DE69010859T2

DE69010859T2 - Contrast control device and method for a thermal print head.

Info

Publication number: DE69010859T2
Application number: DE69010859T
Authority: DE
Inventors: Christian Lavergne
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2010-12-01
Also published as: FR2655592A1; EP0432024A1; FR2655592B1; ATE108728T1; ES2060113T3; EP0432024B1; DK0432024T3; DE69010859D1

Abstract

The subject of the invention is a method of contrast control for a print medium produced by a thermal print head (1) of a printer of a data transmission system comprising a series of resistive elements arranged to be activated by the passage of a current provided by a card (3) linked to a source of power (4) and in order thus to heat. The activation times of the elements are adjusted at the start of printing for a print cycle of minimal duration. For longer cycles, the elements are reactivated (14) as soon as their temperature while falling reaches the initial temperature, by a series of holding microcycles with very short durations of activation. If the printer of a fax machine is concerned, to which the invention applies particularly well, contrast can thus be adjusted as a function of the nature of the quality of the thermosensitive paper and of the rendering which it is desired to obtain with respect to an original document. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Thermoschreib- oder -druckkopf für einen Drucker von Datenübertragungssystemen, insbesondere Fernkopierern.The present invention relates to a thermal writing or printing head for a printer of data transmission systems, in particular facsimile machines.

Ein Thermodruckkopf umfaßt eine Mehrzahl von Widerstandselementen, dafür vorgesehen, von einem Strom durchflossen und dadurch erwärmt zu werden und entweder direkt mit einer Druckunterlage, einem Thermopapier, oder indirekt mit einer gewöhnlichen Druckunterlage mittels eines Bandes zusammenzuwirken, das mit einer Farbe beschichtet ist, die bei der Wärme der Elemente schmilzt. Im ersten Fall handelt es sich um einen direkten Thermodruck, im zweiten Fall um einen Druck durch Thermotransfer.A thermal print head comprises a plurality of resistance elements, designed to be through which a current flows and thereby heated and to interact either directly with a printing substrate, a thermal paper, or indirectly with a conventional printing substrate by means of a ribbon coated with an ink that melts when the elements are heated. In the first case, it is a direct thermal printing, in the second case, it is a thermal transfer printing.

Es kann sich um einen feldweisen Thermodruck handeln, und der bewegliche Kopf umfaßt dann mindestens einen im allgemeinen vertikalen Stab von Elementen, die in einer Richtung senkrecht zur Richtung der geradlinigen Verschiebung eines den Kopf tragenden Schlittens während des Drucks einer der Höhe des Stabes entsprechenden Zeile von Zeichen angeordnet sind.Thermal printing may be carried out field by field, and the mobile head then comprises at least one generally vertical bar of elements arranged in a direction perpendicular to the direction of rectilinear displacement of a carriage carrying the head during the printing of a line of characters corresponding to the height of the bar.

Es kann sich auch um einen zeilenweisen Thermodruck handeln, und in diesem Fall umfaßt der ortsfeste Kopf eine im allgemeinen horizontale Reihe von zahlreichen Elementen, deren Breite der Breite der Unterlage entspricht, die im Laufe ihres zur Reihe der Elemente senkrechten Vorschubs bedruckt werden soll.It may also be a line-by-line thermal printing, in which case the fixed head comprises a generally horizontal row of numerous elements, the width of which corresponds to the width of the support to be printed as it advances perpendicular to the row of elements.

Die Heizelemente für den Druck werden während bestimmter Zeitintervalle oder Aktivierungszeiten TON von einer sogenannten Druckerkarte oder Übergangskarte aus mit Strom versorgt.The heating elements for printing are powered by a so-called printer card or transition card during certain time intervals or activation times TON.

Der Kontrast einer Druckunterlage wird durch die Farbdichte, das heißt, Oberflächenschwärzung definiert. Bei einem Thermopapier, das gewöhnlich in den Fernkopierern Verwendung findet, ist diese Schwärzung, die von der den Heizelementen zugeführten Energie abhängt, ab einer bestimmten Sättigungsenergie gesättigt. Bei den derzoit verfügbaren Fernkopierern ist die Heizenergie für die Widerstands-Druckelemente auf ein bestimmtes Papier voreingestellt, so daß der Sättigungsbereich der Schwärzung dieses Papiers erreicht wird.The contrast of a printing substrate is defined by the color density, i.e. surface blackness. In the case of thermal paper, which is usually used in fax machines, this blackness, which depends on the energy supplied to the heating elements, is saturated at a certain saturation energy. In the fax machines currently available, the heating energy for the resistance printing elements is preset to a specific paper so that the saturation range of the blackness of this paper is reached.

