DE69508533T2

DE69508533T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines thermischen Druckkopfes

Info

Publication number: DE69508533T2
Application number: DE69508533T
Authority: DE
Inventors: Chieko Aida; Takanobu Kameda; Tomoyuki Shimmura; Susumu Takatsu; Kenji Watanabe; Shigekazu Yanagisawa
Original assignee: Seiko Epson Corp; King Jim Co Ltd
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2015-12-01
Also published as: EP0714781A3; CN1048940C; JP3258878B2; EP0714781B1; EP0714781A2; HK1010707A1; DE69508533D1; US5690437A; US5980134A; JPH08207345A; EP0882596B1; US6042284A; CA2164244A1; KR960021541A; DE69518340T2; KR100368509B1; EP0882596A2; CA2164244C; HK1016545A1; CN1131613A

Description

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und ein Gerät zum Treiben und Steuern eines Thermokopfs, der bei einer Druckvorrichtung wie einem Schriftbanddrudrucker zum Drucken auf einem Schriftbandaufzeichnungsmedium verwendet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und ein Gerät zum genauen Treiben und Steuern eines Thermokopfs in Antwort auf Temperaturvariationen der Umgebung und des Thermokopfs.
In den letzten Jahren sind Druckvorrichtungen, die auf Schriftbandaufzeichnungsmedien drucken, sehr beliebt geworden. Derartige Aufzeichnungsmedien weisen auf ihrer Rückseite eine Haftschicht auf, die mit einem Ablöseschriftband bedeckt ist. Nach dem Drucken wird das Ablöseschriftband abgezogen, und das Schriftband wird an eine gewünschten Stelle wie beispielsweise einem Etikett angebracht. Da diese Art von Druckvorrichtung (in der vorliegenden Beschreibung als Schriftbanddrucker bezeichnet) klein und kompakt sein muß, muß auch der in dem Drucker verwendete Druckmechanismus klein sein. Ein typischer Schriftbanddrucker verwendet einen Thermotransferdruckmechanismus mit einem Thermokopf.
Wenn der Thermokopf in Gebrauch ist, muß die an jedes Heizelement gelieferte Leistung nach Maßgabe der Temperatur des Thermokopfs eingestellt werden. Verfahren zum Einstellen der Leistung sind in den folgenden Dokumenten offenbart:
JP-A-62-121072 offenbart ein Verfahren zum Steuern der an den Thermokopf angelegten Impulsweite entsprechend der Kühlplattentemperatur, die bei jedem Druckvorgang gemessen wird.
JP-A-64-14055 offenbart ein Verfahren zum Steuern des Thermokopftreibens durch Messen der Temperatur eines nahe dem Thermokopf angeordneten Thermistors und Vorhersagen der Temperaturänderung des Thermokopfs.
JP-A-2-2030 offenbart ein Verfahren, bei dem das Drucken vorübergehend unterbrochen wird, wenn die Temperatur des Thermokopfs bei Beendigung des Druckens sich stark von derjenigen bei Beginn des Druckens unterscheidet.
JP-A-2-9649 offenbart ein Verfahren, bei dem die Bedingungen für das Unterbrechen des Kopftreibens sich nach Maßgabe der Rate der Temperaturänderung der Einheit ändern, auf der der Thermokopf montiert ist.
JP-A-2-25345 offenbart ein Verfahren zum Treiben des Thermokopfs durch Feststellen des Temperaturgradienten nahe dem Thermokopf und Berechnen der Temperatur des Thermokopfs aus diesem Temperaturgradienten.
JP-A-2-45182 offenbart ein Verfahren zum Erfassen einer Kühlgebläsefehlfunktion (Überhitzen) auf der Basis der anfänglichen Temperatur des Thermokopfs und seiner Temperatur während des Druckens.
Beim Thermokopfdrucken ändert sich der Zustand des für den Thermotransfer verwendeten Farbbands nach Maßgabe der Umgebungstemperatur des Thermokopfs. In anderen Worten ändert sich die Qualität der gedruckten Punkte. Deshalb muß, um eine gute Druckqualität beizubehalten, die Wärmeerzeugung jedes Heizelements des Thermokopfs im Zusammenhang mit der Umgebungstemperatur des Thermokopfs gesteuert werden.
JP-A-62-23767 offenbart ein Verfahren zum Steuern des Thermokopftreibens, welches einen Sensor zum Messen der Temperatur des Thermokopfs und einen weiteren zum Messen der Umgebungstemperatur verwendet.
JP-A-2-121853 offenbart ein Verfahren zum Steuern des Thermokopftreibens, bei dem die Umgebungstemperatur jedesmal gemessen wird, wenn die anfängliche Einstellung des Druckers ausgeführt wird, und die dann mit der vorherigen Messung verglichen wird. Die an den Thermokopf gelieferte Treiberleistung wird nach Maßgabe einer vorbestimmten Berechnungsprozedur berechnet. Dann wird der Thermokopf nach Maßgabe des Ergebnisses der Berechnung getrieben.
Bei der obigen JP-A-62-23767 werden zwei Temperatursensoren benötigt. Somit ist dieses Verfahren nicht für einen Schriftbanddrucker geeignet, der klein und kompakt sein muß, wie oben ausgeführt.
Wenn ein Temperatursensor wie ein Thermistor nahe dem Thermokopf in der obigen JP-A-2- 121853 angeordnet ist, kann es sein, daß der Sensor die Umgebungstemperatur aufgrund der durch den Thermokopf erzeugten Wärme nicht genau messen kann. Dies kann es schwierig machen, das Thermokopftreiben zu steuern. Der Grund hierfür besteht darin, daß der Thermokopf eine Wärmequelle wird, wenn er arbeitet. Deshalb kann die mit dem nahe dem Thermokopf installierten Thermistor gemessene Temperatur sich ziemlich von der tatsächlichen Umgebungstemperatur unterscheiden. Selbst wenn sich die Umgebungstemperatur nicht ändert, ist beispielsweise die vor dem Beginn des Betriebs des Thermokopfs gemessene Temperatur anders als die nach Beendigung des Druckens gemessene. Es ist somit nicht möglich, das Thermokopftreiben allein nach Maßgabe der Umgebungstemperatur genau zu steuern.
Die vorliegende Erfindung soll die oben beschriebenen Probleme lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und ein Gerät zum Steuern des Thermokopftreibens nach Maßgabe der Umgebungstemperatur zu schaffen, welche mit einem einzigen Temperatursensor gemessen wird und nicht durch die Wärmeerzeugung vom Thermokopf beeinflußt ist. Der Temperatursensor ist nahe dem Thermokopf angeordnet.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einem Gerät gemäß Anspruch 7 gelöst.
Um die obigen Probleme zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Thermokopftreibens einer Druckvorrichtung, bei dem die Umgebungstemperatur des Thermokopfs gemessen wird und die Dauer des an die Heizelemente des Thermokopfs gelieferten Stromsignals nach Maßgabe der gemessenen Umgebungstemperatur gesteuert wird. Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird zuerst die Umgebungstemperatur des Thermokopfs sofort nach Einschalten der Stromversorgung für die Druckvorrichtung gemessen, wobei die gemessene Temperatur als anfängliche oder erste Temperatur T&sub1; bezeichnet wird; zweitens wird die Umgebungstemperatur des Thermokopfs gemessen, unmittelbar bevor der Thermokopf das Drucken auf ein Aufzeichnungsmedium beginnt, wobei die gemessene Temperatur als die Temperatur vor dem Drucken oder die zweite Temperatur T&sub2; bezeichnet wird; dann wird die Temperaturdifferenz zwischen der anfänglichen Temperatur T&sub1; und der Temperatur T&sub2; vor dem Drucken berechnet; und wenn die Temperaturdifferenz gleich oder kleiner als ein vorbestimmter erster Schwellenwert Ta ist, wird die Dauer der an die Heizelemente des Thermokopfs gelieferten Stromsignale nach Maßgabe der Temperatur T&sub2; vor dem Drucken gesteuert, während sie andernfalls nach Maßgabe der anfänglichen Temperatur T&sub1; gesteuert wird.
