JPH02305657A - サーマルプリンタの印字制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はサーマルプリンタに関し、特にその発熱要素の
駆動結果によって発熱制御する履歴制御に関する。

〔従来の技術〕

従来からサーマルプリンタでは、サーマルヘッドの連続
使用時の熱蓄積による印字品位の低下を防止するため、
様々な方法が用いられて来ている。

その中には特公昭５５−４８６３１の様に、　ドツトご
とに前のデータを記憶して通電時間を決定する方法や、
特公昭５７−１８５０７の様に駆動周期によって通電時
間を変える方式などが用いられている。これらを一般に
履歴制御方式と言う。

〔発明が解決しようとする課題〕

これら従来例では一般にＣＰＵによってデータ処理をし
ながら、サーマルヘッドのドライブＩＣへ順次データを
送出する方式が一般的であった。

このような方式では、サーマルプリンタを高速に動作さ
せようとしても処理が追いつかずサーマルプリンタの高
速化の障害となっていた。

本発明の目的は、このような従来の問題点を除去し、高
速でかつ、印字品質のよいシリアル型サーマルプリンタ
の印字制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数の発熱要素を有するサーマルヘッドを用
いて印刷するサーマルプリンタに於て、前記発熱要素の
現在及び過去の駆動データを記憶する記憶回路と、該記
憶回路に接続され任意の発熱要素の通電時間を現在の駆
動データを出力するための主通電区間と過去の駆動デー
タに対応する複数の副通電区間とに分割して出力するゲ
ート回路と、前記サーマルヘッドの温度もしくはその放
熱板温度を検出する感熱素子を包含し前記発熱要素への
通電時間の基準値を発生する基準パルス発生回路と、該
基準パルスのパルス幅を印刷動作中の所定周期毎に計測
する第１の計測手段と、前記基準パルスのパルス幅と前
記主通電区間及び副通電区間との比を記憶する記憶手段
と、前記基準パルスの計測結果に基づいて前記ゲート回
路に前記複数の通電区間を設定するため前記記憶手段内
の比を参照し前記通電区間の区間パルス幅を演算する手
段と、演算結果に基づいて前記主通電区間と副通電区間
の時間を発生させる第２、第３の計測手段と、該計測手
段を交互に駆動させる制御手段と、前記第２、第３の計
測手段から得られた時間を周期信号に変換する周期信号
発生手段と、該周期信号を通電区間信号に変換し前記ゲ
ート回路に与える通電区間信号発生回路と、前記ゲート
回路の出力信号に応答し、前記発熱要素への通電をオン
オフするヘッドドライブ回路とを有することを特徴とす
るサーマルプリンタの印字制御装置である。

〔実施例〕

第１図は本発明によるサーマルプリンタの印字制御装置
を用いたターミナルプリンタの一実施例の構成を示す略
図である。

１は複数の発熱要素１ａを有するサーマルヘッド、２は
このサーマルヘッドをドライブするヘッドドライブ回路
、３はＣＰＵ４とサーマルヘッドとの間に挿入されサー
マルヘッドの発熱量をドツトごとに制御するヘッド制御
回路（以下ＨＣＵと略す）、１５はサーマルヘッド１の
周囲温度もしくは基板温度を検出するサーミスタ１９を
有し、ＣＰＵ４からのＴＲＩＧ入力に同期してパルスを
発生し、発熱要素への通電時間の基準量を決定する基準
パルス発生回路、１２はＲＯＭ、１３はＲＡＭ、１７は
データバス、１８はアドレスバス、１４はＣＰＵ４に内
蔵されたタイマー回路であり前記基準パルス発生回路１
５のパルス幅を測る計測手段、２０は電源ｖｈ入力端子
をそれぞれ示している。

ＣＰＵ４は、−例として８ビツトのＣＰＵを示し、Ｗ１
端子８及びＩ１０ボート、タイマー回路１４などを有し
ている。

ＨＣＣｌ３はユニット回路としてＣＰＵの一種のペリフ
ェラルとして働き、ＲＯＭ　１２、ＲＡＭｌ３と同様メ
モリマツプ上の特定の番地に割り当てられる。デコーダ
１６はこのユニット回路をアクセスするためのＣ８端子
７に接続される。５はデータバス１７に接続されるデー
タ入力端子、６はアドレスバスの下位２ビツトを入力す
るアドレス入力端子である。