In der Praxis benutzen die Verwender von Fernkopierern nicht immer das Papier, auf das diese Fernkopierer vom Hersteller eingestellt worden sind. Nun besitzen diese verschiedenen Papiere nicht die gleiche Übergangsschwelle, das heißt, die gleiche Temperatur, ab welcher die Druckpunkte zu erscheinen beginnen, so daß eine gleiche Heizenergie nicht gestattet, alle die jeweiligen Sättigungsbereiche dieser verschiedenen Papiere zu erreichen, wobei natürlich die Heizenergie nicht den Kopf beschädigen und auch nicht seine Lebensdauer verringern darf. In der Praxis kann ein gleicher Verwender immer dazu Veranlassung finden, das Papier zu wechseln. Es stellt sich somit das Problem, den von einem selben Thermodruckkopf auf Papieren mit unterschiedlichen Übergangsschwellen erzeugten Kontrast optimal zu halten.In practice, users of fax machines do not always use the paper that the manufacturer has set up for their fax machines. However, these different papers do not have the same transition threshold, i.e. the same temperature at which the print dots begin to appear, so that the same heating energy does not allow all the respective saturation ranges of these different papers to be reached, although the heating energy must not damage the head or reduce its lifespan. In practice, the same user can always find a reason to change paper. The problem therefore arises of maintaining an optimal contrast produced by the same thermal print head on papers with different transition thresholds.

Durch das Dokument JP-A-63102958 ist bereits ein Verfahren zur Regelung des Kontrasts einer Druckunterlage eines Datenübertragungssystems bekannt, die von einem Thermo-Zeilendruckkopf eines Druckers erzeugt wird, welcher eine Reihe von Widerstandselementen umfaßt, die durch den Durchgang von Strom, welcher von einer mit einer Leistungsquelle verbundenen Karte geliefert wird, aktiviert und dadurch erwärmt werden, bei welchem Verfahren durch am System zugängliche Mittel die veränderbaren Aktivierungszeiten der Widerstandselemente geregelt werden.A method is already known from the document JP-A-63102958 for controlling the contrast of a printing substrate of a data transmission system, which is produced by a thermal line print head of a printer comprising a series of resistive elements which are activated and thereby heated by the passage of current supplied by a card connected to a power source, in which method the variable activation times of the resistive elements are controlled by means accessible to the system.

Gemäß diesem Regelungsverfahren des Stands der Technik kann ein Bediener also vom einem Pult aus den Kontrast eines zu druckenden Dokuments einstellen, und zwar nicht nur in Abhängigkeit von der Beschaffenheit oder Qualität dieses Dokuments, sondern auch, wenn es sich um einen Fernkopierer handelt, in Abhängigkeit von der Wiedergabe, die er bei Lokalbetrieb des Gerätes hinsichtlich eines Originaldokuments erzielen möchte.According to this prior art control method, an operator can adjust the contrast of a document to be printed from a desk, not only depending on the nature or quality of this document, but also, in the case of a fax machine, depending on of the reproduction that he would like to achieve when operating the device locally with respect to an original document.

Da die einem Heizelement zugeführte Energie dem Produkt der gelieferten konstanten Leistung mal der Aktivierungszeit TON entspricht, kann man diese Energie von Dokument zu Dokument, deren Übergangsschwelle jeweils unterschiedlich ist, verändern, um in beiden Fällen den Sättigungsbereich der Schwärzung zu erreichen.Since the energy supplied to a heating element corresponds to the product of the constant power supplied multiplied by the activation time TON, this energy can be varied from document to document, each of which has a different transition threshold, in order to reach the saturation range of the blackening in both cases.

Im Laufe des Druckes kann sich jedoch die Vorschubgeschwindigkeit der Druckunterlage verändern. Im Beharrungszustand ist diese Vorschubgeschwindigkeit konstant, und im Falle eines Thermo-Zeilendruckkopfes besitzen die Druckzyklen der Heizelemente eine konstante Dauer, und es ist anzunehmen, daß die Temperaturen der Elemente zu Beginn und am Ende der Zyklen fast gleich sind. Im Beharrungszustand und bei einer bestimmten Druckunterlage ist die Druckenergie folglich von Zyklus zu Zyklus die gleiche. Wenn sich die Geschwindigkeit der Verschiebung verändert, dann verändert sich auch die Dauer der Druckzyklen.However, during printing, the speed of advance of the printing substrate can change. In the steady state, this speed of advance is constant and in the case of a thermal line print head, the printing cycles of the heating elements have a constant duration and it can be assumed that the temperatures of the elements at the beginning and at the end of the cycles are almost the same. In the steady state and for a given printing substrate, the printing energy is therefore the same from cycle to cycle. If the speed of advance changes, the duration of the printing cycles also changes.

Die vorliegende Erfindung zeit darauf ab, das Problem der Erlangung einer Unabhängigkeit von der Veränderung der Dauer der Druckzyklen und das Problem der Gleichhaltung der Temperaturen der Elemente zu Beginn und am Ende der Druckzyklen, das heißt, der Konstanthaltung der Druckenergie zu lösen. Anders ausgedrückt, möchte die vorliegende Erfindung vermeiden, daß die im Laufe eines Druckzyklus von einem Heizelement gelieferte Druckenergie und damit der Kontrast nicht umso schwächer ist, je länger der vorhergehende Zyklus dauert.The present invention aims to solve the problem of achieving independence from the variation in the duration of the printing cycles and the problem of keeping the temperatures of the elements the same at the beginning and at the end of the printing cycles, i.e. keeping the printing energy constant. In other words, the present invention aims to prevent the printing energy supplied by a heating element during a printing cycle, and thus the contrast, from being weaker the longer the previous cycle lasts.