Gemäß diesem Verfahren wird die Temperatur des Thermokopfs als gleich der Temperatur seiner Umgebung angesehen, weil die Differenz zwischen der anfänglichen Temperatur und der Temperatur vor dem Drucken klein ist. Deshalb kann die Temperatur vor dem Drucken als die aktuellste Umgebungstemperatur verwendet werden, um eine geeignete Wäremeerzeugung von den Heizelementen des Thermokopfs zu erzielen. Wenn die Temperaturdifferenz zwischen der anfänglichen Temperatur T&sub1; und der Temperatur T&sub2; vor dem Drucken groß ist, wird daher angenommen, daß der Thermokopf vorgeheizt ist oder gerade das Drucken beendet hat. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn festgestellt wird, daß die Temperatur T&sub2; nicht die tatsächliche Umgebungstemperatur wiederspiegelt, die anfängliche Temperatur T&sub1; verwendet, um die geeignete Wärmeerzeugung von den Heizelementen des Thermokopfs zu erzielen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Umgebungstemperatur T3(i), wobei i eine positive ganze Zahl ist, des Thermokopfs außerdem jedesmal gemessen, wenn der Thermokopf auf ein Aufzeichnungsmedium druckt. Wenn die gemessene Temperatur T3(i) während des Druckens einen vorbestimmten Wert Tc überschreitet, wird der Druckvorgang abgebrochen. Dies bewirkt, daß der überhitzte Thermokopf den Betrieb einstellt.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Temperaturdifferenz zwischen der gemessenen Umgebungstemperatur T3(i+1) während des Druckens und der Temperatur T3(i) während des Druckens, die beim vorhergehenden Drucken gemessen wurde, berechnet; und wenn die berechnete Temperaturdifferenz einen vorbestimmten Wert TB überschreitet, wird die Dauer der an die Heizelemente des Thermokopfs gelieferten Stromsignale nach Maßgabe der Temperatur T&sub2; vor dem Drucken gesteuert.
Gemäß diesem Verfahren wird, wenn sich der Thermokopf überhitzt, die Dauer der an den Thermokopf gelieferten Stromsignale nach Maßgabe der Temperatur T&sub2; vor dem Drucken gesteuert, die normalerweise höher als die anfängliche Temperatur T&sub1; ist. Dieser Betrieb unterdrückt typischerweise die Wäremeerzeugung des Thermokopfs, was den Thermokopf vor Überhitzung bewahrt.
Es ist wünschenswert, die anfängliche Temperatur T&sub1; während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Ausschalten der Stromversorgung für die Druckvorrichtung zu speichern. Mit dieser Funktion kann, selbst wenn die Stromversorgung erneut eingeschaltet wird, bevor der Thermokopf ausreichend abgekühlt ist, die gespeicherte anfängliche Temperatur immer noch als die anfängliche Temperatur verwendet werden, die nicht durch die Wärmeerzeugung des Thermokopfs beeinflußt ist. In diesem Fall braucht die anfängliche Temperatur nicht notwendigerweise gemessen zu werden, wenn die Stromversorgung erneut eingeschaltet wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Geräts der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schaltung, die die Umgebungstemperatur des Thermokopfs mißt, einen Thermistor als Temperatursensor und einen A/D-Umsetzer zum Messen der Ausgangsspannung des Thermistors. Es ist bevorzugt, eine gemeinsame Spannung sowohl für die Betriebsspannung des Thermistors als auch die Referenzspannung für den A/D-Umsetzer zu verwenden, da diese Konfiguration verhindert, daß sich das Ausgangssignal des Thermistors ändert, selbst wenn die Betriebsspannung im Fall des Batteriebetriebs abfällt. Das Gerät enthält ferner eine CPU, die die Differenz zwischen den Temperaturen T&sub1; und T&sub2; berechnet. Die CPU steuert die Abläufe der verschiedenen Schritte beim Verfahren der vorliegenden Erfindung.
Weitere Aufgaben und Vorteile sowie ein vollständigeres Verständnis der Erfindung ergeben sich aus dem Bezug auf die folgende Beschreibung und die Ansprüche in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schriftbanddruckers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Innenansicht des Schriftbanddruckers gemäß der vorliegenden Erfindung, nachdem die Schriftbandpatrone herausgenommen wurde.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die das Innere der Schriftbandpatrone zeigt.
Fig. 4 ist ein schematisches Blockschaltbild, das das Steuersystem des Schriftbanddruckers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein schematisches Schaltbild der Temperaturmeßschaltung.
Fig. 6 ist ein schematisches Schaltbild der Spannungsmeßschaltung.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm des Betriebs zum Identifizieren der Art der eingesetzten Patrone und der Art der verwendeten Stromversorgung.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm des Betriebs zum Steuern des Thermokopftreibens.
Fig. 9 zeigt die zeitliche Temperaturänderung der Heizelemente des Thermokopfs, wenn Stromsignale an sie angelegt werden.
Fig. 10 zeigt die Zeitsteuerung der Messung der Temperatur während des Druckens.
Fig. 11A-11C zeigen die Verfahren zum Beschleunigen des Schrittmotors; Fig. 11A zeigt das herkömmliche Verfahren; Fig. 11B zeigt ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung; und Fig. 11C zeigt ein anderes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 12 zeigt die Beziehungen zwischen der Schriftbandbreite, dem Thermokopftreiben und der Druckgeschwindigkeit.
Fig. 13 zeigt die Beziehungen zwischen der Schriftbandbreite, der. Spannung der Stromversorgung und der Druckgeschwindigkeit.
Fig. 14 zeigt die Pulsweitenmodulation für die Impulssignale zum Treiben des Schrittmotors.
Eine ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung zum Steuern des Thermokopftreibens, angewendet auf einen Schriftbanddrucker, wird nachstehend unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen angegeben. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Elemente.
