JP2006347034A - Thermal printer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、サーマルプリンタに関するものであり、特に、印刷時におけるピーク電流の低減を図った階調制御型のサーマルプリンタに関するものである。 The present invention relates to a thermal printer, and more particularly to a gradation control type thermal printer in which peak current is reduced during printing.
サーマルプリンタに用いられるサーマルプリントヘッドは、例えば8dot/mmでA4サイズ(216mm)の場合は1728の発熱体があって、一つの発熱体に8mAの電流が流れる場合、全部の発熱体が同時にオンすると13.824Aの電流が流れることになる。このような大電流を流すには大容量の電源を必要として電源の大型化を招くため、サーマルプリントヘッドの発熱体を複数のブロックに分け、ブロック毎に通電することでより小容量の電源を使用可能とした技術が知られている(特許文献1など)。 For example, if the thermal print head used in the thermal printer is 8dot / mm and is A4 size (216mm), there is 1728 heating element, and if 8mA current flows through one heating element, all heating elements are turned on simultaneously. Then, a current of 13.824A flows. In order to pass such a large current, a large-capacity power supply is required, which leads to an increase in power supply size. A technique that can be used is known (eg, Patent Document 1).
図3は、上記のブロック分割式サーマルプリントヘッドの駆動タイミングを示し、サーマルプリントヘッドのシフトレジスタへ1ライン分のドットデータが転送されてラッチされた後、ラッチ回路のラッチオフ信号により発熱体のゲートが開くと同時に、例えば発熱体ブロックA発熱体ブロックBとに二分割されたサーマルプリントヘッドの発熱体ブロックAへストローブ回路Aからストローブ信号Aが出力されて発熱体ブロックAが発熱し、ストローブ信号Aがオフすると同時に発熱体ブロックBへストローブ回路Bからストローブ信号Bが出力されて発熱体ブロックB が発熱する。このように、複数系統のストローブ回路を設け、1ラインの発熱体を複数のブロックに分割してそれぞれの発熱体ブロックへのストローブ信号を時分割することにより、ピーク電流を抑制して小容量の電源を使用可能としている。 FIG. 3 shows the drive timing of the above-described block-divided thermal print head. After the dot data for one line is transferred and latched to the shift register of the thermal print head, the gate of the heating element is generated by the latch-off signal of the latch circuit At the same time, the strobe signal A is output from the strobe circuit A to the heating block A of the thermal print head divided into the heating block A and the heating block B, for example. As soon as A is turned off, the strobe signal B is output from the strobe circuit B to the heating element block B, and the heating element block B generates heat. In this way, a plurality of strobe circuits are provided, and one line of heating elements is divided into a plurality of blocks and the strobe signal to each heating element block is time-divided, thereby suppressing the peak current and reducing the capacity. The power supply is available.
上記は、1ドットを発熱体のオンオフ2値制御によって印刷するサーマルプリンタの場合であるが、2値制御型ではなく1ドットを8ビットなどのマルチビット多階調データで表し、ドット毎の通電時間を多段階制御することにより、ドット単位で印刷濃度を変調して多階調を表現する階調制御型サーマルプリンタ(特許文献2など)においては、上記の技術を適用することができない。 The above is the case of a thermal printer that prints 1 dot by heating element on / off binary control. Instead of binary control type, 1 dot is expressed by multi-bit multi-gradation data such as 8 bits, and energization for each dot. The above-described technique cannot be applied to a gradation control type thermal printer (such as Patent Document 2) that expresses multiple gradations by modulating print density in dot units by performing multi-stage control of time.
図4は、階調制御の一例として4ビットの16階調データを1ビット×16のデータに変換して階調制御するサーマルプリントヘッドのタイミングチャートを示し、1ドット分16個の1ビットデータの下段はデータクロックに同期してオンオフするラッチ信号を示し、その下段は1ドット分のストローブ信号であり、その下段は発熱素子の発熱タイミングを示している。 FIG. 4 shows a timing chart of a thermal print head that controls gradation by converting 4 bits of 16 gradation data into 1 bit × 16 data as an example of gradation control, and 16 bits of 1 bit data for one dot. The lower part shows a latch signal that is turned on / off in synchronization with the data clock, the lower part shows a strobe signal for one dot, and the lower part shows the heat generation timing of the heating element.