Zu diesem Zweck betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der oben definierten Art, dadurch gekennzeichnet, daß bei Druckbeginn die Aktivierungszeiten der Widerstandselemente für einen Druckzyklus minimaler Dauer eingestellt werden und daß bei Druckzyklen von über diese Mindestdauer hinausgehender Dauer die Widerstandselemente reaktiviert werden, sobald deren Temperatur beim Absinken ihre Ausgangstemperatur zu Beginn des Zyklus erreicht.To this end, the present invention relates to a method of the type defined above, characterized in that, at the start of printing, the activation times of the resistance elements are set for a printing cycle of minimum duration and that, for printing cycles of duration exceeding this minimum duration, the resistance elements are reactivated as soon as their temperature, during the drop, reaches their initial temperature at the start of the cycle.

Vorzugsweise werden die Widerstandselemente bis zum Beginn des nächsten Druckzyklus im Laufe einer Reihe von Mikro-Haltezyklen mit sehr kurzer Aktivierungsdauer reaktiviert.Preferably, the resistive elements are reactivated until the start of the next printing cycle during a series of micro-hold cycles with a very short activation duration.

Auf diese Weise werden die Temperaturen der Widerstandselemente zu Beginn und am Ende des Druckzyklus gleich gehalten oder fast gleich gehalten, und zwar unabhängig von der Dauer des Druckzyklus. Die Veränderung der Dauer der Druckzyklen führt also nicht zu einer Veränderung der Druckenergie. Der Wert des Kontrasts wird von Zeile zu Zeile konstant gehalten.In this way, the temperatures of the resistive elements are kept the same or almost the same at the beginning and end of the printing cycle, regardless of the duration of the printing cycle. The change in the duration of the printing cycles does not therefore lead to a change in the printing energy. The contrast value is kept constant from line to line.

Natürlich werden die Dauer der Mikro-Haltezyklen und die Aktivierungsdauer im Laufe eines jeden dieser Mikrozyklen so gewählt, daß die Temperatur der Elemente am Ende des letzten Mikro-Haltezyklus so weit wie möglich der Ausgangstemperatur zu Beginn des Druckzyklus entspricht.Of course, the duration of the micro-hold cycles and the activation time during each of these micro-cycles are chosen so that the temperature of the elements at the end of the last micro-hold cycle corresponds as closely as possible to the initial temperature at the beginning of the printing cycle.

Der Aktivierungszeiten der Widerstandselemente können schrittweise verändert und von einer Nennzeit ausgehend verlängert oder verkürzt werden.The activation times of the resistance elements can be changed step by step and extended or shortened starting from a nominal time.

Um den Kontrast zu erhöhen, werden die Aktivierungszeiten verlängert, und um den Kontrast zu verringern, werden die Aktivierungszeiten verkürzt.To increase contrast, the activation times are extended, and to decrease contrast, the activation times are shortened.

Das Übertragungssystem kann so verwirklicht werden, daß diese Aktivierungszeiten de facto anhand der Temperatur des Druckkopfes geregelt werden, die von einem Thermistor ermittelt wird, welcher diese Aktivierungszeiten und somit die den Heizelementen zugeführte Energie steuert. Je höher die Umgebungstemperatur ist, desto geringer ist die zuzuführende Energie. Während des Druckens steigt die Temperatur am Kopf an und neigt dazu, die Temperaturgrenzen der Heizelemente am Ende ihrer Heizphase und am Ende ihrer Abkühlungsphase, das heißt, die obere Grenztemperatur oder den Gipfelpunkt am Ende der Aktivierungszeit und die untere Grenztemperatur oder den Tiefpunkt am Ende des Druckzyklus, zu erhöhen. Anders ausgedrückt; Es besteht die Neigung zu einer Drift. Um eine zufriedenstellende Druckqualität beizubehalten und überdies eine Überhitzung der Widerstandselemente zu verhindern, wird diese Temperaturdrift mittels des Thermistors geregelt, so daß sie auf ein Minimum beschränkt bleibt. Sobald die Abweichung dieser Gipfel- und Tiefpunkte in bezug auf Nennpegel einen vom Hersteller festgelegten Maximalwert übersteigt, werden die Aktivierungszeiten verkürzt, so daß diese oberen und unteren Grenzen auf ihre Nennwerte abgesenkt werden.The transfer system can be implemented in such a way that these activation times are actually controlled by the temperature of the print head, which is determined by a thermistor that controls these activation times and thus the energy supplied to the heating elements. The higher the ambient temperature, the lower the energy supplied. During printing, the temperature of the head rises and tends to increase the temperature limits of the heating elements at the end of their heating phase and at the end of their cooling phase, that is, the upper limit temperature or peak at the end of the activation time and the lower limit temperature or trough at the end of the print cycle. In other words; there is a tendency for drift. In order to maintain satisfactory print quality and, moreover, to prevent overheating of the resistive elements, this temperature drift is controlled by means of the thermistor so that it is kept to a minimum. As soon as the deviation of these peaks and troughs with respect to nominal levels exceeds a maximum value set by the manufacturer, the activation times are shortened so that these upper and lower limits are reduced to their nominal values.

So können beim Kontrastregelungsverfahren der Erfindung, wenn das System einen Temperatur- Regelkreis für den Kopf enthält, der auf Nenn-Grenztemperaturen eingestellt ist, um die Aktivierungszeiten der Widerstandselemente in Abhängigkeit von der Erwärmung des Kopfes automatisch zu regeln, bei Veränderung der Aktivierungszeiten die besagten Nenn-Grenztemperaturen verändert werden.Thus, in the contrast control method of the invention, if the system includes a head temperature control circuit set to nominal limit temperatures in order to automatically control the activation times of the resistive elements as a function of the heating of the head, the said nominal limit temperatures can be varied when the activation times are varied.