Fig. 1 ist eine Außenansicht des Schriftbanddruckers der vorliegenden Ausführungsform. Ein Schriftbanddrucker 1 weist einen Aufbau ähnlich wie ein herkömmlicher Schriftbanddrucker auf und umfaßt ein Gehäuse 2, eine Tastatur 3 auf ihm und eine Abdeckung 4 mit Drehgelenken an der Rückseite, die sich öffnet und schließt. Ein Handgriff 5 ist an der Vorderseite des Gehäuses 2 gebildet. Das Drücken eines Öffnungsknopfes 6 in der Mitte öffnet die Abdeckung 4. Die Abdeckung 4 enthält auf einer Seite ein Fenster 4a, durch das eine innen befindliche Flüssigkristallanzeige sichtbar ist, und ein weiteres Fenster 4b auf der anderen Seite, durch das eine in das Patronenfach eingesetzte Schriftbandpatrone zu sehen ist (vgl. Fig. 2).
An einer Seite des Gehäuses 2 befindet sich hinten eine Wechselstromadapterbuchse 4c und vorn ein Netzschalter 4d. Ein Batteriefach (nicht gezeigt) ist innerhalb des Gehäuses 2 gebildet, und Batterien können durch Öffnen einer hinteren Abdeckung des Gehäuses 2 eingelegt oder ersetzt werden. Diese Konfiguration ist die gleiche wie beim herkömmlichen Schriftbanddrucker.
Fig. 2 zeigt die Ansicht, wie sie gesehen wird, wenn die Abdeckung 4 geöffnet ist. Wenn die Abdeckung 4 geöffnet ist, liegt ein im Gehäuse 2 gebildetes Fach 8 für eine Schriftbandpatrone 7 offen. Gleichzeitig liegt auch ein nahe dem Patronenfach 8 gelegener Anzeigeschirm 9a der Flüssigkristallanzeige 9 frei.
Zuerst wird der Aufbau der herausnehmbaren Schriftbandpatrone 7 unter Bezug auf die Fig. 2 und 3 beschrieben. Das Gehäuse der Schriftbandpatrone 7 umfaßt einen oberen Gehäuseteil 7a und einen unteren Gehäuseteil 7b. Ein Durchgangsloch für den Thermokopf ist in beiden Gehäuseteilen gebildet. Die Schriftbandpatrone 7 enthält eine Trommel 72 für das Schriftbandaufzeichnungsmedium T (nachstehend als Schriftband bezeichnet) und eine Trommel 73 für ein Farbband. Sie enthält ferner eine Andruckwalze 74 und eine Farbbandwickeltrommel 75. Das von der Schriftbandtrommel 72 ausgerollte Schriftband T läuft längs des Wegs, der in Fig. 3 als fettgedruckte gestrichelte Linie gezeigt ist, und tritt durch eine Öffnung 76 an einer Seite des Gehäuses aus. Das Farbband R läuft längs des Wegs, der als eine fettgedruckte durchgezogene Linie in Fig. 3 gezeigt ist, und ist an der Andruckwalze 74 auf das Schriftband T aufgelegt. Das Farbband R passiert längs der Innenseite des Durchgangslochs 71 und wird um die Farbbandwickeltrommel 75 gewickelt.
Das Drucken erfolgt an der Andruckwalze 74, wo das Schriftband T auf dem Farbband R aufzuliegen kommt. Ein Fenster 71a ist in der Seitenwand des Durchgangslochs 71 gebildet, die der Andruckwalze 74 zugewandt ist. Ein Spindeleinführloch 72a zum Positionieren ist im Zentrum der Schriftbandtrommel 72 gebildet, ein Walzenantriebsspindeleinführloch 74a im Zentrum der Andruckwalze 74 und ein anderes Trommelantriebsspindeleinführloch 75a im Zentrum der Farbbandwickeltrommel 75.
Die Vorderseite des Schriftbands T wird zum Drucken verwendet, und seine Rückseite ist mit einer Haftschicht beschichtet, die mit einem Ablöseschriftband bedeckt ist. Somit kann man das bedruckte Schriftband durch Entfernen des Ablöseschriftbands an jeder beliebigen Stelle anbringen. Die Drucker der vorliegenden Ausführungsform sind ausgelegt, um eine Schriftbandpatrone aufzunehmen, die ein Schriftband mit entweder 6, 9, 12, 18 oder 24 mm Breite enthält.
Das Schriftbandpatronenfach 8 zur Aufnahme der Schriftbandpatrone weist eine Kopfeinheit 12 auf, die einen Thermokopf 11 enthält, eine Spindel 13 zum Positionieren, eine Andruckwalzenantriebsspindel 14 und eine Farbbandtrommelantriebsspindel 15, die aus dem Boden des Fachs hervorragen. Wenn die Schriftbandpatrone 7 eingesetzt ist, passen die obigen Komponenten zum Durchgangsloch 71, zum Schriftbandtrommelspindeleinführloch 72a, Andruckwalzenantriebsspindeleinführloch 74a bzw. Farbbandtrommelantriebsspindeleinführloch 75a. Bei eingesetzter Schriftbandpatrone 7 liegen Heizelemente 11a, die in einem vertikalen Feld auf der Oberfläche des Thermokopfs 11 angeordnet sind, dem Schriftband T und dem Farbband R gegenüber, die auf der Andruckwalze 74 durch das Fenster 71a in dem Schriftbandpatroneneinführdurchgangsloch 71 laufen. Der Thermokopf 11 kann sich von der mit einer durchgezogenen Linie in Fig. 3 gezeigten Druckposition in die in fiktiven Umrißlinien gezeigte Freigabeposition und umgekehrt drehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform aktiviert, wenn die Abdeckung 4 geschlossen ist, ein auf der Rückseite der Abdeckung 4 gebildeter Vorsprung 4e einen Mechanismus (nicht gezeigt) derart, daß sich der Druckkopf von der Freigabeposition in die in durchgezogener Linie gezeigte Druckposition bewegt. Ferner ermöglicht es das Drücken des Gehäuseöffnungsknopfs 6, daß sich der Thermokopf 11 in die Freigabeposition zurückbewegt.
Das Gehäuse 2 weist einen Schriftbandaustritt 16 auf, der einem Schriftbandaustritt 76 an der eingesetzten Schriftbandpatrone 7 gegenüberliegt. Das Schriftband T kommt aus dem Drucker sowohl durch den Schriftbandaustritt 76 an der Patrone als auch den Schriftbandaustritt 16 am Gehäuse heraus. Ein Abschneider (nicht gezeigt) ist am Schriftbandaustritt 16 vorgesehen, wo das Schriftband abgeschnitten wird, wenn ein hinter dem Schriftbandaustritt 16 angeordneter Abschneideknopf 17 nach unten gedrückt wird. Der Mechanismus für den Abschneider ist der gleiche wie beim herkömmlichen Schriftbanddrucker.
Das Gehäuse 2 umfaßt ferner eine Leiterplatte, die den Betrieb jeder Komponente des Druckers steuert, einen Schrittmotor, der die Antriebselemente wie die Andruckwalze, die Farbbandwickeltrommel, etc. antreibt, und ein bereits zuvor genanntes Batteriefach.
Als nächstes wird das in dem Drucker der vorliegenden Ausführungsform verwendete Steuersystem unter Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Das Herz des Steuersystems ist eine Steuerschaltung 20. Die Steuerschaltung weist einen Ein-Chip-Mikrocomputer (CPU) 21, ein Masken-ROM 22 und verschiedene Schaltungen auf, die eine Schnittstelle der CPU 21 mit den peripheren Schaltungen bilden. Die Tastatur 3 und die Flüssigkristallanzeige 9 sind direkt oder indirekt über Interfaces mit der CPU 21 gekoppelt und werden von der CPU 21 gesteuert.