第２図は本発明による印字制御装置のヘッド制御回路Ｈ
ＣＵ３の詳細回路図である。

データ入力端子５はＤ＠〜Ｄ７の８ビツトデータがパラ
レルに入力可能である。

２１〜２９は８ビツトのデータを保有するデータラッチ
回路をそれぞれ示し、２１〜２３はヘッド駆動信号のＨ
１！〜Ｈ７のデータを、２４〜２６はＨ８〜Ｉ（１５の
データを、２７〜２９はＨａｓ〜Ｈ２３のデータをそれ
ぞれラッチしている。

ヘッド駆動出力は一例として２４ドツトのサーマルヘッ
ドを駆動するものとして２４コの出力端子ＨＩＩ−Ｈ２
４を有している。

３１は現在のへラドデータの１ビツト列分を保持するラ
ッチ回路群であり、３２は１回前の過去のデータの１ビ
ツト列分を３３は２回前の過去のデータの１ビツト列分
をそれぞれ保有するラッチ回路群を示している。

３０はアドレスデコーダであり、ＣＰＵのデータ出力の
アドレス情報によってヘッドデータを８ビツトごとに振
り分けて格納したりサーマルヘッドへの通電時間を決定
する通電区間信号を発生する機能を有している、−例と
してアドレスデータの下位３ビツトＡＯ１ＡＩ、Ａ２の
ビット情報によってデータラッチ回路２１．２４．２７
を選択可能である。

ＣＰＵ４からデータバスにヘッド駆動データが出力され
ると同時に、７１信号が出力され、あらかじめＣＰＵ４
のメモリマツプ上に定めたアドレス情報によってＣ８端
子がアクセスされ、アドレスバスの下位３ビツトの情報
によってデータラッチ回路２１．２４．２７のそれぞれ
にデータが転送される。すると既に格納されていたデー
タは、第２図の右方向、例えばデータラッチ回路２１の
データはデータラッチ回路２２へと言うようにシフトさ
れ過去のデータとして順次保持される。

３４はＣＰＵ４からの周期信号に変調された区間パルス
を通電区間信号として復調する通電区間信号発生回路で
あり、パイナリイヵウンタ３５とインバータ３５ａ、Ａ
ＮＤ回路３５ｂからなっている。９はパイナリイカウン
タのクロック入力端子、１０はリセット入力端子であり
、アドレスデコーダ３０に接続されている。クロック入
力は、周期を可変して転送されてくるパルス信号であり
、この周期を選択的に取り出して区間信号をつくるのが
通電区間信号発生回路３４である。

第２図のゲート回路３７　（Ｇｏ）は通電区間信号発生
回路３４の出力信号と記憶回路の駆動データとを混合し
発熱要素へのヘッド駆動信号を出力するものであり、過
去の駆動データに対応する第１のゲート回路３８と現在
の駆動データに対応する第２のゲート回路４０と過去の
駆動履歴に応じて予熱パルスを加える第３のゲート回路
３９とから構成されている。通電区間ｔ３、ｔｌ、ｔｌ
は過去の駆動データに対応する副通電区間であり第１の
ゲート回路に入力され、通電区間ｔｏは現在の駆動デー
タに対応する主通電区間であり第２のゲート回路に入力
される。副通電区間のうちｔｌは予熱パルス用として第
３のゲート回路にも入力される。

第３図はアドレスデータと機能の関係を示す説明図であ
り、Ａ２＝Ｏのときの下位２ビツトの情報によって３つ
のデータラッチ回路を選択的にアクセス可能である。デ
ータがセットされた後、所定のアドレスをアクセスし通
電信号入力端子９．１０にパルスが入力されると発熱要
素への通電がなされる。

第４図はこの通電区間信号発生回路の入出力波形を示す
タイミング図であり、４１はリセット入力端子１０の入
力波形、４２はクロック入力端子９の入力波形を示して
いる。クロック入力信号は周期が順次変化するものであ
る。パイナリイカウンタ３５がリセット入力後、このク
ロックを受は取ると４ビツトのコードに変換する。これ
をインバータ３５ａ、ＡＮＤ回路３５ｂによって、４３
〜４６の出力波形に変換する。４３は３６ａの端子の出
力波形、４４は３６ｂ端子の、４５は３６Ｃ端子の、４
６は３６ｄ端子の出力波形をそれぞれ示していてそのパ
ルス輻はそれぞれＬ３、ｔｌ、ｔｌ、ｔｏである。これ
らのパルス幅は発熱要素の通電時間となり、過去の駆動
履歴と対応させた通電区間として発熱要素に付与される
。

