JP2557049B2

JP2557049B2 - サーマル・プリンタの印字方法

Info

Publication number: JP2557049B2
Application number: JP17685886A
Authority: JP
Inventors: メイナードブルツクスラルフ; ポールコネルブライアン
Original assignee: NCR Canada Ltd
Current assignee: NCR Canada Ltd
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: DE211640T1; CA1255149A; US4625216A; JPS6335360A; DE3685165D1; EP0211640B1; EP0211640A2; EP0211640A3

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は感熱プリンタに関し、特にプリント・ヘッ
ドの各素子によってプリントされるべき文字の絶対位置
を書類ごとに、及び（又は）プリント・ラインごとに選
択的に変えることによって感熱プリント・ヘッドの動作
寿命を延長するシステム及び方法に関する。

〔従来の技術〕この出願は発明者Ralf M.Brooks,Arvind C.Vyas及びB
rian P.Connellによって1984年８月14日に出願した米国
特許出願第640,894号“感熱プリント・ヘッド素子の欠
陥自動検出システム及び方法”と、発明者Ralf M.Brook
sによって1985年５月24日に出願された米国特許出願第7
37,836号“プリント・エネルギを一定に維持する閉ルー
プ感熱プリンタ”とに関連する。

ある動作条件下において、プリント・ラインの位置を
シフトすることによって感熱プリンタの動作能力を改良
するようにした各種異なる感熱プリンタ・システムが開
発されてきた。

米国特許第4,453,166号は１乃至３ビットだけプリン
ト・データをどちらかの方向にシフトすることにより、
プリント・データのプリントしないビットを欠陥素子の
位置に位置決めしてプリントし、感熱プリント動作を継
続できるようにした感熱プリンタの検出された欠陥素子
を除去する方法及び装置を開示している。

上記の米国特許出願第640,894号は感熱プリンタの欠
陥プリント・ヘッド素子を自動検出し、欠陥素子をプリ
ントするべき文字の間に配置するように直列プリント・
ライン全体をシフトすることにより、少くとも１つ欠陥
プリント・ヘッド素子を自動修正するシステム及び方法
を開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、以上説明した従来技術はどれも、何れかの感
熱素子が壊れたときに緊急に他の感熱素子に代行プリン
トさせるようにしたものであって、感熱素子自体の寿命
を延ばすことを意図したものではない。すなわち従来技
術では、感熱素子を平均的に使用することにより、感熱
プリント・ヘッド（印字ヘッド）の有効寿命を向上させ
る点については何も考慮されていなかった。

この発明は、印字ヘッド素子を平均的に使用すること
により、各印字素子の寿命を平均化し、これにより印字
ヘッド全体の有効寿命を延ばすことを目的とする。

〔目的を達成するための手段〕

この発明は、文字をドットの集合として印字するドッ
ト・マトリクス・プリンタを、ドット・マトリクスの行
方向に配列された熱印字要素と、印字すべき１または複
数の文字を構成するドット・マトリクスの中から、行方
向の文字構成ドットを表わす行データを各行毎に順次作
成する入力手段と、前記行データに対応する前記熱印字
要素を付勢して印字すべき文字を各ドット行毎に印字す
る印字制御手段と、前記熱印字要素に対する前記行デー
タの相対位置を選択的にシフトするシフト制御手段とを
含み、前記シフト制御手段は、位置制御値を確定する手
段と、前記熱印字要素に対する前記行ドット・データの
相対位置を前記位置制御値と同じ数だけシフトする手段
と、前記位置制御値を記憶する記憶手段と、前記位置制
御値と所定の値とを比較して該位置制御値と所定の値と
が等しい場合には前記位置制御値を初期値に変更し、前
記位置制御値が前記所定の値より小さい場合には前記シ
フト処理を行なう度に前記位置制御値を前記所定の値ま
で順次増算する比較手段とを含むよう構成することによ
り上記目的を達成した。

またこの発明は、サーマル・プリンタにおいて、各印
字用紙毎または所定の印字行毎に印字データと感熱素子
（印字ヘッド素子）の対応関係を順次シフトし、かつ感
熱素子と印字用紙の相対位置を前記シフトと逆方向にシ
フトするという印字制御方法により、上記目的を達成し
た。

〔作用〕

この発明のサーマル・プリンタによると、たとえ同じ
データだけを印字し続けたとしても、印字ヘッド素子が
一定の周期でシフトされるので、各印字ヘッド素子が均
一に使用されることになり、各素子の寿命が平均化し、
印字ヘッド全体の有効寿命が大幅に伸びることになる。

また、この発明の印字方法によると、印字ヘッド素子
に対する印字データのシフトに合わせて印字ヘッド位置
を逆方向にシフトさせるので、印字位置をずらさないで
正確な位置に印字できる。

尚、以下の説明においては、上述の行ドット・データ
を“直列データ”、“ドット・ライン行”または“文字
セグメント直列データ”と称することがあるがこれらは
同じ意味である。

〔実施例〕

以下、説明するこの発明の１実施例による感熱プリン
ト・システムは、例えば、先頭に数字“0"を有する数個
の金融フォント（例えば、Ｅ−13B,CMC−7,OCR A及びOC
R B）の少くとも１つをプリントする6.06ドット/mm感熱
ライン・プリンタ（米国特許第4,394,092号に記載され
ているような）を例示する。しかし、この発明によるサ
ーマル・プリンタ及び印字制御方法は他の感熱印字方式
にも使用可能である。特に、文字列の構成が特定の文字
に偏っているために、ある特定の感熱素子が他の素子に
比べて極端に偏って使用される可能性がある場合には極
めて有用である。