図示のように、1ドット分の印刷処理の間に、例えば4ビット階調制御では1ライン分の1ビットデータを16回書き換え、16個の1ビットデータ中のオンビットの個数に比例して階調が変化するようにしているので、ストローブ信号は1ドット印刷処理の間継続していなければならない。もし、発熱体を複数のブロックに分割し、複数の発熱体ブロックへ時間差をもってストローブ信号を供給したとすると、1ドットを構成する複数(ここでは16個)の1ビットデータ中の幾つかが切り捨てられることになり、データどおりの階調表現ができないことになる。
1ドットの印刷処理の間に1ビットデータを複数回書き換える従来の階調制御型サーマルプリンタは、ストローブ信号を1ライン全体へ同時に供給する必要があるので、発熱体を複数のブロックに分けて、それぞれの発熱体ブロックへストローブ信号を時分割して供給する構成を適用することができず、ピーク電流が大きいため大容量の電源を必要とし、大型且つ高コストとなるという問題を有している。 The conventional gradation control type thermal printer that rewrites 1-bit data several times during 1-dot printing processing needs to supply the strobe signal to the entire line at the same time, so the heating element is divided into a plurality of blocks. The configuration in which the strobe signal is supplied to each heating element block in a time-sharing manner cannot be applied, and since the peak current is large, a large-capacity power source is required, resulting in a large size and high cost. .
そこで、階調制御型サーマルプリンタにおいて、消費電流のピークを抑制し、より小容量の電源を使用可能として小型化及びコストを節減するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。 Therefore, in the gradation control type thermal printer, there is a technical problem to be solved in order to suppress the peak of current consumption and use a smaller capacity power source to reduce the size and cost. The present invention aims to solve the above-mentioned problems.
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、1ドット毎の階調を複数ビットで表現した画像データを複数の連続する1ビットデータに変換し、前記1ビットデータに基づきドット単位の発熱体通電時間を制御することにより、印刷濃度をドット単位で変化させて階調を表現するサーマルプリンタにおいて、1ライン分の1ビットデータを複数のグループに分割し、複数のデータラインを通じてサーマルプリントヘッドのシフトレジスタへ1ビットデータを1グループずつ時分割転送する制御手段を設け、前記シフトレジスタへ1グループの1ビットデータが転送される都度、ラッチ及びラッチオフして1ラインを時分割印刷することを特徴とするサーマルプリンタを提供するものである。 The present invention is proposed in order to achieve the above-mentioned object, and converts image data expressing gradation for each dot by a plurality of bits into a plurality of continuous 1-bit data, and dot based on the 1-bit data. In a thermal printer that expresses gradation by changing the printing density in dot units by controlling the heating element energization time in units, 1-bit data for one line is divided into a plurality of groups, and through a plurality of data lines A control unit is provided for time-division transfer of 1-bit data to the shift register of the thermal print head one group at a time. Whenever 1-group data of 1 group is transferred to the shift register, one line is time-division printed by latching and latching off. The present invention provides a thermal printer.
また、上記シフトレジスタは、分割されたデータのアドレスに対応させてレジスタアドレスを複数のブロックに分割した1段分離型シフトレジスタであるサーマルプリンタを提供するものである。 Further, the shift register provides a thermal printer which is a one-stage separation type shift register in which a register address is divided into a plurality of blocks corresponding to the divided data addresses.
また、上記シフトレジスタは、データの分割数に対応する段数のシフトレジスタによって構成した多段分離型シフトレジスタであるサーマルプリンタを提供するものである。 Further, the shift register provides a thermal printer which is a multistage separation type shift register composed of shift registers having the number of stages corresponding to the number of data divisions.