Ein Netzschalter 4d und ein Abdeckungsstatuserfassungsschalter 23 zum Erfassen, ob die Abdeckung geschlossen oder offen ist, sind an die Eingangsports der CPU 21 angeschlossen. Ferner ist ein Unterscheidungsschalter 24 an die CPU 21 angeschlossen. Der Unterscheidungsschalter 24 ist in einer der unteren Ecken des Patronenfachs 8 angeordnet. Der Unterscheidungsschalter 24 weist drei Identifikationsschalter 24a, 24b und 24c auf, die in drei Schriftbandidentifikationslöcher 77 passen, die im Gehäuse der Schriftbandpatrone 7 gebildet sind. Der Identifikationsschalter erzeugt ein "Ein"-Signal, wenn der Schalter stark hervorragt, während er ein "Aus"-Signal erzeugt, wenn er wenig hervorragt. Steifenpatronen 7 weisen unterschiedliche Kombinationen von Schriftbandidentifikationslochtiefen (tief oder flach) auf, die je nach der Breite des Schriftbands T variiert, den die Schriftbandpatrone enthält. Deshalb gibt das Ausgangssignal des Unterscheidungsschalters 24 die in der eingesetzten Schriftbandpatrone 7 enthaltene Schriftbandbreite an. Die Heizelemente des Thermokopfs werden nach Maßgabe der Schriftbandbreite unterschiedlich betrieben, wie nachstehend beschrieben.
Die Bezugszahl 25 bezeichnet eine Stromversorgungseinheit. Entweder ein Wechselstromadapter 26 oder eine Batterie 27 liefert die Gleichstromleistung an die Stromversorgungseinheit. Die Buchse 4c enthält die Eingangsanschlüsse für den Gleichstrom, und der Strom vom Wechselstromadapter 26 wird durch Einführen eines Steckers 29 geliefert. Das Einführen des Steckers 29 unterbricht mit Hilfe von Unterbrechungskontakten die Verbindung der Batterie 27 mit der Stromversorgungseinheit 25. Die Buchse 4c weist einen weiteren Kontakt auf, durch den ein Signal BT an die CPU 21 geliefert wird.
Auf der Basis des BT-Signals ermittelt die CPU 21, ob der Strom vom Wechselstromadapter 26 oder von der Batterie 27 geliefert wird. Die vorliegende Ausführungsform verwendet verschiedene Drucksteuerungen, die von der Art der Stromversorgung abhängen.
Die vom Thermokopf 11 erzeugte Druckdichte ist eine Funktion der Dauer des an die Heizelemente 11a gelieferten Stromsignals, der Betriebsspannung und der Umgebungstemperatur. Bei der vorliegenden Ausführungsform messen eine Temperaturmeßschaltung 31 und eine Spannungsmeßschaltung 32 die Umgebungstemperatur bzw. die Betriebsspannung. Die Ausgangssignale der Schaltungen 31 und 32 werden an Analog/Digital-(A/D)-Umsetzungseingangsports AD1 bzw. AD2 geliefert. Die CPU 21 setzt die Eingangsspannungen in Digitalwerte um und verwendet sie, um das System in nachstehend aufgezeigter Weise zu steuern.
Die Temperaturmeßschaltung 31 der vorliegenden Ausführungsform verwendet einen Thermistor 31a als einen Temperatursensor, wie in Fig. 5 gezeigt. Die Spannungsdifferenz zwischen den zwei Anschlüssen des Thermistors wird an den A/D-Umsetzungseingangsport AD1 geliefert. Die Referenzspannung für die A/D-Umsetzung ist gleich der Betriebsspannung Vcc für den Thermistor. Als Ergebnis ändert sich, selbst wenn die Spannung nach dem Umschalten in den Batteriebetriebsmodus abfällt, die Referenzspannung entsprechend. Deshalb wird die Temperatur mit dem Thermistor 31a unabhängig von der Variation der Batteriespannung präzise gemessen.
Die in Fig. 6 gezeigte Spannungsmeßschaltung 32 enthält eine Konstantspannungserzeugungsschaltung 32a, die eine Konstantspannung erzeugt, wenn sie im Bereich der Betriebsspannungen arbeitet. Die erzeugte Konstantspannung V0 wird in den A/D-Umsetzungseingangsport AD3 der CPU 21 eingegeben. Die Referenzspannung Vref für die A/D-Umsetzung ist die gleiche wie die vorgenannte Betriebsspannung Vcc. Selbst wenn die Spannung der Batterie 27 abfällt und sich die Betriebsspannung Vcc ändert, kann die Spannung der Stromversorgung präzise gemessen werden, indem auf die an den Eingangsport AD3 angelegte Konstantspannung V0 Bezug genommen und die gemessene Spannung entsprechend eingestellt wird. Somit ermöglicht die vorliegende Ausführungsform eine präzise Messung der Spannung der Stromversorgung selbst dann, wenn eine Batterie als Stromversorgung verwendet wird.
Das Masken-ROM 22 speichert verschiedene Zeichensätze und ist über den Adressenbus und den Datenbus mit der CPU 21 verbunden. Die Flüssigkristallanzeige 9 umfaßt einen Anzeigeschirm 9a, einen Treiber für den Anzeigeschirm 9a und einen Treiber-Controller zum Steuern des Treibers 9b.
Der Druckmechanismus des Druckers der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Thermokopf 11 und einen Schrittmotor 41 als wichtigste mechanische Elemente. Er enthält ferner einen Drucker-Controller 42 und einen Motortreiber 43 als wichtigste Steuerelemente. Der Thermokopf 11 der vorliegenden Ausführungsform weist 128 Heizelemente 11a auf, die in einem vertikalen Feld mit einem festen Abstand angeordnet sind. Der Drehwinkel des Schrittmotors 41 wird durch die Phasen von vier Treibersignalen bestimmt. Die mit einem einzelnen Schritt des Schrittmotors 41 vorgeschobene Schriftbandlänge kann durch einen Untersetzungsmechanismus eingestellt werden, der im Gehäuse zwischen dem Schrittmotor und der Andruckwalzenantriebsspindel angeordnet ist. Das Schriftband wird durch Antreiben des Schrittmotors 41 über eine feste Anzahl an Schritten in Synchronisation mit dem Drucken einer Ein-Punkt-Spalte vorgeschoben.
Das interne ROM der CPU 21 speichert verschiedene Steuerprogramme zum Treiben und Steuern der vorstehend beschriebenen peripheren Schaltungen. Die Ausführung dieser Programme steuert den Betrieb des Systems.
Als nächstes wird der Druckerbetrieb der vorliegenden Ausführungsform nachstehend beschrieben. Zunächst zeigt Fig. 7 ein Flußdiagramm zum Identifizieren der Art der Betriebsstromversorgung und der Art der eingesetzten Schriftbandpatrone. Sobald der Netzschalter aktiviert wird (Schritt ST1), stellt der Drucker auf der Basis des Signals BT, welches das identifikationssignal ist, fest, ob die Stromversorgung der Wechselstromadapter 26 oder die Batterie 27 ist (Schritt ST2). Die in den obigen Schritten erhaltenen Ergebnisse sowie die in den folgenden Schritten zu erhaltenden Ergebnisse werden im Arbeitsregisterbereich des internen RAM der CPU 21 gespeichert. Wenn die Stromversorgung eine Batterie ist, überprüft der Drucker, ob die Batterie mit der richtigen Polarität eingelegt ist (Schritt ST3). Wenn der Drucker feststellt, daß die Polarität falsch ist, erfaßt er, daß eine Anomalie aufgetreten ist, schaltet die Stromversorgung ab und beendet den Betrieb (Schritt ST4). Danach wird aus den Signalen der Unterscheidungsschalter die Art der eingesetzten Schriftbandpatrone 7 bestimmt (Schritt ST5). Bei der vorliegenden Ausführungsform sind fünf Arten von Schriftbandpatronen 7 mit unterschiedlichen Breiten vorhanden. Wenn eine Schriftbandpatrone dort nicht vorgefunden wird, wird eine Warnung für einen anormalen Betrieb auf dem Flüssigkristallanzeigeschirm 9a angezeigt, die Stromversorgung abgeschaltet, und der Betrieb endet (Schritt ST6). Dadurch sind die Art der verwendeten Stromversorgung und die Art der eingesetzten Patrone festgestellt.