この発明の感熱プリント・システムを詳細に説明する
前に、第１図乃至第４図を参照して、この発明の感熱プ
リント・システムによって解決されるべき問題を説明す
る。

第１図は23.15ドルという例示的値を有する標準12文
字“金額フィールド"13にプリントした書類又は小切手1
1を全体的に例示する。ABA（米国銀行協会）指定のフォ
ーマットは小切手の金額には関係なく、２つの金額記号
で囲まれた10進数の“金額フィールド”を要求する。第
１図の例示では、このフォーマットに合致させるため
に、値2315の前に６個の先頭“0"を印字しなければなら
ない。各年の米国内で現金化される小切手の少くとも72
％が100ドルより安く、小切手の95％は1000ドルより安
いということである。それからわかるように、処理さ
れ、プリントされる小切手のほとんどはその金額フィー
ルドに多数の先頭“0"があるということである。

第２図は第１図の金額フィールド13の第７及び第８文
字位置から取出した２つの先頭“0"の拡大図である。各
“0"は文字間に６ドット・スペースを有する14×18ドッ
ト・マトリックス・アレイで表わされる。第１図の小切
手11にプリントされた金額フィールドは従来のドット・
マトリックス（320素子）グラフィック・ライン−スタ
イル感熱プリント・ヘッドを使用し、この発明の好まし
い実施例（第５図）でプリントされる。第２図はそのよ
うな320素子プリント・ヘッドの素子位置128〜166を例
示した。

第２図に示すように、各文字は18行のドット・ライン
から構成されているので、感熱プリント・ヘッドは金額
フィールド全体を印字するために、各ドット・ライン行
を印字する毎に縦に１行移動するという印字動作を18回
繰り返す。第２図の各水平ラインの（＋）マークは各別
のステップ中のドット又は素子の位置を示し、各水平ラ
インの素子位置の選ばれた１つの囲りの四角は各個々の
ステップ中に小切手11上にプリントされた素子の位置を
示す。

第２図は第１図の小切手11上に金額フィールド13を熱
的にプリントする際に行われる典型的な問題を表わす。
この問題は、金額フィールド13をプリントするに使用す
るライン感熱プリント・ヘッドの素子のあるものは他の
素子より頻繁に使用されるということである。例えば、
素子位置132,143,152,163の感熱素子は小切手11に各金
額フィールド13がプリントされるたびごとに16回使用さ
れるのに対し、素子位置138,158の感熱素子は各小切手
ごとに４回プリントされるだけである。

感熱プリント技術分野では公知のように、感熱素子の
寿命はプリントするべき素子を電流が通過する回数に直
接関係するものである。故に、素子位置132,143,152,16
3の感熱素子は素子位置138,158の感熱素子より早く劣化
するということがわかる。小切手の処理に適用するよう
な場合、１文字の１個の欠点（１個の感熱素子の欠陥の
ために）が多数の小切手を“リジェクト”に導くことに
なる。リジェクトされた小切手は手作業によらねばなら
ず、多くの費用と時間を必要とすることになる。

この発明によるサーマル・プリンタ及びその印字制御
方法においては、ドット・ライン行のプリント・ヘッド
に対応する絶対位置を、小切手または書類単位でシフト
させると良い。すなわち、文字端を連続する書類又は小
切手ごとに一方向に順次シフトして前に使用が少かった
素子の使用を増加するようにして上記の従来技術の問題
を解決し、感熱プリント・ヘッドの使用可能な寿命を増
加した。

第３図は第２図の小切手の後にくる第２の又は次の小
切手11Aの第７及び第８文字“0"のプリントの文字位置
のシフトを例示したものである。この説明では、小切手
11Aは金額が1,000,000ドルより少い値を持つものと仮定
する。第２図の小切手11のプリント・ヘッド素子位置15
1から第３図の小切手11Aの素子位置150に対して行われ
る第８文字の位置の最右端の右シフトに注目してみよ
う。第３図の他の各文字位置も１素子位置だけ右にシフ
トすることによって、全部右シフトに従うことになる。
小切手11Aの文字ラインのこの１素子位置のシフトは、
例えば、文字位置が固定であったなら使用されなかった
であろう感熱素子を次に使用することになる。例えば、
文字位置が固定であれば決して使用されなかったであろ
うプリント・ヘッド素子（すなわち、すべての小切手に
おいて、第８文字位置の最右端は常に素子位置151であ
る）が次のプリント時に、動作することになる。

第４図は第２図の第１の小切手11及び第３図の第２の
小切手11Aから始まり、25枚の連続する小切手又は書類
の第８文字の最右端の素子位置を例示した表である。第
４図に例示した表において、第８文字の最右端のプリン
ト・ヘッド素子位置は素子位置151から141まで順次シフ
トした後、再び素子位置151に戻るというシーケンスを
繰り返す。前述のように、金額フィールドの文字の各ド
ットはすべて当該最右端と同様にシフトされる。これに
より、従来の方式では一定のわずかなプリント・ヘッド
素子だけが過剰に使用される場合があるのに対し、本願
発明では常にプリント・ヘッド素子全体を均一に使用す
るので、本発明の装置はプリント・ヘッド素子の有効寿
命を延ばすことができる。