Der Bediener kann also den Druck an den gewünschten Kontrast, aber vor allem an die verwendete Druckunterlage und ihre Übergangsschwelle anpassen. Es ist hervorzuheben, daß eine Aktivierungszeit somit die Summe einer automatisch vom Regelkreis bestimmten Zeit und einer vom Bediener manuell eingegebenen differentiellen Zeit ist.The operator can therefore adapt the print to the desired contrast, but above all to the printing surface used and its transition threshold. It should be stressed that an activation time is therefore the sum of a time automatically determined by the control circuit and a differential time manually entered by the operator.

Vorzugsweise können die Nenn-Grenztemperaturen nur in vom Hersteller festgelegten Bereichen verändert werden.Preferably, the nominal limit temperatures can only be changed within the ranges specified by the manufacturer.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Datenübertragungssystem mit einem Drucker mit Zeilen-Thermodruckkopf zum Bedrucken einer Druckunterlage, deren Kontrast gemäß dem Verfahren der Erfindung geregelt wird, wobei der Kopf eine Reihe von Widerstandselementen umfaßt, die von einer mit einer Leistungsquelle verbundenen Druckerkarte aus aktiviert werden, ein System, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Pult mit Tasten zum Verändern der Aktivierungszeiten der Widerstandselemente umfaßt sowie Mittel, um bei Druckbeginn die Aktivierungszeiten der Widerstandselemente für einen Druckzyklus minimaler Dauer einzustellen, und Mittel, um die Widerstandselemente im Laufe von Druckzyklen, deren Dauer diese Mindestdauer überschreitet, zu reaktivieren.The present invention also relates to a data transmission system comprising a printer with a line thermal print head for printing on a substrate whose contrast is regulated according to the method of the invention, the head comprising a series of resistive elements activated by a printer card connected to a power source, a system characterized in that it comprises a panel with keys for varying the activation times of the resistive elements, means for setting the activation times of the resistive elements for a print cycle of minimum duration at the start of printing, and means for reactivating the resistive elements during print cycles whose duration exceeds this minimum duration.

Die Erfindung wird besser verständlich mittels der Beschreibung und der folgenden Erläuterungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, von denen:The invention will be better understood by means of the description and the following explanations with reference to the accompanying drawings, of which:

- Figur 1 eine schematische Ansicht eines Druckers eines Fernkopiers darstellt, bei welchem das Kontrastregelungsverfahren der Erfindung zur Anwendung kommt;- Figure 1 is a schematic view of a printer of a facsimile machine in which the contrast control method of the invention is applied;

- Figur 2 zwei Kurven der Veränderung der Temperatur eines Heizelementes des Kopfes des Druckers von Figur 1 für zwei Thermopapiersorten mit verschiedenen Übergangsschwellen darstellt;- Figure 2 represents two curves of variation in the temperature of a heating element of the head of the printer of Figure 1 for two types of thermal paper with different transition thresholds;

- Figur 3 die Kurve der Veränderung der mittels eines Regelkreises geregelten Temperatur eines Heizelementes des Kopfes des Druckers von Figur 1 über mehrere Druckzyklen darstellt;- Figure 3 represents the curve of the variation of the temperature of a heating element of the head of the printer of Figure 1, controlled by a control loop, over several printing cycles;

- Figur 4 ein Ablaufdiagramm der Kombination von automatischer und manueller Regelung der Aktivierungszeiten darstellt;- Figure 4 is a flow chart of the combination of automatic and manual control of the activation times;

- Figur 5 die Kurve der Veränderung der Temperatur eines Heizelementes des Kopfes des Druckers von Figur 1 darstellt, das während eines langen Druckzyklus mit einer verlängerten Abkühlungsphase Reaktivierunsmikrozyklen erfährt.- Figure 5 represents the curve of the variation of the temperature of a heating element of the head of the printer of Figure 1 during a long printing cycle with a prolonged cooling phase undergoes reactivation microcycles.