Fig. 8 zeigt das Flußdiagramm zum Steuern der Dauer des an die Heizelemente des Thermokopfs gelieferten Stromsignals in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des Thermokopfs 11. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur des Thermokopfs unmittelbar nach dem Einschalten gemessen, und die gemessene Temperatur wird als T&sub1; bezeichnet. Wenn der Druckbefehl ausgegeben wird, wird die Umgebungstemperatur des Thermokopfs genau vor Beginn des Druckens gemessen, und diese Temperatur wird als T&sub2; bezeichnet. Nach Beginn des Druckens wird die Umgebungstemperatur des Thermokopfs 11 jedesmal gemessen, wenn eine Ein-Punkt-Linie gedruckt wird, und die gemessene Temperatur wird als T3(i) (i ist ein positive ganze Zahl) bezeichnet. Wenn sich die gemessene Temperatur ändert, wird die Dauer des an die Heizelemente des Thermokopfs 11 gelieferten Stromsignals geändert.
Als nächstes werden nachstehend die Schritte für die Steuerung der Signaldauer beschrieben. Zunächst wird die unter Bezug auf Fig. 7 beschriebene Initialisierung nach dem Einschalten ausgeführt. Dann wird die anfängliche Temperatur T&sub1; des Thermokopfs 11 auf der Basis des Signals von der Temperaturmeßschaltung 31 gemessen (Schritt ST11), und der Ablauf wartet auf einen Druckbefehl (Schritt ST12). Wenn der Druckbefehl ausgegeben wird, wird die Temperatur T&sub2; genau vor Beginn des Druckens gemessen (Schritt ST13). Danach wird die Differenz zwischen T&sub1; und T&sub2; berechnet und mit einem vorbestimmten Wert Ta verglichen, um festzustellen, ob die Differenz größer oder kleiner als Ta ist (Schritt ST14).
Im allgemeinen ändert sich die Temperatur der Umgebung zwischen dem Zeitpunkt des Einschaltens und dem Zeitpunkt genau vor Beginn des Druckens nicht stark. Die Temperaturdifferenz beträgt typischerweise weniger als 5ºC. Wenn beispielsweise Ta auf 5ºC eingestellt wird und die Temperaturdifferenz kleiner als Ta ist, wird deshalb die Temperatur T&sub2; als die Umgebungstemperatur des Thermokopfs 11 angesehen.
In diesem Fall wird eine die Schritte ST15 bis ST19 umfassende Schleife ausgeführt. D. h., die Dauer des an die Heizelemente 11a des Thermokopfs 11 gelieferten Impulses wird für die Temperatur T&sub2; bestimmt, um gedruckte Punkte geeigneter Dichte zu bilden. Bei jedem Drucken, d. h. bei jedem an den Thermokopf 11 angelegten Impuls, wird die Temperatur gemessen und als T3(i), gespeichert. Wenn T3(i) größer als die Temperatur ist, die das Überhitzen des Thermokopfs 11 anzeigt, erfaßt der Drucker, daß eine Anomalie aufgetreten ist, bricht den Betrieb ab und schaltet aus (Schritt ST18 bis ST20).
Die Temperatur, die das Überhitzen des Thermokopfs in Schritt ST18 und dem nachstehend beschriebenen Schritt ST28 definiert, muß so festgelegt sein, daß keine Beschädigung des Thermokopfs auftreten kann, keine Beeinträchtigung des Gehäuses oder anderer Komponenten nahe dem Thermokopf auftreten kann und keine Gefahr auftreten kann, sich zu verbrennen, selbst wenn Finger den Thermokopf berühren. Die typische bevorzugte Temperatur beträgt etwa 70ºC.
Wenn die Differenz zwischen den Temperaturen T&sub1; und T&sub2; mehr als Ta ist, wird angenommen, daß sich der Thermokopf 11 bei den vorherigen Druckvorgängen aufgeheizt hat, und es wird davon ausgegangen, daß die Umgebungstemperatur durch den aufgeheizten Thermokopf beeinflußt worden ist. In diesem Fall wird die Umgebungstemperatur auf die anfängliche Temperatur T&sub1; eingestellt, und die Impulsdauer wird für diese Temperatur festgelegt. In anderen Worten, der Betrieb geht von Schritt ST14 zu Schritt ST21, bei dem die Temperatur T&sub2; als T3(i) gespeichert wird. Dann wird die Dauer des an den Thermokopf 11 angelegten Impulses für die anfängliche Temperatur T&sub1; bestimmt (Schritte ST22 und ST23). Danach wird die Temperaturmessung ausgeführt (Schritt ST24), und die gemessene Temperatur wird als T3(i+1) gespeichert (Schritt ST25).
Somit wird im Fall, in dem die Differenz zwischen den Temperaturen T&sub1; und T&sub2; größer als Ta ist, die Signaldauer durch die anfängliche Temperatur T&sub1; bestimmt. Der Thermokopf wird durch wiederholte Druckvorgänge aufgeheizt und kann überhitzen. D. h., wenn die aktuell gemessene Temperatur T3(i+1) um die vorbestimmte Temperatur TB größer als die während des vorhergehenden Druckens gemessene Temperatur T3(i), darf der Druckkopf 11 nicht weiter geheizt werden. Der typische Wert für TB ist etwa 1ºC.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die Temperatur des Thermokopfs 11 gegenüber dem vorherigen Druckvorgang übermäßig steigt, geht der Betrieb von Schritt ST26 zu Schritt ST15, indem die Dauer des Signals an den Thermokopf 11 für die Temperatur T&sub2; vor dem Drucken bestimmt wird. Da die Temperatur T&sub2; größer als die anfängliche Temperatur T&sub1; ist, ist die für T&sub2; bestimmte Signaldauer typischerweise kleiner als diejenige für T&sub1;. Als Folge wird die an den Thermokopf 11 gelieferte Energie reduziert, und dies bewahrt den Thermokopf vor Überhitzung.
Wenn sich der Thermokopf 11 nach allmählichem Ansammeln von Wärme bei den einzelnen Druckvorgängen überhitzt, erfaßt der Betrieb dies aus der Temperatur T3(i), in Schritt ST28, bricht den Druckvorgang ab und schaltet die Stromversorgung aus (Schritt ST20).
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die anfängliche Temperatur T&sub1; selbst nach dem Ausschalten der Stromversorgung für eine spezifizierte Zeitspanne gespeichert (nicht in Fig. 8 gezeigt). Der Grund hierfür ist der folgende: Wenn die Stromversorgung innerhalb zu kurzer Zeit wieder eingeschaltet wird, nachdem sie nach einer Serie von Druckvorgängen ausgeschaltet wurde, kann es sein, daß der Thermokopf nicht ausreichend abgekühlt ist. Demzufolge repräsentiert die nach dem Einschalten gemessene neue anfängliche Temperatur T&sub1; nicht die reale Umgebungstemperatur des Thermokopfs 11. Deshalb wird bei der vorliegenden Ausführungsform die anfängliche Temperatur T&sub1; für eine spezifizierte Zeitspanne nach dem Ausschalten der Stromversorgung gespeichert, während der der Thermokopf 11 ausreichend abkühlen kann. Für diesen Zweck kann ein EPROM als Speicheranordnung verwendet werden. Somit wird, wenn die Stromversorgung beispielsweise innerhalb fünf Minuten erneut eingeschaltet wird, die gespeicherte Temperatur T&sub1; als neue anfängliche Temperatur verwendet (in diesem Fall kann der Schritt des Messens der anfänglichen Temperatur weggelassen werden). Wenn der Drucker die Funktion einer automatischen Ausschaltung der Stromversorgung aufweist, kann die anfängliche Temperatur gelöscht werden, wenn die Stromversorgung durch diese Funktion ausgeschaltet wird.