本発明のサーマルプリンタは、1ラインのデータを複数のグループに分割し、時分割してサーマルヘッドへ転送し、1グループのデータが転送される都度、発熱体に通電するように構成したので、複数の1ビットデータにより1ドットの階調を表現するサーマルプリンタにおいて、階調表現を損なうことなく、消費電流のピークを低減でき、電源の小型化及びコストの低減に効果を奏する。 Since the thermal printer of the present invention is configured to divide one line of data into a plurality of groups, time-divide and transfer the data to the thermal head, and energize the heating element each time one group of data is transferred. In a thermal printer that expresses 1-dot gradation using a plurality of 1-bit data, the peak of current consumption can be reduced without impairing gradation expression, and the power supply can be reduced in size and cost.
この発明は、1ドット毎の階調を複数ビットで表現した画像データを複数の連続する1ビットデータに変換し、前記1ビットデータに基づきドット単位の発熱体通電時間を制御することにより、印刷濃度をドット単位で変化させて階調を表現するサーマルプリンタにおいて、1ライン分の1ビットデータを複数のグループに分割し、複数のデータラインを通じてサーマルプリントヘッドのシフトレジスタへ1ビットデータを1グループずつ時分割転送する制御手段を設け、前記シフトレジスタへ1グループの1ビットデータが転送される都度、ラッチ及びラッチオフして1ラインを時分割印刷するように構成して、消費電流のピークを低減し、電源の小型化を可能とするという目的を達成した。 According to the present invention, printing is performed by converting image data in which gradation for each dot is expressed by a plurality of bits into a plurality of continuous 1-bit data, and controlling the heating element energization time in units of dots based on the 1-bit data. In a thermal printer that expresses gradation by changing the density in dot units, 1-bit data for one line is divided into a plurality of groups, and one group of 1-bit data is transferred to the shift register of the thermal print head through the plurality of data lines. A control means for time-division transfer is provided, and each time a group of 1-bit data is transferred to the shift register, it is configured to latch and latch-off and print one line in time-division printing, reducing the peak of current consumption. In addition, the purpose of enabling miniaturization of the power source has been achieved.
図1はサーマルプリンタのサーマルプリントヘッド駆動回路部を示し、1はサーマルプリントヘッド駆動回路部全体を制御するCPUである。ホストコンピュータから転送されるマルチビットの階調画像データはラインバッファ2に読込まれ、マルチビット/1ビットデータ変換回路3で、水平走査方向(用紙の幅方向)のドットラインを構成する各ドットが階調に応じた1ビットデータに変換されてデータバッファ4へ書き込まれ、通電カウンタ8のパルス信号に同期してサーマルプリントヘッド9のシフトレジスタ10へ順次転送される。 FIG. 1 shows a thermal printhead drive circuit unit of a thermal printer, and 1 is a CPU that controls the entire thermal printhead drive circuit unit. Multi-bit gradation image data transferred from the host computer is read into the line buffer 2, and each dot constituting the dot line in the horizontal scanning direction (paper width direction) is read by the multi-bit / 1-bit data conversion circuit 3. It is converted into 1-bit data corresponding to the gradation, written to the data buffer 4, and sequentially transferred to the shift register 10 of the thermal print head 9 in synchronization with the pulse signal of the energization counter 8.
ラッチ信号発生器6は、クロック発生器5のクロックタイミングに基づき、シフトレジスタ10へサーマルプリントヘッドの1ライン分の1ビットデータが転送されたときに、サーマルプリントヘッド9のラッチ回路11をラッチオフに切替えるとともに、ラッチオフに同期してサーマルプリントヘッドのゲート(図示せず)が開き、ストローブ信号発生器7からストローブ信号が出力され、電源13から発熱素子12へ通電されて印刷が実行される。
The latch signal generator 6 latches off the latch circuit 11 of the thermal print head 9 when 1 bit data for one line of the thermal print head is transferred to the shift register 10 based on the clock timing of the clock generator 5. In addition to switching, the gate (not shown) of the thermal print head opens in synchronization with the latch-off, the strobe signal is output from the strobe signal generator 7, and the
通電データバッファ4は、バッファAとバッファBの2領域を備えており、バッファAとバッファBの二系統のデータラインは、サーマルプリントヘッドのシフトレジスタ10に接続されている。 The energization data buffer 4 includes two areas of a buffer A and a buffer B, and two data lines of the buffer A and the buffer B are connected to the shift register 10 of the thermal print head.