Es wurd nun auf Figur 1 Bezug genommen. Der Thermodruckkopf 1 ist der eines Druckers eines Fernkopiers, welchers als Druckunterlage Thermopapier verwendet, dessen von dem Kopf erzeugter Kontrast geregelt wird. Der Kopf ist ein Zeilen-Druckkopf und umfaßt eine Reihe von Widerstandselementen, die in einer Linie senkrecht zur Richtung des Papiervorschubs über eine Trommel 2 angeordnet sind. Die Elemente des Kopfes 1 werden durch den Durchgang von Strom, welcher von einer Druckerkarte 3 ausgehend von einer Leistungsquelle 4 geliefert wird, aktiviert. Die Karts 3 umfaßt im wesentlichen eine Gruppe von Schalttransistoren, die während der Aktivierungszeiten TON von einer Aktivierungsschaltung 5 leitend gemacht werden. Der Fernkopierer ist natürlich mit einem Mikroprozessor 6 und einem Pult 7 zur Regelung der Aktivierungszeiten ausgestattet. Die Aktivierungszeiten TON werden jedesmal bei Druckbeginn eingestellt, und das Pult 7 gestattet mittels einer Taste zur Erhöhung und einer Taste zur Verringerung die schrittweise Veränderung des Wertes dieser Aktivierungszeiten, und zwar durch Verstellen eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 8, der am Eingang mit einem Taktgeber 9 und am Ausgang mit dem Mikroprozessor 6 verbunden ist, der die Aktivierungsschaltung 5 steuert, um eine differentielle Veränderung der Aktivierungszeiten zu erzeugen.Reference is now made to Figure 1. The thermal print head 1 is that of a printer of a facsimile machine which uses thermal paper as a printing support, the contrast of which produced by the head is regulated. The head is a line print head and comprises a series of resistive elements arranged in a line perpendicular to the direction of paper advance over a drum 2. The elements of the head 1 are activated by the passage of current supplied by a printer card 3 from a power source 4. The card 3 essentially comprises a group of switching transistors which are made conductive during the activation times TON by an activation circuit 5. The facsimile machine is of course equipped with a microprocessor 6 and a console 7 for regulating the activation times. The activation times TON are set each time printing begins and the console 7 allows the value of these activation times to be varied step by step by means of an increase key and a decrease key, by adjusting an up-down counter 8 connected at the input to a clock 9 and at the output to the microprocessor 6 which controls the activation circuit 5, in order to produce a differential variation of the activation times.

Der Druckkopf 1 ist in einen Temperatur-Regelkreis 10 eingegliedert. Ein Thermistor 11 erfaßt die Temperatur des Kopfes 1. Ein Speicher 12 enthält die Werte der oberen und unteren Nenn- Grenztemperaturen und die tatsächlichen oberen und unteren Temperaturen werden in einem Komparator 15, der die von der Schaltung 5 gelieferten Aktivierungszeiten regelt, mit den Nennwerten verglichen. Der Regelkreis 10 ist auf die Nenn-Grenztemperaturen eingestellt und regelt automatisch die Aktivierungszeiten TON in Abhängigkeit von der Erwärmung des Kopfes. Das Pult 7 ermöglicht einem Bediener die manuelle Regelung dieser Aktivierungszeiten durch positive oder negative differentielle Zeitzugaben, je nach dem gewünschten Kontrast. Wie nachstehend noch erläutert, modifiziert die manuelle Veränderung der Aktivierungszeiten die Nenn-Grenzwerte des Speichers 12.The print head 1 is integrated into a temperature control circuit 10. A thermistor 11 detects the temperature of the head 1. A memory 12 contains the values of the nominal upper and lower limit temperatures and the actual upper and lower temperatures are compared with the nominal values in a comparator 15 which controls the activation times provided by the circuit 5. The control circuit 10 is set to the nominal limit temperatures and automatically controls the activation times TON depending on the heating of the head. The console 7 allows an operator to manually control these activation times by positive or negative differential time additions, depending on the desired contrast. As explained below, manually changing the activation times modifies the nominal limits of the memory 12.

Die Dauer der Druckzyklen, die sich während des Druckens verändern kann, wird stromabwärts von der Trommel 2 von einer Meßkette 13 gemessen, um im Falle von Druckzyklen mit einer über eine Mindestdauer hinausgehenden Dauer die Widerstandselemente des Kopfes 1 mittels einer zweiten Aktivierungsschaltung 14, die ebenfalls die Druckerkarte 3 steuert, reaktivieren zu können.The duration of the printing cycles, which may vary during printing, is measured downstream of the drum 2 by a measuring chain 13 in order to be able to reactivate, in the case of printing cycles with a duration exceeding a minimum duration, the resistive elements of the head 1 by means of a second activation circuit 14 which also controls the printer card 3.

Die nachstehenden Erläuterungen werden ein noch besseres Verständnis des Kontrastregelungsverfahrens ermöglichen.The explanations below will enable an even better understanding of the contrast control procedure.