次に、第５図のこの発明の感熱プリント・システム15
の好ましい実施例は書類（又は小切手）から書類に、又
はプリント・ラインからプリント・ラインに、使用の少
いすべての素子が大体等しく使用されるようになるま
で、そのプリント・フィールドにあるすべての文字の先
端を自動的にシフトすることを開示している。第５図の
システムにおいて、感熱抵抗素子又はヒータ素子R₁〜R_N
は感熱プリント・ヘッド17の絶縁セラミック又はガラス
基板（図に示していない）上に１列に配置してあり、そ
こにはシフト・レジスタ25、ラッチ35、ゲートG₁〜G_N及
びNPNドライバ・トランジスタQ₁〜Q_Nも含まれる。第５
図に示すように、素子R₁〜R_Nの上端子は電圧レギュレー
タ19がプロセッサ21からオン信号を受信したときはいつ
でも＋V_HEAD電圧を共通に受信する。プロセッサ21はコ
ンピュータ、マイクロプロセッサ、又は他の適当な演算
装置でよい。この説明では、プロセッサ21はカリフォル
ニア、サンタクララのインテル・コーポレーション製の
8051マイクロプロセッサである。

素子R₁〜R_Nの下端子はNPNドライバ・トランジスタQ₁
〜Q_Nのコレクタに夫々接続される。それらトランジスタ
のエミッタは接地に接続される。トランジスタQ₁〜Q_Nは
そのベースに“ハイ”又は“1"状態が選択的に供給され
てターンオンすることにより素子R₁〜R_Nの該当する１つ
の下端子を接地して、全体的にドット・ライン又はプリ
ント・ライン情報を熱的にプリントする。ターンオンし
た各トランジタQ₁〜Q_NはそれがT_BURNパルス（下記す
る）によってターンオンしている時間中、該当する感熱
抵抗素子R₁〜R_Nを通して電流を流す。その結果発生した
エネルギI²Rt（典型的に各素子当り２〜３ミリジュー
ル）が感熱転写リボン（図に示していない）か感熱受容
紙（図に示していない）に熱を与えて、転写リボンの場
合は普通紙（図に示していない）にインキを転写し、受
容紙の場合は感熱個所に像を発生する。

直列データ・ライン23はプロセッサ21からシフトレジ
スタ25のデータ入力に接続される。シフトレジスタ25は
そこにデータを記憶する前にプロセッサ21からのリセッ
ト・パルスによって全部“0"状態出力にリセットされる
ようにした一連のＮ個のフリップ・フロップから成る。
水晶発振器27からの典型的な6MHz信号はタイミング回路
（第６図）によって内部的にカウントダウンされて、ラ
イン29に典型的な500kHzクロックを発生する。

このシステムでは、プリント・ヘッド17に合計Ｎ個の
素子があるが、プリントのために使用されるのはそのう
ちＭ個のみである。今説明中の実施例では、各紙葉（小
切手）処理の場合の12文字から成る“金額フィールド”
（第１図に示すような）のプリントに典型的な320素子
のプリント・ヘッド17を使用している。故に、シフトレ
ジスタ25もプリント・ヘッド17の320感熱素子（R₁〜R_N:
N＝320）に合致するよう320ビット長である。

プリントするべき典型的な12個の各文字は14ビット
（14感熱素子）幅であり、隣り合う文字間のスペースは
６ビット（６感熱素子）幅である。従って、12文字プリ
ントするために、320ビット（感熱素子）のうち234ビッ
ト（感熱素子）のみが“実際の情報”のプリントに使用
されることになる。その結果、86個の“余分”な感熱素
子があり、この発明による典型的なプリント動作におい
て、それを循環して使用できることになる。初期設定時
において、位置制御値を“0"にした場合、“金額フィー
ルド”には、234ビットからなる“実際の情報（印字情
報またはシリアル・データ流）”の前に10個のバイナリ
・ビット“0"が設定され、後ろに76個の“0"ビットが設
定される。

この発明の感熱プリント・システム15ではプリント動
作の際に、プロセッサ21はシリアル（直列）データ・ラ
イン23を予め決められた第１の数のクロック数に対応す
る期間だけ“ロー”にする。従って、予め設定された第
１の数のバイナリ“0"がシフトレジスタ25にシフト入力
される。その後に、Ｍ個のビッからなる“シリアル（直
列）・データ”流がプロセッサ21からシリアル・データ
・ライン23にシフト出力され、Ｍ個のシフト・クロック
によってシフトレジスタ25に順次シフト入力される。次
に、プロセッサ21は、シリアル・データ・ライン23を予
め設定された第２の数のクロック期間だけ“ロー”にす
る。従って、該第２の数の“0"がシフトレジスタ25にシ
フト入力される。最後に、プロセッサ21は、そのときの
可変位置制御値（後述する）と同じ数のクロックだけシ
リアル・データ・ライン23を“ロー”にする。これによ
り印字素子のシフトが行なわれる。

この発明の以下の説明においては、Ｎ＝320、Ｍ＝23
4、予め設定される第１及び第２の数は各々10及び76で
あり、位置制御値は最初に印字する書類（18行）に対し
て“0"が初期設定され、書類が変わる毎に順次０〜10の
間を変化する（第４図に示す）ものとする。その結果、
この実施例では、まず10個のバイナリ“0"、それに続き
“直列データ”流の234データ・ビット（Ｄ）、及び次
の76バイナリ“0"が順次的にシフトレジスタ25にシフト
され、第6A図〜第6D図に見られるように、合計320ビッ
トがシフトレジスタ25に満たされることになる。“直列
データ”流の234ビットが次のライン又は行のプリント
するべきデータを表わす。この場合、この次のライン又
は行のプリントするべきデータは初期設定においては
（位置制御値＝０のとき）最初の書類の最初のライン又
は行であるものと仮定する。