マルチビット/1ビットデータ変換回路3は、1ライン分の1ビットデータの1/2をバッファAへ転送し、残りの1/2をバッファBへ転送する。例えば、8dot/mmでA4サイズ1728ドット(216mm)のサーマルプリントヘッドの場合は、1728個の1ビットデータが二分されて864個ずつバッファAとバッファBとに振り分けられる。 The multibit / 1-bit data conversion circuit 3 transfers 1/2 of 1-bit data for one line to the buffer A and transfers the remaining 1/2 to the buffer B. For example, in the case of a thermal print head of 8 dots / mm and A4 size 1728 dots (216 mm), 1728 1-bit data is divided into two parts and distributed to buffer A and buffer B one by one.
シフトレジスタ10のレジスタアドレスは、分割されたデータのアドレスに対応させて複数のブロックに分割されており、バッファAのデータはシフトレジスタ10の先頭から全体の1/2までのレジスタアドレスへ送られ、バッファBのデータは残りの1/2のレジスタアドレスへ送られる。 The register address of the shift register 10 is divided into a plurality of blocks corresponding to the divided data addresses, and the data of the buffer A is sent to the register addresses from the beginning of the shift register 10 to half of the whole. The data in buffer B is sent to the remaining half of the register addresses.
通電データバッファ4は、バッファAとバッファBのデータを交互にシフトレジスタ10へ転送する機能を備えており、バッファAのデータを転送するときにバッファBからは全てが0の空白データを同時に転送し、次のクロックサイクルでバッファBからデータを転送する際は、バッファAから全てが0の空白データを同時に転送するように構成されている。 The energization data buffer 4 has a function to transfer the data of the buffer A and the buffer B to the shift register 10 alternately. When transferring the data of the buffer A, the empty data of all 0 is simultaneously transferred from the buffer B. However, when data is transferred from the buffer B in the next clock cycle, all 0 blank data is simultaneously transferred from the buffer A.
通電データバッファ4からシフトレジスタ10へデータが一回転送される都度、ラッチ信号発生器6からのラッチオフ信号によりラッチ回路11がラッチオフとなり、ストローブ信号が出力されてライン型の発熱素子12へ通電され、1ドット印刷中に複数回の1ビットデータ書換えが行われて1ドット分の階調制御が行われる。
Each time data is transferred from the energized data buffer 4 to the shift register 10, the latch circuit 11 is latched off by the latch-off signal from the latch signal generator 6, and a strobe signal is output to energize the line-
本実施例では1ライン×16のデータをAとBとに二分割して送るので、1ドットの印刷処理中に32回のデータ書換えを行うことになるが、分割数はこれに限定されるものではない。また、シフトレジスタは上記の一段分離型に限らず二段以上の複数段分離型であってもよい。また、通電データバッファ4ではなくマルチビット/1ビットデータ変換回路3にデータ時分割機能を持たせ、1/2ライン分の1ビットデータをバッファAへ転送するときにバッファBへ全てが0の空白データを同時に転送し、次の転送サイクルで残りの1/2ライン分の1ビットデータをバッファBへデータを転送する際に、バッファAへ全てが0の空白データを同時に転送するように構成してもよい。 In this embodiment, since 1 line × 16 data is divided into two parts A and B and sent, the data is rewritten 32 times during the printing process for one dot, but the number of divisions is limited to this. It is not a thing. Further, the shift register is not limited to the one-stage separation type described above, and may be a two-stage or more-stage separation type. Also, not the energized data buffer 4 but the multi-bit / 1-bit data conversion circuit 3 has a data time division function, and when 1-bit data for 1/2 line is transferred to the buffer A, all 0s are sent to the buffer B. Blank data is transferred at the same time, and when transferring 1 bit data for the remaining 1/2 line to buffer B in the next transfer cycle, all 0 blank data is simultaneously transferred to buffer A. May be.