Die Zeitsteuerung zum Messen der Temperatur T3(i) während des obigen Steuerbetriebs ist nachstehend beschrieben. Fig. 9 zeigt die Temperaturänderung eines Heizelements des Thermokopfs 11, wenn Impulse an den Thermokopf angelegt werden. Die Änderung hängt von der Temperatur des Heizelements vor Anlegen des Impulses ab. Deshalb ist es wünschenswert, die Temperatur unmittelbar nach Anlegen des Impulses zu messen, wie in Fig. 10 gezeigt, um die Wärmeerzeugung des Heizelements des Thermokopfs zu steuern.
Der Drucker 1 der vorliegenden Ausführungsform kann das Drucken beginnen, bevor die Schriftbandgeschwindigkeit konstant wird. Da das Drucken beginnt, während der Schrittmotor für den Schriftbandtransport auf die konstante Druckgeschwindigkeit hin beschleunigt wird, kann in anderen Worten jener Abschnitt des Schriftbands, der normalerweise verschwendet wird, nun eingespart werden. Bei dem herkömmlichen Verfahren wird, wenn der Schrittmotor 41 startet, er in mehreren Schritten auf eine konstante Geschwindigkeit beschleunigt, um einen unregelmäßigen Betrieb zu vermeiden, wie in Fig. 11A gezeigt. Die als Vp bezeichnete konstante Geschwindigkeit ist eine Druckgeschwindigkeit und beträgt typischerweise 10 mm/s. Der Schrittmotor empfängt beispielsweise ein Signal zum Starten zum Zeitpunkt t&sub0; und wird in fünf Schritten beschleunigt, um die Druckgeschwindigkeit von 10 mm/s zum Zeitpunkt t&sub2; zu erreichen, wenn das Drucken tatsächlich beginnt. Da das Schriftband zum Zeitpunkt t&sub0; zu laufen beginnt, wird die Schriftbandlänge, die während der Zeitspanne zwischen t&sub0; und t&sub2; vorgeschoben wird, verschwendet.
Wie in Fig. 11B gezeigt, beginnt der Drucker 1 der vorliegenden Ausführungsform den tatsächlichen Druckvorgang zum Zeitpunkt t&sub1;, bevor die konstante Druckgeschwindigkeit erreicht ist. Die Motorgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t&sub1; beträgt Vp&sub1;, die langsamer als Vp ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, nachdem der tatsächliche Druckvorgang beginnt, die Beschleunigung niedriger eingestellt als diejenige vor dem Druckvorgang, so daß die konstante Druckgeschwindigkeit Vp zum Zeitpunkt t&sub3; erreicht wird, was später als t&sub2; ist. Da die Beschleunigung niedrig eingestellt wird, wenn der tatsächliche Druckvorgang beginnt, werden die gedruckten Punkte nicht deformiert. In anderen Worten ist die Beschleunigung so niedrig eingestellt, daß die Druckqualität nicht verschlechtert wird. Als Folge ist die Schriftbandlänge, die vor dem tatsächlichen Druckvorgang (Zeitpunkt t&sub1;) vorgeschoben wird, kleiner als diejenige beim herkömmlichen Verfahren, weshalb bei der vorliegenden Ausführungsform eine geringere Papiermenge verschwendet wird.
Die Druckgeschwindigkeit Vp kann höher, beispielsweise 15 mm/s, als die herkömmliche Druckgeschwindigkeit von 10 mm/s sein. In diesem Fall kann jedoch die Beschleunigung des Motors in fünf Schritten einen irregulären Betrieb des Motors hervorrufen, was zu einer Verschlechterung der Druckqualität führt. Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, die Anzahl an Schritten zu erhöhen. Wenn der Motor allmählich auf die höhere Druckgeschwindigkeit beschleunigt wird, wird eine lange Zeitspanne benötigt, bevor er die Druckgeschwindigkeit erreicht. Viel Papier wird verschwendet. Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Druckvorgang beginnen kann, während der Motor beschleunigt wird, ist es möglich, daß der Motor zuerst in der herkömmlichen Weise beschleunigt werden kann, wie in Fig. 11C gezeigt, wonach der Druckvorgang zum Zeitpunkt t&sub2; beginnt, und dann wird der Motor nach dem Zeitpunkt t&sub2; langsam beschleunigt. Dieses Verfahren führt zur gleichen Menge an verschwendetem Schriftband wie das herkömmliche Verfahren. Somit ermöglicht die vorliegende Ausführungsform ein schnelleres Drucken, während die gleiche Menge an verschwendetem Schriftband zu Beginn des Druckens verbraucht wird, wie es der herkömmliche Drucker tut.
In ähnlicher Weise kann auch ein Drucken erfolgen, wenn der Motor abbremst, um das Drucken zu beenden. Es findet keine Verschlechterung der Druckqualität statt, wenn das Abbremsen während des Druckens schwach genug ist.
Als nächstes werden die Drucksteuerungen der vorliegenden Ausführungsform während der Verwendung der Batterie 27 als Stromquelle nachstehend beschrieben. Da eine Batterie eine begrenzte Kapazität aufweist, sind Drucksteuerungen mit geringem Stromverbrauch sehr wünschenswert. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden verschiedene Thermokopftreiberverfahren und Druckgeschwindigkeiten (Schriftbandgeschwindigkeiten) für verschiedene Arten von Schriftbandpatronen 7 verwendet.
Das Thermokopftreiberverfahren für ein schmales Schriftband besteht darin, daß alle Punkte der Spalte gleichzeitig gedruckt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Thermokopf 11 128 Heizelemente 11a auf, die in einem vertikalen Feld angeordnet sind, und er kann für Schriftbänder mit bis zu 24 mm Breite verwendet werden. Deshalb wird für ein Schriftband von 6 mm Breite, dem schmälsten, nur ein Teil der 128 Heizelemente zum Drucken einer Spalte von Punkten gleichzeitig verwendet. Für ein Schriftband von 24 mm Breite können jedoch alle 128 Heizelemente gleichzeitig aktiviert werden. Der Treiberstrom ist proportional zur Anzahl an Heizelementen, die zu einem beliebigen Zeitpunkt gerade aktiv sind. Deshalb ist ein höherer Strom erforderlich, um auf einem breiteren Schriftband zu drucken. Um den Treiberstrom niedrig zu halten, kann man je nach Schriftbandbreite eine Spalte von Punkten entweder in einem Durchgang oder mehreren Durchgängen drucken, wie in Fig. 12 gezeigt.
Für Schriftbänder von 6 mm und 9 mm Breite werden alle erforderlichen Heizelemente zum Drucken der Spalte von Punkten gleichzeitig getrieben. Für Schriftbänder von 12 mm und 18 mm Breite ist jedoch die zum Drucken der Spalte erforderliche Anzahl an Heizelementen höher, weshalb die Elemente in zwei Gruppen unterteilt werden, die alternierend getrieben werden. Beispielsweise werden im ersten Durchlauf die von oben gezählt ungeradzahligen der 128 Heizelemente aktiviert, während im nächsten Durchlauf die geradzahligen Heizelemente aktiviert werden. Zum Drucken auf dem breitesten Schriftband von 24 mm Breite werden alle 128 Heizelemente verwendet, um die Spalte von Punkten zu drucken. In diesem Fall wird die Spalte in drei Gruppen von Heizelementen gedruckt. Im anfänglichen Durchlauf sind das erste Heizelement und jedes dritte Element danach eingeschaltet; im zweiten Durchlauf werden das zweite Heizelement und jedes dritte Element danach eingeschaltet, und im dritten Durchlauf werden das dritte Heizelement und jedes dritte Element danach eingeschaltet.