最初の書類の最初のラインのプリントの準備の際、プ
ロセッサ21が信号を発生して、ステッパ・モータ・ドラ
イブ回路33を可能化してステッパ・モータ及びプリント
・ヘッド・ドライブ33を作動し、感熱プリント・ヘッド
17を“定”位置（図に示していない）から最初の書類の
最初のラインにプリントすることができる“行0"開始位
置（図に示していない）に移動する。書類上のプリント
文字セグメント又は行のために感熱プリント・ヘッド17
の移動を行０位置に、及びその後の行位置に移動する制
御手段は当業者間で知られており、この発明の部分では
ないのでこれ以上の説明を必要としない。

レジスタ25に記載された320ビットの行０データはラ
インS₁〜S_Nを介してラッチ35の対応する入力に並列に供
給される。レジスタ25に対する320ビット記憶が完了す
ると、プロセッサ21は同時にレジスタ25からの320ビッ
トを並列に記憶するようラッチ35を可能化する。ラッチ
35に320ビットが記憶されると、次のライン又は行の320
ビットが順次プロセッサ21から“直列データ”ライン23
を介してシフトレジスタ25にクロックインされる。

ラッチ35に記憶された320ビットの行０データは夫々
ラインL₁〜N_Nを介してアンド・ゲートG₁〜G_Nの第１の入
力に並列に供給される。これら320ビットの行０データ
は、プロセッサ21からの“ハイ"T_BURNパルスがアンド・
ゲートG₁〜G_Nの第２の入力に供給されたときに、感熱素
子R₁〜R_Nのどれが作動するかということを決定する。詳
しくいえば、T_BURNパルスが“ハイ”になったときに、
ラインL₁〜L_Nの“ハイ”になったもののみが（論理
“1"）素子R₁〜R_Nのそれに該当するものが作動して熱プ
リントする。例えば、ラインL₁₀₀のバイナリ・ビットが
“ハイ”であれば、それが共通のT_BURNパルスとアンド
・ゲートG₁₀₀でアンドされてトランジスタQ₁₀₀をターン
オンし、T_BURNパルス幅で制御された時間ｔの長さ中感
熱素子R₁₀₀に電流を流す。その結果素子R₁₀₀から発生し
たI²Rtのエネルギが書類のR₁₀₀位置にドットを熱プリン
トする。

最初の書類に行０（第２図）をプリントした後、プロ
セッサ21は信号を発生して、感熱プリント・ヘッド17を
行“0"位置から行“1"位置（第２図）に移動して最初の
書類に第２のラインをプリントできるように、ステッパ
・モータ及びプリント・ヘッド・ドライブ33を作動する
ようステッパ・モータ・ドライブ回路31を可能化する。

必要なデータ行のすべてが最初の書類にプリントされ
るまで以上説明したプリント動作を繰返す。例えば、第
２図に示すように、第７及び第８文字で部分的に表わす
ような典型的な18行金額フィールドをプリントするため
に、18行の又はラインのプリントが行われる。第２図は
最初の書類の一部を表わすものと仮定する。そこで、位
置制御値＝０であり、第８文字の最右端はプリント・ヘ
ッド素子位置151にあるものと仮定したのを再確認す
る。

代表的な18行（行０〜行17）が最初の書類の金額フィ
ールドにプリントされた後、プロセッサ21はステッパ・
モータ・ドライブ回路31に信号を送り、ステッパ・モー
タ及びプリント・ヘッド・ドライブ33を作動して感熱プ
リント・ヘッド17を“定”位置に戻させる。反射光
“定”位置センサ37はプリント・ヘッド17が“定”位置
に到着するとすぐプロセッサ21に信号を供給する。セン
サ37からこの信号に応答して、プロセッサ21はドライブ
回路31を可能化する信号を発生してプリント・ヘッド・
ドライブ33にプリント・ヘッド17を“定”位置で停止さ
せるようにする。センサ37は当業者に知られているもの
でよく、この発明の要旨ではないのでそれ以上の説明は
しない。

第２の書類にプリントする場合、プロセッサ21は再び
信号を発生してプリント・ヘッド17を“定”位置から
“行0"位置に移動させることができる。しかし、シフト
レジスタ25内の第２書類のための320ビットの行０デー
タの選択的記憶と同様、残りの17データ行の各々の記憶
はこの第２の書類のために変更される。

以上のように記憶を様式化するため、すなわち、第２
の書類のためにレジスタ25に代表的な320ビットの行０
データをシフトレジスタ25に順次シフトインするため、
最初の書類のために前述した方法と同じ方法で、第7A図
乃至第7C図に示すように、10バイナリ“0"及び第２の書
類のための“直列データ”流の234データ・ビット
（Ｄ）に続き、76バイナリ“0"がレジスタ25に順次シフ
トインされる。しかし、後述するように、プロセッサ21
は内部的に第２の書類のために位置制御値を“0"の値か
ら“1"の値に変更する。それによって、“直列データ”
ライン23は“ロー”の値にセットされ、１個のクロック
・パルスを発生してバイナリ“0"をレジスタ25に追加シ
フトインする。この追加のビットシフトは第２の書類の
“行0"のための“直列データ”流の234ビットの集団位
置を第7D図に示すように、レジスタ25の右方に更に“1"
位置だけシフトすることになる。