Es sei ein Heizelement des Druckkopfes 1, dem eine Energie zugeführt wird, die dem Produkt der mittels der Quelle 4 und der Karte 3 gelieferten Leistung mal der Aktivierungszeit TON (Figur 2) entspricht, Ausgehend von der Umgebungstemperatur Θ&sub0;, erhöht sich die Temperatur des Elementes in der Zeit bis zum Zietpunkt TON, wo sie den Wert Θs erreicht, indem sie dem Teil Ca der die zeitabhängige Temperaturveränderung des Elementes darstellenden Kurve folgt, Jenseits dieses Punktes (TON, Θs) nimmt die Temperatur ab, wobei sie dem Kurventeil Cd folgt. Betrachten wir zunächst ein Thermopapier mit der Übergangsschwelle Θt. Der Teil der Oberfläche in Figur 2, der in einem Winkel von 45 Grad schrafflert ist und zwischen den Kurventeilen Ca, Cd und der Ordinatengerade Θt enthalten ist, repräsentiert die Druckenergie auf dem Papier mit der Übergangsschwelle Θt. Nehmen wird einmal an, sie entspricht dem gewünschten Kontrast. Betrachten wir nun ein Papier mit einer Übergangsschwelle Θt', die über Θt liegt. Der doppelt schraffierte Teil der Oberfläche, der zwischen den Kurventeilen Ca, Cd und der Ordinatengerade Θt' enthalten ist, ist kleiner als der oben definierte Teil der Oberfläche. Er entspricht einer Druckenergie, die nicht ausreicht, um den gewünschten Kontrast zu erzeugen. In diesem Fall drückt der Bediener auf di Taste "Erhöhung" des Pults 7, um die Aktivierungszeit um einen oder mehrere Schritte zu verlängern und auf einen Wert TON zu erhöhen, der größer ist als TON. Die Temperatur des Heizelementes erreichts zum Zeitpunkt TON den Wert Θ's, der größer ist als Θs, und sinkt dann dem Kurventeil C'd folgend ab. Der Teil der Oberfläche, der zwischen den Kurventeilen Ca, C'd und der Ordinatengerade Θ't enthalten ist und in einem Winkel von 135 Grad schraffiert ist, entspricht im wesentlichen dem ersten und repräsentiert eine Druckenergie, die den gewünschten Kontrast erzeugt.Let us consider a heating element of the print head 1 to which an energy is supplied which is equal to the product of the power supplied by the source 4 and the card 3 times the activation time TON (Figure 2). Starting from the ambient temperature Θ0, the temperature of the element increases in time up to the point TON where it reaches the value Θs, following the part Ca of the curve representing the time-dependent temperature variation of the element. Beyond this point (TON, Θs), the temperature decreases, following the part Cd of the curve. Let us first consider a thermal paper with the transition threshold Θt. The part of the surface in Figure 2 which is hatched at an angle of 45 degrees and which is contained between the parts Ca, Cd and the ordinate line Θt represents the printing energy on the paper with the transition threshold Θt. Let us assume that it corresponds to the desired contrast. Let us now consider a paper with a transition threshold Θt' that is above Θt. The double-hatched part of the surface, which is contained between the curve parts Ca, Cd and the ordinate line Θt', is smaller than the part of the surface defined above. It corresponds to a printing energy that is not sufficient to produce the desired contrast. In In this case, the operator presses the "increase" key on the panel 7 to increase the activation time by one or more steps and to increase it to a value TON greater than TON. The temperature of the heating element reaches the value Θ's greater than Θs at time TON and then decreases following the curve C'd. The part of the surface contained between the curves Ca, C'd and the ordinate line Θ't, hatched at an angle of 135 degrees, corresponds substantially to the first and represents a printing energy that produces the desired contrast.

Die Betätigung der Tasten des Pults 7 durch den Bediener ermöglicht ausgehend von einem voreingestellten Wert TON eine Veränderung der Aktivierungszeiten in ΔTON-Schritten, um den Kontrast auf einem bestimmten Papier zu erhöhen oder zu verringern, und zwar gemäß den BeziehungenThe operator's use of the keys on the panel 7 allows, starting from a preset value TON, to vary the activation times in ΔTON steps in order to increase or decrease the contrast on a given paper, according to the relationships

TON&spplus;=TON+xΔTON (I)TON+=TON+xΔTON (I)

TON&supmin;=TON-xΔTONTON⊃min;=TON-xΔTON

worin x die Zahl der Betätigungen der Tasten ist.where x is the number of key presses.

Figur 3 stellt, wiederum in Abhängigkeit von der Zeit, die Veränderung der Temperatur eines Heizelementes des Kopfes 1 im Laufe mehrerer Druckzyklen dar, die mehreren Druckzeilen entsprechen, wobei die Temperatur jedoch nach dem ersten dargestellten Druckzyklus durch den Regelkreis 10 geregelt wird. Der Regelkreis 10 ermöglicht es, das Driften der oberen und unteren Temperaturen der Heizelemente zu unterbrechen, wenn diese Grenztemperaturen bestimmte Nenn-Grenztemperaturwerte Θls und Θli über- bzw. unterschreiten. Die Aktivierungszeit des Elementes beim ersten dargestellten Zyklus ist TON. Am Ende der Aktivierungszeit TON überschreitet die obere Temperatur Θs den maximal erlaubten Wert Θls, nachdem sie entlang der Kurve D gedriftet ist.Figure 3 shows, again as a function of time, the variation in the temperature of a heating element of the head 1 during several printing cycles corresponding to several printing lines, the temperature being controlled by the control circuit 10 after the first printing cycle shown. The control circuit 10 makes it possible to interrupt the drift of the upper and lower temperatures of the heating elements when these limit temperatures exceed or fall below certain nominal limit temperature values Θls and Θli. The activation time of the element during the first cycle shown is TON. At the end of the activation time TON, the upper temperature Θs exceeds the maximum permitted value Θls after drifting along the curve D.

Der Regelkreis 10 verringert beim folgenden Zyklus die Aktivierungszeit auf TON&supmin;, um am Ende dieser neuen Aktivierungszeit Θs auf Θls abzusenken, bevor Θs von neuem mit der Zeit entlang der Kurve D' driftet und so fort. Die untere Temperatur Θi ist natürlich der gleichen Regelung unterworfen.The control circuit 10 reduces the activation time to TON⊃min; in the following cycle, in order to reduce Θs to Θls at the end of this new activation time, before Θs drifts again with time along the curve D' and so on. The lower temperature Θi is of course subject to the same control.