第５図は本発明による印字制御装置のサーマルヘッドへ
の通電方法を示す説明図であり、５１．５２．５３は記
憶回路３１．３２．３３内のデータをそれぞれ示し、５
１は現在の、５２は一つ前の回の、５３は二つ前の回の
データを示している。

５４〜５８はヘッド駆動信号の出力波形を示していて、
５４はＨ＠端子の、５７はＨ７端子の、５８はＨｏ＠端
子の出力波形をそれぞれ示している。

第５図では５３が印刷開始時のデータとして示している
。通電初回に通電オンのドツトは全ての通電区間が通電
される全通電時間が印加され、通電オフのドツトはｔ１
区間が予熱パルスとして付与される。この予熱パルスは
サーマルヘッドの基板温度を高めるだけでドツトを形成
することはない。

一つ前のタイミングで自己の発熱要素の通電データがオ
ンであると斜線部で示したｔ３区間が削減され（出力波
形５４に示す）、二つ前のタイミングで駆動データがあ
るとｔ２区間が削減され（出力波形５７に示す）、これ
が連続していると、ｔ３＋ｔ２区間が削減される（出力
波形５４に示す）。前回の駆動結果で隣接した双方のド
ツトが通電オンである時はｔ１区間が削減される（出力
波形５６に示す）。そして全ての削減しようとして比較
されるデータがオンデータであって自己の現在のデータ
がオンの時は、ｔｏ区間のみが通電オンとなる。逆に削
減しようとして比較されるデータがオフデータで、かつ
現在のデータがオフの時は予熱パルスが与えられる。こ
のような駆動データの比較と通電区間の選択をゲート回
路３７が行なっている。

ヘッド制御回路２はゲートアレイ化しランチップとする
ことによってきわめて簡略な構成を有するサーマルプリ
ンタを実現することが可能となる。

これはサーマルプリンタを用いたターミナルプリンタば
かりでなく、ポータプルワードプロセッサなどの小型化
指向の機器に組み込む場合きわめて重要な要素である。

本実施例では一例として過去のデータを二回前まで記憶
する例で示したがこれを三日、四回として通電区間の数
を４回、５回と増加することが可能であり、このように
することによって更にきめ細かな履歴制御を実現するこ
とができる。

第６図は基準パルス発生回路１５の一実施例とタイマー
回路の略図である。

抵抗器６１．６２サーミスタ１９によって基準電位発生
回路を、トランジスタ６４、コンデンサ６３、抵抗器６
５によって充放電回路を構成している。６６は電圧比較
回路、６７は出力用プルアップ抵抗器を示している。

ＴＲＩＧ入力端子１５ａへＣＰＵがら信号が入力される
と出力端子１５ｂからサーミスタ１９の働きによってサ
ーマルヘッドの温度に対応したパルス幅ＴＷのパルス波
形が出力される。ＣＰＵ４はタイマー回路１４を用いて
これを計測し、サーマルヘッドに設置された発熱要素へ
の基準通電時間を得ることができる。タイマー回路１４
内には少なくとも３ユニツトのタイマー回路１４ａ、１
４ｂ、１４ｃが存在している。

第７図は通電区間の比の一例を示す説明図であり、熱転
写時の１０を１００として示している。

これらはインクリボンの種類や印刷紙の種類などに応じ
て変更することが可能である。この比をテーブルとして
ＲＯＭ１２内に設置し、印字モードや印字スピードに応
じて、基準パルス発生回路１５の出力パルス幅ＴＷとこ
のテーブル内の値との積を求め容易に各々の通電区間を
設定することが可能となる。例えば計測値が４００μＳ
であれば、ｔ　３　＝　４００　Ｘ　８０／　（８０＋
４０＋２０＋１００）ｔ：ｊ＝１３３μｓ　（熱転写時
） となる。

このように基準パルス発生回路のパルス幅ＴＷは、全通
電時間をＴＷとしてこれから通電区間の比によって分割
して求めることができる。このとき、基準パルス発生回
路１５に印字モード等によって出力パルス幅を可変でき
るよう切り換え回路を増設すればよい。