それはプリント素子R₁〜R₃₂₀のどの素子が第２の書類
の最初のデータ・ライン（行０）にプリントされるかを
決定することになるレジスタ25に記憶された234ビット
の位置である。その結果、第２の書類にプリントされる
最初のデータ・ラインはプリント・ヘッド17の素子R₁〜
R₃₂₀の各位置に対して右に“1"位置シフトされることに
なる。それに伴い、書類上のプリント位置が変らないよ
う、書類又はヘッド17を右又は左にシフトすることがで
きる。

以上説明した第２の書類の“行0"のための動作は第２
の書類にプリントされるべき残りの17行又はラインの各
々について繰返えされ、位置制御値も又これら残りの17
行の各々のために“1"のままである。かくして、第３図
に示すように、第２の書類の第７及び第８文字の絶対位
置は第２図の対応する文字の絶対位置に比較して“1"位
置右にシフトされたということになる。第３図からわか
るように、位置制御値はここでは“1"に等しく、第８文
字の最右端はプリント・ヘッド素子の位置が150とな
る。

第４図に示すように、後続する位置制御値は０〜10の
サイクルを循環するようにプロセッサ21から発生する。
従って、第４図に示すように、連続する25枚の書類の第
８文字の各最右端のプリント・ヘッド素子の位置はその
シーケンスが再び繰返えされるまで、プリント・ヘッド
素子の位置151〜141間で順次シフトされる。残りの11文
字の最右端も第８文字の端部に従ってシフトされる。そ
のように、連続する書類にプリントされるべきデータの
フォーマットを上記のように書類ごとに変えると、プリ
ント・ヘッド17の感熱素子の使用をより平均化してプリ
ント・ヘッド17の動作寿命を延ばすように作用する。

第８図は第５図の8051マイクロプロセッサ21のブロッ
ク図である。第８図に示すように、マイクロプロセッサ
21はレジスタ40〜47から成る第１のレジスタ群39と、実
行するべきファームウェア・プログラムを記憶する読出
専用メモリー（ROM）49と、データを一時記憶するラン
ダム・アクセス・メモリー（RAM）51と、直列バッファ
・レジスタ（SBUF）55と、マイクロプロセッサ21の動作
を制御するための信号を発生するインストラクション・
デコーダ57と、ステッパ・モータ・ドライブ回路31（第
５図）に対する制御信号を発生し供給する制御回路61
と、水晶発振器27（第５図）からの6MHz信号に応答して
その出力に500kHzクロック信号を発生する12分割（÷1
2）カウント・ダウン回路63と、レジスタ及びRAMデコー
ダ65と、ROM49のソフトウェア・プログラムの制御のも
とに算術及び論理演算を実行する算術論理ユニット（AL
U）67と、内部バス69と、内部バスと第５図の他の回路
との間にデータ及び制御信号を双方向に通すポート70〜
73とを含むものである。レジスタ40は現位置制御値を記
憶するのに対し、レジスタ41は現在プリントされている
書類のプリントされた行の数を記憶する。

第９図は第５図の感熱プリント・システムの全体的流
れ図を示し、それは第５図及び第８図を参照して説明す
る。

プリント・サイクル動作の最初のサブルーチンに於い
て、マイクロプロセッサ21はポート71に制御信号を発生
してドライブ回路31を可能化し、プリント・ヘッド17を
定位置から行０位置に移動して書類に最初のラインをプ
リントすることができるようにステッパ・モータ及びプ
リント・ヘッド・ドライブ33を作動させる。次のサブル
ーチン（第10図）において、プリント・ヘッド17の感熱
素子R₁〜R_Nの固定位置に対してプリントされるべき文字
の相対位置を決定するための位置制御値をセットする。
シフトレジスタ25に次のラインのための適当なライン情
報を選択的に負荷するために、“行負荷”サブルーチン
を使用する。その後、シフトレジスタ25からラッチ35に
ライン情報（行データ）を移動させるためのラッチ・パ
ルスにより“発熱／冷却サイクル”サブルーチンが起動
され、T BURNパルスが発生されて感熱素子（印字ヘッド
素子）R1〜R320中の選ばれた素子を一定期間付勢させて
書類上にライン情報（行データ）がプリントされる。印
字エッド素子が付勢された後には、冷却サイクルにより
加熱されたヘッド素子が常温になるまで冷却される。

“発熱／冷却サイクル”サブルーチンの各実行ごと
に、レジスタ41に記憶されている行の数は現にプリント
されている書類にプリントされた行数を維持して１だけ
増加する。レジスタ41のカウントは一定数18（この例で
は）と比較されて、18行のプリントが終了がしたかどう
かを確認する。18行のプリントが終了していないと、第
９図のプリント・サイクル動作は継続的サブルーチンを
呼出してプリント・ヘッド（TPH）17を次の行位置に移
動し、“行負荷”及び“発熱／冷却サイクル”サブルー
チンを繰返すよう循環し、再び書類が18行プリントされ
たかどうかチェックする。これら３つのサブルーチンの
動作シーケンスは18行すべてがプリントされるまで繰返
えされる。18行すべてがプリントされると、次のサブル
ーチンを呼出して、プリント・ヘッド17を定位置に戻
し、レジスタ41を“0"の値にリセットする。それで、第
９図のプリント・サイクルは完了する。

この発明に関係のある第９図のキー・サブルーチンは
“位置制御値設定”及び“行負荷”の各サブールーチ
ン、それらはその後にプリントするためにレジスタ25
（第５図）に記憶されるべきデータの選択的ホーマット
化に作用する。それらのサブルーチンは第10図及び第11
図の流れ図及び第11図の回路において更に詳述する。

