersten Druckdaten, einen zweiten Speicherbereich (44) zum Speichern sowohl der ersten als auch der zweiten Druckdaten; und ein Selektormittel (45) zur selektiven Ausgabe der ersten Druckdaten aus dem ersten Speicherbereich (43) oder der ersten und zweiten Druckdaten aus dem zweiten Speicherbereich (44) an die Treibersteuerschaltung (50); wobei die Treibersteuerschaltung (50) so ausgeführt ist, dass sie die ersten und die zweiten Druckdaten in eine Mehrzahl Energiespeisungsbefehle der ersten Stufe und Energiespeisungsbefehle der zweiten Stufe auf Basis der im ersten Speicherbereich (52) gespeicherten Druckdaten und der im zweiten Speicherbereich (53) gespeicherten Druckdaten, die den Verlauf der Energiespeisung der Heizelemente repräsentieren, wandelt; und in der ein Mittel vorgesehen ist, um eine Pause zwischen einen Energiespeisungsbefehl der ersten Stufe und einen anschließenden Energiespeisungsbefehl der zweiten Stufe einzufügen, wobei die Pause auf ein Zeitintervall eingestellt wird, das ausreichend ist, damit die Temperaturverteilung über die gesamte Oberfläche des entsprechenden Heizelements im Wesentlichen gleichmäßig wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Druckdatenverarbeitungseinheit (40) ein erstes Verarbeitungsmittel zum Erzeugen einer ersten Datenfolge von Druckdaten aus dem ersten Datenstrom, die für jede Punktposition im Punktmuster angeben, ob ein Punkt in der ersten Farbe zu drucken ist oder nicht, ein zweites Verarbeitungsmittel zum Erzeugen einer zweiten Datenfolge von Druckdaten aus dem ersten Datenstrom, die für jede Punktposition im Punktmuster angeben, ob ein Punkt in der zweiten Farbe zu drucken ist oder nicht, einen dritten Speicherbereich (46) zum Speichern der ersten Datenfolge, einen vierten Speicherbereich (47) zum Speichern der zweiten Datenfolge und ein Mittel zum Speichern der Druckdaten aus dem dritten Speicherbereich (46) als die ersten Druckdaten im Speicherbereich (43) und des Ergebnisses einer logischen Operation mit den Druckdaten im dritten und vierten Speicherbereich als die ersten und die zweiten Druckdaten im zweiten Speicherbereich (44) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Mehrzahl der Energiespeisungsbefehle der ersten und zweiten Stufe Energiespeisungsimpulse sind, deren Gesamtbreite so eingestellt ist, dass ein durch diese Energiespeisungsimpulse mit Energie gespeistes Heizelement eine Wärmemenge erzeugt, die zur Erzeugung der ersten Farbe ausreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Gesamtimpulsbereite einer Mehrzahl Energiespeisungsimpulse der zweiten Stufe so eingestellt ist, dass ein durch diese Energiespeisungsimpulse mit Energie gespeistes Heizelement eine Wärmemenge erzeugt, die zur Erzeugung der zweiten Farbe ausreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Impulsbreite eines ersten Energiespeisungsimpulses der ersten Stufe auf Basis der Beziehung zwischen der Heizleistung als Reaktion auf die Energiespeisungsbefehle der zweiten Stufe und der Temperaturabfallrate eines nicht stromführenden Heizelements bestimmt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei ein erster Energiespeisungsimpuls der zweiten Stufe auf Basis der Beziehung zwischen der Heizleistung als Reaktion auf zumindest den letzten Energiespeisungsimpuls der ersten Stufe und der Temperaturabfallrate eines nicht stromführenden Heizelements bestimmt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei der die Treibersteuerschaltung (50) einen letzten Energiespeisungsimpuls der ersten Stufe oder einen letzten Energiespeisungsimpuls der zweiten Stufe in Abhängigkeit von den im ersten Speicherbereich (52) gespeicherten Druckdaten erzeugt und Energiespeisungsimpulse der ersten Stufe mit Ausnahme des letzten Energiespeisungsimpuls der ersten Stufe einer Mehrzahl Energiespeisungsimpulse der ersten Stufe sowie Energiespeisungsimpulse der zweiten Stufe mit Ausnahme des letzten Energiespeisungsimpuls der zweiten Stufe einer Mehrzahl Energiespeisungsimpulse der zweiten Stufe auf der Basis einer NOT-AND-Operation zwischen den im ersten (52) und den im zweiten (53) Speicherbereich enthaltenen Druckdaten erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei der die Anzahl der Energiespeisungsimpulse der ersten Stufe und/oder der zweiten Stufe zwei ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 7, 9 oder 11, die so ausgeführt ist, dass sie dieselbe Treibersteuerschaltung (50) für monochromes Drucken verwendet, indem nur die Druckdaten aus dem ersten Speicherbereich (43) verwendet werden und nur die Hälfte der Energiespeisungsbefehle erzeugt wird, die zum Zweifarbendruck verwendet wird.