基準パルスのパルス幅は全通電区間に限定されるもので
はなく主通電区間を出力するものでも良い。

［動作］ 第８図はヘッド駆動時のタイミングを示す説明図であり
、以下に詳述する。Ｔ　ａ、　　Ｔ　　＋、Ｔ　２は通
電周期を示し、通電周期に同期して基準パルス発生回路
１５にトリガ出力ＴＲＩＧを出力する。

パルス幅ＴＷの出力端子はＣＰＵの割り込み端子（ＩＮ
Ｔと略す）４ａに入力されてサーマルヘッドの温度に応
じたパルス幅ＴＷをタイマー回路１４ａで読みとる。次
のタイミング周期でにこれに応じた発熱要素への主通電
区間及び副通電区間の区間パルス幅をＲＯＭ内の基準比
を参照して演算処理して求め、これを内蔵のタイマー回
路１４ｂ、１４ｃを交互に用いてカウントし、この出力
時間に同期してＨＣＵの所定アドレスをアクセスするこ
とによって周期信号として出力する。−例としてタイマ
ー１４ｂにｔ３をセットした後タイマー１４ａが作動中
にタイマー１４ｃにｔ２をセットしタイマー１４ｂのカ
ウント動作が終了したらタイマー１４ｃを起動しタイマ
ー１４ｂにｔｌをセットするといった手順である。更に
所定の時間が計測される毎にＣＰＵはＨＣＵの所定アド
レスをアクセスし周期信号を発生させ通電区間信号発生
回路のクロック入力信号として出力する。

タイマーをこのように複数個用いることによって精度の
高い時間が得られＣＰＵの処理速度に影響されず正確な
通電制御が可能となる。更にタイマー出力の処理も遅延
時間が最小となるようＣＰＵの内部割り込み機能を用い
ている。このようにタイマー回路を複数装備したＣＰＵ
４は区間パルス幅演算手段とタイマーの駆動制御手段を
周期信号出力手段兼ねていることになる。パルス幅ＴＷ
の読み取りはヘッドの駆動周期ごとに行ない、時々刻々
と変わるサーマルヘッドの温度に対応させることによっ
て蓄熱を防止し良好な印字品質を実現できる。

又、ＣＰＵ４は、インクリボンの種類や紙の種類に応じ
て、全通電時間、通電区間の帽を便宜可変して通電信号
を出力するため、これらの印字のモードに対応したパル
スの基準比を読みだしパルス幅を演算処理し周期信号に
変換して出力する。

第９図は基準パルス発生回路及びその周辺部の他の実施
例の略図であり、サーマルヘッドの駆動温度特性に一致
させた温度−パルス幅特性を持たせた回路である。

９１は定電流回路を形成するオペアンプでありトランジ
スタ９４から所定の定電流１１がコンデンサ９２に供給
されるトランジスタ９８は電流値工１を変換するもので
あり前記した印字モードによってＴＷ出出力パルス音切
り換えるときに用いるものである。Ｔ／Ｄ端子はこの入
力端子である。

９５はサーマルヘッドの温度を検出しリニアライズした
電位に変換するオペアンプである。この出力電位Ｖｋと
コンデンサの電位を電圧比較回路９６に入力しＴＲＩＧ
入力後からＶｋ電位までの充電時間をパルス幅出力とし
て出力する。更にこの出力はトランジスタ１００にイン
バータ９７を介して接続されヘッドドライブ回路をＩＣ
化したヘッドドライブＩＣ１０１の電源端子をオンオフ
する。コンデンサ９９はトリガ入力時のみトランジスタ
９３が作動しないように挿入された保護用の素子であり
このように接続することによってサーマルヘッドの異常
時の通電を防止することが可能となる。

温度−パルス幅特性に影響する抵抗器１１１から１１６
、及びボリウムＶＲを実験によって選定することによっ
て広い範囲の温度条件に置いて良好な印字特性を実現す
ることが可能となった。

本実施例によれば測定したパルス幅を所定のパルス幅の
比率で分割することによって容易に通電区間の値を求め
ることができ補正などが不用となりパルス幅テーブルを
簡略に作製可能である。

基準パルスの計測は毎通電周期に限定されるものではな
く印字スピードが遅い場合や放熱板が大きい場合は２周
期毎とか３周期毎とか間引くことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば過去の駆動履歴によるデータ処理をＣＰ
Ｕで行なう必要がないため、ＣＰＵの高速処理が可能と
なり、サーマルプリンタの印字スピードを上昇すること
が可能となる。