第10図の“位置制御値設定”サブルーチンは各プリン
ト・サイクルのスタートにおいて、プリント・ヘッド17
の感熱素子R₁〜R₃₂₀の固定位置に対するプリントするべ
き文字の位置を決定するのに使用される。第５図のシス
テムのパワーアップ時において、位置制御値は自動的に
“0"の値リセットされる。前述のように、位置制御値は
マイクロプロセッサ21のレジスタ40（第８図）に記憶さ
れる。

動作の際、“位置制御値設定”サブルーチンは比較動
作を実行して、ROM49（第８図）に記憶されているプロ
グラムがアキュムレータ53（第８図）に値10を移動する
ように制御し、次にこの値をレジスタ40（第９図）に記
憶されている位置制御値と比較して、位置制御値が10に
等しいかどうかを確認する。位置制御値は10より少い
と、１だけ加算される。その結果、この動作はレジスタ
25（第５図）に記憶されているプリント・ライン全体を
プリント・ヘッド17の１素子位置だけ右にシフトしたこ
とになる。位置制御値が10になると、レジスタ40の位置
制御値は値“0"にリセットされる。プリント・ラインが
完全に１回転又は１循すると、新サイクルが始まる。例
えば、第４図の表に見られるように、プリント・ライン
の第８文字の最右端の位置は共同する０〜10の位置制御
値によって、書類番号１〜11の各書類でプリント・ヘッ
ド素子位置151〜141間を回転する。そのような回転又は
置換が完了した後、位置制御値は０にリセットされ、書
類番号12〜22のためのプリント・ラインの新たな回転又
は置換を開始する。

第11図の“行負荷”サブルーチンは適切なプリント・
ラインをシフトレジスタ25（第５図）に負荷するのに使
用される。第11図の“行負荷”サブルーチンの動作の
際、最初10バイナリ０ビットがシフトレジスタ25にクロ
ックインされる。次に、シフトレジスタ25に234ビット
長のプリント・フィールドが負荷される。次に、６バイ
ナリ０ビットがシフトレジスタ25にクロックインされ
る。最終的に、位置制御値（第８図のサブルーチンで決
定した）に等しい多数のバイナリ０ビットがシフトレジ
スタ25にクロックインされ、プリントする書類に対する
希望する循環的シフトを得ることができる。

第12図は第11図の“行負荷”サブルーチンで述べた動
作を達成する回路を開始する。

直列データはマイクロプロセッサ21（第５図及び第８
図）からマイクロプロセッサ特別機能ポート73（第８
図）を介し、ポート73の“直列データ”及び“クロック
・ライン"23,29（第５図）を夫々通してシフトレジスタ
25に送信される。第12図の回路を使用することによっ
て、第１及び第２モードでライン23,29により、データ
及びブランクをレジスタ25に選択的に送信することがで
きる。第１のモードにおいて、第12図の回路から１又は
それ以上のブランクが出力されるのに対し、第２のモー
ドでは、第12図の回路からデータを出力する。本質的
に、第12図は“データ”を“直列データ”ライン23に、
及び“クロック”を“クロック“ライン29に供給するの
に使用するプロセッサ21（第８図）の一部の詳細なブロ
ック図である。

第１モードこの第１モードでは、マイクロプロセッサ21の直列バ
ッファ・レジスタ55は必要とされず、インアクティブ又
は休止状態である。フリップ・フロップ87,89はポート7
3の出力ラインの２つ以上を制御するように使用され
る。特に、それらは“直列データ”ライン23及び“クロ
ック”ライン29である。フリップ・フロップ87,89の使
用を通してマイクロプロセッサ21はプリント・ヘッド17
に対して個個々のデータ・ビットを送信する能力を有す
る。

この第１モード中、レジスタ55の出力及びＤ型フリッ
プ・フロップ75のＱ出力はすべて“ロー”である。それ
は、レジスタ55及びフリップ・フロップ75に前から負荷
されていたデータは12分割カウント・ダウン回路63の出
力から発生した500kHzシフト・クロックによって自動的
にクロックアウトされているという事実のためである。
レジスタ55及びフリップ・フロップ75の“ロー”出力は
ノア・ゲート77の入力に供給され、同ゲート77からオア
・ゲート79を通してナンド・ゲート83・85の第１の入力
に対し“ハイ”出力を供給する。その結果、ナンド・ゲ
ート83,85の出力は夫々フリップ・フロップ87,89のＱ出
力の反転状態となる。

マイクロプロセッサ21内のデコード・ロジック（図に
示していない）はインストラクション・デコーダ57（第
８図）がデータを内部バス69のライン69₁及び69₂を介し
て個々にフリップ・フロップ87,89の各々に対して選択
的に送信させるようにする。従って、ROM49（第８図）
に記憶されているプログラム・ルーチンを構成する１群
のインストラクションを実行することによって、マイク
ロプロセッサ21は“直列データ”ライン23及び“クロッ
ク”ライン29に適当なタイミング・シーケンスで信号を
発生することにより、１個のデータ・ビットをプリント
・ヘッド17のシフトレジスタ25にシフトすることができ
る。この能力はこの第１モード中10バイナリ０ビットを
シフトレジスタ25（第５図）にクロックインするのに使
用される。これはROM49（第８図）からのインストラク
ションを実行することによって達成され、これはフリッ
プ・フロップ87のＤ入力に対するライン69₁に零（０）
を挿入し、次にフリップ・フロップ87のクロック入力に
“ラッチするべく書込”信号を供給して、その“0"をフ
リップ・フロップ87に書込むようにする。このフリップ
・フロップ87のバイナリ０又は零はナンド・ゲート83で
バイナリ“1"に反転して電界効果トランジスタ（FET）9
1に送られる。トランジスタ91がターンオンすると、
“直列データ”ライン23を“0"又は“ロー”状態に引っ
張る。