図2は、16階調印刷を行うサーマルプリントヘッドの動作タイミングを示しているが、256階調処理(8ビット階調)などであっても原理は同一である。バッファAとバッファBからシフトレジスタ10へ交互にデータが転送され、データはその都度ラッチ回路11によってラッチされ、ラッチ信号発生器6はデータ転送クロックに同期してラッチオフ信号を出力する。図2においては、一方のバッファから転送されるデータを白で表し、これと同時に他方のバッファから送られる空白のデータをハッチングで表している。 FIG. 2 shows the operation timing of a thermal print head that performs 16 gradation printing, but the principle is the same even with 256 gradation processing (8-bit gradation). Data is alternately transferred from the buffer A and the buffer B to the shift register 10, and the data is latched by the latch circuit 11 each time, and the latch signal generator 6 outputs a latch-off signal in synchronization with the data transfer clock. In FIG. 2, data transferred from one buffer is represented by white, and at the same time, blank data transmitted from the other buffer is represented by hatching.
1ドットを構成する先頭のデータAがシフトレジスタに転送されてラッチされると同時にストローブ信号がオンし、1ドットの印刷処理が終了するまでストローブ信号は継続する。ストローブ信号が継続している間にデータAとデータBが交互に転送、ラッチ及びラッチ解除され、ラッチオフに同期して発熱体のゲートが開き、発熱体ブロックAと発熱体ブロックBとが交互に通電されて発熱し、発熱体ブロックAと発熱体ブロックBが時間差をもって発熱して1ラインの印刷が実行され、データAとデータBとがそれぞれ16回書換えられて1ドットが印刷される At the same time as the leading data A constituting one dot is transferred to the shift register and latched, the strobe signal is turned on, and the strobe signal continues until the printing process for one dot is completed. While the strobe signal continues, data A and data B are alternately transferred, latched and unlatched, the heating element gate opens in synchronization with the latch off, and heating element block A and heating element block B alternate Heat is applied to generate heat, and the heating element block A and the heating element block B generate heat with a time lag and one line of printing is executed, and data A and data B are rewritten 16 times to print one dot.
このように、1ラインのデータをデータAとデータBとに分割し、時分割して転送するので、1ラインの印刷率が100%の場合であっても、サーマルプリントヘッドの全部の発熱体が同時に通電することがなく、上記の例ではピーク電流を1/2に低減することができ、データの分割数を増やせばよりピーク電流を抑制できることになる。 In this way, one line of data is divided into data A and data B and transferred in a time-sharing manner, so that even if the printing rate of one line is 100%, all the heating elements of the thermal print head However, in the above example, the peak current can be reduced to ½, and the peak current can be further suppressed by increasing the number of data divisions.
尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention, and it is natural that the present invention extends to those modifications.
1 CPU
2 ラインバッファ
3 マルチビット/1ビットデータ変換回路
4 通電データバッファ
5 クロック発生器
6 ラッチ信号発生器
7 ストローブ信号発生器
8 通電カウンタ
9 サーマルプリンヘッド
10 シフトレジスタ
11 ラッチ回路
12 発熱素子
13 電源
1 CPU
2 line buffer
3 Multi-bit / 1-bit data conversion circuit
4 Energized data buffer
5 Clock generator
6 Latch signal generator
7 Strobe signal generator
8 Energizing counter
9 Thermal printing head
10 Shift register
11 Latch circuit
12 Heating element
13 Power supply
Claims (3)
1ライン分の1ビットデータを複数のグループに分割し、複数のデータラインを通じてサーマルプリントヘッドのシフトレジスタへ1ビットデータを1グループずつ時分割転送する制御手段を設け、前記シフトレジスタへ1グループの1ビットデータが転送される都度、ラッチ及びラッチオフして1ラインを時分割印刷することを特徴とするサーマルプリンタ。 By converting the image data expressing the gradation for each dot with a plurality of bits into a plurality of continuous 1-bit data, and controlling the heating element energization time in units of dots based on the 1-bit data, the print density is set in dots. In a thermal printer that expresses gradation by changing the
1-bit data for one line is divided into a plurality of groups, and control means is provided for time-division transfer of the 1-bit data to the shift register of the thermal print head through the plurality of data lines one by one. A thermal printer, wherein one line is time-divisionally printed by latching and latching off each time 1-bit data is transferred.
2. The thermal printer according to claim 1, wherein the shift register is a multistage separation type shift register configured by a shift register having a number of stages corresponding to the number of data divisions.
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