Das Treiben der Heizelemente in separaten Gruppen hält den Treiberstrom niedrig und ermöglicht es, daß eine Batterie mit einer begrenzten Kapazität für die Drucksteuerung verwendet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Druckgeschwindigkeit (Schriftbandgeschwindigkeit) nach Maßgabe der Schriftbandbreite geändert, wie in Fig. 12 gezeigt. Die Unterschiede in der Druckgeschwindigkeit spiegeln die Unterschiede beim Treiberverfahren der Heizelemente 11a des Thermokopfs 11 wieder, wie oben beschrieben. Die Druckgeschwindigkeit für schmälere Schriftbänder ist höher, während diejenige für breitere Schriftbänder niedriger ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Druckgeschwindigkeit für die Schriftbänder von 6 mm, 9 mm und 12 mm Breite 15 mm/s, während die Druckgeschwindigkeiten für die Schriftbänder von 18 mm und 24 mm Breite 10 mm/s bzw. 7 mm/s sind. Somit ermöglicht das Ändern des Treiberverfahrens nach Maßgabe der Schriftbandbreite, daß der Drucker mit unterschiedlicher und geeigneterer Druckgeschwindigkeit druckt, wie es durch verschiedene Bedingungen diktiert wird.
Abhängig von der Schriftbandbreite kann eine unterschiedliche Treiberenergie an den Thermokopf geliefert werden. Die Technik des Änderns des Treiberverfahrens nach Maßgabe der Schriftbandbreite kann auch verwendet werden, wenn der Strom vom Wechselstromadapter und nicht von der Batterie geliefert wird.
Wenn die Batterie 27 für die Stromversorgung verwendet wird und noch die Nennspannung aufweist, wird der Druckvorgang bei einer Geschwindigkeit abhängig von der Schriftbandbreite ausgeführt, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Wenn jedoch die Spannungsmeßschaltung 32 einen Abfall der Batteriespannung Vd feststellt, wird der Druckbetrieb auf einen Druckmodus mit geringem Stromverbrauch umgeschaltet, in dem die Druckgeschwindigkeit reduziert ist.
Fig. 13 zeigt die Druckgeschwindigkeiten, wie sie von der Spannung Vd und der Schriftbandbreite abhängen. Wenn die Spannung Vd größer als die Umschaltspannung A ist, sind die Druckgeschwindigkeiten die gleichen wie die in Fig. 12 gezeigten. Wenn die Spannung Vd kleiner als A, jedoch größer als der Wert B ist, wird die höchste Geschwindigkeit auf 10 mm/s reduziert. Wenn die Spannung Vd weiter abfällt, und zwar unter den Wert B, jedoch oberhalb der Betriebsfähigkeitsspannung C bleibt, werden alle Geschwindigkeiten auf die niedrigste Geschwindigkeit von 7 mm/s reduziert.
Das Umschalten auf den Betrieb mit geringerem Stromverbrauch, wenn die Batteriespannung abfällt, verhindert, daß die Batterie zu schnell verbraucht wird. Es verhindert ferner jegliche Verschlechterung der Druckqualität aufgrund einer Fluktuation der Druckgeschwindigkeit, wie sie durch eine nicht ausreichende Treiberleistung für den Motor und die resultierende irreguläre Motorbewegung verursacht wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird kein Spannungsumsetzer für den Batteriebetrieb verwendet, und die Quellenspannung wird direkt an den Schrittmotor angelegt, um ihn anzutreiben. Das Ausschließen eines Spannungsumsetzers trägt somit zur Leistungseinsparung bei, da kein Leistungsverlust dort auftritt. In diesem Fall muß jedoch, da die Batteriespannung variiert, wenn die Batterie verwendet wird, die Nennspannung des Motors auf einen Wert kleiner als denjenigen einer neuen Batterie eingestellt werden. Diese Nennspannung verursacht ein Problem, wenn eine neue Batterie verwendet wird, da in diesem Fall überschüssige Treiberenergie an den Motor geliefert wird.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, überwacht die vorliegende Ausführungsform die Stromversorgungsspannung unter Verwendung der Spannungsmeßschaltung 32. Abhängig von der gemessenen Spannung wird Pulsbreitenmodulation bei den Impulssignalen zum Treiben des Motors ausgeführt, weshalb immer die geeignete Treiberenergie an den Motor geliefert wird.
Ein Beispiel der Pulsbreitenmodulation der Motortreiberimpulssignale wird unter Bezug auf Fig. 14 beschrieben. Zuerst werden Sägezahnsignale b mit einer festen Periode erzeugt, wie in Fig. 14 gezeigt. Diese Signale können durch Software und den in der CPU 21 enthaltenen Zeitgeber erzeugt werden. Danach wird eine Schwellenwertspannung a in der Figur nach Maßgabe der gemessenen Spannung bestimmt. Der Schwellenwert wird jedesmal bestimmt, wenn ein Druckvorgang ausgeführt wird. Das Verschieben der Schwellenwertspannung ändert die Impulsbreite oder das Tastverhältnis (Ton/T) der Motortreiberimpulssignale c in der Figur. Das Tastverhältnis ist klein, wenn die Stromversorgungsspannung hoch ist, während es groß ist, wenn die Stromversorgungsspannung klein ist. Als Ergebnis wird eine konstante Treiberenergie an den Schrittmotor 41 geliefert.
Die vorgenannten Ausführungsformen sind Beispiele der Anwendungen der vorliegenden Erfindung zum Treiben des Thermokopfs eines Schriftbanddruckers. Es ist klar, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Druckern als Schriftbanddrucker anwendbar ist.
Wie oben beschrieben, wird die Umgebungstemperatur des Thermokopfs gemäß der vorliegenden Erfindung gemessen, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird und unmittelbar vor dem Beginn des Druckvorgangs. Eine der gemessenen Temperaturen, die am wenigsten durch die Wärmestrahlung des Thermokopfs beeinflußt ist, wird dazu verwendet, das Treiben des Thermokopfs zu steuern. Die vorliegende Erfindung verwendet damit einen einzigen Temperatursensor, um die nicht durch die Wärmeerzeugung des Thermokopfs beeinflußte Umgebungstemperatur festzustellen, und steuert die Dauer des an die Heizelemente des Thermokopfs gelieferten Stromsignale korrekt.
Während die Erfindung in Verbindung mit mehreren speziellen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist Fachleuten klar, daß viele weitere Alternativen, Modifizierungen und Variationen aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich sind. Die hier beschriebene Erfindung soll daher alle derartigen Alternativen, Modifizierungen, Anwendungen und Variationen umfassen, die in den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche fallen.