次に、ROM49からのインストラクショをまず実行する
ことによって“クロック”ライン29に“クロック”パル
スを発生する。それはフリップ・フロップ89のＤ入力に
対するライン69₂に“0"を送り、フリップ・フロップ89
のクロック入力に“ラッチするべく書込”信号を供給し
てフリップ・フロップ89にその“0"を書込むようにす
る。そのフリップ・フロップ89の“0"（又はバイナリ
０）はナンド・ゲート85で反転されてFET93をターンオ
ンし、“クロック”ラインを“0"又は“ロー”状態に引
っ張る。このインストラクションの実行直後、ROM49か
らの追加のインストラクションを実行してフリップ・フ
ロップ89にバイナリ“1"を書込み、その後クロック・ラ
イン29をバイナリ“1"又は“ハイ”状態に上昇する。

このレベル置換は“直列データ”ライン23の“0"又は
“ロー”状態をシフトレジスタ25に負荷又はクロックす
る。以上のシーケンスは更に９回繰返えされて、合計10
バイナリ０ビットをシフトレジスタ25（第５図）にクロ
ックインする。10個のバイナリ０ビットをシフトレジス
タ25にクロックインすると、フリップ・フロップ87の出
力は“ハイ”にセットされて、レジスタ55を可能化する
ことができる。

第２モードこの第２モードにおいて、直列バッファ・レジスタ55
はROM49（第８図）に記載されている特別文字ビット・
マップ・データを８ビット群としてシフトレジスタ25に
転送するのに使用される。この時点におけるプリントさ
れるべき特定の文字シーケンスはRAM51に記載され、デ
ータ・ポート70（第８図）を介してホスト（図に示して
いない）からマイクロプロセッサ21に予め転送されてい
るということに注目するべきである。

ROM49に記憶されているプログラム・ルーチンを構成
する一群のインストラクションは与えられた文字に関す
るビット・マップ・データの２バイトの最初の１バイト
を内部バス69に記憶させる。次に、これらインストラク
ションは“ロー”パルスを“SBUF書込”ライン94を介し
てレジスタ69の書込入力（）に供給して、バス69のデ
ータ・バイトを直列バッファ・レジスタ55に転送するこ
とができる。この時点において、この“SBUF書込”ライ
ン94の“ロー”パルスはフリップ・フロップ75のセット
入力（Ｓ）にも供給されてフリップ・フロップ75のＱ出
力を“ハイ”にセットする。

レジスタ55の“0"でない内容はノア・ゲート77の出力
を“ロー”にし、オア・ゲート79,81を可能化して、そ
れらの他の入力に入った信号を通過させるようにする。
レジスタ55及び12分割カウント・ダウン回路63の直列出
力は夫々オア・ゲート79,81の他の入力に供給される。

レジスタ55の８ビット幅並列負荷データはレジスタ55
からの“シフト・クロック”によって可能化されたオア
・ゲート79、ナンド・ゲート83及びFET91を介して“直
列データ”ライン23に直列にクロックされる。シフト・
クロックは、又可能化されたオア・ゲート81、ナンド・
ゲート85及びFET93を介して“クロック”ライン29に
“クロック”として送出される。レジスタ55への８デー
タ・シフトと８シフト・クロックとは信号が“ロー”と
なってフリップ・フロップ75の出力が“ロー”になるま
で、“ハイ”状態の“SBUF書込”信号によって保証され
る。この時点において、レジスタ55の８ビットすべてが
レジスタ55からクロックアウトされると、該レジスタを
再び０状態又は“ロー”出力にセットする。フリップ・
フロップ75の“ロー”出力とレジスタ55の“ロー”出力
とはノア・ゲート77から“ハイ”出力を発生させて、オ
ア・ゲート79,81が他のデータを通すことを防止する。

レジスタ55から最初の８ビットをクロック・アウトし
た後、更に続くROM49からのインストラクションは最後
の８文字ビットをフェッチする。これら最後の８文字ビ
ットはレジスタ55に負荷される。すなわち、これら８文
字ビットをクロックインするために上記の動作を反覆す
る。

このシステムの動作を第１モードに簡単に逆戻りし
て、隣り合う文字間の６ビット・ギャップのための６バ
イナリ０ビット６の残りの４ビットをマイクロプロセッ
サ21からレジスタ25にクロックインする。隣り合う文字
間の６ビット・ギャップのための最初の２バイナリ０ビ
ットはレジスタ55に負荷された最後の８ビットの最後の
２ビット位置に含まれていたということに注意しよう。
第12図の回路はここで１つの完全な14ビット文字と６ビ
ット・ギャップ用６バイナリ０ビットとを転送した。

以上説明した第２モードにおける８ビットと、更に第
２モードにおける他の８ビットと、第１モードにおける
各文字のための４ビットとの送信のための第12図の動作
は合計234ビットがシフトレジスタ25に転送記憶される
まで12文字すべてのために継続される。

シフトレジスタ25の負荷を完成するため、第12図の回
路が更に74個のバイナリ０ビットを発生して前述の第１
モードの動作に使用する。この時点で、合計320ビット
情報がプロセッサ21から送信され、12文字情報の前に10
バイナリ０ビットと12文字情報の後に74バイナリ０ビッ
トとを送信する。