De facto werden die von dem Regelkreis gewährleistete automatische Regelung und die von dem Bediener durchgeführte manuelle Regelung kombiniert. Die Verwendung der einen oder anderen der obengenannten Beziehungen I bewirkt eine Verschiebung der Nenn-Grenztemperaturen innerhalb vom Hersteller festgelegter Bereiche nach oben und nach unten.In fact, the automatic control provided by the control loop and the manual control carried out by the operator are combined. The use of one or other of the above-mentioned relationships I results in a shift of the nominal limit temperatures upwards and downwards within the ranges defined by the manufacturer.

Die Kombination dieser beiden Regelungsarten wird durch das Ablaufdiagramm von Figur 4 erläutert. Die Temperatur Θ des Kopfes 1 wird von dem Thermistor 11 erfaßt, der den Wert der Aktivierungszeit TON regelt. Wenn der Bediener mit dem Kontrast zufrieden ist, wird TON beibehalten und der Druck erfolgt mit TON. Wenn der Bediener den Kontrast erhöhen will, zum Beispiel um ΔTON, erfolgt der Druck mit der Aktivierungszeit TON+ Δ TON, bevor der Thermistor die Temperatur des Kopfes 1 erneut erfaßt.The combination of these two types of control is explained by the flow chart of Figure 4. The temperature Θ of head 1 is sensed by the thermistor 11, which regulates the value of the activation time TON. If the operator is satisfied with the contrast, TON is maintained and printing is done with TON. If the operator wants to increase the contrast, for example by ΔTON, printing is done with the activation time TON+ ΔTON before the thermistor senses the temperature of head 1 again.

In Figur 5, wie wiederum Veränderungen der Temperatur eines Heizelementes in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, erstreckt sich die Kurve C über einen ersten relativ langen Zyklus, an dessen Ende die untere Temperatur Θ'i des Elementes geringer ist als dessen Ausgangstemperatur Θi, so daß im Laufe des folgenden Zyklus die obere Temperatur Θs' am Ende der Aktivierungszeit geringer ist als di Temperatur Θs des vorhergehenden Zyklus und nicht dafür ausreicht, daß die Druckenergie bei einem Papier mit der Übergangsschwelle Θt den gewünschten Kontrast erzeugt. Unter diesen Bedingungen, reaktiviert die zweite Aktivierungsschaltung 14 das Heizelement im Laufe von Mikro-Haltezyklen Γ mit sehr kurzer Aktivierungsdauer, sobald dessen Temperatur beim Absinken die Temperatur Θi erreicht, in Figur 5 zum Zeitpunkt Tr, und bis zum Beginn des nächsten Zyklus zum Zeitpunkt Td. Unter diesen Bedingungen weicht die Temperaturkurve des Heizelementes im Laufe des auf den langen Zyklus folgenden Zyklus von der Kurve C derart ab, daß am Ende der Aktivierungsperiode von neuem die zur Erzeugung des gewünschten Kontrastes geeignete obere Temperatur Θs erreicht wird.In Figure 5, which again represents variations in the temperature of a heating element as a function of time, the curve C extends over a first relatively long cycle, at the end of which the lower temperature Θ'i of the element is lower than its initial temperature Θi, so that during the following cycle the upper temperature Θs' at the end of the activation time is lower than the temperature Θs of the previous cycle and is not sufficient for the printing energy to produce the desired contrast on a paper with the transition threshold Θt. Under these conditions, the second activation circuit 14 reactivates the heating element during micro-hold cycles Γ of very short activation duration, as soon as its temperature during the decrease reaches the temperature �Theta;i, in Figure 5 at the time Tr, and until the beginning of the next cycle at the time Td. Under these conditions, the temperature curve of the heating element deviates from the curve C during the cycle following the long cycle in such a way that at the end of the activation period the upper temperature �Theta;s suitable for producing the desired contrast is again reached.

Es ist gezeigt worden, daß die Temperatur der Umgebung, in der sich der Druckkopf 1 befindet, von dem Thermistor 11 geregelt wurde und daß in Abhängigkeit von dieser Temperatur die Widerstandselemente durch Regelung der Aktivierungszeiten mit einer mehr oder weniger großen Heizenergie versorgt wurden. Wenn man die Nenn-Energie bei 25 Grad Celsius mit En bezeichnet, dann kann beispielsweise die zuzuführende Heizenergie bei einem bestimmten Kopf zwischen 1,3 En bei 0 Grad Celsius und 0,8 En bei 60 Grad Celsius variieren.It has been shown that the temperature of the environment in which the print head 1 is located was regulated by the thermistor 11 and that, depending on this temperature, the resistive elements were supplied with a greater or lesser heating energy by regulating the activation times. If the nominal energy at 25 degrees Celsius is designated En, then, for example, the heating energy to be supplied for a given head can vary between 1.3 En at 0 degrees Celsius and 0.8 En at 60 degrees Celsius.

Betrachtet man zum Beispiel einen Druckzyklus der Heizelemente eines Zeilen-Druckkopfes von 10 ms, eine Nenn-Aktivierungsdauer TON²&sup5; bei 25 Grad Celsius von 0,8 ms und eine maximale Aktivierungsdauer TONmax von 1,25 ms bei den Temperaturen 0 Grad Celsius und 60 Grad Celsius, müssen die Heizelemente jeweils währendFor example, if we consider a print cycle of the heating elements of a line print head of 10 ms, a nominal activation time TON²⁵ at 25 degrees Celsius of 0.8 ms and a maximum activation time TONmax of 1.25 ms at temperatures of 0 degrees Celsius and 60 degrees Celsius, the heating elements must be

TON&sup0; = 0,8 x 1,3 = 1,04 msTON&sup0; = 0.8 x 1.3 = 1.04ms

TON&sup6;&sup0; = 0,8 x 0,8 = 0,64 msTON&sup6;&sup0; = 0.8 x 0.8 = 0.64ms

aktiviert werden.to be activated.