Claims

1. Verfahren zum Treiben eines Thermokopfs (11) einer Druckvorrichtung, bei dem die Dauer von Stromsignalen, die an im Thermokopf enthaltene Heizelemente (11a) geliefert werden, abhängig von einer Referenztemperatur gesteuert wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

(a) Messen, als eine erste Temperatur (T1), der Umgebungstemperatur des Thermokopfs, unmittelbar nachdem die Stromversorgung für die Druckvorrichtung eingeschaltet worden ist,

(b) Messen, als eine zweite Temperatur (T2), der Umgebungstemperatur des Thermokopfs, unmittelbar bevor der Thermokopf das Drucken auf ein Aufzeichnungsmedium beginnt,

(c) Berechnen der Differenz zwischen der ersten und der zweiten Temperatur; und

(d) Vergleichen der Differenz mit einem vorbestimmten ersten Schwellenwert (Ta) und Verwenden der zweiten Temperatur (T2) als die Referenztemperatur, wenn die Differenz gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert (Ta) ist, während die erste Temperatur (T1) als die Referenztemperatur verwendet wird, wenn die Differenz den ersten Schwellenwert (Ta) übersteigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend folgende Schritte:

(e) Messen der Umgebungstemperatur des Thermokopfs jedesmal dann, wenn der Thermokopf (11) auf das Aufzeichnungsmedium (T) druckt, als eine jeweilige dritte Temperatur (T3(i), T3(i + 1)),

(f) Berechnen der Differenz zwischen dem momentanen Wert und dem vorhergehenden Wert der dritten Temperatur und

(g) Vergleichen der in Schritt (f) erhaltenen Differenz mit einem vorbestimmten zweiten Schwellenwert (TB) und Verwenden der zweiten Temperatur (T2) als die Referenztemperatur, wenn die Differenz den zweiten Schwellenwert übersteigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend folgende Schritte:

(h) Messen der Umgebungstemperatur des Thermokopfs (11) jedesmal dann, wenn der Thermokopf auf das Aufzeichnungsmedium (T) druckt, als eine jeweilige dritte Temperatur (T3(i)) und

(i) Vergleichen der in Schritt (h) erhaltenen dritten Temperatur mit einem vorbestimmten dritten Schwellenwert und Abbrechen des Druckbetriebs, wenn die dritte Temperatur den dritten Schwellenwert übersteigt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem:

die erste Temperatur (T1) während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Abschalten der Stromversorgung für die Druckvorrichtung gespeichert ist und

wenn die Stromversorgung für die Druckvorrichtung innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne erneut eingeschaltet wird, die gespeicherte Temperatur als die erste Temperatur verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem:

wenn die Stromversorgung für die Druckvorrichtung innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne erneut eingeschaltet wird, Schritt (a) das Lesen der gespeicherten ersten Temperatur anstatt des Messens der ersten Temperatur enthält.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner folgende Schritte umfaßt:

Verwenden eines Thermistors (31a) zum Messen der Umgebungstemperaturen und

A/D-Umsetzen der Ausgangsspannung des Thermistors,

wobei die gleiche Spannung (Vcc) sowohl als Betriebsspannung für den Thermistor als auch als Referenzspannung für die A/D-Umsetzung verwendet wird.

7. Druckvorrichtung, umfassend:

einen Thermokopf (11), der eine Vielzahl von Heizelementen (11a) enthält,

eine Treiberanordnung (42) zum Anlegen von Stromsignalen an die Heizelemente,

eine Änderungsanordnung (21) zum Ändern der Dauer der Stromsignale,

eine Meßanordnung (31) zum Messen der Umgebungstemperatur des Thermokopfs,

eine Rechenanordnung (21) zum Berechnen der Differenz zwischen Temperaturwerten, die von der Meßanordnung gemessen wurden,

eine Anordnung (21, 32) zum Festlegen zumindest eines Schwellenwerts,

eine Vergleichsanordnung (21) zum Vergleichen einer von der Rechenanordnung berechneten Differenz mit dem zumindest einen Schwellenwert, und

eine Steueranordnung (21) zum Steuern der Änderungsanordnung, der Meßanordnung, der Rechenanordnung und der Vergleichsanordnung derart, daß das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt wird.