最終的に、プリント・ヘッド17の有効寿命を延ばすた
め、“直列データ”ライン23の第１モードの動作（前述
した）に従い、レジスタ40（第８図）に記憶されている
位置制御値を使用してその位置制御値に等しいビット数
の位置だけシフトレジスタ25の内容をシフト又は置換す
る。これは第１モード動作において位置制御値に等しい
数のバイナリ０ビットをシフトレジスタ25に更にクロッ
クインすることによって達成される。この動作の総体的
効果はシフトレジスタ25に記憶されている文字データを
第４図の表に示すように、11の可能な相対的スタート位
置の１つにシフト又は置換することである。

かくしてこの発明はプリント・ヘッドの各素子でプリ
ントされるべき文字のプリント・ライン全体を書類ごと
に選択的にシフトすることによって感熱プリンタの感熱
プリント・ヘッドの動作寿命を増加又は引き延ばすシス
テム及び方法を開示したということがわかる。

以上、この発明の一実施例を説明したが、数々の変化
変更をなしうることは明らかである。例えば、この発明
の説明の一部に取入れることができる米国特許出願第64
0,894号（前述した）に記載のシステムに従って、プリ
ント・ヘッドに欠陥感熱素子を検出したときに、関連す
る位置制御値に対する欠陥素子の位置をメモリーに記憶
しておき、上記のこの発明による位置制御サイクルの各
繰返し動作において、その位置制御値をスキップするよ
うに制御することができる。この方法によると、欠陥素
子は常に、プリント・ラインが書類から書類に順次シフ
トされた場合でも、隣り合う文字位置間のギャップの中
にあることになる。従って、この発明の概念はそれを適
用できるすべてに含まれるように変更可能であり、広い
適用範囲を有する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明のサーマル・プリンタ
によると、たとえ同じデータだけを印字し続けたとして
も、印字ヘッド素子が一定の周期でシフトされるので、
各印字ヘッド素子が均一に使用されることになり、各素
子の寿命が平均化し、印字ヘッド全体の有効寿命を大幅
に伸ばすことができた。

また、この発明の印字方向によると、印字ヘッド素子
に対する印字データのシフトに合わせて印字ヘッド位置
を逆方向にシフトされるので、印字ヘッド素子と印字デ
ータの相対位置をシフトしたとしても印字位置をずらさ
ないで正確な位置に印字できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は小切手のような書類上にこの発明によるプリン
タによって標準12文字の金額フィールドがプリントされ
ている書類の略図、第２図は第１図の第７番目及び第８番目のドット・マト
リックス文字“0"を拡大した図、第３図は次の書類に第７番目及び第８番目のドット・マ
トリックス文字“0"をプリントするために第２図の第７
番目及び第８番目の“0"文字位置からシフトした場合を
表わす図、第４図は連続した25枚の書類又は別のプリント・ライン
の８文字位置の最右端のプリント素子位置のシフトを表
わす表を示す図、第５図はこの発明の好ましい実施例のブロック図、第6A図乃至第6D図は最初の書類のためにプリントされる
べき行又はラインの234データ・ビット及び86バイナリ
“0"の位置決めのための工程を例示する図、第7A図乃至第7D図は第２の書類のためにプリントされる
べき行又はラインの234データ・ビット及び86バイナリ
“0"の位置決めに含まれている工程を例示する図、第８図は第５図のマイクロプロセッサのブロック図、第９図乃至第11図は複数の連続した書類の各々の夫々の
番号の機能としていかに文字の位置がシフトされるかを
示した感熱プリント動作の各工程を示す流れ図、第12図は直列データ・ラインに供給されるデータを選択
的にホーマット化する第８図のマイクロプロセッサの一
部の詳細なブロック図である。図中、11……小切手、13……金額フィールド、15……感
熱プリント・システム、17……プリント・ヘッド、19…
…電圧レジュレータ、21……プロセッサ、23……直列デ
ータ・ライン、25……シフトレジスタ、27……水晶発振
器、29……クロック・ライン、31……ステッパ・モータ
・ドライブ回路、33……ステッパ・モータ及びプリント
・ヘッド・ドライブ、35……ラッチ、R₁〜R_N……感熱素
子、Q₁〜Q_N……NPNドライバ・トランジスタ、Q₁〜G_N…
…ゲート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−24116（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−135176（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−55262（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−220374（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−223072（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ドット・マトリクス・プリンタにおいて、（イ）ドット・マトリクスの行方向に配列された複数
の熱印字要素に対応させて印字すべき文字の行方向のド
ット情報である行ドット・データを作成し、（ロ）前記行ドット・データに従って前記熱印字要素
を選択的に付勢して、印字すべき文字のドット行を熱的
に印字し、（ハ）前記（イ）及び（ロ）の工程を文字を構成する
全てのドット行について繰り返すことにより印字すべき
文字を印字し、（ニ）予め定められた行数の文字を印刷する前に、ま
たは印字用紙が変わる毎に前記熱印字要素と前記行ドッ
ト・データとの相対位置をドット単位分シフトし、（ホ）前記熱的印字要素と前記行ドット・データとの
相対位置を選択的にシフトする度に、前記熱的印字要素
の印字用紙に対する物理的位置を前記シフト方向と逆方
向に前記ドット単位分だけシフトし、（ヘ）前記シフト量が所定値に達したときにシフト量
を零の初期値に戻して前記（イ）乃至（ホ）の工程を繰
り返す、ことにより印字を行うサーマル・プリンタの印字方法。