Bei einem Zyklus von 5 ms, einer Dauer TON²&sup5; von 0,6 ms und einer Dauer TONmax von 0,625 ms erhält manFor a cycle of 5 ms, a duration TON²⁵ of 0.6 ms and a duration TONmax of 0.625 ms, one obtains

TON&sup0; = 0,6 x 1,3 = 0,78 msTON&sup0; = 0.6 x 1.3 = 0.78ms

TON&sup6;&sup0; = 0,6 x 0,8 = 0,48 ms TON&sup6;&sup0; = 0.6 x 0.8 = 0.48ms

TON²&sup0; = 0,6 x 1,05 = 0,63 msTON²&sup0; = 0.6 x 1.05 = 0.63ms

Hieraus ergibt sich, daß bei einem Druckzyklus von 5 ms das System bei einer Temperatur von weniger als 25 Grad Celsius nicht korrekt funktionieren kann, da die Energie, die den Heizelementen zugeführt werden kann, dann nicht mehr ausreicht. Gewiß handelt es sich um saltene Situationen, da, wenn die Temperatur des Kopfes beim Anlegen der Spannung weniger als 25 Grad Celsius beträgt, dieser schnell nach dem Drucken einiger Dokumente und der Erwärmung der Elektronik des Systems diese Temperatur überschreitet.This means that, with a print cycle of 5 ms, the system cannot function correctly at a temperature of less than 25 degrees Celsius, as the energy that can be supplied to the heating elements is no longer sufficient. These are certainly rare situations, since if the head temperature is less than 25 degrees Celsius when the voltage is applied, it will quickly exceed this temperature after printing a few documents and the system electronics have heated up.

Wie dem auch sei, anstatt die Stromversorgung des Systems zu überdimensionieren, um die Elemente während einer doppelten Dauer aktivieren zu können, mit dem zusätzlichen Nachteil einer zu hohen Erwärmung, verlängert man, wenn die von dem Thermistor 11 erfaßte Temperatur des Kopfes eine festgelegte Schwelle unterschreitet und die Dauer der Druckzyklen, hier 5 ms, zumindest vorübergehend zu kurz wäre, die Dauer der Zyklen, hier durch ihre Verdopplung auf 10 ms, bis die Umgebungstemperatur am Kopf diese Schwelle überschreitet, jenseits derer die Zyklen verkürzt werden und wieder ihre Nenn-Dauer, hier 5 ms, annehmen.In any case, instead of over-dimensioning the system's power supply in order to be able to activate the elements for twice the duration, with the additional disadvantage of excessive heating, if the temperature of the head detected by the thermistor 11 falls below a predetermined threshold and the duration of the print cycles, here 5 ms, is too short, at least temporarily, the duration of the cycles is extended, here by doubling them to 10 ms, until the ambient temperature of the head exceeds this threshold, beyond which the cycles are shortened and return to their nominal duration, here 5 ms.

Claims

1. Method for controlling the contrast of a thermal line print head (1) of a printer, of a data transmission system, comprising a series of resistance elements which are activated and thereby heated by the passage of current supplied by a card (3) connected to a power source (4), in which the variable activation times of the resistance elements are controlled by means (7) accessible to the system, characterized in that at the start of printing the activation times of the resistance elements are set for a printing cycle of minimum duration and that in the case of printing cycles of duration exceeding this minimum duration the resistance elements are reactivated as soon as their temperature, when falling, reaches their initial temperature at the start of the cycle.

2. Method according to claim 1, in which the resistive elements are reactivated during a series of micro-hold cycles with a very short activation duration until the start of the next printing cycle.

3. Method according to one of claims 1 and 2, in which the activation times can be changed step by step.

4. Method according to one of claims 1 to 3, in which the activation times can be extended and shortened starting from a nominal time.

5. Method according to one of claims 1 to 4, in which, if the system includes a temperature control circuit (10) for the head (1) which is set to nominal limit temperatures in order to automatically regulate the activation times of the resistance elements depending on the heating of the head, when the activation times are changed, the said nominal limit temperatures are changed.

6. Method according to claim 5, in which said nominal limit temperatures are changed within specified ranges.

7. Method according to one of claims 1 to 6, in which, if the temperature of the head (1) falls below a defined threshold and the printing cycles would be too short to supply the resistance elements with sufficient heating energy, the cycle duration is extended until the head temperature exceeds said threshold.

8. Data transmission system comprising a printer with a line thermal print head for printing on a printing substrate whose contrast is regulated according to the method of claim 1, the head (1) comprising a series of resistive elements activated by a printer card (3) connected to a power source (4), system characterized in that it comprises a console (7) with keys for varying the activation times of the resistive elements, means for setting the activation times of the resistive elements for a printing cycle of minimum duration at the start of printing, and means (14) for reactivating the resistive elements during printing cycles whose duration exceeds this minimum duration.