又、ゲートアレイ等によってヘッド制御回路をユニット
化することにより、これをＣＰＵのメモリマツプ上に割
り当て、データバス、アドレスバスと直結しＣＰＵから
直接データを書き込むだけでよいためきわめて簡単な構
成で、複雑な処理を可能とした。

更に、通電区間を発生する基準信号として周期に変調し
た区間パルス信号をＣＰＵ内部で発生することができ、
記憶される過去のデータが増加したときも回路負担が少
ないという利点を有している。又、印刷紙、インクリボ
ンの種類によって通電区間を可変したり、予熱パルスの
帽を変更したりする場合もＣＰＵ４が、これら印字モー
ドの種別を判断し、ＲＯＭ１２内に設置されたテーブル
から容易に通電区間を求め、これを周期信号に変換する
だけで良いため、きわめて簡略な方法で最適な通電時間
を設定することが可能である。

以上詳述したごとく本発明によるサーマルプリンタの印
字制御装置は、発熱要素を用いて印刷する如きあらゆる
タイプのプリンタに応用が可能でありきわめて有益なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサーマルプリンタの印字制御装置
を用いたターミナルプリンタの一実施例の構成を示す略
図。 第２図は本発明の印字制御装置のヘッド制御回路ＨＣＵ
３の詳細回路図。 第３図は本発明のヘッド制御回路のアドレスデータと機
能の関係を示す説明図。 第４図は本発明の印字制御装置の通電区間信号発生回路
の入出力波形を示す説明図。 第５図は本発明の印字制御装置のサーマルヘッドへの通
電方法を示す説明図。 第６図は本発明の印字制御装置に用いる基準パルス発生
回路及びタイマー回路の一実施例の略図。 第７図は本発明の印字制御装置の通電区間の比の一例を
示す説明図。 第８図はヘッド駆動時のタイミングの説明図。 第９図は基準パルス発生回路及びその周辺部の他の実施
例の略図。 １・・・・サーマルヘッド ２・・・・ヘッドドライブ回路 ３１．３２．３３・・・記憶回路 ４・・・・計測手段の駆動制御手段、周期信号発生手段
、区間パルス幅演算手段、 ＣＰＵ １５・・・基準パルス発生回路 １４・・・タイマー回路 ３４・・・通電区間信号発生回路 ３７・・・ゲート回路 以上 出願人　　　セイコーエプソン株式会社代理人　　弁理
士　鈴木喜三部　他１名第１図 ６１　１５ａ６４６５　　　　　　　　　　６７第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）複数の発熱要素を有するサーマルヘッドを用いて、
   サーマル紙又は熱転写リボンを介してドットを形成しな
   がら普通紙に印刷する如きサーマルプリンタであつて前
   記発熱要素の駆動履歴を少なくとも過去２回以上を記憶
   し、この記憶結果に基づいて前記発熱要素のそれぞれの
   通電時間を制御する如きサーマルプリンタに於て、前記
   発熱要素の現在及び過去の駆動データを記憶する記憶回
   路と、該記憶回路に接続され任意の発熱要素の通電時間
   を現在の駆動データを出力するための主通電区間と過去
   の駆動データに対応する複数の副通電区間とに分割して
   出力するゲート回路と、前記サーマルヘッドの温度もし
   くはその放熱板温度を検出する感熱素子を包含し前記発
   熱要素への通電時間の基準値を発生する基準パルス発生
   回路と、該基準パルスのパルス幅を印刷動作中の所定周
   期毎に計測する第１の計測手段と、前記基準パルスのパ
   ルス幅と前記主通電区間及び副通電区間との比を記憶す
   る記憶手段と、前記基準パルスの計測結果に基づいて前
   記ゲート回路に前記複数の通電区間を設定するため前記
   記憶手段内の比を参照し前記通電区間の区間パルス帽を
   演算する手段と、演算結果に基づいて前記主通電区間と
   副通電区間の時間を発生させる第２、第３の計測手段と
   、該計測手段を交互に駆動させる制御手段と、前記第２
   、第３の計測手段から得られた時間を周期信号に変換す
   る周期信号発生手段と、該周期信号を通電区間信号に変
   換し前記ゲート回路に与える通電区間信号発生回路と、
   前記ゲート回路の出力信号に応答し、前記発熱要素への
   通電をオンオフするヘッドドライブ回路とを有すること
   を特徴とするサーマルプリンタの印字制御装置。